PL185746B1

PL185746B1 - Głowica narzędziowa do stosowania w obrabiarkach

Info

Publication number: PL185746B1
Application number: PL98334801A
Authority: PL
Inventors: Erich Feil; Falk Hatzfeld; Roland Hörl
Original assignee: Komet Stahlhalter Werkzeuge
Priority date: 1997-01-23
Filing date: 1998-01-07
Publication date: 2003-07-31
Also published as: BR9807505A; JP2001508366A; CZ259499A3; HK1022282A1; EP0966335A1; PL334801A1; AU6292098A; CA2277961A1; EP0966335B1; DE19702219A1; WO1998032561A1; KR20000070407A; CZ292326B6; ES2167872T3; ATE209988T1; DE59802332D1

Abstract

1. Glowica narzedziowa do stosowania w obra- biarkach, z kadlubem, z umieszczonym na kadlubie chwytem narzedziowym sprzezonym z wrzecionem maszyny, z uchwytem dla narzedzia skrawajacego i z suwakiem obrotowym podtrzymujacym mimo- srodowo uchwyt narzedzia, obracalnym wzgledem kadluba przy przestawianiu promienia skrawania na- rzedzia skrawajacego, zwlaszcza wokól osi mimo- srodowej równoleglej do osi kadluba, znamienna tym, ze uchwyt narzedzia (18) jest przestawny w okreslony sposób wzgledem suwaka obrotowego (30) w zaleznosci od kata obrotu (a) suwaka obro- towego (30) lub promienia skrawania (s, x). Fig 1a ( 5 4) Glowica narzedziowa do stosowania w obrabiarkach PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest głowica narzędziowa do stosowania w obrabiarkach, z kadłubem, z umieszczonym na kadłubie chwytem narzędziowym sprzężonym z wrzecionem maszyny, z uchwytem dla narzędzia skrawającego i z suwakiem obrotowym podtrzymującym mimośrodowo uchwyt narzędzia, obracalnym względem kadłuba przy przestawianiu promienia skrawania narzędzia skrawającego, zwłaszcza wokół osi mimośrodowej równoległej do osi kadłuba.

Już w opisie zgłoszenia niemieckiego DE-A-196 17 877, w zastosowaniu do głowicy do toczenia poprzecznego zaproponowano, jako suwak roboczy, umieszczony mimośrodowo na głowicy narzędziowej suwak obrotowy, który w wyniku przestawienia uchwytu narzędzia zasadniczo w kierunku promieniowym jest obracany za pomocą koła napędzającego i koła zębatego sztywno połączonego z suwakiem obrotowym. Z obrotu suwaka obrotowego nie wynika przemieszczenie mas, tak, że można zrezygnować z umieszczenia suwaka równoważącego. Wadą suwaka obrotowego jest jednak to, że w toku przestawienia zmienia się nie tylko odstęp ostrzy od osi kadłuba, lecz także ustawienie ostrza względem osi obrotu.

Celem wynalazku jest udoskonalenie znanej głowicy narzędziowej podanego na wstępie rodzaju w tym sensie, że w toku przestawiania można dodatkowo kierować geometrią ostrza.

Głowica narzędziowa opisanego na wstępie rodzaju, zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje się tym, że uchwyt narzędzia jest przestawny w określony sposób względem suwaka obrotowego w zależności od kąta obrotu suwaka obrotowego lub od promienia skrawania.

Dzięki temu jest możliwe, przy przestawieniu promienia skrawania, utrzymanie stałej geometrii ostrza.

Korzystnie, następuje to wskutek tego, że uchwyt narzędzia przy określonym ustawieniu narzędzia skrawającego względem osi kadłuba jest przestawny względem suwaka obrotowego.

Następuje to celowo wskutek tego, że uchwyt narzędzia w wyniku zbiegania się płaszczyzny odniesienia związanej z narzędziem skrawającym z osią kadłuba, jest przestawny względem suwaka obrotowego.

185 746

W tym celu uchwyt narzędzia jest umieszczony w sposób umożliwiający przekręcenie, w mimośrodowo wywierconym otworze suwaka obrotowego, wokół osi równoległej do jego osi mimośrodu.

Według korzystnej postaci wynalazku, głowica narzędziowa ma listwę ustawczą wystającą nad osią kadłuba w kierunku promieniowym i obrotową wokół tej osi, którą przy przestawieniu suwaka obrotowego jest ustawiana względem płaszczyzny odniesienią umieszczonej na uchwycie narzędzia lub na narzędziu skrawającym.

Według alternatywnej postaci wynalazku przewidziano, że suwak obrotowy i uchwyt narzędzia są sprzężone ze sobą i z kadłubem za pomocą środków przekładniowych, przy czym środki przekładniowe obejmują koła zębate, wieńce zębate oraz ewentualnie listwy zębate.

Korzystnie, środki przekładniowe są nastawne bez luzu.

