Фрезерная головка к станкам с программным управлением для обработки деталей со сложными линейчатыми поверхностями Советский патент 1989 года по МПК B23C3/16 

1

J. Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано для .обработки деталей со сложными л аней штыми поверхностями на станках с программным управлением.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет возможности обработки более широкого I диапазона типоразмеров деталей в : пределах возможного перемещения пи- I ноли станка.

I

На фиг. 1 представлена фрезерная

j головка, разрез:, на фиг. 2 - сече- 1 ние А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - се- I чение Б-Б на фиг. 1.

В бабке 1 фрезерного станка уста- новлена с возможностью перемещения ; по стрелкам В, Г пиноль 2, внутри ; которой помещен шпиндель 3, а снаружи закреплен кронштейн 4. В конической расточке шпинделя 3 расположена втулка 5, закрепленная в нем посредством штревеля 6. Во втулке 5 выполнено сферическое гнездо 7, в котором размещена с возможностью вращения вокруг оси Д-Д сферическая чашка 8 карданного соединения, имеющая дуговой шпоночный паз 9, с которым взаимодействует закрепленная в шпинделе 3 шпонка 10, и шпонку 11, имеющую возможность взаимодействия с дуговым шпоночным пазом 12 сферической головки 13, которая помещена в сферическую полость чашки 8 с воз можностью вращения вокруг оси Е-Е. Сферическая головка 13 принадлежит

инструментальному шпинделю 14, имеющему шейку 15, размещенную в коническом раструбе 16 втулки 5, и концевую часть 17, в которой выполнено

5 конусное отверстие 18, являющееся

посадочным местом для хвостовика концевой фрезы 19. Концевая часть 17 установлена с возможностью перемещения во внутренней обойме сферичес10 кого подшипника 20, наружная обойма которого закреплена в корпусе 21, установленного в направляющих кронштейна 4 с возможностью перемещения. В кронштейне выполнена стойка 22, в

15 которой установлен дополнительный

винт 23, например, с левой нарезкой, связанной с нарезкой в стенке 24 корпуса 21, имеющий на конце коническую шестерню 25. Последняя соединена с

20 конической шестерней 26, принадлежащей расположенному в кронштейне 4 винту 27, имеющему несамотормозящую например правую,нарезку и установлен- ному параллельно оси пиноли 2. По средством ответной нарезки винт 27 соединен с резьбовой втулкой 28, установленной с возможностью вращения в подшипниках качения 29, закрепленнь1Х в приданной бабке 1 стойке 30, и

снабженной зубчатым венцом 31. На внешней стороне стойки 30 закреплены соединенный электрический с ЧПУ станка электромагнит 32 и опора 33, в которой с возможностью поворота на 35 оси 34 расположен фиксатор 35, отжимаемый от электромагнита пружиной 36 и снабженный зубцами 37, имеющими

ВОЗМОЖНОСТЬ взаимодействия с зубчаты венцом 31,

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении пиноль 2 йахЪдится в крайнем верхнем положени ось инструментального шпинделя 14 совмещена с осью пиноли 2, электромагнит 32 обесточен,пружиной 36 фиксатор 35 дослан до упора в торец опоры 33, при этом его зубцы 37 находятся вне контакта с зубцами венца 31.

Для обработки детали 38 включают вращение шпинделя 3, совместно с которым вращается втулка 5, посредство щпонки 10 - чашка 8 и посредством шпонки 11 - инструментальный шпиндел 14 с концевой фрезой 19 и внутренней обоймой сферического подшипника 20. В таком положении осуществляют фрезерование участка I на детали 38, посл завершения которого осуществляют по программе фрезерование скосов II, III, расположенных на детали 38 под углом об , . Для настройки фрезы 19 на угол р отводят столом станка (не показан) деталь 38 от фрезы 19, по завершению отвода включается электромагнит 32, который притягивает к себе фиксатор 35 и тем соединяет его зубцы 37 с зубцами венца 31, стопоря тем втулку 28 от вращения. Пиноль 2 перемещается на запрограммированную величину h, при этом винт 27 перемещается на ту же величину в резьбовой втулке 28 и от несамотор- мозящей правой нарезки приводится во вращение совместно с шестерней 26 в направлении стрелки Ж, как бы вывинчиваясь из втулки 28.

Указанное вращение через конические шестерни 26, 25 сообщается дополнительному винту 23, в направлении стрелки И, а так как он связан левым резьбовым соединением с корпусом 21, то ему сообщается перемещение в направлении стрелки К, на вели

чину

1, ftgfb.

