Устройство для гашения колебаний в металлорежущих станках Советский патент 1980 года по МПК B23Q11/00 

1

Изобретение относится к станкостроению.

Известны устройства для гашения колебаний в металлорежуш,их станках, содержашие подвижную и неподвижную детали, причем в одной из деталей,, например подвижной, установлен винт, с помощью которого осушествляется поджим одной детали к другой 1.

Недостатком известных устройств является то, что они не позволяют менять величину предварительного натяга в процессе работы станка и снижают технологические возможности станков.

Цель изобретения - улучшение динамических качеств системы и расширение технологических возможностей станков.

Указанная цель достигается за счет того, НТО устройство снабжено выполненной из набора пьезоэлектрических шайб, с контактными .пластинами между ними, подвиж ной опорой, а также закрепленной на подвижной детали планкой и закрепленным своей средней частью на неподвижной детали Г-образным рычагом, снабженным контактирующим с указанной планкой роликом на одном конце, причем подвижная опора поджата винтом ко второму концу рычага.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. I; на фиг. 3 - график изменения размеров опоры из набора пьезоэлектриков в зависимости от приложенного напря, жения.

По салазкам 1 координатно-расточного станка по направляющим качения 2 перемещается стОл 3, который прижат к салазкам роликом 4, действующим на обратную планку 5, закрепленную на салазках. Ось

10 ролика 4 закреплена в рычаге 6, подвижном относительно стойки 7, закрепленной на столе 3. Рычаг 6 опирается на подвижную опору 8, состоящую из корпуса 9, изолятора 10, пьезоэлектрических щайб 11, контактных пластин 12, электрических выводов 13, подключенных к регулируемому источнику напряжения (на чертеже не показан). Пьезоэлектрическая подвижная опора 8 поджата винтом 14, создающим предварительный натяг в системе, за счет перемещения в стойке

2Q 15, закрепленной на столе 3. Подвижная опора собрана, например, из ста колец толщиной 1 мм, сделанных из титанатцирконата свинца -- керамического материала с высоким пьезоэлектрическим коэффициентом.

Расширение колец этого типа зависит от приложенного напряжения и не зависит от толщины кольца, но пропорционально количеству колец в комплекте.

График (фиг. 3) снят при нагрузке на опору 800 кг, но по рассчетам система способна развивать усилие до 4000 кг. Такая высокая несущая способность обеспечивает жесткость, а также обуславливает быстродействие системы. Из графика видно, что при напряжении 1000 В опора расщиряется или сжимается в зависимости от знака приложенного напряжения до 60 мкм.

Из 60 мкм, выдаваемых пьезоэлектрической опорой для,создания натяга потребуется всего 5-6 мкм, а остальные 55 мкм - это большой запас, которым можно воспользоваться при потерях в других подвижных станках предлагаемого устройства - (ролик 4 - обратная.пданка 5), (рычаг 6 - стойка 7) и т. д.

Предлагаемое устройство расщиряет технологические возможности станка, так как при тяжелых фрезерных работах координатно-расточному станку необходим максимальный натяг, а тогда когда нужен точный выход на координату, то натяг совсем не нужен.

Рассмотрим работу устройства на примере выполнения двух технологических операций - фрезерования и выход на координату.

В «статическом состоянии предварительный натяг обеспечивается винтом 14, действующим на опору 8, которая действует на рычаг 6, ролик 4 и обратную планку 5. (В этом режиме станок может выполнять операции расточки, сверления и т. д.).

При выполнении операции «Фрезерование оператор регулятором подает напряжение определенного знака и величины на пьезоэлектрическую подвижную опору 8, которая рйсщиряется, действует на рычаг 6, ролик 4, обратную планку 5, прижимая с максимальной силой стол 3 к салазкам 1.

При вьгполнении операции «Выход на координату оператор регулятором подает напряжение другого знака и величины на пьезоэлектрическую опору 8, которая сжимается и уменьщает силу прижатия стола 3 к салазкам 1.

Важно отметить способность устройства к двухзонному регулированию, как в сторону увеличения натяга от предварительного, так и в сторону уменьшения.

Устройство обладает больщими возможностями, так как управлять им можно не только в функции технологических операций, но также и в функции веса детали, установленной на столе, а также в качестве динамического демпфера гащения колебаний в функции относительных колебаний стола и салазок. Устройство может быть включено в любую адаптивную систему оптимального натяга из-за своей простоты, а главное возможностью управляться только электрическим сигналом. Минуя гидро и магнитные преобразования.

Устройство может также управляться от заранее заданной программы.

Формула изобретения

Устройство для гащения колебаний в металлорежущих станках, содержащее подвижную и неподвижную детали, причем в одной из деталей, например подвижной, установлен винт, с помощью которого осуществляется поджим одной детали к другой, отличающееся тем, что, с целью улучшения динамических качеств системы и расширения технологических возможностей станков, устройство снабжено выполненной из набора пьезоэлектрических шайб, с контактньши пластинами между ними, подвижной опорой, планкой, закрепленной на подвижной детали, и закрепленным своей средней частью на неподвижной детали Г-образным рычагом,

снабженным контактирующим с указанной планкой роликом на одном конце, причем подвижная опора поджата винтом ко второму

концу рычага.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Шоу Т. Р. Механизмы и детали станков. М.-Л., Государственное научно-техническое издательство по машиностроению и металлообработке, 1934, с. 146.