Приспособление для автоматизированной заточки режущего инструмента

Полезная модель относится к металлообработке и может быть использована при изготовлении и переточке концевого режущего инструмента с винтовыми стружечными канавками.
В настоящее время отечественными и зарубежными станкостроительными заводами выпускается широкая гамма заточных станков. Среди них можно выделить универсальные станки, обеспечивающие лишь вращение шлифовального круга и ручное перемещение стола, и станки с числовым программным управлением (ЧПУ), обеспечивающим управляемые по программе перемещения рабочих органов станка.
Заточка инструмента на универсальных станках требует большой номенклатуры специальных приспособлений для обеспечения требуемой траектории движения шлифовального круга относительно затачиваемого инструмента. При этом качество заточки во многом определяется квалификацией заточника, т.к. подводы шлифовального круга и его начальная выставка относительно затачиваемого инструмента выполняется вручную.
Заточка инструмента на заточных станках с ЧПУ обеспечивает более высокое качество, за счет стабильности задних и передних углов, ширины ленточки, минимального биения режущих кромок. Однако цена современного шлифовально-заточного обрабатывающего центра с ЧПУ очень высока (10…20 млн. руб.) и недостижима для большинства малых предприятий-поставщиков автокомпонентов с небольшим станочным парком (до 10 единиц металлорежущего оборудования). Такие предприятия имеют потребность в переточке мелкоразмерного осевого и концевого режущего инструмента, такого как сверла, зенкеры, развертки, метчики, концевые фрезы.
Для заточки указанных видов инструментов на универсальных заточных станках разработано множество специальных приспособлений, как правило, каждое для своего вида инструмента.
Известно устройство для заточки фрез, содержащая основание с размещенной на нем с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной плоскости основания, плитой с установленной на ней кареткой, содержащей патрон для затачиваемого инструмента, при этом основание выполнено сборным и включает корпус с установленной на нем с возможностью поворота вокруг оси, параллельной его плоскости, опорой, причем оси поворота опоры и плиты расположены в одной плоскости (а.с. СССР №1627374, МПК В24В 3/02, опубл. 15.02.91).
Данное устройство применяется для заточки дисковых и концевых фрез с прямыми стружечными канавками. Приспособление обеспечивает точную настройку на необходимый задний угол. Недостатками данного приспособления являются узкие технологические возможности, не позволяющие применять его для заточки инструмента с винтовыми стружечными канавками.
Известна также конструкция устройства для заточки зубьев инструмента включающее механизм подачи инструмента, выполненный в виде цилиндра с установленной на нем с возможностью поворота упругой винтовой направляющей, которая в свою очередь выполнена в виде ленты с резьбовым стержнем, размещенным на одном из ее концов с возможностью перемещения по дополнительно выполненному на цилиндре пазу и фиксации в нем, а также штифтом, жестко соединенным с цилиндром и расположенным на другом конце ленты, которая установлена с возможностью разворота вокруг оси штифта (а.с. СССР №1215949 опубл. 07.03.1986 г.)
Данное устройство предназначено для заточки концевых инструментов с винтовыми стружечными канавками правого и левого направления. Настройка устройства для заточки инструмента с заданными величиной угла наклона или шага винтовой линии осуществляется путем деформации упругой винтовой направляющей и ее фиксации в требуемом положении.
Недостатком устройства является повышенная трудоемкость настройки и высокие требования к квалификации заточника для обеспечения надлежащего качества заточки инструмента.
Известна конструкция приспособления для заточки спиральных сверл, содержащее основание, закрепленную на нем стойку, соединенную со стержнем, и сверлодержатель, последний установлен на шейке стержня с возможностью поворота вокруг оси стержня и перемещения вдоль нее и снабжен расположенными на базовой плоскости сверлодержателя двумя сменными зажимными призмами для базирования сверла, одна из которых установлена с возможностью наладочного перемещения перпендикулярно оси сверла, а другая - функционально связана с первой призмой (Пат. РФ 2365481, В24В 3/24, опубл. 27.08.2009)
Конструкция направлена на улучшение режущих свойств и стабильность качества заточки сверла путем подналадки начального положения режущей кромки сверла относительно шлифовального круга, ограничения пробега режущей кромки при заточке. Недостатки приспособления аналогичные рассмотренным выше устройствам -трудоемкость наладки, высокие требования к квалификации заточника.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве ближайшего аналога, является устройство для заточки винтовых зубьев инструментов, выполненное в виде узла установки затачиваемого инструмента, привода винтового движения в виде барабана с тросом, установленного соосно узлу установки затачиваемого инструмента (а.с. СССР 1708591 опубл. 30.01.1992 г.)
