Устройство орбитального перемещения при электроэрозионной обработке

Устройство орбитального перемещения при электроэрозионной обработке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ОРБИТАЛЬНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПРИ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКЕ, содержащее сопряженные вал и втулку с равными эксцентриситетами , связывающий их планетарный механизм, привод вращения эксцентриков вала и втулки, а также привод изменения эксцентриситета./ отличающееся тем, что, с целью повыиения точности и производительности , в устройство введена крестовая муфта, одна из полумуфт которой неподвижно соединена с эксцентриковым валом, свободно проходящим через среднее звено муфты и ее вторую полумуфту , выполненную в одном блоке с двумя зубчатыми венцами, один из которых кинематически связан с приводом вращения, при этом кинематическая цепь, связывакхцая привод с эксцентриковой втулкой, выполнена в виде вала с двумязубчатыми колесами, одно из которых находится в зацеплении с вторым зубчатым венцом полумуфты , а другое - с центральным колео сом планетарного механизма, сателлит ® которого находится в зацеплении с (Л зубчатым венцом эксцентриковой втулки , а ось сателлита кинематически связана с приводом изменения эксцентриситета .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) 3(. Ю В 23 P 1 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3453584/25-08 (22) 18. 06. 82 (46) 23. 01. 84. Бюл. В 3 (72) П. Е. Курочкин, A. Б. Сосенко, A. Т. Кравец и Г. A. Алексеев (71) Ордена Трудового Красного Знамени экспериментальный научно- исследовательский институт металлорежущих станков (53) б 21. 9. 048. 4. 06 (088. 8) (56) 1. Авторское .свидетельство СССР

Р 821117, кл. В 23 Р 1/02, 1979 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ОРБИТАЛЬНОГО

ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПРИ ЗЛЕКТРОЗРОЗИОННОЙ

ОБРАБОТКЕ, содержащее сопряженные вал и втулку с равными эксцентриситетами, связывающий их планетарный механизм, привод вращения эксцентриков вала и втулки, а также привод изменения эксцентриситета. о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью

I повыаения точности и проиэводительности, в устройство введена крестовая муфта, одна из полумуфт которой неподвижно соединена с эксцентриковым валом,.свободно проходящим через среднее звено муфты и ее вторую полумуфту, выполненную в одном блоке с двумя зубчатыми венцами, один из которых кинематически связан с приводом вращения, при этом кинематическая цепь, связывающая привод с эксцентриковой втулкой, выполнена в виде вала с двумя зубчатыми колесами, одно из которых находится в зацеплении с вторым зубчатым венцом полумуфты, а другое — с центральным колесом планетарного механизма, сателлит « которого находится в зацеплении с зубчатым венцом эксцентриковой втул- 4 / ки, а ось сателлита кинематически связана с приводом изменения эксцент риситета.

106824б

Изобретение относится к электроэрозионным копировально-прошивочным станкам, более конкретно — к конст рукции узла, обеспечивающего плоскопараллельное движение электрода или заготовки в плоскости, перпендикулярной направлению движения главной подачи, т.е. подачи, осуществляющей копирование.

Известно устройство, которое содержит эксцентриковые элементы — вал и втулку, каждый из котсцзых приводится во вращение со своей скоростью своим двигателем (опорным и следящим, скорость которого зависит от напряжения в эрозионном зазоре). Вал снаб-l5 жен поводком, которым он взаимодействует с упорами, установленными на солнечных колесах планетарного редухтора и ограничивающими угол смещения вала относительно втулки (что позволяет задавать радиус траектории) пределы изменения угла устанавлива" ются с помощью третьего двигателя, раздвигающего упоры через планетарный механизм (17. 25

Привод эксцентриковой втулки 10 включает вал отбора мощности 12 с зубчатыми колесами 13 и 14 и планетарный механизм, состоящий из центрального колеса 15, сателлита или пары сателлитов 16 и 17, неподвих<но сидящих на валу 18 и передающих крутящий момент эксцентриковой втулке:с зубчатым венцом 10. В планетарный механизм входит также червячное колесо 19, выполняющее функцию водила и имеющее привод от электродвигателя с червяком 20 (двигатель на чертеже не показан). Центральное колесо 15 и водило 19 посажены на подшипники, установленные на втулке

Однако во время. электроэрозионной обработки в устройстве работают два двигателя — опорный и следяющий, в зависимости от разности их скоростей происходит следящая подача по радиусу траектории, максимальная величина радиуса устанавливается включением третьего двигателя. Такая конструк- ция порождает полную неопределенность положения электрода во всем интерва- 35 ле от нулевого эксцентриситета до максимального, заданного упорами. Изза этого снижается прочность обработки и требуются дополнительные проходы что ведет к потере производитель-40 ности.