Korzystnie, środki przekładniowe posiadają na stronie napędowej rotatorową przekładnię redukcyjną lub translacyjno/rotatorową przekładnię redukcyjną przy czym, rotatorowa przekładnia redukcyjna jest w postaci przekładni planetarnej lub przekładni Harmonic-Drive z wzajemnie współosiowymi osiami napędową i napędzaną.

Przekładnia redukcyjna lub przekładnia redukcyjna i sprzężone z nią środki przekładniowe są umieszczone wewnątrz kadłubą zwłaszcza w kierunku promieniowym włożone jedno w drugie.

Zgodnie z wynalazkiem, dla promienia skrawania głowicy narzędziowej, w zależności od kąta obrotu a suwaka obrotowego wokół jego osi mimośrodu, zachodzi zależność:

x(a) = yja² + 2r²(l-cosa) + 4arsina(a/2) i dla kąta korekcyjnego δ’(α) płaszczyzny odniesienia narzędzia skrawającego zachodzi zależność:

a /η λαο · aVl + cosa δ(α) = a / 2 + 90 - arcsm —----V2 · x(a) przy czym „r” oznacza promień skrawania względem osi mimośrodu suwaka obrotowego (promień mimośrodu) i „a” oznacza najmniejszy promień skrawania względem osi kadłuba.

W położeniu wyjściowym, przy krzyżującym się z osią kadłuba ostrzu (a = 0), dla promienia skrawania „s” w zależności od kąta obrotu „a” suwaka obrotowego, zachodzi zależność:

s(a) = r^/ 2(1 -cos a) i dla kąta korekcyjnego δ zachodzi zależność:

δ = α/2 przy czym „r” oznacza promień mimośrodu suwaka obrotowego.

Według korzystnego udoskonalenią suwak obrotowy jest ułożyskowany obrotowo w mimośrodowo wywierconym otworze kadłuba, podczas gdy uchwyt narzędzia jest ułożyskowany obrotowo w mimośrodowo wywierconym otworze suwaka obrotowego a między mechanizmem napędowym, w postaci drążka skrętnego lub wału odbioru mocy, trwale połączonym z kadłubem lub od strony maszyny i mimośrodowym suwakiem obrotowym, są umieszczone od strony suwaka obrotowego, środki przekładniowe, podczas gdy środki przekładniowe od strony uchwytu narzędzia są umieszczone między uchwytem narzędzia i kadłubem. Przestawianie ostrzą następuje w wyniku tego, że środki przekładniowe od strony suwaka obrotowego i środki przekładniowe od strony uchwytu narzędzia posiadają określone przełożenie.

Korzystnie, środki przekładniowe od strony suwaka obrotowego posiadają wieniec zębaty współśrodkowy z osią kadłuba, zwłaszcza w postaci wieńca o uzębieniu wewnętrznym napędzanego przez mechanizm napędowy i zazębiający się z nim wieniec zębaty trwale połączony z suwakiem obrotowym, zwłaszcza w postaci wieńca o uzębieniu zewnętrznym, a środki napędowe od strony uchwytu narzędzia posiadają koło zębate trwale połączone

185 746 z kadłubem i zazębiający się z nim wieniec zębaty trwale połączony z uchwytem narzędzia, zwłaszcza wykonany jako wieniec o uzębieniu wewnętrznym.

Korzystnie, przynajmniej część wieńców zębatych i należące do nich elementy konstrukcyjne są wykonane w postaci segmentów.

Aby siły występujące w toku skrawania i w toku przestawiania mogły być przenoszone bez luzu, suwak obrotowy jest ułożyskowany w znajdującym się w mimośrodowo wywierconym otworze łożysku wzdłużnym lub łożysku poprzecznym, zwłaszcza wykonanym jako łożysko wałeczkowe stożkowe. Ze względu na zapotrzebowanie miejsca przynajmniej część wieńców zębatych i należących do nich elementów konstrukcyjnych jest wykonana w postaci segmentów, przy czym należy liczyć się z tym, że w tych obszarach nie następują pełne obroty, lecz tylko częściowe obroty elementów konstrukcyjnych.

W wyniku mimośrodowego umieszczenia narzędzia skrawającego w suwaku obrotowym powstaje niewyrównoważenie, które może być wyrownoważone nie tylko za pomocą mas równoważących w suwaku obrotowym, lecz także w kadłubie. Istotna korzyść suwaka obrotowego polega jednakże na tym, że niewyrównoważenia, z technicznego punktu widzenia, mogą być ukształtowane symetrycznie. To oznacza, że względem swojej osi obrotu zachowują one symetrię mas. Dlatego jest możliwe dokładne wyrównoważenie głowicy narzędziowej względem osi obrotu, bez potrzeby suwaka równoważącego.

