ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ ГРАВИРОВАЛЬНОГО СТАНКА

Полезная модель относится к области художественно-декоративной обработки твердых материалов, таких как камень, мрамор, стекло, а также для чеканки изображения на металлическом листе и может применяться для осуществления вертикального возвратно-поступательного движения ударного инструмента гравировального станка.
Известен исполнительный механизм гравировального станка по патенту RU 2089401.
Известный механизм содержит корпус, на внутренней поверхности которого закреплен соленоид с сердечником, обмотка которого подключена к контроллеру. Сердечник охвачен пружиной, один конец которой закреплен на пяте сердечника, а другой на торце соленоида. К нижней части корпуса шарнирно прикреплен рычаг, на свободном конце которого жестко закреплен ударный инструмент. К рычагу в районе ударного инструмента прикреплена пружина, второй конец которой прикреплен к корпусу устройства. Корпус прикреплен к каретке, имеющей возможность перемещения по мосту гравировального станка.
Электрический сигнал от управляющего контроллера поступает на обмотку соленоида, в результате чего сердечник, опускаясь и проходя через отверстие в корпусе, воздействует на рычаг с ударным инструментом, который ударяет по поверхности обрабатываемого материала, частично разрушая ее. Возврат рычага с ударным инструментом и сердечника в исходное положение осуществляется пружинами.
Недостатками известного исполнительного механизма гравировального станка являются:
- сложность конструкции из-за введения в нее двух пружин;
- пониженный ресурс работы из-за накопления усталостных напряжений в материале пружин, приводящих к их поломке;
- повышенная металлоемкость.
Известен исполнительный механизм гравировального станка по патенту RU 2121444, выбранный в качестве прототипа.
Известный механизм содержит цилиндрический корпус, в нижней части которого имеется резьба, в которую ввернуты крепежные кольца, на верхнее из которых опирается нижним торцом цилиндрический магнит. Верхний торец магнита контактирует с сердечником, прикрепленном к верхней части цилиндра крепежными винтами. Сердечник расположен аксиально цилиндрическому магниту. В зазоре между сердечником и магнитом расположен цилиндр, выполненный из диэлектрического материала и имеющий дно, в котором выполнено отверстие для размещения в нем держателя, к которому прикреплен ударный инструмент. На диэлектрическом цилиндре размещена электрическая катушка, концы обмотки которой через выводы соединены с блоком управления электродинамическим приводом вертикального движения ударного инструмента. В нижней части диэлектрического цилиндра имеются выточки, в которых установлены эластичные подвесы, имеющие форму шайб, внешние части которых зажаты между крепежными кольцами. Исполнительный механизм верхней частью сердечника прикреплен к каретке устройства горизонтального движения.
Электрический импульс от блока управления электродинамическим приводом вертикального движения инструмента выдается на обмотку катушки, в результате чего диэлектрический цилиндр, жестко связанный с ударным инструментом и с намотанной на нем катушкой, совершает вертикальное движение вниз, при этом упруго деформируются эластичные подвесы. Инструмент наносит удар по поверхности обрабатываемого изделия. Получив при ударе об изделие импульс кинетической энергии обратного направления, инструмент и связанный с ним диэлектрический цилиндр начинают движение вверх. Эластичные подвесы за счет сил упругости способствуют возвращению диэлектрического цилиндра и ударного инструмента в исходное положение.
Недостатками прототипа являются:
- пониженный ресурс работы эластичных подвесов;
- возможность возникновения трещин в материале дна диэлектрического цилиндра в результате воздействия на него циклических напряжений, возникающих при ударах инструмента об изделие, с последующим разрушением дна.
Техническим результатом предложенной полезной модели являются:
- увеличение межремонтных сроков;
- повышение надежности механизма.
Технический результат достигается тем, что в исполнительном механизме гравировального станка, содержащем корпус, цилиндрический магнит, сердечник с пятой, диэлектрический цилиндр, электрическую катушку, ударный инструмент, согласно полезной модели, цилиндрический магнит и пята сердечника установлены между верхней и нижней крышками, последняя из которых прикреплена к корпусу, противоположно пяте сердечника между цилиндрическим магнитом и нижней крышкой установлен кольцевой магнитопровод, электрическая катушка размещена на цилиндрическом каркасе, изготовленном из бронзы, хвостовик сердечника расположен в отверстии каркаса с возможностью осевого перемещения каркаса относительно сердечника, диэлектрический цилиндр запрессован в нижнюю часть каркаса катушки, на наружной поверхности диэлектрического цилиндра выполнены две полукруглые продольные канавки, в нижнюю часть диэлектрического цилиндра ввернут хвостовик штанги до упора в ее бурт, нижняя часть штанги выполнена в виде пуансона, установленного в направляющей втулке, изготовленной из бронзы и центрирующей наружной поверхностью опорную пяту корпуса, прикрепленную к последнему, балку моста станка и прижим балки, к нижней части пуансона штанги жестко прикреплен ударный инструмент, в отверстии пяты корпуса установлена сменная втулка ограничения амплитуды ударного инструмента.
