Багатокоординатний фрезерний верстат

Реферат: UA 74716 U UA 74716 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі верстатобудування, а саме до гнучких автоматизованих виробництв, і може бути використана для виконання різноманітних фрезерних, свердлильних, розточувальних операцій при обробці корпусних, фасонних і плоских заготовок. Відомий верстат - гексапод (див., наприклад [1]), який містить нерухому платформу зі столом, рухому платформу з робочим органом, шість механізмів поздовжнього переміщення, корпуси та вихідні елементи яких шарнірно зв'язані відповідно з нерухомою та рухомою платформами. Недоліками такого верстата є: по-перше, обмежений кут нахилу шпинделя, що зменшує технологічні можливості верстата; по-друге ускладнена будова, а саме наявність шести приводів руху і відповідно шести координат, при тому, що для обробки деталей на верстаті використовуються лише п'ять. Відомий також механізм з паралельною кінематикою [2], прийнятий як аналог, що містить нижню основу з чотирма напрямними, на яких дві каретки шарнірно зв'язані з верхньою основою паралелограмними штангами постійної довжини, а дві інші каретки - одинарними штангами постійної довжини таким чином, що верхня основа має чотири ступені свободи. Недоліком аналога є розташування всіх напрямних в одній площині, що обмежує робочу зону і кут нахилу платформи. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення багатокоординатного фрезерного верстата шляхом того, що основи зв'язані між собою напрямними у вигляді подвійних спарених стрижів, що утворюють каркасну несучу систему, причому дві напрямні утворюють фігуру типу клин, а дві інші - прямокутний паралелепіпед, причому між спареними стрижнями розташовані гвинтові пари і приводи їх обертання, що дозволяє досягти технічний результат - розширення робочої зони верстата з можливістю обертання платформи на 180° навколо своєї осі. Поставлена задача вирішується тим, що багатокоординатний фрезерний верстат, що містить нижню основу з чотирма напрямними, на яких дві каретки шарнірно зв'язані з верхньою основою паралелограмними штангами постійної довжини, а дві інші каретки - одинарними штангами постійної довжини таким чином, що верхня основа має чотири ступені свободи, причому основи зв'язані між собою напрямними у вигляді подвійних спарених стрижів, що утворюють каркасну несучу систему, причому дві напрямні утворюють фігуру типу клин, а дві інші - прямокутний паралелепіпед, причому між спареними стрижнями розташовані гвинтові пари і приводи їх обертання. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 зображено загальний вигляд запропонованого верстата в аксонометрії; фіг. 2 - принципова компонувальна схема верстата в системі координат X, Y, Z, А, В; фіг. 3 - кінематична схема верстата, на якій зображено платформу в кінцевих положеннях по вертикалі в системі координат X, Z; фіг. 4 - кінематична схема, яка показує лінійне переміщення платформи по горизонталі в системі координат X, Z; фіг. 5 - кінематична схема верстата, на якій зображено платформу, повернуту на кут 45° в системі координат X, Z; фіг. 6 - кінематична схема з платформою, повернутою на 90° в системі координат X, Z; фіг. 7 - кінематична схема лінійного руху платформи по горизонталі в системі координат Y, Z; фіг. 8 - кінематична схема верстата, на якій зображено платформу, повернуту на кут 45° в системі координат Y, Z. Верстат (фіг. 1) містить нижню і верхню основи 1 та 2, які нерухомо зв'язані між собою модулями лінійного переміщення 3, 4, 5 та 6. Модулі 3 і 4 утворюють з основами клиноподібну фігуру, а модулі 5 та 6 встановлені перпендикулярно основам і утворюють прямокутний паралелепіпед. Модулі 3 і 4 містять каретки 7 та 8, а модулі 5 та 6 містять каретки 9 та 10. Каретки 7 і 8 зв'язані з платформою 11 паралелограмними штангами 12 і шарнірами 13. Каретки 9 та 10 зв'язані з платформою 11 одинарними штангами 14 за допомогою шарнірів 15. На платформі 11 встановлений мотор-шпиндель 16. Для розширення технологічних можливостей верстата, на основі 1 розміщений обертовий стіл 17. Верстат працює таким чином: якщо каретки 9 та 10 (фіг. 1) рухаються синхронно платформа 11 може рухатись по трьох лінійних координатах X, Y та Z. Якщо каретки 9 та 10 рухаються у різних напрямках, платформа 11 може обертатися на 180° (координата В). Таким чином верстат має 4 осі - три лінійні (X, Y, Z) і одну обертову (В). Оброблювана заготовка встановлюється на стіл 17, який обертається навколо осі А і забезпечує верстат додатковою п'ятою координатою. Відмінність запропонованої конструкції полягає в тому, що основи зв'язані між собою напрямними у вигляді подвійних спарених стрижів, що утворюють каркасну несучу систему, причому дві напрямні утворюють фігуру типу клин, а дві інші - прямокутний паралелепіпед, причому між спареними стрижнями розташовані гвинтові пари і приводи їх обертання. Це надає 1 UA 74716 U 5 10 конструкції верстата нових якісних властивостей: розширення робочої зони з можливістю обертання платформи на 180° навколо своєї осі. Багатокоординатний фрезерний верстат може знайти широке використання в машинобудуванні для формоутворення складних фасонних поверхонь. Джерела інформації: 1. Патент України на винахід №54937 Верстат-гексапод. Крижанівський В.А., Валявський І.А., МПК B21D5/00, опубл. 17.03.2003, бюл. № 3. 2. Rolland, L. "The Manta and the Kanuk: Novel 4-DOF Parallel Mechanisms for Industrial Handling, " Proc. ASME Dynamic Systems and Control Division, IMECE'99 Conference, Vol. 67, pp. 831-844, Nashville, USA, Nov. 14-19, 1999, (figure 6). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Багатокоординатний фрезерний верстат, що містить нижню основу з чотирма напрямними, на яких дві каретки шарнірно зв'язані з верхньою основою паралелограмними штангами постійної довжини, а дві інші каретки - одинарними штангами постійної довжини таким чином, що верхня основа має чотири ступені свободи, який відрізняється тим, що основи зв'язані між собою напрямними у вигляді подвійних спарених стрижів, що утворюють каркасну несучу систему, причому дві напрямні утворюють фігуру типу клин, а дві інші - прямокутний паралелепіпед, причому між спареними стрижнями розташовані гвинтові пари і приводи їх обертання. 2 UA 74716 U 3 UA 74716 U 4 UA 74716 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5