СИЛОВАЯ ГОЛОВКА Российский патент 1994 года по МПК B23B47/08 B23B47/26 

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано, например, в агрегатных сверлильных станках и автоматических линиях для глубокого сверления сверлами.

Известны шпиндельные головки для глубокого сверления отверстий спиральными сверлами [1] .

Шпиндельная головка установлена на станине и включает механизм поступательных многократных за рабочий цикл перемещений, механизм вспомогательных перемещений и систему управления указанными механизмами. Указанные механизмы выполнены в виде двухсторонних гидравлических цилиндров, шток гидроцилиндра поступательных перемещений связан со шпиндельной головкой, корпус - со штоком гидроцилиндра вспомогательных перемещений, а система управления содержит последовательно включенные гидронасос, реверсивный золотник и гидрораспределитель, гидравлически связанный с упомянутыми гидроцилиндрами, и регулируемый упор, установленный соосно штоку гидроцилиндра вспомогательных перемещений.

Эта головка при циклической обработке деталей не обеспечивает надежности работы, когда требуется многократный вывод инструмента из обрабатываемой детали и охлаждение его.

Недостатками головки является также следующее:
сложность конструкции привода, особенно при вращающемся инструменте;
низкое быстродействие гидравлической системы из-за небольших скоростей истечения жидкости по трубопроводам и достаточно больших скоростей срабатывания гидроаппаратуры при многократных выводах инструмента;
непостоянное положение вывода инструмента при многократных выводах инструмента, что заставляет увеличить длину вспомогательных перемещений и усложняет охлаждение режущих кромок инструмента;
возможность врезания инструмента во время вспомогательных перемещений в обрабатываемую деталь на величину люфта и упругой податливости системы;
отсутствие предохранительных механизмов в случае перегрузок при износе инструмента, включениях в металле и т. д. , приводящих к поломке инструмента.

Наиболее близким техническим решением к изобретению по технической сущности является силовая головка [2] , которая содержит корпус, пиноль с приводом главного движения и пневмогидравлическим приводом подачи инструмента, полость для жидкости которого соединена посредством дросселя и регулятора расхода жидкости с пневмогидропреобразователем, а полость для газа последнего сообщена с источником сжиженного газа при помощи клапанов и двух пневмораспределителей, один из которых сообщен с одной из полостей для газа пневмогидравлического привода. Пневмогидравлический привод выполнен в виде гильзы, внутренняя полость которой снабжена перегородкой, образующей с ней две рабочие полости, одна из которых ограничена торцем пиноли, а другая - введенным в гильзу поршнем, жестко связанным посредством двух штоков, проходящих через перегородку, с пинолью, при этом один из штоков выполнен полым, а элементы выдачи сигналов положения пиноли установлены на ее оси.

Недостатком указанной силовой головки являются ненадежность работы при циклической обработке деталей, а также следующее:
сложность исполнения привода, связанная с обеспечением герметичности подводящих каналов, неравномерность движения как при быстрых подводах, так и при рабочих подачах;
ограниченность применения привода главного движения, так как опоры электродвигателей предназначены для использования в качестве шпинделей станков;
возможность врезания инструмента во время ускоренных перемещений в обрабатываемую деталь из-за отсутствия жесткого упора, ограничивающего перемещения, а применение электрической схемы управления требует времени на срабатывание органов управления, что приводит к уменьшению скорости быстрых перемещений и увеличению величины недовода инструмента, а это уменьшает производительность привода, особенно при сверлении глубоких отверстий, требующих частых периодических выводов инструмента;
отсутствие предохранительных механизмов на случай перегрузки при износе, включениях в металле и т. д. , приводящих к поломке инструмента и браку деталей.

Целью изобретения является повышение быстродействия, надежности привода подач и качества обработки при циклической обработке глубоких отверстий, включая сверление, зенкование, развертывание, растачивание, притирку.