Dalej, zgodnie z wynalazkiem, we współśrodkowym otworze kadłuba jest ułożyskowany obrotowo suwak okrągły, a w mimośrodowo wywierconym otworze suwaka okrągłego jest ułożyskowany obrotowo suwak obrotowy i w mimośrodowo wywierconym otworze suwaka obrotowego jest ułożyskowany obrotowo uchwyt narzędzia, przy czym suwak okrągły, przy zabieraniu suwaka obrotowego i uchwytu narzędzia jest obracany przez mechanizm napędowy trwale połączony z kadłubem lub mechanizm napędowy od strony maszyny w postaci drążka skrętnego lub wału odbioru mocy, oraz, pomiędzy kadłubem z jednej strony i suwakiem obrotowym i uchwytem narzędzia z drugiej strony, są umieszczone środki przekładniowe, które za pomocą określonego przełożenia są dostosowywane jeden do drugiego.

Mimośrodowy suwak obrotowy podtrzymuje jako środek przekładniowy współosiowy z jego osią obrotu wieniec zębaty, za pomocą którego jest on odtaczany po wieńcu zębatym trwale połączonym z kadłubem, zwłaszcza wykonanym jako wieniec o uzębieniu wewnętrznym.

Z drugiej strony, uchwyt narzędzia podtrzymuje wieniec zębaty współśrodkowy z jego osią obrotu, które w wyniku w danym przypadku pośredniego połączenia z kołem zębatym pośrednim, ułożyskowanym z luzem na suwaku obrotowym jest odtaczane po wieńcu zębatym trwale połączonym z kadłubem, zwłaszcza wykonanym jako wieniec o uzębieniu wewnętrznym. Promienie mimośrodów wywierconych mimośrodowo otworów, znajdujących się w suwaku okrągłym i w suwaku obrotowym, mają w korzystny sposób taki sam wymiar.

Mechanizm napędowy posiada w korzystny sposób drążek skrętny, współśrodkowy z osią kadłuba napędzany od strony maszyny lub korzystnie, przekładnię pośrednią z wałkiem odbioru mocy, współśrodkowym z osią kadłuba. Przekładnia pośrednia może być wykonana jako rotatorowa przekładnia redukcyjna lub jako translacyjno/rotatorowa przekładnia redukcyjna. Jako rotatorowa przekładnia redukcyjna jest stosowana w korzystny sposób przekładnia planetarna lub przekładnia Harmonic-Drive z wzajemnie współosiowymi wałami napędowymi i napędzanymi.

Zasadniczo możliwe jest także zaplanowanie oddzielnych, sprzężonych ze sobą elektronicznie środków napędowych dla suwaka obrotowego, suwaka okrągłego i uchwytu narzędzia. Dzięki temu jest możliwe, aby instrukcję nastawiania uchwytu narzędzia w zależności od przestawienia suwaka obrotowego, ułożyć w dużym stopniu dowolnie. Tym samym można świadomie wpływać na tworzenie się wiórów, na przykład podczas obróbki przedmiotów obrabianych z różnych materiałów. Ponadto, za pomocą tych środków, można wpływać korzystnie na okres trwałości ostrza.

Korzystne, promienie mimośrodów wywierconych mimośrodowo otworów znajdujących się w suwaku okrągłym i w suwaku obrotowym mają ten sam wymiar.

185 746

Głowica narzędziowa według wynalazku ma układ pomiaru przemieszczenia lub układ pomiaru kąta do mierzenia kąta przestawienia suwaka obrotowego lub suwaka okrągłego, lub drogi przestawienia narzędzia skrawającego.

Korzystnie, głowica narzędziowa jest wyposażona w masy równoważące umieszczone w suwaku obrotowym oraz ewentualnie w kadłubie, oraz ewentualnie w suwaku okrągłym, do wyrównoważenia głowicy narzędziowej względem osi kadłuba.

Korzystnie, dla suwaka obrotowego i uchwytu narzędzia są przewidziane oddzielne, sprzężone elektronicznie ze sobą środki napędowe.

