ВИБРОСВЕРЛИЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к обработке металлов резанием, а именно, к приспособлениям для металлорежущих станков, относящихся к сверлильно-расточной и фрезерной группе с вертикальным расположением шпинделя для увеличения производительности и улучшения качества формообразования отверстий.
Вибросверлильное устройство состоит из корпуса, внутри которого установлены вал, вал-шпиндель с закрепленным на него инструментом, упругие держатели, электродинамический вибровозбудитель. Электродинамический вибровозбудитель в свою очередь состоит из корпуса, внутри которого размещен силовой узел, состоящий из двух катушек индуктивности. Верхняя катушка, подключенная к источнику постоянного тока и закрепленная неподвижно на' верхней части корпуса, состоит из набора Ш-образных пластин из электротехнической стали и обмотки. Нижняя катушка, подключенная к источнику переменного тока, установлена соосно с верхней катушкой и имеет возможность перемещения в осевом направлении. Нижняя катушка также как и верхняя катушка состоит из набора Ш-образных пластин из электротехнической стали и обмотки. Корпус может быть оснащен различными средствами фиксации устройства на станках сверлильно-расточной и фрезерной группе с вертикальным расположением шпинделя.
Наиболее близким к заявляемому решению является вибросверлильное устройство (патент №2386520 С1, 22.07.2008, МПК В23В 35/00). Данное устройство содержит, установленные внутри корпуса вал-шпиндель с инструментом, упругие держатели и электродинамический вибровозбудитель, обеспечивающие вертикальное возвратно-поступательное перемещение инструмента.
Недостатком данного устройства является конструкция электродинамического вибровозбудителя, состоящего из катушек индуктивности такого типа, который накладывает достаточно узкие ограничения режимов работы сверлильного устройства, не позволяя производить высокоэффективное дробление стружки. В частности:
- вибросверлильное устройство не позволяет добиться высокопроизводительного сверления отверстий из-за малого тягового усилия электромагнитов;
- работа устройства ограничена достаточно узким диапазоном частот осевых колебаний, т.к. катушки индуктивности данного типа имеют относительно долгое время срабатывания;
- маленький спектр обрабатываемых деталей, из-за низкой интенсивности дробления стружки.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое решение, является:
- повышение производительности сверления за счет увеличения тягового усилия электромагнитов;
- расширение диапазона частот осевых колебаний, за счет катушек индуктивности более подходящего типа;
- расширение спектра обрабатываемых деталей, за счет возможности более интенсивного дробления стружки и более широкого диапазона частот осевых колебаний.
Для решения этой задачи предлагается устройство для вибрационного сверления содержащее хомут для закрепления вибросверлильного устройства на станке, корпус, внутри которого установлены вал, вал-шпиндель, упругие держатели, электродинамический вибровозбудитель, который в свою очередь состоит из корпуса, верхней катушки индуктивности подключенной к источнику постоянного тока и нижней катушки индуктивности, подключенной к источнику переменного тока.
Верхняя катушка индуктивности неподвижно закреплена на верхней части корпуса, а нижняя катушка имеющая возможность осевого перемещения относительно верхней катушки имеет кинематическую связь с валом-шпинделем. Катушки индуктивности состоят из набора Ш-образных пластин электротехнической стали и обмотки. Вал-шпиндель связан со шпинделем станка через цилиндрическую зубчатую передачу. Для придания дополнительной жесткости устройству вибрационного сверления в процессе обработки и возможности равномерного вращения, на вал-шпиндель устанавливаются радиально-упорные подшипники.
Такое исполнение устройства, приведенной совокупностью признаков обеспечивает расширение диапазонов режимов сверления, что приводит к повышению производительности обработки, интенсификации процесса дробления стружки, расширению спектра обрабатываемых изделий.
На Фиг.1 показано устройство для вибрационного сверления в разрезе. Оно содержит хомут 1 для закрепления устройства на станке, корпус 2, внутри корпуса 2 установлены вал 3, вал-шпиндель 4, упругие держатели 5, электродинамический вибровозбудитель, который в свою очередь состоит из корпуса 13, верхней катушки индуктивности 6 подключенной к источнику постоянного тока и нижней катушки 7, подключенной к источнику переменного тока. Верхняя катушка 6 неподвижно закреплена на верхней части корпуса 8, нижняя же катушка 7, имеющая возможность осевого перемещения относительно верхней катушки 6, имеет кинематическую связь с валом-шпинделем 4. Катушки индуктивности 6 и 7 состоят из набора Ш-образных пластин электротехнической стали и обмотки. Вал-шпиндель 4 связан со шпинделем станка через цилиндрическую зубчатую передачу 9, 10 и вал 3. Для придания дополнительной жесткости устройству вибрационного сверления в процессе обработки и возможности равномерного вращения, на вал-шпиндель 4 устанавливаются радиально-упорные подшипники 11 и 12.
Предлагаемое вибросверлильное устройство работает следующим образом. Вращательное движение на вал-шпиндель 4 передается от шпинделя станка посредством вала 3 и цилиндрической зубчатой передачи 9, 10. Передача дополнительного вертикального возвратно-поступательного осевого движения с заданным усилием и амплитудой на вал-шпиндель 4 осуществляется посредством катушек индуктивности 6, 7 и упругих держателей 5. Когда на катушки индуктивности 6, 7 подается ток, происходит их отталкивание друг от друга, что заставляет перемещаться нижнюю катушку 7 и связанный с ней вал-шпиндель 4 с инструментом относительно верхней катушки 6. При этом упругие держатели 5 прогибаются и после прекращения действия тока возвращают вал-шпиндель 4 с инструментом и нижнюю катушку 7 в исходное положение. Таким образом, осуществляется сверление с наложением вибраций в осевом направлении.