АГРЕГАТНАЯ ГОЛОВКА ДЛЯ СВЕРЛЕНИЯ ГЛУБОКИХ ОТВЕРСТИЙ С СИСТЕМОЙ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОДАЧИ

Полезная модель относится к оборудованию машиностроительных производств и может быть использована в агрегатных станках.
Известна агрегатная головка для сверления глубоких отверстий с универсальным регулятором подачи, содержащая датчик измерения силового параметра, регулятор, например гидравлический, и привод подачи, образующие в совокупности систему автоматического регулирования подачи, шпиндель, привод его вращения и датчик положения [1].
Недостатком головки является низкая точность обработки, сложность конструкции и ограниченные технические возможности.
В качестве прототипа принята агрегатная головка для сверления глубоких отверстий с системой автоматического регулирования подачи, содержащая шпиндель, установленный в корпусе пиноли и связанный с приводом вращения, привод подачи пиноли, датчик измерения силового параметра, датчик положения пиноли, гидравлический регулятор привода подачи пиноли, гильза которого установлена с возможностью осевого перемещения и связана с датчиком положения пиноли, а плунжер регулятора связан с датчиком силового параметра, регулируемый упор, ограничивающий перемещение плунжера регулятора при перемещении гильзы [2].
Недостатком головки является низкая точность обработки, сложность конструкции и ограниченные технические возможности. Привод вращения шпинделя не регулируемый, что ограничивает технические возможности головки. Кинематическая связь датчика измерения силового параметра с плунжером регулятора не обеспечивает достаточную точность обработки отверстий, усложняет конструкцию и ограничивает технические возможности головки. Регулируемый упор, ограничивающий перемещение плунжера регулятора при перемещении гильзы, не имеет точной регулировки положения, что отрицательно сказывается на точности обработки отверстий.
Технической задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является повышение точности обработки, упрощение конструкции и расширение технических возможностей силовой головки.
Решение указанной задачи достигается тем, что привод вращения выполнен в виде гидравлического мотора, который одновременно является датчиком измерения силового параметра, а привод подачи пиноли выполнен в виде гидравлического поршневого цилиндра, плунжер регулятора связан с датчиком силового параметра гидравлической линией управления, а регулируемый упор, ограничивающий перемещение плунжера регулятора при перемещении гильзы, выполнен в виде микрометрического винта.
Сравнение заявленной агрегатной головки с прототипом показывает, что имеет место наличие новых деталей и функциональных связей между ними.
Новые детали: привод вращения в виде гидравлического мотора, который одновременно является датчиком измерения силового параметра; привод подачи пиноли в виде гидравлического поршневого цилиндра; гидравлическая линия управления, связывающая плунжер регулятора с датчиком силового параметра; регулируемый упор, определяющий максимальную рабочую подачу пиноли и ограничивающий перемещение плунжера регулятора при перемещении гильзы, выполненный в виде микрометрического винта.
Новые функциональные связи: гидравлический мотор вращает шпиндель головки и одновременно является датчиком измерения силового параметра, что обеспечивает высокую точность измерения, упрощает конструкцию и расширяет технические возможности головки за счет возможности регулирования частоты вращения шпинделя в широком диапазоне; гидравлический поршневой цилиндр обеспечивает регулируемую подачу пиноли в широком диапазоне, что обеспечивает высокую точность обработки отверстий и расширяет технические возможности головки, так как в зависимости от ее назначения можно установить гидроцилиндр любого типа и типоразмера; гидравлическая линия управления связывает плунжер регулятора с датчиком силового параметра, что обеспечивает высокую точность измерения и упрощает конструкцию; регулируемый упор в виде микрометрического винта обеспечивает точную регулировку положения плунжера регулятора на максимальную рабочую подачу пиноли и ограничивает перемещение плунжера при перемещении гильзы, что положительно сказывается на точности обработки отверстий.
Наличие новых элементов и функциональных связей позволяет повысить точность обработки, упростить конструкцию и расширить технических возможности агрегатной головки.
