Инструментальная головка

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН а 1 В 23 С 30 ГОСУД ПО ДЕ И ЕТ(54) (57) ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ КА по авт, св,876327, отли тем, что, с целью повышения точ работки, первый сферический шари нен в виде сегмента сферического подшипника, сепаратор которого динен с шпиндельным узлом, а т ния размещены между опорными кими поверхностями, выполненны пусе-каретке.Ж ВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЫТИ АНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 8763273433259/25-004.05.8207.05.83. БюВ. Н. Татаре Линкин, М. 621.914 (088.8)1. Авторское свидетельство СС6327, кл, В 23 С 3/00, 1979.ЯО 1016089 ГОЛОВ- чающаяся ности обир выполупорного жестко соеела каче- сферичесми в кор 106089Изобретение относится к конструкции инструментальных головок для программного перемещения инструмента типа фрезы относительно заготовки по заданному конту. ру и используется в составе фрезерных станков с числовым программным управлением, предназначенных для воспроизведения поверхностей двойной кривизны на деталях изделий транспортного машиностроения, изготовляемых из сталей или подобных им по прочности материалов, например титановых сплавов.По основному авт. св. Юо 876327 известна инструментальная головка, содержащая корпус-каретку, перемещающуюся по направляющим станка, шпиндельный узел, шарнирно-закрепленный в корпусе-каретке, и двухкоординатный механизм перемещения шпиндельного узла. Шпиндельный узел снабжен двумя сферическимии шарнирами, один из которых установлен в корпусе-каретке, а механизм програмнного перемещения шпиндельного узла установлен на корпусе- каретке с возможностью перемещения и выполнен в виде двух взаимно перемещаемых рамок с приводами программного перемещения, снабженных пазами, в зоне пересечения которых установлен второй сферический шарнир.В известной головке конструкция шарнира в корпусе-каретке достаточно надежна при обработке заготовок из легких материалов типа алюминиевых и магниевых сплавов 11) .Однако при обработке сталей, титановых сплавов и им подобных высокопрочных труд. нообрабатываемых материалов реактивные усилия от заготовок, воздействующие на принадлежащие станку элементы системы СПИД, оказываются столь значительными, что вызывают интенсивные смещения амортизирующей крышки и отклонение положения инструмента от заданного программой обработки. Возникающее при этом снижение точности обработки особенно заметно при колебаниях величины припуска на обработку и при проходе инструмента по траекториям с нерегулярно изменяющейся кривизной. Цель изобретения - повышение точности обработки.Поставленная цель достигается тем, что в головке, содержащей корпус-каретку, перемещающуюся по направляющим станка, шпиндельный узел, шарнирно закрепленный в корпусе-каретке, и двухкоординатный механизм перемещения шпиндельного узла, снабженный двумя сферическими шарнирами, один из которых установлен в корпусе- каретке а механизм параллельного перемещения выполнен в виде двух взаимно пере мещаемых рамок с приводами програмнного перемещения, снабженных пазами, в зоне5 1 О 15 20 25 зо 35 40 45 50 55 пересечения которых установлен второй сферический шарнир, первый сферический шарнир выполнен в виде сегмента сферического упорного подшипника, сепаратор которого жестко соединен с шпнндельным узлом, а тела качения размещены между опорными сферическими поверхностями, выполненными в корпусе-каретке.Такое исполнение шарнира повышает устойчивость головки при восприятии реакции шарнира.На чертеже представлена инструментальная головка, частичный продольный разрез.Предлагаемая инструментальная головка имеет корпус-каретку 1, выполненную в виде массивного тела и состоящую из двух - верхней 2 и нижней 3, жестко связанных между собой частей; шпиндельный узел 4, двухкоординатный механизм 5 его программных поворотов во взаимно перпендикулярных направлениях, верхний 6 и нижний 7 (по отношению к зоне закрепления инструмента) сферических шарнира.Верхний сферический шарнир 6 связан с двухкоординатным механизмом 5 программных поворотов шпиндельного узла 4 и охватывает корпус этого узла по скользящей посадке. Нижний сферический шарнир 7 выполнен в виде сегмента сферического упорного шарикоподшипника, у которого сепаратор 8 жестко связан с корпусом шпиндельного узла, а тела 9 качения размещены между опорными сферическими поверхностями, выполненными непосредственно в верхней 2 и нижней 3 частях корпуса- каретки 1. Таким образом, шпиндельный узел 4 оказывается жестко зафиксированным в корпусе-каретке 1 от осевого перемещения,Корпус-каретка 1 имеет по меньшей мере две противоположно размещенных направляющих 10 для связи с ползуном (не показан) или непосредственно со станиной фрезерного станка с ЧПУ.Шпиндельный узел 4 имеет подвижную (для подстройки) в осевом направлении пиноль 11, внутри которой на радиально-упорных подшипниках (не показаны) установлен шпиндель 12, снабженный в нижней части конусом для установки хвостовика инструмента 13, а в верхней - шкивом 14 для подключения к приводу 15 вращения.Двухкоординатный механизм 5 программных поворотов выполнен на основе крестового суипорта из двух вставленных одна в другую взаимно перпендикулярных пространственных рамок 16 и 17, ползуна 18, находящегося в зоне их пересечения и служащего обоймой для верхнего сферического шарнира 6, и двух шариковинтовых исполнительных приводов 19 и 20, один из которых (19) связанный с внутренней рамкой 16 и встроен во внешнюю рамку 17, а второй (20) связанный с внешней рамкой 17 и смонтирован на корпусе-каретке 1.1016089 Составитель М, Кольбич Редактор Т.Мнтейко Техред И. Верес Корректор Л. Бокшан За каз 3282/13 Тираж 1106 Поднисное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Предлагаемая форма выполнения двух- координатного механизма 5 программных поворотов инструмента не исключает использования двух известных вариантов его осуществления,Инструментальная головка работает сле. дующим образом.После подготовки и введения в устройство ЧПУ станка рабочей программы учитывающей форму детали, исходную форму заготовки и герметические параметры самой головки и инструмента, и установки заготовки на столе станка, инструментальную головку (в целом) и пиноль 11 выводят в исходное положение.Затем программным включением одного или обоих приводов 19 и 20 двухкоординатного механизма 5 программных поворотов поворачивают и шпиндельный узел 4, и закрепленный в шпинделе2 инструмент 13 в требуемое в данной точке контура положение. Верхний сферический шарнир 6 при этом будучи зафиксирован в ползуне (обойме) 18, скользит вдоль корпуса шпиндельного узла 4, а нижний сферический шарнир 7 воспринимает реакции заготовки, передаваемые через инструмент 13, шпиндельный узел 4, сепаратор 8 и шарики 9 на сферические опорные поверхности корпуса- каретки 1.Поскольку сферические оболочки (а се.паратор 8 по существу является сегментом сферы) обладают высокой жесткостью, постольку усилия резания, передаваемые на корпус-каретку 1, не могут существенно отклонять инструмент 13 от заданных программой обработки положений, то и точность об работки существенного повышается. Соответственно возрастает и надежность головки в целом.Повышение точности при использованиипредлагаемой головки по сравнению с известной достигается также и тем, что шпиндельный узел превращается в рычаг 11 рода с длиной управляющего плеча, равной расстоянию от рабочего центра фрезы (т. е.точки пересечения ее геометрической оси споверхностью рабочего торца) до центра поворотов шпиндельного узла в верхнем .сферическом шарнире 6. Следовательно, практически полностью исключается неисправимый брак и сокращаются затраты на ручную доводку деталей типа формующих элементов штампов.