Недостатки данного приспособления общие для всех ручных приспособлений это повышенная трудоемкость настройки и высокие требования к квалификации заточника.
Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является упрощение процесса настройки приспособления и снижение квалификационных требований к заточнику за счет автоматизации рабочих и вспомогательных движений по управляющей программе.
Указанная задача решается тем, что в приспособлении для заточки винтовых зубьев инструментов, содержащем узел установки затачиваемого инструмента соединенный с приводом винтового движения. Указанный привод выполнен в виде двух шаговых двигателей, один из которых предназначен для вращения узла установки затачиваемого инструмента и соединен с ним посредством червячной самотормозящей передачи, а другой шаговый двигатель предназначен для осевого перемещения узла установки затачиваемого инструмента, установлен соосно упомянутому узлу установки затачиваемого инструмента и соединен с ним посредством самотормозящей передачи винт-гайка.
Выполнение в приспособлении для заточки винтовых зубьев инструментов, содержащего узел установки затачиваемого инструмента, соединенный с приводом винтового движения, указанного привода в виде двух шаговых двигателей, один из которых предназначен для вращения узла установки затачиваемого инструмента и соединен с ним посредством червячной самотормозящей передачи, а другой шаговый двигатель предназначен для осевого перемещения узла установки затачиваемого инструмента, в сочетании с соосным расположением упомянутому узлу установки затачиваемого инструмента и соединением с ним посредством самотормозящей передачи винт-гайка позволит обеспечить высокоточное винтовое движение затачиваемого инструмента в процессе заточки, а также его точные вспомогательные перемещения (движение деления для заточки многозубого инструмента, настроечные повороты и подводы). Управление шаговыми двигателями осуществляется по управляющей программе при помощи персонального компьютера через блок управления.
Заявителю не известны приспособления для автоматизированной заточки режущего инструмента с указанной совокупностью существенных признаков и заявленная совокупность существенных признаков не вытекает явным образом из современного уровня техники, что подтверждает соответствие заявляемого технического решения условию «новизна».
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где:
фиг. 1 - приспособление для заточки концевых фрез, общий вид;
Приспособление для автоматизированной заточки режущего инструмента, содержит узел 1 установки затачиваемого инструмента 9 и привод винтового движения 2. Привод винтового движения 2 выполнен на базе двух шаговых двигателей 3 и 4 реализующих соответственно вращение узла затачиваемого инструмента и его осевое перемещение. Передача вращения от шаговых двигателей к узлу 1 установки затачиваемого инструмента 9 осуществляется посредством механических передач 5 и 6 обладающих самотормозящим эффектом. Для передачи вращения от шагового двигателя 3 используется червячная передача 5, для преобразования вращения шагового двигателя 4 установленного соосно узлу 1 установки затачиваемого инструмента 9 в осевое перемещение используется передача винт-гайка 6. Управление шаговыми двигателями осуществляется по управляющей программе при помощи персонального компьютера 7 через блок управления 8.
Процесс работы приспособления для автоматизированной заточки режущего инструмента выглядит следующим образом. Затачиваемый инструмент 9 устанавливают в узел 1. Вращением его до упора передней поверхности инструмента в настроечный щуп (не показан) и осевым перемещением до касания поверхности шлифовального круга 10 определяют начальную (базовую) точку. Начальную точку фиксируют в программной среде управления приспособлением на компьютере 7 (для этой цели может быть использовано стандартное программное обеспечение управления станками с ЧПУ, такое как Mach3, ЕМС2, NC Studio и др.). После чего затачиваемый инструмент отводят от касания с шлифовальным кругом 10 и включают его вращение. Затем выбирают и запускают необходимую для заточки конкретного вида инструмента управляющую программу. Блок управления 8 преобразует команды управляющей программы в управляющие импульсы, подаваемые на обмотки шаговых двигателей 3 и 4, которые будут вращаться на строго заданные углы поворота с заданными параметрами скорости и ускорения. При этом узел 1 установки затачиваемого инструмента будет совершать требуемые управляющей программой движения - вращение, осевое перемещение и винтовое движение, что позволяет заточить практически все виды малоразмерного осевого инструмента. После отработки управляющей программы выключают вращение шлифовального круга 10 и заточенный инструмент 9 снимают.
Приспособление для автоматизированной заточки режущего инструмента может быть изготовлено на стандартном оборудовании с применением современных материалов и технологий.