Korzystnie także, są przewidziane przynajmniej dwa, razem lub oddzielnie nastawne suwaki obrotowe z przestawnymi uchwytami narzędzia, umieszczone w mimośrodowo wywierconych otworach kadłuba lub suwaka okrągłego.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. la przedstawia przekrój głowicy narzędziowej z mimośrodowym suwakiem obrotowym wykonanej jako głowica do toczenia poprzecznego, fig. Ib - widok z góry głowicy narzędziowej z uchwytem narzędzia, fig. 1 c - przekrój głowicy narzędziowej w obszarze przekładni zębatej, fig. Id - przekrój suwaka obrotowego, fig. 2a i fig. 2b - schematyczny widok z góry głowicy narzędziowej w dwóch położeniach po obróceniu suwaka obrotowego, fig. 3a - widok z góry przykładu wykonania głowicy do toczenia poprzecznego, zmienionej w porównaniu do tej na fig. 1, fig. 3b - przekrój wzdłuż linii przekroju B-B na fig. 3a, fig. 3c przekrój głowicy narzędziowej w położeniu obróconym o 90° w porównaniu do położenia na fig. 3b, fig. 3d - przekrój wzdłuż linii przekroju D-D na fig. 3a, fig. 4a - przekrój głowicy narzędziowej ze współśrodkowym suwakiem okrągłym i mimośrodowym suwakiem obrotowym, zmienionej w porównaniu do tych na fig. 1 i fig. 3, fig. 4b i fig. 4c - schematyczny widok z góry głowicy narzędziowej przedstawionej na fig. 4a w dwóch różnych położeniach kątowych suwaka okrągłego, fig. 5 - schematyczny widok z góry zmienionej głowicy narzędziowej z listwą ustawczą, fig. 6a - uproszczoną konstrukcję graficzną do obliczenia promienia skrawania i kąta korekcyjnego płytki skrawającej głowicy narzędziowej z suwakiem obrotowym, fig. 6b i fig. 6c - dwa wykresy s = s(a) i δ = δ(α) i fig. 7 - model do obliczenia promienia skrawania (x) i kąta korekcyjnego (δ) płytki skrawającej głowicy narzędziowej, w uogólnionej konfiguracji suwaka obrotowego w kadłubie.

Przedstawione na rysunku głowice narzędziowe jako głowice do toczenia poprzecznego są przeznaczone do stosowania w obrabiarkach. Głowica narzędziowa składa się zasadniczo z kadłuba 10 obracalnego wokół osi obrotu 12, wystającego w kierunku osiowym nad kadłubem chwytu narzędzia 16 sprzężonego z wrzecionem maszyny 14 (fig. 4a), uchwytu 18 dla narzędzia skrawającego 20, umieszczonej na narzędziu skrawającym 20 płytki skrawającej 26 posiadającej ostrze 24 i suwaka obrotowego 30 podtrzymującego uchwyt narzędzia 18 w mimośrodowo wywierconym otworze 22, obracalnego wokół osi mimośrodu 28 równoległej do osi kadłuba 12 względem kadłuba, w wyniku przestawienia promienia skrawania ostrza 24. W tym celu suwak obrotowy 30 jest ułożyskowany za pomocą łożysk walcowych w mimośrodowo wywierconym otworze 32 kadłuba 10 (fig. 1 i fig. 3) lub suwaka okrągłego (fig. 4). W przypadku na fig. 4 suwak okrągły 34 jest od swojej strony ułożyskowany za pomocą łożysk tocznych 38 w otworze 40 współśrodkowym z osią obrotu 12. W przypadku na fig. 1 i na fig. 3 uchwyt narzędzia 18 jest ułożyskowany swoją walcową powierzchnią w tworzącym łożysko ślizgowe, mimośrodowo wywierconym otworze 22, podczas gdy w przypadku na fig. 4 jest on podparty dodatkowo w mimośrodowo wywierconym otworze 22 za pomocą łożyska tocznego 42.

Jak można przekonać się, przede wszystkim za pomocą fig. la, fig. 3c i fig. 3d oraz fig. 4b, w przedstawionych przykładach wykonania mimośrodowo wywiercone otwory 22 i 32 posiadają taki sam promień mimośrodu e. W wyniku mimośrodowego umieszczenia narzędzia skrawającego 20 w suwaku obrotowym 30 z jednej strony i w wyniku mimośrodowego umieszczenia suwaka obrotowego 30 w kadłubie 10 lub w suwaku okrągłym 34 z drugiej strony, powstaje niewyrównoważenie, które może być wyrownoważone za pomocą mas wyro wnoważających 44 w suwaku obrotowym i mas równoważących 46 w kadłubie 10 lub w suwaku okrągłym.

185 746

Istotna korzyść w suwaku obrotowym polega na tym, że niewyrównoważenia względem osi obrotu 12 kadłuba mogąbyć wyrównoważone za pomocą symetrycznych mas. W wyniku obrotu suwaka obrotowego nie następuje przesunięcie mas, tak, że nie jest wymagany suwak równoważący. Wskutek tego, otrzymuje się dość małą i niezależną od drogi przestawienia moc napędową.

W przykładach wykonania przedstawionych na fig. 1, fig. 2 i fig, 3 suwak obrotowy 30 jest napędzany za pomocą współśrodkowego z osią obrotu 12 drążka skrętnego lub wałka odbioru mocy 48 mechanizmu napędowego od strony maszyny. Mechanizm napędowy obejmuje spowalniającą przekładnię redukcyjną 45, której wałek napędowy 47 od strony maszyny i której wałek odbioru mocy 48 od strony głowicy są umieszczone wzajemnie współosiowo. Przełożenie przekładni redukcyjnej jest celowo dobierane między 10:1 i 1000:1, zwłaszcza około 100:1.