Кроме того, наличие большого числа звеньев приводит к увеличению суммарной кинематической погрешности и недостаточной точности окончатель- 45 ной обработки с заданным эксцентриситетом.

Цель изобретения — повышение точности и производительности.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для плоскопараллельного движения, содержащем сопряженные вал и втулку с. равными эксцентриситетами, связывающий их планетарный

4 . механизм, электродвигатель для вращения эксцентрикового вала, а также двигатель для поворота втулки относительно вала, в кинематическую цепь .привода эксцентрикового вала введена крестовая муфта, первая из полумуфт которой неподвижно соединена с концом 60 вала, эксцентричным относительно оси вращения и свободно проходящим через вторую полумуфту, которая выполнена в одном блоке с червячным и цилиндрическим зубчатыми колесами и со б5 единена с приводным электродвигателе. через червячную передачу и с первой полумуфтой — через промежуточное звено с взаимно перпендикулярными направляющими с длиной хода, равного двойному эксцентриситету устройства, а в кинематическую цепь привода эксцентриковой втулки введен вал с двумя зубчатыми колесами, одно из которых входит в зубчатое зацепление с второй полумуфтой, а другое с центральным колесом планетарного механизма, в котором водило выполнено в виде имеющего автономный привод червячного колеса с установленным в нем эксцентрично с возможностью вращения сателлитом, который входит в зацепление с центральным колесом и с зубчатым венцом эксцентриковой втулки, нри этом кинематические цепи, связывающие электродвигатель с,эксцентриковым валом и с зксцентриковой втулкой, выполнены с равными передаточными отношениями.

При этом, с целью повышения удобства эксплуатации, кинематическую цеь от водила к эксцентриковой втулке выполняют с передаточным отношением, равным единице.

На чертеже показана конструкция устройства.

В неподвижном корпусе 1 установлен насаженный на вал приводного электродвигателя (не показан ) червяк 2, ко- торый входит н зацепление с червячным колесом 3, выполненным,в одном блоке с цилиндрическим зубчатым колесом и полумуфтой 4.. Эта полумуфта имеет на торце направляющие с шариками 5, по которым ходит призма б, имеющая с двух сторон взаимно перпендикулярные направляющие, нижние с шариками 5 и верхние с шариками

7, по которым ходит полумуфта 8. Полумуфта 8 неподвижно соединена с эксцентриковым валом 9, который сво— бодно проходит через отверстие в полумуфте 4 и установлен в подшипниках эксцентриковой втулки 10. На нижнем конце вала 9 посажена планшайба

11, несущая электрод-инструмент (ЗЫ) .

1068246

10, а сама втулка установлена в подшипниках корпуса 1. Эксцентриситет вала 9 Е равен эксцентриситету втулки 10.

Механизм, преобразующий вращение эксцентрикового нижнего конца вала

9 в плоскопараллельное движение план. шайбы 11, содержит кроме собственно .планшайбы 11 и корпуса 1, имеющих взаимно перпендикулярные направляю- . щие качения 21 и 22, также и промежуточную деталь 23, входящую в указанные направляющие.

Передаточные отношения кинематических цепей аксцентрикового .вала (от червяка 2 до вала 9 ) и эксцентриковой втулки (от червяка 2 до втулки 10 при неподвижном водиле 19).. выполнены равными друг другу, а передаточное отношение кинематической цепи от водила 19 с лимбом 24 к втул-29 ке 10 выполнено с передаточным отно. шением, равным единице.,Цля управления .двигателями в устройствО включена система ЧПУ (не показана), которая включает блок управ-. ления эксцентриситетом, соединенный с двигателем водила, а также блок управления углом поворота, соединенный с двигателем вращения эксцентрикового вала.

Устройство работает следующим образом.

