МАГНИТНАЯ УДАРНАЯ ГРАВИРОВАЛЬНАЯ ГОЛОВКА
MAGNETIC IMPACT ENGRAVING HEAD

Изобретение относится к станкостроению и предназначено для обработки твердой плоской поверхности, преимущественно при выполнении художественных или декоративных работ.
Известна ударная гравировальная головка, входящая в состав гравировального станка (http://vri-cnc.ru/modules.php?name=Forums&file=viewtopic&t=231&start=180). Гравировальная головка содержит шаговый двигатель и сердечник, связанный с его штоком через рычаг. На сердечнике посредством цангового зажима закреплена гравировальная (алмазная) игла. Для уменьшения силы трения сердечник установлен в бронзовых направляющих. Сердечник и алмазная игла совершают возвратно-поступательное движение, выбивая на твердой поверхности ямку.
Недостаток указанной гравировальной головки заключается в ею инерционности, а инерционность (значит и быстродействие головки, характеризуемое количеством ударов гравировальной иглы в единицу времени) находится в прямой зависимости от массы сердечника. совершающего знакопеременные колебания и работы, затрачиваемой на преодоление сил трения сердечника в подшипнике. Так как в приведенной конструкции сердечник заключен в бронзовые подшипники, то необходимо выполнить определенную работу на преодоление силы трения скольжения, что снижает быстродействие. Кроме того, алмазная головка с цангой установлена на самом сердечнике, что увеличивает его массу и также снижает быстродействие.
Известна также международная заявка на изобретение «Гравировальный станок» WO 2011/053124 F2, который можно выбрать в качестве прототипа. Гравировальный станок наряду с остальными сборочными единицами, включает и магнитную ударную головку, содержащую соленоид, сердечник с гравировальной иглой и возвратную пружину. Движение иглы обеспечивается подачей напряжения на катушку соленоида, возврат - возвратной пружиной пли электромагнитом. Сила удара регулируется величиной тока, либо временем подачи тока в обмотку соленоида, управляемую процессором.
Данной конструкции характерны те же недостатки, что и приведенные выше. Кроме того, быстродействие головки падает из-за наличия возвратной пружины.
Известны также пассивные магнитные подшипники (магнитные подвесы) на постоянных магнитах (http://imlab.narod.ru/M_Fields/PM_Bearings/PM_Bearings.htm). и на патент «Радиальный подшипник на магнитной подвеске» RU (11) 2264565 (13) C2. Магнитные подшипники содержат наружные и внутренние кольцевые постоянные магниты и сердечник. Работа магнитного подшипника основана на том, что магнит внутреннего кольца, сидящий на сердечнике, действуя полюсом, создает магнитное ноле впереди себя в радиальном направлении, а магнит наружного кольца своим полюсом создает магнитное поле навстречу полю магнита внутреннего кольца, в результате создается мощная магнитная круговая подушка. При этом сердечник самоцентрируется в образованном магнитном поле и висит в пространстве, не касаясь наружною кольца. Магнитная подвеска сердечника в ударных гравировальных головках не применяется.
Изобретение направлено на повышение быстродействия гравировальной головки.
Поставленная задача решается применением в головке магнитной подвески сердечника и установкой гравировальной иглы на корпусе ударной головки. Эти меры способствуют уменьшению сил трения и веса сердечника.
Конструкция магнитной головки приведена на чертеже.
Магнитная головка включает корпус 1, внутри которого установлен соленоид, состоящий из катушки 2 с обмоткой 3 и полым цилиндром 4 из магнитного материала. В полом металлическом цилиндре концентрично установлен сердечник 5 из магнитного материала. Сердечник жестко связан с установленными на нем подвижными кольцевыми постоянными магнитами 6. В корпусе 1 напротив подвижных кольцевых постоянных магнитов концентрично с зазором установлены неподвижные постоянные кольцевые магниты 7. Корпус снабжен демпфером 8, предназначенным для смягчения удара сердечника о корпус. Под сердечником 5 установлена гравировальная игла 9, закрепленная на пластинчатой пружине 10.
Магнитная ударная гравировальная головка работает следующим образом:
В статическом положении под воздействием магнитных нолей, создаваемых подвижными 6 и неподвижными 7 постоянными кольцевыми магнитами, сердечник 5 самоцентрнруется и висит (левитирует) в пространстве, не касаясь деталей корпуса 1. При принудительном кратковременном радиальном механическом воздействии на сердечник он отклоняется от осевой линии и обратно занимает первоначальное устойчивое положение. При осевом механическом воздействии сердечник совершает колебательные движения вверх и вниз. не отклоняясь от оси. При подаче на обмотку 3 знакопеременною напряжения, намагничивается полый цилиндр 4, магнитное ноле которого воздействует сердечник 5, и он совершает осевые колебания вверх и вниз синхронно импульсам знакопеременного напряжении, ударяя но пластинчатой пружине 10. В свою очередь, закрепленная на пластинчатой пружине гравировальная игла 9, также совершает возвратно-поступательные движения, выбивая ударом лунку на поверхности установленного под ней твердого материала (например, мраморной или гранитной плиты).