Поставленная цель достигается тем, что в силовой головке, содержащей корпус, пиноль с приводом главного движения и пневмогидравлический привод периодической подачи инструмента, полость для жидкости которого соединена посредством дросселя и регулятора расхода жидкости с пневмогидропреобразователем, а полость для газа последнего сообщена с источником сжатого газа при помощи клапанов и двух пневмораспределителей, один из них сообщен с одной из полостей для газа пневмогидравлического привода, последний выполнен в виде двухпоршневого пневмогидроцилиндра, цилиндр которого закреплен на пиноли головки, а шток одного из поршней прикреплен к корпусу, другой поршень установлен плавающим, между пневмораспределителями установлено реле времени для выдачи сигналов многократных положений пневмогидроцилиндру и управления циклом обработки, соединенное с конечным выключаетелем для подачи команды начала работы цикла силовой головки, при этом средняя полость для газа двухпоршневого цилиндра соединена при помощи реле давления и обратного клапана с пневмогидропреобразователем и пневмораспределителями. Верхняя полость для жидкости и полость для газа двухпоршневого цилиндра сообщены с предохранительным реле давления, соединенным с пневмораспределителями.

На чертеже изображена схема силовой головки.

Силовая головка содержит корпус 1, пиноль с приводом 2 главного движения, соединенным при помощи хомута 3 с пневмогидравлическим приводом подачи инструмента 5. Пневмогидравлический привод выполнен в виде двухпоршневого пневмогидроцилиндра 4, шток 6 поршня 7 закреплен в корпусе 1, а поршень 8 свободно установлен в цилиндре двухпоршневого пневмогидроцилиндра 4 с возможностью образования поршнями в цилиндре трех полостей А, Б, В. Полость А для жидкости пневмогидроцилиндра 4 соединена посредством дросселя 9 и регулятора 10 расхода жидкости, включающего обратный клапан 11 с пневмогидропреобразователем 12. Полость для газа пневмогидропреобразователя 12 сообщена через обратный клапан 13, пневмораспределитель 14 или пневмораспределитель 15, узел 16 подготовки газа и трехходовой кран 17 с источником 18 сжатого газа. Пневмораспределитель 15 сообщен с плоскостью В для газа пневмогидроцилиндра 4. Между пневмораспределителями 14 и 15 установлено реле 19 времени, которое соединено с конечным выключателем 20. Средняя полость Б для газа двухпоршневого пневмогидроцилиндра 4 соединена при помощи реде 21 давления с пневмогидропреобразователем 12 и с пневмораспределителями 14 и 15. Полость А для жидкости и нижняя полость В для газа пневмогидроцилиндра 4 сообщены с предохранительным реле 22 давления, подключенным к пневмораспределителям 14 и 15. На линии между пневмораспределителем 15 и пневмогидропреобразователем 12 установлен дроссель 23. Имеется упор 24.

Силовая головка работает следующим образом.

Включением пневмораспределителя 14 в правое крайнее положение, т. е. соединением каналов П и Ц2, сжатый газ от источника 18 через трехходовой кран 17, узел 16 подготовки газа, пневмораспределитель 14, клапан 13 поступает в пневмогидропреобразователь 12 и вытесняет жидкость (масло) из последнего. Через обратный клапан 11 регулятора 10 расхода и дроссель 9 жидкость поступает в полость А пневмогидроцилиндра 4 и силовая головка приводится в исходное верхнее положение. В приспособление устанавливают обрабатываемую заготовку (на чертеже не показаны). При включении пневмораспределителя 14 в правое положение газовая полость пневмогидропреобразователя 12 сообщается с атмосферой. Газ через пневмораспределитель 15 поступает в полость В пневмогидроцилиндра 4, который перемещается, вытесняя жидкость из полости А через дроссель 9 и дроссель регулятора 10 расхода жидкости в полость пневмогидропреобразователя 12. Осуществляется ускоренная рабочая подача. После прохождения кондукторной втулки (на чертеже не показана) перепад давления в дросселе регулятора 10 расхода уменьшается в связи с отбором давления газа на усиления резания, осуществляется рабочая подача. В это время включается реле 19 времени конечным выключателем 20. Через определенное время реле 19 времени срабатывает и переключает пневмораспределитель 15. Полость В пневмогидроцилиндра 4 соединяется с атмосферой, а сжатый газ через реле 21 поступает в пневмогидрораспределитель 12, жидкость от которого впрыскивается в полость А пневмогидроцилиндра 4. При достижении в пневмогидропреобразователе 12 давления определенной величины срабатывает реле 21 и газ поступает в полость Б
пневмогидроцилиндра, который возвращается в исходное положение, отключая при этом реле 19 времени конечным выключателем 20, пневмораспределитель 15 становится в положение начала цикла и цикл повторяется. При этом пневмогидроцилиндр 4 возвращается на место окончания обработки, не доходя по величине 0,2-0,5 мм, компенсируя возможность врезания в заготовку на быстром подводе инструмента, связанную с упругостью системы и наличием люфтов. Для предохранения сверла от осевых перегрузок и для отключения привода после окончания обработки применено дифференциальное реле 22 давления, которое подпружиненной полостью соединено с полостью А пневмогидроцилиндра, а другой полостью - с полостью В. Воздух в дифференциальное реле 22 давления поступает из полости В цилиндра. При рабочем ходе и быстром подводе цилиндра перепада давления недостаточно, чтобы преодолеть сопротивление пружины и открыть реле 22. Когда усилие на сверле возрастет, в случае поломки или затупления, или при достижении пинолью упора 24, воздух из полости В пневмогидроцилиндра 4 сожмет пружину, реле 22 сработает и газ переключит пневмораспределитель 14 в исходное положение. Сжатый газ поступит в пневмораспределитель 12, пневмогидроцилиндр 4 поднимется в исходное положение и цикл обработки будет законечен.