Wałek odbioru mocy 48 podtrzymuje na swoim końcu od strony czołowej wykonany z segmentów wieniec o uzębieniu wewnętrznym 50, który zazębia się z wieńcem o uzębieniu zewnętrznym 52, odpowiadającym mniejszej średnicy suwaka obrotowego 30 i jest ustawiony względem niego bez luzu. Przy przekręcaniu suwaka obrotowego 30, uchwyt narzędzia 18 jest zabierany w wyniku przestawienia promienia skrawania ostrza 24. W celu kompensacji geometrii ostrza zmieniającej się przy zabieraniu przez obrót narzędzia skrawającego (ustawienie ostrza względem osi obrotu 12, uchwyt narzędzia 18 podtrzymuje wieniec o uzębieniu wewnętrznym 54 współśrodkowy z osią uchwytu narzędzia 18, który zazębia się z kołem zębatym 58 trwale połączonym z kadłubem, w danym przypadku zamocowanym na trwale połączonej z kadłubem oprawce 11. Przełożenia w obszarze środków przekładniowych utworzonych z jednej strony przez wieniec o uzębieniu wewnętrznym 50 i wieniec o uzębieniu zewnętrznym 52 i środków przekładniowych utworzonych przez wieniec o uzębieniu wewnętrznym 54 i koło zębate 58 z drugiej strony są tak dostosowywane jedno do drugiego, że płytka skrawająca 26 z jej płaszczyzną odniesienia 60, w każdym położeniu po obrocie suwaka obrotowego 30, zbiega się z osią obrotu 12. W przykładzie wykonania przedstawionym na fig. 2a i fig. 2b płytka skrawająca 26 przy kącie obrotu a= 30° suwaka obrotowego 30 jest dodatkowo przestawiana o kąt korekcyjny δ - 15°. Jednocześnie średnica skrawania od wynoszącej początkowo 50 mm ulega zwiększeniu do 54,14 mm.

W przykładzie wykonania na fig. 4a, fig. 4b i fig. 4c, suwak okrągły 34 jest obracany współśrodkowo z kadłubem 10 za pomocą drążka skrętnego lub wałka odbioru mocy 48. Wałek odbioru mocy 48 jest ze swej strony napędzany za pomocą mechanizmu napędowego, który obejmuje cięgło 51 i translacyjno/rotatorową przekładnię redukcyjną 47'. Ruch przesuwny wykonywany przez cięgło 51 w kierunku podwójnej strzałki 49 jest przetwarzany w przekładni redukcyjnej 47' w pożądany ruch obrotowy wału odbioru mocy 48 w kierunku strzałki 53. Mechanizm napędowy i środek przekładniowy mogą być tak włożone konstrukcyjnie w kadłubie jeden w drugi, że wynika dość mała długość konstrukcji. Wał odbioru mocy 48 zabiera w kierunku obrotu suwak obrotowy 30, znajdujący się w mimośrodowo wywierconym otworze 32 suwaka okrągłego oraz uchwyt narzędzia 18, znajdujący się w mimośrodowo wywierconym otworze 22. W celu przestawienia suwaka obrotowego 30 względem suwaka okrągłego 34 i kadłuba 10, suwak obrotowy 30 podtrzymuje wieniec o uzębieniu zewnętrznym 62, który zazębia się z wieńcem o uzębieniu wewnętrznym 64 trwale połączonym z kadłubem. Ponadto uchwyt narzędzia 18 podtrzymuje współśrodkowy z jego osią wieniec o uzębieniu zewnętrznym 66, który zazębia się z wieńcem o uzębieniu wewnętrznym 70 trwale połączonym z kadłubem za pomocą koła zębatego pośredniego 68 ułożyskowanego z luzem na osi suwaka obrotowego 28. Przełożenia środków przekładniowych, utworzonych przez wspomniane wieńce zębate są tak do siebie dostosowywane jedno do drugiego, że przy przestawieniu promienia skrawania płytki skrawającej 26, płaszczyzna odniesienia 60 związana z płytką skrawającą 26, jest ustawiona w stronę osi obrotu 12 (porównaj przejście między fig. 4b i fig. 4c).

W przykładzie wykonania głowicy narzędziowej przedstawionej schematycznie w widoku z góry na fig. 5, suwak obrotowy 30, ułożyskowany obrotowo wokół osi mimośrodu 28 w kadłubie 10, jest wyposażony również w uchwyt narzędzia 18, który jest umieszczony obrotowo w mimośrodowo wywierconym otworze 20 suwaka obrotowego. Ustawienie płasz

185 746 czyzny odniesienia 60 płytki skrawającej 26 w odniesieniu do osi obrotu 12 głowicy narzędziowej następuje tam za pomocą listwy ustawczej 72, która daje się przekręcić wokół osi obrotu 12 w kadłubie 10 i swoją powierzchnią kierunkową 74 przylega do płaszczyzny odniesienia 60 płytki skrawającej 26 i w toku przestawienia zabiera uchwyt narzędzia 18, obracając go w jego mimośrodowo wywierconym otworze 22. Listwie ustawczej 72 przypisana jest więc taka sama funkcja jak przekładniom zębatym odpowiednio do fig. 1, fig. 2, fig. 3 i fig. 4.

