каретка металлообрабатывающего станка

Формула изобретения

Каретка металлообрабатывающего станка, содержащая установленный в корпусе суппорт, предназначенный для обрабатывающего инструмента и имеющий возможность продольного и поперечного перемещения посредством приводов, содержащих передачи винт гайка, отличающаяся тем, что суппорт выполнен в виде качалки, скрепленной с гильзой, смонтированной в корпусе на опорах с возможностью поворота и осевого перемещения, винт привода продольного перемещения качалки размещен в гильзе с возможностью осевого перемещения и один конец винта смонтирован в подшипниковой опоре, закрепленной в гильзе, а гайка винтовой передачи кинематически связана с приводом ее вращения, при этом привод поперечного перемещения представляет редуктор, установленный на закрепленной в корпусе оси с возможностью поворота, в полости редуктора с возможностью осевого перемещения смонтирован винт, а гайка винтовой передачи кинематически связана с приводом вращения, причем винт скреплен с втулкой, размещенной с возможностью перемещения на стержне, закрепленном на качалке.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в металлообрабатывающих станках при конструировании двухкоординатных суппортов, преимущественно, электрохимических и электрофизических станков.

Известна установка электроискрового легирования, каретка которого имеет приводы осевого и радиального перемещения. Каждый из приводов выполнен в виде винтовой передачи, винт которой связан с двигателем, а гайка, контактирующая с винтом, закреплена на салазках. На каретке, на оси, с возможностью вращения от привода установлен инструмент (см. а.с. СССР, N 1281353, кл. B 23 H 7/26, 1982 г.).

В результате анализа данного технического решения необходимо отметить, что для осуществления перемещений обрабатывающего инструмента применен обычный крестовый суппорт, характеризующийся сложностью изготовления двух взаимно перпендикулярных направляющих, что обуславливает их конструкцию и технологическую сложность и увеличение трудоемкости изготовления при сравнительно невысокой точности перемещений, которая объясняется наличием значительного количества конструктивных элементов и износом их в процессе эксплуатации.

Задачей, решаемой настоящим изобретением является упрощение конструкции каретки и повышение точности ее работы.

Поставленная задача решается тем, что в каретке металлообрабатывающего станка, содержащей установленный в корпусе суппорт, предназначенный для размещения обрабатываемого инструмента и имеющий возможность продольного и поперечного перемещений посредством приводов, содержащих передачи винт - гайка, причем суппорт выполнен в виде качалки, жестко скрепленной с гильзой, смонтированной в корпусе на опорах с возможностью поворота и осевого перемещения, винт привода продольного перемещения качалки размещен в гильзе с возможностью осевого перемещения и один конец винта смонтирован в подшипниковой опоре, исключающей осевое перемещение при повороте качалки и закрепленной в гильзе, а гайка винтовой передачи кинематически связана с приводом ее поворота, при этом привод поперечного перемещения представляет редуктор, установленный на закрепленной на корпусе оси с возможностью поворота. В полости редуктора с возможностью осевого перемещения смонтирован винт, а гайка винтовой передачи кинематически связана с приводом поворота, причем винт скреплен со втулкой, размещенной с возможностью перемещения на стержне, закрепленном на качалке параллельно оси гильзы.

Таким образом, в сравнении с прототипом, упрощается конструкция каретки, так как вместо двух направляющих, расположенных перпендикулярно друг другу, используются только одни, в которых размещена гильза, имеющая возможность осевого перемещения и поворота. С целью уменьшения трения и увеличения точности перемещения используются шариковые опоры, в которых гильза перемещается вдоль оси и имеет возможность поворота вокруг этой оси.

При проведении патентных исследований заявителем не обнаружены технические решения, идентичные заявленному, а следовательно, предложенное технические решение соответствует критерию "новизна".

Сущность предложенного изобретения, по мнению заявителя, не следует явным образом из известных технических решений, а следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Считаем, что сведений, изложенных в материалах заявки, достаточно для использования изобретения.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена схема каретки металлообрабатывающего станка.

