ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ ГОЛОВКА К АГРЕГАТНОМУ СТАНКУ

Полезная модель относится к области оснастки для металлорежущих, преимущественно, агрегатных станков и может быть использована для обработки (сверления, зенкерования, развертывания) отверстий.
Известен сверлильный патрон, содержащий корпус, на котором закреплена цилиндрическая втулка, а на нее навинчена коническая втулка. Цилиндрическая втулка поджата к корпусу через шарики, снижающие потери на трение. С внутренней конической поверхностью конической втулки контактируют клиновой формы зажимные кулачки, предназначенные для закрепления сверла и установленные в пазах сепаратора и головной части винта, связанного с корпусом левой резьбой, обеспечивающей возможность осевого перемещения винта с кулачками. Перпендикулярно боковым плоскостям кулачков на одинаковом расстоянии от наружной поверхности в отверстиях установлены цилиндрические штифты, выступающие концы которых размещены в пазах сепаратора. Положение сепаратора относительно корпуса зафиксировано штифтом.
При приложении крутящего момента к конической втулке винт, который посредством сепаратора, штифта и кулачков связан с втулкой, перемещается вдоль оси относительно неподвижного корпуса. Винт действует на кулачки, которые, скользя по конусной поверхности втулки, сжимают хвостовик режущего инструмента. В процессе сверления под действием момента резания, винт, выполненный с левой резьбой, стремится оттолкнуться от корпуса. Это способствует увеличению силы зажима инструмента, т.е. приводит к самозакручиванию винта, что увеличивает надежность зажима. При разжиме инструмента коническую втулку вращают в обратном направлении. При этом винт ввинчивается в корпус и за счет осевого перемещения пазов, расположенных в головной части винта, по ним перемещаются кулачки, при этом штифты, закрепленные в кулачках и взаимодействующие со стенками ступенчатых пазов в конусном сепараторе, перемещают кулачки в продольно-поперечном направлении. Кулачки расходятся и освобождают инструмент, (см. патент РФ №2047425, кл. B23B 31/02, 1996 г.). В результате анализа известного решения необходимо отметить, что оно обеспечивает надежную фиксацию инструмента, однако инструмент закреплен в корпусе жестко и не имеет возможности самоустановки относительно поверхности обработки, что снижает точность обработки, особенно, при зенкеровании и развертывании предварительно просверленных глубоких отверстий.
Известна инструментальная головка, содержащая основание, предназначенное для установки на шпиндельную головку агрегатного станка. На основание навинчен полый корпус, в полости которого установлен держатель инструмента, имеющий на торце выступ, размещенный в торцевом пазу корпуса. Между торцами держателя инструмента и основания установлены размещенные в сепараторе ролики, а между другим торцом держателя инструмента и торцом корпуса размещено упругое кольцо. Выступ держателя установлен в пазу основания с зазором, а держатель инструмента размещен в полости корпуса с возможностью радиального перемещения.
В процессе работы головки точность обработки обеспечивается возможностью самоустановки держателя инструмента за счет упругости кольца и перекатывания роликов.
(см. И.М. Шевляков и др. «Обработка деталей на агрегатных и специальных станках», Москва, «Машиностроение», 1981 г., стр. 118-119, рис. 68 (д).
В результате анализа выполнения известной инструментальной головки необходимо отметить, что в ней предусмотрена возможность самоустановки инструмента, относительно обрабатываемой поверхности, однако соединение «держатель-корпус» имеет невысокую жесткость, что приводит к «уводу» инструмента в процессе обработки отверстия и, как следствие, снижению точности его обработки, а также способствует возникновению вибраций, что снижает производительность обработки и качество обработанной поверхности, особенно при зенкеровании и развертывании отверстий.
Техническим результатом настоящей полезной модели является разработка конструкции инструментальной головки, обеспечивающей производительную и качественную обработку отверстий на агрегатных станках за счет ее высокой жесткости и за счет исключения возможности «увода» инструмента в процессе обработки отверстия.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в инструментальной головке к агрегатному станку, содержащей основание, в котором смонтирован корпус, в корпусе с возможностью вращения установлен шпиндель с приспособлением для закрепления обрабатывающего инструмента на одном торце и полумуфтой с пазом на другом, в пазу полумуфты размещен палец, закрепленной на другой полумуфте, закрепленной на элементе, имеющем возможность соединения со шпинделем шпиндельной бабки агрегатного станка, новым является то, что на основании имеются поперечные направляющие, в которых с возможностью перемещения установлен корпус, дополнительно связанный с основанием посредством стержней, введенных в радиальные отверстия корпуса и установленных на кронштейнах, закрепленных на основании, при этом корпус подпружинен относительно основания упругими элементами, размещенными в радиальных отверстиях и оснащен направляющей скалкой.