W przykładzie wykonania przedstawionym na fig. 6a jest przewidziany system pomiaru przemieszczenia, który posiada podziałkę 80 związaną z oprawką noża i głowicę czytającą 82 umieszczoną na listwie ustawczej 72. Za pomocą tych środków jest możliwy pomiar bezwzględny drogi przestawienia ostrza 24 względem kadłuba.

W konstrukcji graficznej według fig. 6a są podane związki odcinków i kątów dla uproszczonego przypadku drogi przestawienia płytki skrawającej 24, w punkcie wyjścia przebiegającej przez oś obrotu 12, na podstawie których można wyprowadzić poniższe wzory dla promienia skrawania s(a) i dla kąta korekcyjnego ostrza δ(α).

Promień skrawania w odniesieniu do osi kadłuba 12 w zależności od kąta a suwaka obrotowego wynosi w tym przypadku:

s(a) = rT2(i-cosa) (1) przy czym r oznacza promień skrawania w odniesieniu do osi mimośrodu 28 i zarazem promień mimośrodu suwaka obrotowego 30.

Dla kąta korekcyjnego δ w zależności od kąta obrotu a wynika zależność:

δ = α/2 (2)

Zależności według równań (1) i (2) są przedstawione na wykresach odpowiednio na fig. 6b i fig. 6c.

W konstrukcji graficznej na fig. 7 są podane odcinki i kąty, które są potrzebne do obliczenia promienia skrawania x i kąta korekcyjnego δ' dla ogólnego przypadku mimośrodu suwaka obrotowego umieszczonego mimośrodowo.

Stąd dla promienia skrawania x w zależności od kąta obrotu a suwaka obrotowego wynika wzór:

x(a) = 7&² +2r²(l-cosa) + 4arsina(a/2) (3) przy czym r oznacza promień płytki skrawającej 26 w odniesieniu do osi mimośrodu 28 suwaka obrotowego i a-najmniejszy promień skrawania w odniesieniu do osi obrotu 12. Dla kąta korekcyjnego δ' w zależności od kąta obrotu a wynika zależność:

ez x · aVl + cosa δ(α) = a / 2 + 90 - arc sin —------ (4)

V2-x(a) przy czym x(a) jest wstawiane z równania (3).

Definicja kąta korekcyjnego δ' różni się o kąt 90° od definicji kąta korekcyjnego δ według równania (2).

Dodatkowo podane w konstrukcji graficznej odpowiednio do fig. 7 kąty β, γ, ε i odcinek s są wielkościami pomocniczymi służącymi do wyprowadzenia wzorów (3) i (4).

Reasumując można ustalić co następuje: przedmiotem wynalazku jest głowica narzędziowa do stosowania w obrabiarkach. Głowicą narzędziowa składa się zasadniczo z kadłuba 10, wystającego w kierunku osiowym nad kadłubem chwytu narzędzia 16 sprzężonego z wrzecionem maszyny, uchwytu 18 dla narzędzia skrawającego 20 i suwaka obrotowego 30 podtrzymującego mimośrodowo uchwyt narzędzia 18, obracalnego wokół osi mimośrodu 28 równoległej do osi kadłuba 12 względem kadłubą w wyniku przestawienia promienia skrawania narzędzia skrawającego 20. W celu zagwarantowania podczas przebiegu skrawania stałej geometrii ostrzą uchwyt narzędzia 18 jest przestawny w określony sposób względem suwaka obrotowego 30, w zależności od kąta przestawienia suwaka obrotowego 30 lub od promienia skrawania.

185 746

Fig. 7

185 746

Fig. 6α

O 20 40 60 80 100 120 140 160 180 O 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Fig. 6c Fig. 6b

