Ультразвуковая вращающаяся головка

Ультразвуковая вращающаяся головка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ВРАЩАЮЩАЯСЯ ГОЛОВКА, содержащая корпус, колебательную систему с пьезокерамичес (Л CD 00 О5 КИМ преобразователем и рабочим инструментом , шпиндельную втулку и предохранительное устройство, отличающаяся тем, что, с целью расширения ее те.хнологических возможностей и повышения стойкости инструмента, предохранительное устройство выполнено в виде подпружиненной относительно шпиндельной втулки разрезной фрикционной полумуфты, в цилиндрической выточке которой с натягом по наружной и с зазором по внутренней поверхности установлен дополнительно введенный ультразвуковой пьезокерамический преобразователь радиальных колебаний.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК з(50 В 24 В 1 04; В 23 В 37 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 3

Я . (К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

18 !

Ф

A ш

8

Ж

OO

Cb

CO (21) 3512150/25-08 (22) 18.11.82 (46) 23.06.84. Бюл. № 23 (72) А. Ф. Лубен ский, Ю. И. Кута нов и А. П. Немцов (53) 621.9.047 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 676410, кл. В 23 P 1/00, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР № 673325, кл. В 06 В 1/08, 1976 (прототип). (54) (57) УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ВРАЩАЮЩАЯСЯ ГОЛОВКА, содержащая корпус, колебательную систему с пьезокерамичес„„SU,» 1098760 А ким преобразователем и рабочим инструментом, шпиндельную втулку и предохранительное устройство, отличающаяся тем, что, с целью расширения ее технологических возможностей и повышения стойкости инструмента, предохранительное устройство выполнено в виде подпружиненной относительно шпиндельной втулки разрезной фрикционной полумуфты, в цилиндрической выточке которой с натягом по наружной и с зазором по внутренней поверхности установлен дополнительно введенный ультразвуковой пьезокерамический преобразователь радиальных колебаний.

1098760

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в станках для обработки труднообрабатываемых материалов, в частности при резьбонарезании, сверлении, развертывании и т.д.

Известна ультразвуковая резьбонарезная головка, которая используется для резьбонарезания на металлорежущих станках, содержащая опорное и прижимное упругие кольца, выполненные в виде тонкостенных оболочек, заполненных жидкостью. Кольца установлены на корпусе головки с противоположных сторон мембраны, которая крепит преобразователь, соединенный с концентратором в узловой плоскости. Такая конструкция головки повышает стойкость режущего инструмента в результате его центрирования и исключает ударные разрушения зв счет деформации упругих колец (1).

Однако головка не содержит устройства, предохраняющего метчик от поломки в случае резкого увеличения нагрузки, и ее трудно использовать при нарезании мелких резьб.

Известна также ультразвуковая вращающаяся головка, предназначенная для обработки деталей из труднообрабатываемых материалов, в частности для прошивки отверстий, содержащая корпус, стакан с магнитострикционным преобразователем, предохранительное устройство, выполненное в виде дополнительного стакана, установленного в корпусе с возможностью продольного перемещения и упруго связанного с корпусом и с помощью демпфирующего устройства, состоящего из набора пластин, закрепленных одним концом на корпусе, другим — на дополнительном стакане. Такая конструкция предохраняет рабочий инструмент от поломки в случае прекращения перемещения его в осевом направлении, например в случае превышения подачи инструмента над скоростью разру.шения обрабатываемого материала. Достигается это за счет демпфирующего действия плоских пластин (2).

Однако известная головка не предусматривает прекращение вращения инструмента в случае перегрузки и не предохраняет инструмент, например, метчик от скручивания.

Целью изобретения является повышение стойкости инструмента и расширение технологических возможностей ультразвуковой головки.

Эта цель достигается тем, что предохранительное устройство выполнено в виде подпружиненной относительно шпиндельной втулки разрезной фрикционной полумуфты, в цилиндрической выточке которой с натягом по наружной и с зазором по внутренней поверхности установлен дополнительно введенный ультразвуковой пьезокерамический преобразователь.

На фиг. 1 показана ультразвуковая вращающаяся головка; на фиг. 2 — разрез

А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б Б на фиг. 1.

