Багатошпиндельна електромеханічна головка

Реферат: UA 110074 U UA 110074 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до технології машинобудування і може бути використана для обробки деталей, що мають значну кількість отворів заданого розташування. Відома багатошпиндельна головка, що містить корпус, муфту, призначену для жорсткого з'єднання з піноллю шпинделя верстата, вал, призначений для з'єднання із шпинделем верстата і передачі обертів на робочі шпинделі за допомогою зубчастих передач [1]. Недоліком цієї головки є те, що неможливе повторне свердління кількох отворів заданого розташування в різних місцях оброблюваної деталі, наприклад в трубних решітках і перетинах. Найближчим аналогом, прийнятим за прототип, вибрана багатошпиндельна свердлильна головка [2], що містить корпус, з'єднаний жорстко з піноллю шпинделя верстата і можливістю центрування відносно осі пінолі, а в корпусі розташовані паралельні між собою робочі шпинделі різної кількості на опорах кочення з отриманням обертів від електропривода головного руху. Недоліком даної багатошпиндельної головки є: по-перше, неможливість забезпечення високошвидкісної обробки внаслідок використання зубчастих передач, що обмежує частоти обертання робочих шпинделів і знижує продуктивність обробки деталей з великою кількістю отворів; по-друге, необхідність підвищення точності обробки зубчастих передач, що збільшує витрати на виготовлення і ремонт після зношення зубців зубчастих коліс; по-третє, підвищений шум в передачах, що погіршує екологічні умови праці людини на виробництві; по-четверте, підвищені вага і металоємність конструкції, що знижує швидкості допоміжних рухів при підводі головки; по-п'яте, неможливість використання модульного принципу при створенні, виготовленні і обслуговуванні багатошпиндельних головок з різною кількістю робочих шпинделів; по-шосте, обмежені технологічні можливості по діапазону регулювання частот обертання робочих шпинделів. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення багатошпиндельної електромеханічної головки шляхом розташування в середині корпусу статора різної форми і оснащення робочих шпинделів роторів у вигляді якорів обертового руху, що дозволяє досягнути технічний результат - підвищення техніко-економічних показників і розширення технологічних можливостей при покращенні умов праці на верстатах з ЧПК. Поставлена задача вирішується тим, що у багатошпиндельній електромеханічній головці, що містить корпус, з'єднаний жорстко з піноллю шпинделя верстата і можливістю центрування відносно осі пінолі, а в корпусі розташовані паралельно між собою робочі шпинделі різної кількості на опорах кочення з отриманням обертів від електропривода головного руху, згідно з корисною моделлю, всередині корпуса розташований жорстко з'єднаний з ним статор різної форми, робочі шпинделі розташовані симетрично відносно осі пінолі і містять ротори, які виконані у вигляді якорів обертового руху з обмотками, що мають однакові зазори з обмотками статора. За рахунок вилучення механічних зубчастих передач в запропонованій головці і розташування всередині корпусу статора виникає можливість обертання робочих шпинделів з роторами на високих частотах обертання. Це суттєво підвищує один із техніко-економічних показників верстата - продуктивність обробки деталей з великою кількістю отворів, при цьому зменшується шум і покращуються економічні умови праці для людини, а також зменшуються вагово-габаритні параметри головки, що підвищує швидкодію при виконанні допоміжних рухів і додатково підвищується продуктивність обробки при зменшенні енергоматеріальних ресурсів, тобто додатково підвищуються техніко-економічні показники верстата. Симетричне розташування робочих шпинделів з роторами і опорами, як окремих модулів, працюючих на безступінчасто регульованих обертах в широкому діапазоні і придатних для використання з різною кількістю шпинделів і статорами різної форми, розширює технологічні можливості верстатів з ЧПК. Таким чином досягається бажаний технічний результат - підвищення техніко-економічних показників і розширення технологічних можливостей при покращенні умов праці на верстатах з ЧПК. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де зображено на: фіг. 1 - принципова кінематична схема багатошпиндельної свердлильної головки прототипу; фіг. 2 - принципова електромеханічна схема запропонованої багатошпиндельної електромеханічної головки; фіг. 3 переріз А-А з плоско-циліндричним статором, фіг. 2; фіг. 4 - переріз Б-Б зтрикутним статором, фіг. 2; фіг. 5 - переріз В-В з циліндричним статором, фіг.2; фіг. 6 - конструктивна схема двокоординатної електромеханічної головки з плоско-циліндричним статором, фіг. 3; фіг. 7 переріз Г-Г, фіг. 6; фіг. 8 - конструктивна схема в 3D, фіг. 6; фіг. 9 - конструктивна схема чотиришпиндельної електромеханічної головки, фіг. 5; фіг. 10 - переріз Д-Д, фіг. 9; фіг. 11 конструктивна схема в 3D, фіг. 9. 1 UA 110074 U 5 10 15 20 25 У відомому прототипі багатошпиндельна головка містить корпус 1 (фіг. 1), з'єднаний жорстко за допомогою болтів 2 з піноллю 3 шпинделя верстата (не показаний) і можливістю центрування відносно осі 4 пінолі. В корпусі 1 розташовані паралельні між собою робочі шпинделі 5 різної кількості (від двох і більше) на опорах кочення - передній 6 і задній 7, наприклад, у вигляді радіально-упорних шарикопідшипників. На кожному шпинделі 5 жорстко встановлено зубчасте колесо 8, яке входить в зачеплення з центральним зубчастим колесом 9 на приводному валу 10 з опорами 11 і 12. В запропонованій багатошпиндельній головці всередині корпусу 1 (фіг. 2) розташований і жорстко зв'язаний з ним статор 13 або плоско-циліндричної (фіг. 2, 3, 6-8), або трикутної (фіг. 4), або циліндричної (фіг. 5, 9-11), або іншої форми. Робочі шпинделі 5 розташовані симетрично відносно осі пінолі 4 (фіг. 2-5) містять ротори, які виконані у вигляді якорів 14 з обмотками 15. В запропонованих варіантах багатошпиндельних головок не потрібен окремий електродвигун головного руху (на фіг. 1 не показаний). На фіг. 6-11 опори робочих шпинделів і корпуси варіантів головок не зображені. Кількість робочих шпинделів може бути 2, 3, 4 і більше. Багатошпиндельна електромеханічна головка працює наступним чином. При подачі напруги на обмотку статора 13 (фіг. 2, 6, 9) виникає магнітне поле, яке взаємодіє з поверхнею якорів обертання 14 з обмотками 15, що розташовані на робочих шпинделях 5. Таким чином електромагнітна сила змушує робочі шпинделі 5 обертатися з необхідною однаковою частотою обертання n. Для забезпечення стабільних частот обертання n на всіх робочих шпинделях 5 необхідно витримувати однаковий зазор Δ (фіг. 3-5). Джерела інформації: 1. Болотин Х.Л., Костромин Ф.П. Станочные приспособления. - М.: Машгиз, 1959. - С. 198, 199, (фиг. 166). 2. Патент РФ № 2336977. Многошпиндельная сверлильная головка. МПК В23В 47/26, автор Кисляков В.В., заявл. 01.08.2006, опубл. 27.01.2008. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Багатошпиндельна електромеханічна головка, що містить корпус, з'єднаний жорстко з піноллю шпинделя верстата і можливістю центрування відносно осі пінолі, а в корпусі розташовані паралельно між собою робочі шпинделі різної кількості на опорах кочення з отриманням обертів від електродвигуна головного руху, яка відрізняється тим, що всередині корпусу розташований і жорстко зв'язаний з ним статор різної форми, а робочі шпинделі розташовані симетрично відносно осі пінолі і містять ротори, які виконані у вигляді якорів обертового руху з обмотками, що мають однакові зазори з обмотками статора. 2 UA 110074 U 3 UA 110074 U 4 UA 110074 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5