где f - расстояние между центрами сферической головки 13 и сферического подшипника 20., По завершении корпусом 21 указанной величины перемещения пиноли 2 в направлении стрелки В электромагнит 32 отключается, пружиной 36 зубцы 37 фиксатора 35 выводятся из соединения

10

15

,

20

09334

с зубцами венца 31, и пиноль 2 перемещается в исходное положение. В процессе указанного перемещения не- самотормозящей нарезкой винта 27 резьбовая .втулка понуждается к вращению в направлении стрелки М на количество оборотов, равное количеству оборотов винта 27, совершенное при перемещении пиноли 2 в направлении стрелки В, вследствие чего втулка 28 возвратится в исходное положение, а инструментальный шпиндель 14 с концевой фрезой 19 сохраняет приданное им положение под углом . Столом станка к концевой фрезе 19 подводят деталь 38 и выполняют обработку скоса II. При этом учитывают, что возврат пиноли 2 в исходное положение обязателен лишь при изменении угла наклона инструментального шпинделя 14, в остальных технологических обстоятельствах перемещение пиноли 2 может совершиться на любую величину при неизменном угле наклона инструментального шпинделя 14. Для фрезерования скоса III из исходного положения пиноль 2 перемещается на величину h, соответствующему необходимому перемещению корпуса 21 в направлении стрелки Л на величину

25

30

li f g « . Достигнув требуемого

(2)

перемещения

20

35

40

50

55

hy, пиноль 2 прекращает движение, включается электромагнит 32 и фиксируется, как описано ранее, резьбовая втулка 28, затем пиноли 2 сообщается перемещение в направлении стрелки Г. При этом от неподвижной втулки 28 винту 27 сообщается вращение в направлении стрелки М, а дополнительному винту 23 - в направлении стрелки Н, которым корпус 21 перемещается на указанную величину 1, а инструментальный шпиндель 14 установится при этом под углом ci . Затем электромагнит 32 выключается, фиксатор 35 освобождает втулку 28, деталь 38 сближают с концевой фрезой 19 и обрабатывают скос III.

Величина h, включаемая в программу работы станка, определяется, исходя из следующих зависимостей:

h,, . , (3) где tj - шаг нарезки винта 27;

-число оборотов, совершаемое этим винтом, при неподвижной резьбовой втулке 28,

1

(А)

где

где 1 п, любая величина перемещения корпуса 21}

шаг нарезки дополнительного винта 23;

число оборотов, совершаемое этим винтом.

Па.

+ - знак перемещения пиноли 2 в направлении стрелки В при зафиксированной резьбовой втулке 28 для установки угла |5 ;

- - знак перемещения пиноли 2 в направлении стрелки Г при зафиксированной втул(5) ке 28 для установки угла

15о

10

поэтому окончательной формулой для расчета будет

+

К tgd

(13)

где

Изобретение относится К станкостроению и может быть использовано для обработки деталей со сложными линейчатыми поверхностями на станках с программным управлением. Цель изоб

где i - передаточное число шестерен 26, 25.

Из уравнения (5) определяем

Пд Х П,

подставляем в уравнение (3),

t,-i.

уравнения 1

f ;(4) определяем

(6)

тогда

(7) (8)

и подставляем

fi, t,.i- i- из уравнений (1), 1 ftg6 ,

в уравнение 1

(2)

где

0 - любой угол наклона дополнительного шпинделя 14. Подставляя значение уравнения. (10) в уравнение (9), получаем

U ti

h, --i-tgS

(11)

Уравнение (11) является общей формулой для расчета величины перемещения пиноли 2 в зависимости от угла наклона дополнительного шпинделя 14,

В связи с тем, что шаги t, tj

и

передаточное число постояннь для каждой из реальных фрезерных головок, то

.i К,(12)

0

Формула изобретения

Фрезерная головка к станкам с программным управлением для обработки деталей со сложными линейчатыми поверхностями, включающая втулку, связанный с ней посредством карданного соединения инструментальный шпиндель,

5 установленный с возможностью поворота в корпусе, размещенном в предназначенном для связи с пинолью станка кронштейна, отличающая- с я тем, что, с целью расширения тех0 нологических возможностей за счет возможности обработки более широкого диапазона типоразмеров деталей, головка снабжена предназначенной для связи с неподвижной частью станка

5 стойкой, размещенным в ней винтом и предназначенной для взаимодействия с ним втулкой с выполненным на ее внешней поверхности зубчатым венцом, установленной с воэможностью вращения, фиксатором, предназначенным для взаимодействия с зубчатым венцом втулки, дополнительным винтом, размещенным в кронштейне перпендикулярно первому винту и кинематически связанным с ним, при этом корпус размещен, с возможностью перемещения в выполненных перпендикулярно к оси пиноли направляющих кронштейна от дополнительного винта.

0

5

y////r//////y/////// /.

26 ZS 2 2f 4 ffus.2

12 7

сриг.З