МЕХАНИЗМ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПИНОЛИ ЗАДНЕЙ БАБКИ МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО СТАНКА

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована для регулирования положения пиноли задней бабки с центром металлорежущих станков, например, круглошлифовальных повышенной, высокой и особо высокой точности в случае нарушения их заданного расположения во время технологического процесса.
Известно аналогичное устройство для микроподачи заготовок при шлифовании [патент РФ №2092297, МПК B24B 47/00, 1997], содержащее основание и верхнюю плиту с приспособлением для закрепления заготовки, и размещенный между ними силовой элемент, соединенный с системой нагрева и охлаждения и установленный с возможностью взаимодействия с узлом перемещения верхней плиты.
Недостатком аналога является то, что силовой элемент обладает высокой инерционностью, обусловленной невозможностью мгновенного прекращения теплового расширения, что ведет к снижению точности обработки заготовки.
Известна также задняя бабка металлорежущего станка [а.с.SU 944797, МПК B23B 23/00, B23B 23/02, 1982], содержащая корпус с пинолью, в которой установлен центр. В центре предусмотрен сквозной продольный канал, продолжением которого является трубка, соединенная с измерительным прибором. При правильной установке детали ее центровое отверстие соосно с рабочим конусом центра задней бабки и воздух, поступающий через измерительный прибор, трубку и канал в полость центрового отверстия сохраняет исходное давление.
Недостатком описанного аналога является то, что в процессе работы станка канал забивается шламом и другими включениями, что препятствует частичному или полному прохождению воздуха через него. В результате в блок управления станка поступает искаженный сигнал, приводящий к недостоверной информации о положении задней бабки, что существенно снижает точность обработки деталей.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели является выбранный в качестве прототипа механизм перемещения зажимного элемента, например, пиноли задней бабки металлорежущего станка [а.с. SU 1161256, МПК В23В 23/00, 1985 г.], содержащий корпус, втулку, кинематически связанную с приводом вращения, дифференциальный винт с нарезками и гайками, одна из которых имеет возможность вращения вместе с винтом и подпружинена в осевом направлении относительно зажимного элемента, на торцах которого выполнены зубья.
Недостатком описанного прототипа является невозможностью обеспечения фиксации зажимного элемента, например, пиноли задней бабки с тарированным усилием прижатия к обрабатываемой детали, а так же отсутствие регулировки пиноли в радиальном направлении в случае нарушения заданного положения в процессе шлифования.
Техническим результатом полезной модели является увеличение ресурса точности станка и повышение точности обработки деталей путем регулирования положения пиноли задней бабки с центром непосредственно в процессе круглого шлифования.
Данный технический результат достигается тем, что механизм перемещения пиноли задней бабки металлорежущего станка, содержащий установленный в коническом отверстии пиноли центр с дифференциальным винтом, согласно заявляемому техническому решению, он снабжен установленным на рабочем конусе центра соосно его оси датчиком угла наклона, полуцилиндрическими пьезоэлементами с подшипниками, установленными в круговых симметричных пазах центра, фильтрами низких частот, преобразователями напряжения, блоком управления и контроллером, при этом датчик угла наклона через блок управления, фильтры низких частот, преобразователи напряжения и контролер соединен с пьезоэлементами, причем контролер соединен с пьезоэлементами электрическими проводами через канал, выполненный в выступающей из задней бабки части пиноли.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором приведены: на фиг. 1 представлена задняя бабка станка с механизмом перемещения пиноли; на фиг. 2 изображен узел I, на котором изображен центр с конусом Морзе; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2.
Механизм перемещения пиноли задней бабки металлорежущего станка, например круглошлифовального, содержит корпус задней бабки 1, в расточках которого установлена подпружиненная упругим элементом пиноль 2, в коническое отверстие которой вставлен центр 3 с дифференциальным винтом (не показан). Центр 3 может быть выполнен по ГОСТ 13214-79, например, «упорный» исполнения 1 нормальной или повышенной точности с конусом Морзе 4. На рабочем конусе центра соосно с центровым отверстием 4 детали 5 расположен датчик угла наклона 6 (например, датчик MS9001.D, производитель Colibrys, Швейцария). В противоположных сторонах центра выполнены круговые симметричные пазы 7, разделенные перегородкой 8, проходящей вдоль оси центра, в которые установлены полуцилиндрические пьезоэлементы 9 с подшипниками 10.
Пьезоэлементы соединены с датчиком угла наклона через фильтры низких частот (ФНЧ1) 11, (ФНЧ2) 12, а преобразователи напряжения (ПН1) 13 и (ПН2) 14 соединены с блоком управления (БУ) 15 и контроллером (К) 16 сквозь канал 17 электрическими проводами 18, проходящими через выступающую из задней бабки часть пиноли.
Механизм работает следующим образом.
Перед началом обработки деталей датчик угла наклона 6 настраивают на значение, соответствующее соосности центров. Данное положение принимается как нулевое. В случае смещения оси пиноли 2 с центром 3 во время технологического процесса датчик меняет свое положение и подает сигнал с фиксированным значением угла наклона на блок управления 15 и контроллер 16, соединенный с пьезоэлементами 9 через канал 17 электрическими проводами 18. При смещении пиноли с центром против часовой стрелки (вверх) сигнал подается через фильтр низких частот (ФНЧ1) 11 и преобразователь напряжения (ПН1) 13, при смещении по часовой стрелке (вниз) - через фильтр низких частот (ФНЧ2) 12 и преобразователь напряжения (ПН2) 14, заставляя пьезоэлементы соответственно расширяться или сжиматься, возвращая пиноль с центром в тарированное положение, соответствующее соосности центров.
Предложенная конструкция механизма перемещения пиноли задней бабки металлорежущего станка позволяет увеличить ресурс точности станка и повысить точность обработки деталей при шлифовании за счет управления положением пиноли задней бабки с центром во время технологического процесса.