185 746

Fig. 5

185 746

Fig. 4b

Fig. 4c

185 746

Fig. 4α

185 746

Fig. 3d

185 746

-____»4

185 746

Fig. 3b

185 746

Fig. 3α

185 746

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Głowica narzędziowa do stosowania w obrabiarkach, z kadłubem, z umieszczonym na kadłubie chwytem narzędziowym sprzężonym z wrzecionem maszyny, z uchwytem dla narzędzia skrawającego i z suwakiem obrotowym podtrzymującym mimośrodowo uchwyt narzędzia, obracalnym względem kadłuba przy przestawianiu promienia skrawania narzędzia skrawającego, zwłaszcza wokół osi mimośrodowej równoległej do osi kadłuba, znamienna tym, że uchwyt narzędzia (18) jest przestawny w określony sposób względem suwaka obrotowego (30) w zależności od kąta obrotu (a) suwaka obrotowego (30) lub promienia skrawania (s, x).
2. Głowica narzędziowa według zastrz. 1, znamienna tym, że uchwyt narzędzia (18) przy określonym ustawieniu narzędzia skrawającego (20) w stosunku do osi kadłuba (12) jest przestawny względem suwaka obrotowego (30).
3. Głowica narzędziowa według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że uchwyt narzędzia (18) w wyniku zbiegania się płaszczyzny odniesienia związanej z narzędziem skrawającym (20) z osią kadłuba (12) jest przestawny względem suwaka obrotowego (30).
4. Głowica narzędziowa według zastrz. 1, znamienna tym, że uchwyt narzędzia (18) jest umieszczony w sposób umożliwiający jego przekręcenie w mimośrodowo wywierconym otworze (22) suwaka obrotowego (30) wokół osi równoległej do jego osi mimośrodu (28).
5. Głowica narzędziowa według zastrz. 1, znamienna tym, że ma wystającą w kierunku promieniowym nad osią kadłuba (12) i obrotową wokół tej osi listwę ustawczą (72), która przy przestawieniu suwaka obrotowego (30) jest ustawiana względem płaszczyzny odniesienia (60) umieszczonej na uchwycie narzędzia (18) lub na narzędziu skrawającym (20).
6. Głowica narzędziowa według zastrz. 1, znamienna tym, że suwak obrotowy (30) i uchwyt narzędzia (18) są sprzężone ze sobą i z kadłubem za pomocą środków przekładniowych (50, 52, 54, 58; 62, 64, 66, 68, 70; 72, 74, 60).
7. Głowica narzędziowa według zastrz. 6, znamienna tym, że środki przekładniowe obejmują koła zębate, wieńce zębate oraz ewentualnie listwy zębate.
8. Głowica narzędziowa według zastrz. 6 albo 7, znamienna tym, że środki przekładniowe są nastawne bez luzu.
9. Głowica narzędziowa według zastrz. 6, znamienna tym, że środki przekładniowe posiadają na stronie napędowej rotatorową przekładnię redukcyjną (47) lub translacyjno/rotatorową przekładnię redukcyjną (47').
10. Głowica narzędziowa według zastrz. 9, znamienna tym, że rotatorowa przekładnia redukcyjna (47) jest w postaci przekładni planetarnej lub przekładni Harmonic-Drive z wzajemnie współosiowymi osiami napędową i napędzaną (45, 48).
11. Głowica narzędziowa według zastrz. 9 albo 10, znamienna tym, że przekładnia redukcyjna (47) lub przekładnia redukcyjna (47') i sprzężone z nią środki przekładniowe są umieszczone wewnątrz kadłuba (10), zwłaszcza w kierunku promieniowym włożone jedno w drugie.
12. Głowica narzędziowa według zastrz. 1, znamienna tym, że dla promienia skrawania głowicy narzędziowej, w zależności od kąta obrotu a suwaka obrotowego (30) wokół jego osi mimośrodu (28), zachodzi zależność:

x(a) = ^/a² +2r²(l-cosa) + 4arsina(a/2) i dla kąta korekcyjnego δ'(α) płaszczyzny odniesienia (60) narzędzia skrawającego (20) zachodzi zależność:

185 746 _s, _χ /1 ,η_Λο · aVl + cosa δ(α) = α/2+90 -arcsin—=----V2 · χ(α) przy czym r oznacza promień skrawania względem osi mimośrodu suwaka obrotowego (promień mimośrodu) i a oznacza najmniejszy promień skrawania względem osi kadłuba (12).
13. Głowica narzędziowa według zastrz. 1, znamienna tym, że w położeniu wyjściowym, przy krzyżującym się z osią kadłuba (12) ostrzu (a = 0), dla promienia skrawania s w zależności od kąta obrotu a suwaka obrotowego (30) zachodzi zależność:

s(a) = ^2(1 - cos a) i dla kąta korekcyjnego δ zachodzi zależność:

δ = α/2 przy czym r oznacza promień mimośrodu suwaka obrotowego (30).
14. Głowica narzędziowa według zastrz. 1, znamienna tym, że suwak obrotowy (30) jest ułożyskowany obrotowo w mimośrodowo wywierconym otworze (32) kadłuba (10), że uchwyt narzędzia (18) jest ułożyskowany obrotowo w mimośrodowo wywierconym otworze (22) suwaka obrotowego (30) oraz, że między mechanizmem napędowym w postaci drążka skrętnego lub wału odbioru mocy (48), trwale połączonym z kadłubem lub od strony maszyny i suwakiem obrotowym (30), są umieszczone od strony suwaka obrotowego środki przekładniowe (50, 52), że między uchwytem narzędzia (18) i kadłubem (10) od strony uchwytu narzędzia są umieszczone środki przekładniowe (54, 56, 58), a środki przekładniowe od strony suwaka obrotowe (30) i środki przekładniowe od strony uchwytu narzędzia (18) posiadają określone przełożenie.
15. Głowica narzędziowa według zastrz. 14, znamienna tym, że środki przekładniowe od strony suwaka obrotowego (30) posiadają wieniec zębaty współśrodkowy z osią kadłuba (12), zwłaszcza w postaci wieńca o uzębieniu wewnętrznym (50) napędzanego przez mechanizm napędowy i zazębiający się z nim wieniec zębaty trwale połączony z suwakiem obrotowym (30), zwłaszcza w postaci wieńca o uzębieniu zewnętrznym (52).
16. Głowica narzędziowa według zastrz. 14, znamienna tym, że środki napędowe od strony uchwytu narzędzia (18) posiadają koło zębate (58) trwale połączone z kadłubem i zazębiający się z nim wieniec zębaty trwale połączony z uchwytem narzędzia (18), zwłaszcza wykonany jako wieniec o uzębieniu wewnętrznym (54).
17. Głowica narzędziowa według zastrz. 15 albo 16, znamienna tym, że przynajmniej część wieńców zębatych i należące do nich elementy konstrukcyjne są wykonane w postaci segmentów.
18. Głowica narzędziowa według zastrz. 1, znamienna tym, że we współśrodkowym otworze (40) kadłuba (10) jest ułożyskowany obrotowo suwak okrągły (34), a w mimośrodowo wywierconym otworze (32) suwaka okrągłego (34) jest ułożyskowany obrotowo suwak obrotowy (30) i w mimośrodowo wywierconym otworze (22) suwaka obrotowego (30) jest ułożyskowany obrotowo uchwyt narzędzia (18), przy czym suwak okrągły (34) przy zabieraniu suwaka obrotowego (30) i uchwytu narzędzia (18) jest obracany przez mechanizm napędowy trwale połączony z kadłubem lub mechanizm napędowy od strony maszyny w postaci drążka skrętnego lub wału odbioru mocy (48), oraz, że pomiędzy kadłubem (10) z jednej strony i suwakiem obrotowym (30) i uchwytem narzędzia (18) z drugiej strony, są umieszczone środki przekładniowe (62,64, 66, 68, 70), które za pomocą określonego przełożenia są dostosowywane jeden do drugiego.
19. Głowica narzędziowa według zastrz. 18, znamienna tym, że suwak obrotowy (30) podtrzymuje wieniec zębaty (62) współśrodkowy z jego osią obrotu (28), za pomocą którego jest on odtaczany po wieńcu zębatym trwale połączonym z kadłubem, zwłaszcza wykonanym jako wieniec o uzębieniu wewnętrznym (64).
20. Głowica narzędziowa według zastrz. 18, znamienna tym, że uchwyt narzędzia (18) podtrzymuje wieniec zębaty (66) współśrodkowy z jego osią obrotu, który w wyniku pośred

185 746 niego połączenia z kołem zębatym pośrednim (68) ułożyskowanym z luzem na suwaku obrotowym (30) jest odtaczany w danym przypadku po trwale połączonym z kadłubem wieńcu zębatym, zwłaszcza wykonanym jako wieniec o uzębieniu wewnętrznym (70).
21. Głowica narzędziowa według zastrz. 14, znamienna tym, źe mechanizm napędowy posiada drążek skrętny współosiowy z osią kadłuba (12), napędzany od strony maszyny.
22. Głowica narzędziowa według zastrz. 14, znamienna tym, że mechanizm napędowy posiada przekładnię pośrednią z wałkiem odbioru mocy (48) współśrodkowym z osią kadłuba (10).
23. Głowica narzędziowa według zastrz. 18, znamienna tym, że promienie mimośrodów wywierconych mimośrodowo otworów (32, 22) znajdujących się w suwaku okrągłym (34) i w suwaku obrotowym (30) mają ten sam wymiar.
24. Głowica narzędziowa według zastrz. 1, znamienna tym, że ma układ pomiaru przemieszczenia lub układ pomiaru kąta do mierzenia kąta przestawienia suwaka obrotowego (30) lub suwaka okrągłego (34), lub drogi przestawienia narzędzia skrawającego (20).
25. Głowica narzędziowa według zastrz. 1, znamienna tym, że jest wyposażona w masy równoważące (44, 46) umieszczone w suwaku obrotowym (30) oraz ewentualnie w kadłubie (10) oraz ewentualnie w suwaku okrągłym (34), do wyrównoważenia głowicy narzędziowej względem osi kadłuba (12).
26. Głowica narzędziowa według zastrz. 1, znamienna tym, że suwak obrotowy (30) i uchwyt narzędzia (18) posiada oddzielne, sprzężone elektronicznie ze sobą środki napędowe.
27. Głowica narzędziowa według zastrz. 1, znamienna tym, że posiada przynajmniej dwa, razem lub oddzielnie nastawialne suwaki obrotowe z przestawnymi uchwytami narzędzia, umieszczone w mimośrodowo wywierconych otworach kadłuba lub suwaka okrągłego.

* * *