На фиг. 1 показана схема агрегатной головки для сверления глубоких отверстий с системой автоматического регулирования подачи.
Агрегатная головка для сверления глубоких отверстий с системой автоматического регулирования подачи содержит шпиндель 1, установленный в корпусе 2 пиноли. Шпиндель связан с приводом вращения, в качестве которого используется гидравлический мотор 3, который одновременно является датчиком измерения силового параметра.
Привод подачи пиноли выполнен в виде поршневого гидравлического цилиндра 4.
Гидравлический регулятор 5 привода подачи пиноли, гильза 6 которого установлена с возможностью осевого перемещения и связана с датчиком 7 положения пиноли, а плунжер 8 регулятора связан с датчиком силового параметра (гидравлическим мотором) гидравлической линией 9 управления.
Регулируемый упор 10, выполненный в виде микрометрического винта, и ограничивающий перемещение плунжера регулятора при перемещении гильзы.
Агрегатная головка работает следующим образом.
Перед включением головки в работу производят настройку режима обработки. Для этого за счет регулировки расхода жидкости, подводимой к гидравлическому мотору 3 и гидравлическому цилиндру 4, устанавливают необходимую частоту вращения шпинделя 1 и максимальную подачу пиноли 2. Вращающий момент на шпинделе и осевое усилие на пиноли регулируют за счет настройки давлений жидкости на входах гидравлического мотора и гидравлического цилиндра. Регулируемым упором 10 настраивают точное положение плунжера 8 регулятора 5 при максимальной рабочей подаче пиноли и ограничивают перемещение плунжера при перемещении гильзы 6.
При работе головки инструмент, закрепленный в шпинделе 1, на максимальной подаче подводится к обрабатываемой поверхности заготовки. При врезании и дальнейшей обработке отверстия возрастает момент сопротивления на шпинделе головки, что приводит к увеличению давления жидкости на входе гидравлического мотора 3 и в гидравлической линии 9 управления.
Равновесие сил на плунжере 8 регулятора нарушается, и он перемещается влево, уменьшая расход жидкости, подаваемой на вход гидравлического цилиндра 4. Подача пиноли уменьшается, контролируемый параметр (момент сопротивления на шпинделе головки) восстанавливается.
В зонах резания с неравномерной нагрузкой на инструмент, например, при наклонном входе сверла в заготовку, рабочая подача уменьшается по сравнению с подачей в зоне обработки основного участка отверстия. В таких зонах резания от корпуса пиноли 2 подается команда на датчик 7 положения и от него силовое воздействие на гильзу 6 регулятора подачи. Так как перемещение плунжера ограничено регулируемым упором 10, то при перемещении гильзы проходное сечение регулятора и рабочая подача уменьшаются.
После прохождения указанных зон резания датчик 7 положения подает команду на перемещение гильзы 6 в направлении увеличения рабочей подачи до заданного значения.
Повышение точности обработки, упрощение конструкции и расширение технических возможностей силовой головки достигается за счет применения регулируемых приводов вращения и подачи, выполненных в виде гидравлического мотора и гидравлического поршневого цилиндра, при этом гидравлический мотор одновременно является датчиком измерения силового параметра. Гидравлическая линия управления, связывающая плунжер регулятора с датчиком силового параметра, повышает точность передачи управляющего сигнала и упрощает конструкцию, а регулируемый упор, выполненный в виде микрометрического винта обеспечивает точную регулировку положения плунжера регулятора на максимальную рабочую подачу пиноли и ограничивает перемещение плунжера при перемещении гильзы, что положительно сказывается на точности обработки отверстий.
Источники информации, принятые во внимание
1. Авторское свидетельство СССР по заявке №2902049/25-08, В23В 39/10, 1980.
2. Авторское свидетельство СССР №986638, В23В 47/32, приор. 15.07.1981, опубл. 07.01.1983, Бюл. №1 (прототип).