СИЛОВАЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ГОЛОВКА Российский патент 1997 года по МПК B23B41/14 

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано при сверлении отверстий малого диаметра, например, сверлении распыливающих отверстий в корпусе распылителя для дизельной топливной аппаратуры.

Общеизвестны механические (при помощи поворотного рычага, с проволочным шурупом) или индукционные устройства для контроля слома сверла. Недостатком этих устройств является невозможность контроля за ходом процесса резания (сверления).

Известна также силовая электромеханическая головка, содержащая кулачковый механизм подачи шпинделя, состоящий из кулачка и ролика, и механизм предохранения инструмента от поломки по осевому усилию.

Недостатками такой силовой головки являются недостаточно высокие надежность и качество работы. Известное устройство реагирует на увеличение усилия резания в связи с затуплением режущих кромок сверла, включений в металле и т. п. но не фиксирует слом, из-за чего в автоматическом режиме возможна работа вхолостую. Кроме того, известная система настраивается только на верхний (максимально допустимый) предел усилия резания, но не реагирует на начало процесса резания.

Изобретение направлено на решение задачи уменьшения вероятности поломки и более надежного контроля за состоянием инструмента и его сломом.

На чертеже изображена схема.

Силовая электромеханическая головка состоит из следующих основных узлов и деталей: каретки 1 с установленным на ней шпиндельным узлом 2 сверла, перемещающейся в направляющих; подвижного элемента 3, встроенного в каретку 1 на своих направляющих 4; расположенного между упругими элементами (пружинами) 5 и 6 минимального и максимального усилий. Контакт 7 жестко закреплен на каретке 1. Контакт 8 связан с приводом подачи 9. Контакт 10 минимальных усилий и контакт 11 максимальных усилий установлены на подвижном элементе 3. Все контакты связаны с системой управления 12.

Силовая электромеханическая головка работает следующим образом.

В исходном положении контакт минимальных усилий 10 разомкнут с минимальным зазором, контакт максимальных усилий 11 замкнут. В начале цикла обработки под воздействием привода подачи каретка 1 со сверлом, установленным в шпинделе 2, начинает перемещаться в сторону обрабатываемой детали (на чертеже не показана) до их соприкосновения. Возникающее при прикосновении осевое усилие сжимает пружину 5 и замыкает контакты 7 и 10. Сигнал о возникновении электрической связи поступает в систему управления 12. Отсутствие сигнала в процессе подачи означает слом сверла. При этом силовая головка отводится в исходное положение, загорается лампочка, последовательно включенная в цепь контакта 7, сигнализирующая о необходимости замены сверла (на чертеже не показана).

Обработка отверстия производится в диапазоне усилий, заданных пружинами 5 и 6. При кратковременном превышении максимального осевого усилия, заданного пружиной 6, вследствие налипания стружки на сверло, включений в металле и т. п. происходит размыкание контактов 8 и 11, что ведет к разрыву электрической связи и прекращению подачи до того момента, пока под действием пружины 6 контакты 8 и 11 не замкнутся. Восстановление электрической связи возобновляет подачу. Время восстановления контакта ограничивается электронным реле и высвечивается лампочкой визуального контроля, последовательно включенной в цепь контакта 8 (на чертеже не показана).

При значительном затуплении сверла или увеличении осевого усилия по другим причинам время разрыва контактов 8 и 11 может превысить критическое (определяемое опытным путем), при этом подается сигнал на отвод сверла и загорается контрольная лампочка, сигнализирующая о необходимости смены сверла.

Каждое нарушение контакта максимальных усилий отмечается гашением лампочки визуального контроля. Таким образом, по частоте миганий лампочки можно судить о степени затупления инструмента.

Система управления 12 станком обеспечивает автоматический отвод каретки 1 после окончания обработки отверстия в исходное положение.

Сама система управления может быть собрана на любой элементной базе, например, на основе стандартного релейного блока ДЗМ с дополнительным монтажом на нем сигнальных лампочек согласно описанию.

Привод подачи может осуществляться гидравлически с золотниковым управлением или электромеханически, например, с применением стандартного электродвигателя РД-09, питающегося от сети 220 В, с закрепленным на его валу кулачком (с выполненным по его торцу или периферии криволинейной образующей).

Описанное устройство силовой электромеханической головки гарантирует надежный контроль за состоянием инструмента в процессе обработки отверстий при работе оборудования в автоматическом режиме, что исключает холостую работу станка и попадание необработанных деталей на последующие операции.

Использование: обработка металлов резанием, при сверлении отверстий малого диаметра. Сущность изобретения: силовая электромеханическая головка содержит установленный на каретке шпиндельный узел, привод подачи шпиндельного узла, механизм предохранения инструмента от поломки по осевому усилию и систему управления. Механизм предохранения инструмента от поломки по осевому усилию выполнен в виде встроенного в каретку подпружиненного подвижного элемента, на котором расположены контакты минимальных и максимальных усилий, одна часть установлена с возможностью взаимодействия с жестким упором, а другая часть связана механически с приводом подачи. Контакты электрически связаны с системой управления. 1 ил.

Силовая электромеханическая головка, содержащая установленный на каретке шпиндельный узел, привод подачи шпиндельного узла, механизм предохранения инструмента от поломок по осевому усилию и систему управления, отличающаяся тем, что механизм предохранения инструмента от поломок выполнен в виде подвижного элемента с контактом максимальных усилий на одном конце и контактом минимальных усилий на противоположном конце, при этом один конец подвижного элемента установлен на выполненных в каретке направляющих с возможностью механического взаимодействия с выполненным на каретке жестким упором посредством дополнительно введенного первого упругого элемента в зоне контакта минимальных усилий и с возможностью взаимодействия контакта минимальных усилий с первым контактом, дополнительно установленным на каретке, а противоположный конец подвижного элемента механически связан с выходным звеном привода подачи посредством второго дополнительно введенного упругого элемента и посредством взаимодействия контакта максимальных усилий с вторым дополнительным контактом, установленным на выходном звене привода, причем все упомянутые контакты электрически связаны с системой управления.