Інструментальний пристрій для фрезерування 3-d поверхонь

Винахід відноситься до обробки металів різанням та може бути використаний при фрезеруванні складних випуклих та увігн утих 3-D поверхонь. Відома конструкція фрези зі змінною конусністю в процесі обробки ([Обработка фасонных поверхностей на станках с числовым программным управлением. Родин П.Р., Линкин Γ.Α., Татаренко Β.Η. "Техніка" ,1976, 200с.], с. 170), яка містить у собі різальні елементи, встановлені з можливістю налагодження на заданий кут в процесі обробки, в залежності від величини змінної малки поверхні, що обробляється. Недоліком такої конструкції є великі діаметральні розміри, обмежена технологічність, змінні кути різання та, в результаті, невисока продуктивність. Відома також конструкція фасонної фрези для обробки випукло-увігнутих поверхонь на верстатах з ЧПУ (а. с. 300263, МПК 6 В23С5/14, 1971р.). Фреза, яка містить у собі різальні елементи, встановлені з можливістю переміщення та з'єднані зі штоком, закріплена в шпинделі. Для обробки фасонної поверхні у різальному інструменті змінюють кут нахилу різальних елементів до площини, яка проходить через вісь інструменту. Недоліком цієї фрези є невисока точність поверхні, що обробляється та обмежений діапазон деталей, які можуть виготовлятися. За прототип обрана фасонна фреза для обробки випукло-увігнутих поверхонь на верстатах з ЧПУ (деклараційний патент на винахід 34540А, МПК 6 В23С5/24, 2001р.). Фрезерна головка, містить у собі різальні елементи встановлені в корпусі з можливістю переміщення, що управляються через штовхач кулачком, що з'єднаний через шток з похилою шайбою. Недоліком цієї фрези є невисока жорсткість, що обумовлена складними кінематичними ланцюгами управління різальними елементами. Задачею винаходу є удосконалення фрезерної головки шляхом спрощення механізму управління різальними елементами, що дозволило б підвищити жорсткість головки та збільшити точність обробки як випуклих так і увігнути х поверхонь, а також розширило діапазон 3-D поверхонь, що обробляються на три координатних верстата х з ЧПУ. Поставлена задача реалізується завдяки тому, що в інструментальному пристрої, який містить у собі різальні елементи, встановлені в корпусі з можливістю переміщення та керуються через штовхач кулачком, що з'єднаний через шток з похилою шайбою, новим є те, що пристрій оснащено коноїдом, що взаємодіє з різальними елементами, розміщеними на поворотних важелях, при цьому коноїд має заданий профіль в різних осьових перерізах і його встановлено з можливістю осьового переміщення вздовж осі обертання інструментального пристрою. Управління ріжучими елементами через важіль коноїдом, який має складний профіль в різних осьових перерізах та встановлення коноїда з можливістю настройки за рахунок осьового переміщення дозволило значно скоротити кінематичний ланцюг управління, підвищити жорсткість головки та збільшити точність обробки як випуклих так і увігнути х поверхонь, а також розширити діапазон 3-D поверхонь, що обробляються на три координатних верстатах з ЧПУ, замість п'яти координатних. Суть винаходу пояснюється на фіг.1, 2, 3, 4, 5. На фіг.1, 2 зображена конструкція інструментального пристрою. На фіг.3, 4 зображено елемент інструментального пристрою (див. фіг.2) - коноїд в повздовжньому та в поперечному перерізах відповідно. На фіг.5 зображений переріз 3-D поверхні з опуклою формою та відповідні положення пристрою для її обробки. Інструментальний пристрій (фіг.1, 2) складається з таких елементів: корпус 1, котрий з'єднаний з хвостовиком 2, який безпосередньо закріплений в шпинделі верстата, поворотні важелі 3, які закріплені в корпусі на осі повороту 4, ролики 5 які розташовані на важелях 3 та взаємодіють з коноїдом 6 (фіг.2, 3), який закріплено на хвостовику 2 з можливістю переміщення коноїда вздовж осі хвостовика, механізм управління 7, що управляє коноїдом 6, різальні елементи 8, які закріплено з можливістю обертання на важелях 3, пружини 9, які закріплені в рухомому корпусі 10. Настройка та обробка виконується за такою схемою (фіг.4). Профіль поверхні комплексної деталі умовно можна розбити на три ділянки, переріз кожної з яких відповідає деякій множині оброблюємих поверхонь. Для обробки ділянки типу І профіль коноїда має відповідати перерізу І-І, що розташований на ділянці а) (фіг.2, 3), ділянки типу II - профіль коноїда має відповідати перерізу ІІ-ІІ (ділянка б)), ділянки типу III - переріз ІІІ-ІІІ (ділянка в)). Для існуючої множини поверхонь деталей профілюється коноїд 6, який складається з трьох ділянок та перехідних поверхонь і встановлюється за допомогою механізму7 в деякому початковому положенні (переріз І-І). Після включення верстата синхронно зі шпинделем починає обертатися хвостовик 2, а разом з ним корпус 1 і закріплені в ньому важелі 3 з різцями 8. Таким чином різці 8 отримують головний рух обертання навколо осі шпинделя. Одночасно з цим, при обкочуванні ролика 5 по профілю нерухомого коноїда 6 різці 8 разом з важелем 3 отримують додатковий зворотно коливальний рух. При накладанні зворотно коливального та обертального рухів о тримуємо сідлоподібну траєкторію руху різців. Для обробки поверхні, що належить до цього ж типу (наприклад, типу І), але відрізняється геометричними характеристиками, механізм 7 переміщує коноїд 6, змінюючи положення робочого перерізу вздовж ділянки а). Для переходу від обробки поверхонь типу І до поверхонь типу II або III механізм 7 переміщує коноїд на відповідну ділянку в заздалегідь розрахований переріз ділянки б) або в). Для обробки увігнути х поверхонь профілюється інший коноїд за такою ж схемою і встановлюється за допомогою механізму 7.