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых:
- на фиг. 1 - инструментальная головка в разрезе;
- на фиг. 2 - вид А по фиг. 1;
- на фиг. 3 - вид Б по фиг. 1;
- на фиг. 4 - разрез В - В по фиг. 2.
Инструментальная головка к агрегатному станку содержит основание 1, на одном торце которого закреплена пластина 2, предназначенная для присоединения к шпиндельной бабке агрегатного станка, а на другом закреплены поперечные направляющие 3 и 4, в которых посредством установленных в сепараторах элементов качения 5 смонтированы направляющие 6 и 7, закрепленные на корпусе 8. В корпусе 8 имеется отверстие, в котором съемно размещена направляющая скалка 9. В корпусе 8 также выполнена расточка, в которой на опорах качения (позицией не обозначены) смонтирован инструментальный шпиндель 10. На одном конце шпинделя установлено приспособление 11 (например, цанговое) для закрепления инструмента (сверла, зенкера, развертки), а на другом закреплена полумуфта 12, в которой имеется радиальный паз (позицией не обозначен) для размещения пальца 13 полумуфты 14, закрепленной на приводном элементе 15, предназначенном для скрепления с приводным шпинделем шпиндельной бабки агрегатного станка. Данный элемент может быть выполнен различным образом, например, в виде фланца, имеющего возможность соединения с фланцем шпинделя, или конуса Морзе, устанавливаемого во внутренний конус шпинделя.
На основании 1 диаметрально противоположно закреплены два кронштейна 16. В кронштейнах выполнены отверстия, в которых размещены стержни 17. Каждый из стержней имеет резьбовой конец, пропущенный через отверстие кронштейна. На резьбовой конец навинчена гайка 18. Другой конец каждого стержня размещен с зазором в радиальном отверстии корпуса 8. В радиальных отверстиях корпуса помещены упругие элементы 19, подпружинивающие корпус 8 относительно кронштейнов 16, а, следовательно, и относительно основания 1.
Нетрудно заметить, что корпус 8 является плавающим относительно основания, так как подвешен на упругих элементах 19 и имеет возможность перемещения относительно основания 1 своими направляющими 6 и 7 в направляющих 3 и 4 основания 1.
Инструментальная головка к агрегатному станку головка работает следующим образом.
Для осуществления обработки деталей головку пластиной 2 крепят к шпиндельной бабке агрегатного станка. Приводной элемент 15 (в зависимости от его исполнения) фиксируется на фланце или в базовом отверстии приводного шпинделя шпиндельной бабки.
В приспособление 11 шпинделя 10 головки устанавливают обрабатывающий инструмент, например, сверло. Инструментальная головка готова к работе. На стол агрегатного станка устанавливают подлежащую обработке деталь.
Включают вращение шпинделя агрегатного станка, вращающий момент с которого посредством элемента 15, полумуфты 14, пальца 13, передается на полумуфту 12, скрепленную с инструментальным шпинделем 10 и приводит его, а, следовательно, и закрепленный в приспособлении 11 шпинделя 10 инструмент во вращение. Включают осевую подачу шпиндельной бабки, в результате чего инструмент подводится к обрабатываемой детали. Перед началом сверления отверстия направляющая скалка 9 вводится в предварительно просверленное отверстие детали или в базовое отверстие приспособления, в котором закреплена деталь и задает направление сверления инструменту, что исключает возможность его «увода» в процессе обработки. Осуществляют сверление отверстия в детали.
После окончания сверления реверсируют направление осевой подачи шпиндельной бабки, в результате чего инструмент выводится из обработанного отверстия. Отключают вращение шпинделя шпиндельной бабки. Цикл обработки закончен.
Благодаря тому, что корпус размещен в основании посредством направляющих, между которыми помещены в сепараторе тела качения, обеспечивается высокая жесткость корпуса относительно основания. То, что корпус 8 подвешен на кронштейнах основания с возможностью перемещения и подпружинен относительно кронштейнов (основания), обеспечивается возможность его перемещения в направляющих для обеспечения самоустановки инструмента без ущерба для жесткости. Все это позволяет производить обработку отверстий с высокой производительностью и качеством обработанной поверхности.
Головка имеет незначительные массу и габариты, легко и удобно устанавливается на шпиндельную бабку и демонтируется с нее, конструкция головки позволяет обеспечить точную установку обрабатывающих инструментов на размер обработки.
Использование данной головки позволяет с высокими производительностью и точностью производить обработку отверстий на агрегатных станках.