При вращении червяка 2 вращается червячное колесо 3 с полумуфтой 4, 35 от нее через систему взаимно перпендикулярных направляющих качения 5 и

7 движение передается полумуфте 8 с валом 9. При этом вал 9 приводится во вращение с тем же числом оборотов,4О что и полумуфта 4, несмотря. на смещение оси вращения вала 9 относительно оси вращения втулки 10. От той же полумуфты 4, имеющей цилиндрический зубчатый венец, вращение передается шестерне 13, валу отбора мощности 12, зубчатому колесу 14„ сцепленному с ним центральному колесу 15, сателлиту 16, валу 18, сателлиту 17 и от него — также имеющей зубчатый венец втулке 10. Число зубьев у перечислен- 5О ных деталей взято таким, что передаточное отношение в цепи от полумуфты

4 к втулке 10 равно единице. Благода. ря этому передаточное отношение в приводах как эксцентрикового вала 9, 55 так и втулки 10 и то же, и они вращаются в одну сторону и с одинаковой угловой скоростью. При этом вал 9 во втулке 10 не проворачивается, а его эксцентриковый нижний конец приводит 60 з движение планшайбу 11, которая благодаря системе взаимно перпендикулярных направляющих с шариками 21 и 22 совершает плоскопараллельное движение по круговой траектории.

Эксцентриситет е вала 9 всегда равен эксцентриситету втулки 10, что дает воэможность рЫгулировауь суммарный эксцентриситет (биение ) нижней части эксцентрикового вала 9 относителвно опорной поверхности втулки от

0 до величины 2 Ю . Изменение эксцентриситета осуществляется от автономного двигателя с насаженным на его вал червяком 20, который приводит во вращение червячное колесо 19. Это колесо несет вал 18 пары сателлитов

16 и 17 и при его вращении сателлиты 16 и 17 получают движение вместе с колесом 19 и дополнительное вращение вокруг своей оси.

Это дополнительное вращение сателлит 17 передает эксцентриковой втулке 10, что ведет к относительному угловому смещению эксцентрикового вала 9 в этой втулке. Б результате такого проворота втулки на валу происходит изменение суммарного эксцентриситета.

Благодаря тому, что передаточное отношение от водила 19 к втулке 10 сделано равным единице, угол -поворота водила и соответствующий ему угол поворота эксцентриковой втулки относительно вала 9 равны. Поскольку для изменения эксцентриситета от ноля до максимума достаточно проворота втулки 10 на,160 и такого же (на

180 ) поворота водила 19, зубчатбе колесо 14 не мешает сателлиту 16, который не выходит за пределы зоны

180о на колесе 16 со стороны, противоположной участку зацепления с колесом 14.

Укаэанное соотношение (передаточное отношение) вместе с особенностями конструкций обеспечивает поворот водила в пределах 180 вместо обычного в планетарных механизмах (дифференциалах) полного вращения, вследствие чего стало возможным зубчатое колесо 14, занимающее место второй пары сателлитов в обычных дифференциалах, установить на валу отбор мощности, а вал установить в подшипниках неподвижно корпуса, что сильно упрощает всю конструкцию. Дополнительныи удобством является вомможность отсчета угла поворота труднодоступной втулки 10 по равному ему углу поворота червячного колеса 19.

Оба входа планетарного механизма, т.е. двигатели с червяками 2 и 20 связаны с системой числового программного управления задающей в полярной системе координат приращения эксцентриситета через поворот водила;19, а приращение угла — через совместный поворот эксцентриковой пары. Таким образом, задавая тот или иной закон в соотношениях приращений по радиусу и по углу, можно обеспе106824 6

ВНИИПИ Заказ 11369/10 Тираж 1041 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4 чить плоскопараллельное перемещение электрода по нужной траектории(окружность, квадрат, овал и т.д.) либо движение по прямой на величину до 2е в последнем -случае привод вала 9 неподвижен).

Предлагаемое устройство обеспечивает повыаение точности и производительности электроэрозионной обработки, компактно и может работать в элек ° о электроэрозионных станках с числовым программным управлением.

Повышение точности и производительности достигается за счет того, что конструк тивные особенности устройства обеспечивают строго синхронное вращение эксцентриковых вала и втулки, причем в любой момент положения электрода (по радиусу) строго определено.

Благодаря возможности варьирования траекторий плоскопараллельного движения расширяютсй технологические воэможности станков, оборудованных устройством (например, обработка квадрат. ных и шестигранных полостей без скругления углов, обработка по спирали и по винтовбй поверхности, поднутрения в глубине полостей и отверстий и др)