Головка содержит корпус 1, в котором закреплена колебательная система (преобразователь) с инструментом 3. В шарикоподшипниках 4 и 5 установлена шпиндельная втулка 6, охватываемая упругой полумуфтой, выполненной разрезной с зазором а (фиг. 2 и 3). Полумуфта состоит из наружной стальной 7 и фрик.,;ионной 8 втулок, жестко скрепленных между собой, например, с помощью клеевого соединения. В цилиндрической выточке втулки 7 установлены с натягом по наружной и зазором по внутренней поверхности пьезокерамические кольца 9. В симметрично расположенных пазах втулки 7 (фиг. 3), выполненных со скосом, установлены с возможностью перемещения в пазах корпуса 1 сухари 10, сопрягаемые с конической поверхностью гайки 11, которая стопорится контргайкой 12. Между опорным кольцом 13, опирающимся на распорную втулку 14,и кольцом 15, опирающимся на втулку 7 полумуфты, расположена пружина !6, а между накидной гайкой 17 и изолирующей втулкой 18 расположено токосъемное кольцо 19. Разрезная гайка 20 соединена со шпиндельной втулкой 6 с помощью винтов 21 и кольцевого выступа на гайке, входящего в кольцевой выступ шпиндельной

Втул ки.

Ультразвуковая головка работает следующим образом.

Головка настраивается на передачу крутящего момента со шпиндельной втулкой 6 на инструмент 3 перемещением гайки 11 на корпусе 1. При этом фрикционная полумуфта (7 и 8) посредством сухарей 10 и пружины 16 прижимается к шпиндельной втулке 6 и с определенным усилием. На пьезокерамические кольца 9, установленные в выточке втулки 7, через токосъемное кольцо 19 подается высокочастотное напряжение от генератора ультразвуковых колебаний (не показан). Одновременно от этого же генератора высокочастотное напряжение подается на пьезокерамический преобразователь 2, передающий ультразвуковые колебания рабочему инструменту. Благодаря пьезоэффекту кольца 9 в упругой фрикционной полумуфте возникают механические радиальные колебания, при расширении колец

9 расширяется стальная втулка 7, а вместе с ней и втулка 8, жестко скрепленная с втулкой 7. При уменьшении диаметра кольца 9 благодаря упругим свойствам стальная втулка 7 сжимается и сжимает фрикционнук втулку 8. Это стабилизирует коэффициент трения фрикционной и шпиндельной втулок, что существенно повышает чувствительность муфты к передаваемому крутящему моменту

1098760

Составитель В. Дрожалова

Редактор Н. Бобкова Техред И. Верес Корректор И.Муска

Заказ 4278/12 Тираж 737 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и обеспечивает плавную и точную настройку предохранительного устройства головки.

Положение гайки 11 для инструмента каждого типоразмера устанавливается по нониусу и фиксируется контргайкой 12. При обработке заготовки, например резьбонарезании, благодаря пьезокерамическому кольцу 9 коэффициент трения соответствующей предельной силе трения покоя приближается к значению коэффициента кинематического трения, что обеспечивает высокую чувствительность головки к перегрузкам.

Если момент сопротивления на метчике превысит величину крутящего момента, передаваемого предохранительным устройством, и метчик остановится, произойдет проскальзывание относительно друг друга полумуфты и шпиндельной втулки по поверхности их сопряжения. При проскальзывании имеет место нагрев сопрягаемых поверхностейй втул ки 8 и ш пиндельной втулки 6. что ведет к увеличению сил трения и передаваемого на инструмент крутящего момента.

Выполнение полумуфты (7 и 8) разрезной и в виде упругого элемента снижает влиянис этого фактора, так как зазор а компенсирует увеличение в диаметр1. .шпиндельной втулки 6. Для исключения проскальзывания необходимо включить реверс, при этом вновь

1О устанавливается начальный крутящий момент. Благодаря колебаниям кольца 9 исключается явление схватывания шпиндельной и фрикционной втулок и заклинивание фрикционной полумуфты. Все эти факторы ликвидируют поломку инструмента, что поз15 воляет применять головку для выполнения большого числа операций: нарезания мелких резьб, сверления, развертывания и т.д.