СТАНОК ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ РАЗМЕРНОЙ АЛМАЗНОЙ ОБРАБОТКИ

Полезная модель относится к области станкостроения, а именно к ультразвуковым станкам, предназначенным для размерной алмазной обработки твердых хрупких материалов, например, пластин акселерометров, датчиков давления, деталей гироскопов.
Известен ультразвуковой станок для обработки твердых хрупких материалов, в частности, для прошивания отверстий, содержащий основание, на котором установлен магнитострикционный преобразователь. К верхней плоскости преобразователя прикреплен концентратор, используемый в качестве стола, на котором закрепляют подлежащее обработке изделие. Для исключения бокового смещения изделия, его размещают в закрепленном на столе кольце, оснащенном прорезями для стока абразивной суспензии. Фиксацию изделия осуществляют прижимным механизмом, выполненным в виде подпружиненного кронштейна, установленного с возможностью перемещения на основании и установленной на кронштейне упругой прокладки, контактирующей с подлежащем обработке изделием при его фиксации в позиции обработки. На основании с возможностью вертикального перемещения установлена каретка с инструментальной головкой, несущей обрабатывающий инструмент. Станок оснащен системой подачи в зону обработки абразивной суспензии.
(см. Авторское свидетельство СССР №141737, кл. B23H 7/26, 1961 г.).
В результате анализа конструкции данного станка было установлено, что данный станок обладает невысокими функциональными возможностями, так как обработка ведется только по одной вертикальной координате,
то есть, станок, по сути, предназначен для обработки отверстий. Кроме того, при прошивке глубоких отверстий, особенно малого диаметра, затруднено удаление из зоны обработки шлама, что снижает производительность и качество обработки. Низкий КПД магнитострикционного преобразователя, обусловленный большими потерями, связанными с нагревом преобразователя, приводит к усложнению конструкции связанной с необходимостью использования системы охлаждения преобразователя.
Известен ультразвуковой станок, для обработки твердых хрупких материалов, содержащий станину, на вертикальных направляющих которой с возможностью перемещения установлена акустическая головка с инструментом, подсоединенным к генератору высокой частоты. На станине установлен стол с размещенной на нем ванной для жидкой среды, в которой устанавливается подлежащее обработке изделие.
(см. Авторское свидетельство СССР №309839, кл. B28H 1/14, 1971 г.) - наиболее близкий аналог.
В результате анализа конструкции данного станка установлено, что в нем, как и в станке, приведенном выше, перемещение инструмента относительно детали производится лишь по одной координате, что снижает его функциональные возможности. КПД магнитострикционного преобразователя весьма низок из-за больших потерь связанных с нагревом преобразователя, что приводит к большим потерям потребляемой энергии генератора. Низкое качество обработанных поверхностей деталей и большое количество сколов, обусловлено ручной подачей инструмента.
Техническим результатом настоящей полезной модели является разработка станка для ультразвуковой размерной алмазной обработки, в том числе деталей из твердых хрупких материалов, обладающего расширенными технологическими возможностями за счет обеспечения обработки детали по трем координатам.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в станке для ультразвуковой размерной алмазной обработки, содержащем основание, на котором размещены рабочий стол для установки подлежащей обработке заготовки, вертикальный суппорт, на котором установлена инструментальная головка с обрабатывающим инструментом, имеющим возможность соединения с ультразвуковым генератором, новым является то, что станок оснащен продольным и поперечным суппортами и порталом, поперечный суппорт установлен на верхней поверхности основания, а рабочий стол размещен на поперечном суппорте с возможностью поперечного перемещения, портал выполнен в виде двух вертикально установленных на верхней поверхности основания стоек, на которых горизонтально закреплена траверса, оснащенная продольными направляющими, на которых смонтирован продольный суппорт, а вертикальный суппорт установлен на продольном суппорте с возможностью вертикального перемещения.
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых:
- на фиг. 1 - станок, вид спереди с открытым ограждением;
- на фиг. 2 - станок, вид сбоку со снятым боковым ограждением;
- на фиг. 3 - станок, вид сбоку с закрытым ограждением.
На графических материалах следующими позициями обозначены конструктивные элементы станка.
1 - Основание;
2 - Портал;
3 - Продольный суппорт;
4 - Вертикальный суппорт;
5 - Ультразвуковая головка;
6 - ограждение;
7 - Пульт управления;
8 - Ультразвуковой генератор;
9 - Поперечный суппорт;
10 - Рабочий стол.
Станок для ультразвуковой размерной алмазной обработки содержит основание 1, представляющее собой сварной каркас, выполненный из сортового проката. На верхней плоскости основания размещен портал 2, выполненный в виде двух вертикально установленных на основании стоек и закрепленной на них горизонтально траверсы, оснащенной горизонтальными направляющими. На горизонтальных направляющих траверсы портала 2 с возможностью перемещения по ним установлен продольный суппорт 3. На продольном суппорте имеются вертикальные направляющие, на которых с возможностью вертикального перемещения установлен вертикальный суппорт 4, на котором размещена инструментальная ультразвуковая головка 5 с обрабатывающим инструментом (инструмент позицией не обозначен).
Рабочая зона станка закрыта ограждением 6, выполненным в виде листов, прикрепленных к передней, задней и боковым частям основания. На передней части ограждения имеются раздвижные створки.
На передней панели ограждения 6 установлены пульт управления 7 (с пульта управления производится управление перемещениями элементов станка) и ультразвуковой генератор 8, связанный с ультразвуковой головкой 5.
На верхней плоскости основания 1 установлен поперечный суппорт 9, на направляющих которого размещен рабочий стол 10, предназначенный для установки подлежащей обработке заготовки.
Станок оснащен системой (не показана) подачи СОЖ в зону обработки.
Станок оснащен системой ЧПУ (не показана), которая осуществляет управление приводами (не показаны) перемещения суппортов и рабочего стола.
Станок работает следующим образом. Подлежащую обработке заготовку закрепляют на рабочем столе 10. С панели управления ультразвукового генератора 8 настраивают параметры колебаний инструмента головки 5. С пульта управления станка 7 настраивают положение инструмента относительно детали. С пульта управления станка 7 задают параметры обработки детали.
При назначении параметров обработки детали предусмотрены ряд функций: компенсация диаметра инструмента, ограничение по вылету инструмента, дискретное перемещение по осям, изменение системы измерения, функции изменения скоростей подачи и вращения инструмента во время обработки.
После назначения параметров системы слежения на пульте управления станка 7 задают режимы обработки. Закрывают кабинетное ограждение 6. Включают ультразвуковой генератор 8. Включают подачу СОЖ и запускают программу обработки изделия. При необходимости обработки отверстий, их формообразование осуществляют посредством вертикального перемещения суппорта 4, продольный и поперечный суппорт обеспечивают установку заготовки и инструмента в заданное положение друг относительно друга. При обработке прямолинейных канавок, криволинейных канавок или полостей сложной формы, в их формообразовании участвуют все суппорты, что и обеспечивает расширение функциональных возможностей обработки.
Станок обладает расширенными технологическими возможностями, так как обеспечивает обработку отверстий, пазов различной формы, полостей, в том числе, сложной формы.