Электрическая катушка подключена к контроллеру, управляемому процессором.
В качестве ударного инструмента может быть применена игла, выполненная из твердого сплава марки ВК8 В.
В качестве ударного инструмента может быть применена игла, выполненная из твердого сплава марки ВК15.
Выполнение цилиндрического каркаса и направляющей втулки из бронзы способствует снижению сил трения, возникающих в трущихся парах: каркас-хвостовик сердечника и направляющая втулка-пуансон штанги, что снижает износ этих деталей. Это в свою очередь способствует увеличению межремонтных сроков для исполнительного механизма и гравировального станка в целом.
Выполнение конструкции исполнительного механизма станка без тонкостенных деталей, воспринимающих поперечные циклические ударные нагрузки, приводящие к разрушению этих деталей, повышает надежность работы исполнительного механизма и гравировального станка в целом.
Введение в конструкцию сменной втулки ограничения амплитуды позволяет регулировать величину рабочего хода ударного инструмента в зависимости от заданной глубины растрирования заготовки. Кроме того, упомянутая втулка предохраняет электрическую катушку от выхода ее за пределы хвостовика сердечника при отсутствии обрабатываемой заготовки при выключенном электропитании станка.
Подключение электрической катушки к контроллеру, управляемому процессором, позволяет осуществить за один рабочий цикл движение ударного инструмента вниз к обрабатываемой заготовке и возвращение его в исходное положение.
Сущность предложенной полезной модели поясняется рисунком, на котором изображен продольный разрез устройства.
Исполнительный механизм гравировального станка содержит корпус 1, к которому прикреплена с помощью винтов 2 нижняя крышка 3, к которой в свою очередь с помощью винтов 4 прикреплена верхняя крышка 5. Между крышками 3 и 5 размещен цилиндрический магнит 6, пята 7 сердечника 8 и кольцевой магнитопровод 9. На хвостовике сердечника 8 установлен цилиндрический каркас 10, на котором размещена электрическая катушка 11 с выводами 12 обмотки. В нижнюю часть цилиндрического каркаса 10 запрессован диэлектрический цилиндр 13, на наружной поверхности которого выполнены две полукруглые канавки 14, в которых размещены выводы 12. В нижнюю часть диэлектрического цилиндра 13 ввернут хвостовик штанги 15, имеющий ограничительный бурт 16. Нижняя часть штанги 15 выполнена в виде пуансона 17, установленного в направляющей втулке 18. Втулка 18 своей наружной поверхностью центрирует опорную пяту 19, прикрепленную винтами 20 к корпусу 1, балку 21 моста станка и прижим 22 балки 21, скрепленные между собой винтами 23. В отверстие пяты 19 установлена сменная втулка 24, ограничивающая амплитуду ударного инструмента 25, жестко прикрепленного к пуансону 17 штанги 15. Между прижимом 22 и пуансоном 17 установлена диафрагма 26, предназначенная для защиты от каменной пыли трущейся пары: втулка 18 - плунжер 17.
Исполнительный механизм гравировального станка работает следующим образом.
Способом, не являющимся предметом данной полезной модели, электрическая катушка 11 с цилиндрическим каркасом 10 удерживаются в верхнем исходном положении.
При подаче от контроллера станка в обмотку электрической катушки 11 исполнительного импульса тока катушка 11 с цилиндрическим каркасом 10 за счет электромагнитных сил движутся вниз, продвигая также вниз штангу 15 с ударным инструментом 25. После нанесения инструментом 25 удара по обрабатываемой заготовке инструмент, получив импульс кинетической энергии противоположного направления, начинает движение вверх. В это время от контроллера в обмотку электрической катушки 11 подается импульс тока обратного направления, в результате чего штанга 15 и ударный инструмент 25 возвращаются в исходное положение. Цикл работы ударного инструмента завершен.
Исполнительный механизм прост по конструкции, надежен в работе и долговечен.
Предложенная полезная модель найдет широкое применение в области художественно-декоративного гравирования твердых материалов и чеканки металлических листов.