Магнитострикционный привод импульсной подачи электрода- инструмента

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ . СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (i i)931344 (61) Дополнительное к авт.. свид-ву— (22) Заявлено 13.10.80 (21) 2992875/25-08 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. К .

В 23 P 1/02

Гннуднрстнмнаб ннмнтет

СССР нв дннам пзебретеннй н ofaJlhmlli (53) УДК 621.9. .048.3 (088.8 ) Опубликовано 30.05.82. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 05.06.82 (72) Авторы изобретения

Н. И. Иванов, Ю. С. Тимофеев и П. Т. Никифо р в

Я Ф 1

t (71) Заявитель (54) МАГНИТОСТРИКЦИОННЫИ ПРИВОД ИМПУЛЬСНОЙ

ПОДАЧИ ЭЛЕКТРОДА-ИНСТРУМЕНТА

Изобретение относится к электрообработке, в частности к устройствам для точных перемещений с весьма малой скоростью (0,1 мм/мин и менее) электродов-инструментов при различных.процессах на электрохимических,,электроэрозионных ультразвуковых и других электротехнологических станках.

Известно устройство для магнитострикционной импульсной подачи, выполненное в виде магнитострикционного стержня и соос- 1о но с ним соединенной винтовой пары; параллельно которым. расположена вторая винтовая пара. Стержень с винтом и второй винт нагружены осевой силой и находятся под воздействием переменного по величине крутящего момента, создаваемого асинхрон-ным двигателем через две червячные передачи. При малой величине крутящего момента, соответствующего пониженному напряжению на асинхронном двигателе, создается лишь натяг в системе, не преодолевающий го осевой силы, и в этом случае осуществляется точная подача,посредством магнитострикционного стержня, на обмотку которого подается пульсирующее напряжение. При большей величине крутящего момента, соответствующей полному напряжению на асинхронном двигателе, происходит ускоренная подача от винтовой пары (1).

Недостаток известного устройства состоит в том, что этот привод полностью не удовлетворяет требованиям, предъявляемым технологическими схемами электрообработки, когда процесс электрообработки происходит при рабочих зазорах 10 — 50мкм со скоростью 0,05 — 10мм/мин, а электро-инструмент, в общем случае, может совершать движения по определенным циклограммам при значительных усилиях, действующих на него.

Цель изобретения — повышение жесткости и точности перемещений, а также упрощение конструкции привода.

Указанная цель достигается тем, что в магнитоетрякцяояном приводе импульсной подачи, винты жестко смонтированы соосно на противоположных торцах магнитострикционного стержня, между одним из которых и корпусом расположена пружина сжатия, причем винты находятся в зацеплении с гайками, подпружиненными спиральными пру931344 жинами, резьба этих пар выполнена самотормозящейся, профиль резьбы гаек выполнен большим профиля резьбы винтов на величину гарантийного зазора.

На фиг. изображен магнитострикционный привод, общий вид в разрезе; на фиг. 2 профиль резьбового соединения винтовых пар; (узел на фиг. 1); на фиг. 3 — схема постоянного натяга в винтовых парах (разрез А-4 на фиг. 1.).

Магнитострикционный привод состоит из рабочего стержня 1, намагничивающеи катушки 2, вставленной во внутрь стакана 3, который с крышкой 4 образует корпус привода. На концах рабочего стержня 1 посредством штифтов 5 и 6 закреплены винты 7 и 8

1О с трапециедальной резьбой, причем угол наклона витков резьбы обеспечивает ее самоторможение. Для фиксации винтов 7 и 8, а следовательно и рабочего стержня 1 служат две гайки 9 и !О, подпружиненные спиральными пружинами 11 и 12, которые создают крутящий момент постоянно. Для предотвращения поворота рабочего стержня 1 с винтами 7 и 8 установлена выдвижная шпонка

13. Постоянное поджатие рабочего стержня

1 и винтов 7 и 8 к гайкам 9 и 10 осуществляется пружиной 14, которая также создает предварительное сжатие магнитострикционного стержня I необходимое для его качественной работы.

К нижнему винту 8 прикрепляется перемещаемый орган 15, например электрод-инструмент.

Ускоренные (установочные) перемещения электрода-инструмента осуществляются вращением гайки-шестерни 16 от электродвигателя постоянного тока (не показан).

Магнитострикционный привод работает следующим образом.

При отсутствии тока в намагничивающей катушке 2 пружина !4 прижимает рабочий магнитострикционный стержень 1 вместе с винтами 7 и 8 к гайкам 9 и 10, причем контакт резьбовых гребней как в верхнем фиксирующем устройстве, так и в нижнем осуществляется по верхним поверхностям ав в то время как r ежду нижними поверхностями cd и сd имеется гарантированный зазор б(фиг. 2).