Каретка представляет собой суппорт, выполненный в виде качалки 1, в которой смонтирован шпиндель 2 с обрабатывающим инструментом 3. Шпиндель 2 кинематически (например, посредством гибкого элемента (позицией не обозначен), связан с двигателем 4, предназначенным для вращения шпинделя с инструментом.

Качалка 1 каретки жестко скреплена с гильзой 5, установленной в корпусе 6 посредством опор качения 7 с возможностью поворота и возвратно-поступательного перемещения. Это значительно упрощает конструкцию каретки и повышает ее точность при работе, так как используются только одни направляющие (вместо двух у прототипа), что уменьшает число кинематических узлов каретки.

В полости гильзы 5 частично размещен винт 8. Один конец винта выполнен шлицевым и размещен в шлицевых пазах корпуса 6, исключающих вращение винта, и в то же время, не препятствующих его перемещению вдоль оси. Второй конец винта расположен в подшипниковом узле 9, содержащем радиальные и упорные подшипники, которые передают гильзе осевое перемещение при ее подаче, но исключают осевое смещение гильзы при ее повороте.

На гильзе 5 смонтировано червячное колесо 10, находящееся в зацеплении с червяком 11, кинематически связанным с двигателем 12. В червячном колесе 10 расположена гайка (позицией не обозначена), в которую ввинчен винт 8.

К качалке 1 прикреплен стержень 13, на котором установлена направляющая втулка 14, в которой имеет возможность поворота и смещения вдоль оси стержня 13.

Втулка 14 скреплена с винтом 15, размещенном в редукторе 16, который в свою очередь, установлен с возможностью покачивания на оси 17, закрепленной на корпусе 6. В редукторе 16 установлена червячная шестерня (на чертеже не показана), кинематически связанная с двигателем 18 ее вращения. В червячной шестерне выполнена гайка, в которую ввинчен винт 15. Двигатель 12, червяк 11, червячное колесо 10 и винт 8 представляют собой привод продольной подачи каретки, а двигатель 18, червячное колесо, винт 15 привод поворота каретки (привод поперечного перемещения).

Конструктивное выполнение элементом каретки и ее приводов не является оригинальным, может быть выполнено специалистом и поэтому в материалах заявки не раскрыто.

Обрабатываемая заготовка обозначена позицией 19.

Каретка работает следующим образом.

В процессе обработки заготовки, обрабатывающий инструмент, если это необходимо, приводится во вращение двигателем 4. Осевая подача каретки (инструмента) осуществляется следующим образом. При работе двигателя 12 приводится во вращение червяк 11, который, в свою очередь, вращает червячное колесо 10. При вращении червячного колеса 10, винтовая его нарезка стремится к вращению винта, но так как винт 8 зафиксирован от вращения, шлицевым соединением, образованным шлицами винта 8 и шлицами корпуса 6, то он при вращении червячного колеса совершают свое поступательное перемещение, перемещая в том числе подшипниковый узел 9, а следовательно, и гильзу 5 и скрепленную с последней качалку 1, осуществляя тем самым осевую подачу инструмента 3.

Для осуществления радиальной подачи инструмента, включают двигатель 18, вращение от которого передается на смонтированную в редукторе 16 шестерню с винтовой нарезкой, вращение которой преобразуется в поступательное перемещение винта 15. Совершая поступательное перемещение, винт 15 перемещает через втулку 14 стержень 13, что приводит к повороту в опорах 7 гильзы 5 с качалкой 1, то есть, к радиальной подаче инструмента.

Достоинством данной конструкции является ее универсальность. Каретка может быть использована во многих группах станков: электроэрозионных, отрезных, токарных и др. Каретка может быть использована и для обработки фасонных поверхностей при согласованной работе двух приводов. Конструкция каретки позволяет осуществлять радиальную подачу, исключив при этом осевое перемещение инструмента во время поворота каретки за счет соединения винта привода с гильзой через упорные подшипники, а кроме того, наличие одной направляющей вместо двух позволяет упростить конструкцию каретки и в то же время повысить точность перемещения ее исполнительных механизмов.