Благодаря выполнению привода периодической подачи инструмента в виде двухпоршневого пневмогидроцилиндра, использованию реле 19 времени, реле 21 давления, предохранительного реле 22 давления и дросселя 23 и включению их в систему во взаимосвязи с известными элементами повышается надежность работы и качество обработки деталей. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 761159, кл. В 23 В 47/08, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР N 1315164, кл. В 23 В 47/26, 1985.

Использование: станкостроение, а именно агрегатные сверлильные станки и автоматические линии. Сущность изобретения: силовая головка содержит корпус 1, привод 2 главного движения и пневмогидравлический привод подачи инструмента, полость для жидкости которого соединена посредством дросселя 9 и регулятора 10 расхода жидкости с пневмогидропреобразователем 12. Полость для газа пневмогидропреобразователя сообщена с источником сжатого газа при помощи клапана и пневмораспределителей 14 и 15, которые соединены с полостью для газа пневмогидравлического привода. Пневмогидравлический привод выполнен в виде двухпоршневого пневмогидроцилиндра 4, который закреплен на пиноли силовой головки, шток 6 поршня 7 закреплен на корпусе 1, а поршень 8 свободно установлен в пневмогидроцилиндре 4. Между пневмораспределителями 14 и 15 установлено реле 19 времени, соединенное с конечным выключателем 20. Средняя полость для газа пневмогидроцилиндра соединена при помощи реле 21 давления с пневмогидропреобразователем 12 и с пневмораспределителями 14 и 15. Полость для жидкости и нижняя полость для газа пневмогидроцилиндра сообщены с предохранительным реле 22 давления, подключенным к пневмораспределителям. На линии между пневмораспределителем 15 и пневмопреобразователем 12 установлен дроссель 23. 1 ил.

СИЛОВАЯ ГОЛОВКА , содеpжащая коpпус, в котоpом pазмещена пиноль, соединенная с пpиводом вpащения и пневмогидpавлическим пpиводом подачи, пpичем полость для жидкости последнего соединена посpедством дpосселя и pегулятоpа pасхода жидкости с пневмогидpопpеобpазователем, полость для газа котоpого сообщена с источником сжатого газа посpедством клапана и пневмоpаспpеделителей, один из котоpых непосpедственно соединен с полостью для газа пpивода подачи, отличающаяся тем, что она снабжена pазмещенным между пневмоpаспpеделителями pеле вpемени, связанным с ним конечным выключателем, соединенным с полостями жидкости и газа пpивода подачи, пpедохpанительным pеле и дpосселем, котоpый установлен между пневмогидpопpеобpазователем и пневмоpаспpеделителем, пpи этом пpивод подачи выполнен в виде жестко соединенного с пинолью двухпоpшневого цилиндpа, шток одного поpшня котоpого закpеплен на коpпусе, а дpугой поpшень pазмещен с возможностью свободного осевого пеpемещения, пpичем между поpшнями обpазована дополнительная полость для газа, котоpая соединена с пневмогидpопpеобpазователем и пневмоpаспpеделителями посpедством дополнительно введенного pеле давления.