При пропускании управляющих импульсов тока по намагничивающей катушке возникает магнитный поток, вызывающий магнитострикционное удлинение стержня 1, при этом верхний винт 7 резьбовыми греб.нями упирается в резьбовые гребни гайки 9

50 и, благодаря тому, что резьба является самотормозящейся, остается неподвижным, а перемещается, преодолевая усилие пружины 14, нижний винт 8 вместе с электродоминструментом 15. При этом гайка 10 под действием пружины 12 вращается вслед за перемещением стержня, фиксируя его в новом положении.

Для предотвращения поломки магнитострикционного стержня 1 необходимо выполнять условие:

bcI1 М, где Ь вЂ” гарантированный зазор между ниж» ними поверхностями резьбовых греб. ней гайки и наконечника;

М вЂ” максимальное магнитострикционное удлинение стержня; и — коэффициент запаса.

После дискретного перемещения на определенную величину и снятия управляющего импульса тока магнитострикционный стержень 1 укорачивается. При этом в нижнем фиксирующем устройстве по причине самотормозяшейся резьбы обеспечивается неподвижность нижнего винта 8, а верхний винт, преодолевая усилие пружины 14, перемещается вниз, гайка 9 выходит из зацепления со стержнем 1 и с помощью пружины

11 вращается и подготавливает устройство к следующему циклу перемещения. При этом спиральные пружины 1! и 12. поворачивая гайки 9 и 10, непрерывно обеспечивают контакт верхних поверхностей ав резьбовых гребней гайки и винта, и таким образом обеспечивается жесткая (самоустанавливающаяся, самотормозящая опора) фиксация магнитострикционного стержня в верхнем направлении. При выборе зазора Ь в нижнем фиксирующем устройстве, т.е. при наличии управляющего импульса тока в намагничивающей катушке, теперь уже нижняя спиральная пружина 12 аналогичным образом обеспечивает надежную фиксацию магни- тострикционного стержня 1 в верхнем направлении.

Таким образом, дискретные перемещения электрода-инструмента осуществляются за счет магнитострикционного удлинения стержня 1 прн поочередной его фиксации в верхней или нижней части посредством самотормозящихся самоустанавливающихся по мере перемещения концов стержня устройств, причем фиксация осуществляется только в одном направлении.

Для возвращения привода в исходное положение необходимо выдвинуть шпон ку

13, т.е. растопорить винт 7 -и осуществить, например электродвигателем, ввинчивание стержня 1 вместе с винтами 7 и 8 в гайки 9 и 10 до первоначального положения.

Для обеспечения нормальной работы магнитострикционного привода необходимо выполнение неравенства

2Qoc Qnp где О. — осевое усилие на стержне, создаваемое крутящим моментом спиральной пружины;

Я„р — усилие цилиндрической пружины.

31344

Формула изобретения

9

Такая конструкция магнитострикционного привода по сравнению с известной позволяет вместо двух винтов с червячными колесами-гайками применить один винт, представляющий магнитострикционный стержень с резьбовыми наконечниками. Это обеспечивает одноосность привода, устраняет возможные перекосы при его работе, уменьшает число элементов в кинематической цепи, что способствует повышению жесткости привода, повышению точности развиваемых перемещений.

Предлагаемая конструкция привода позволяет устранить две червячные передачи с асинхронным двигателем, что значительно упрощает конструкцию привода, повышает его компактность.

Ускоренные, неточные перемещения электродов-инструментов осуществляются

IIo упрощенной кинематической схеме, что облегчает реверсированне и одновременное совмещение грубой и точной подач; что особенно важно при электрообработке по некоторым схемам.

Высокая жесткость привода и высокая точность перемещений, большой диапазон изменения скорости перемещения, возможность создания простых схем регулирования процессов электрообработки делает этот привод наиболее приемлемым для электротехнологических станков. Применение предлагаемого магнитострикционного привода в станках для электрохимической размерной обработки позволяет за счет повышения точности регулирования и точности поддержания величины межэлектродного зазора повысить точность обработки с 0,1 до 0,03мм. и увеличить производительность в 1,5 раза.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения изобретения составляет 30 тыс.руб.

Магнитострикционный привод импульс- ной подачи электрода-инструмента, снабженный корпусом, в котором смонтирован магнитострикционный стержень с обмоткой управления и двумя винтами, один из которых жестко закреплен на торце стержня, а на конце второго установлен перемещаемый орган, отличающийся.тем, что, с целью упрощения конструкции, а также повышения жесткости и точности перемещений, второй винт жестко установлен на противоположном торце магнитострикционного стержня, и, 2О оба винта находятся в зацеплении с введенными в привод гайками с самотормозящейся резьбой, профиль которой больше профиля резьбы винтов на величину гарантированного зазора, причем на одном из винтов между маги итострикцио иным стержнем и корпусом установлена введенная в привод

Р пружина сжатия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 135325, кл. С 05 В 11 26, 1960.

93!344

Составитель М. Климовская

Редактор С. Тараненко Техред А. Бойкас Корректор Л. Бокшан.Заказ 3510/12 Тираж 1151 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4