Obrabotka Metallov 2010 No. 3

¬®¬°¨ ª£°©©¬ ¬¬®±¢¬ «¦£ ¦«¯°®±ª£«°¹ нескольких ступеней, соединенных между собой па- раллельно для увеличения нагрузочной способности. Зубчатые колеса выполняются небольших размеров и высокой точности, при этом их материал подвергает- ся соответствующей термообработке. Ускорительные головки данного типа имеют высокую трудоемкость изготовления и соответственно себестоимость. Уменьшение времени обработки можно обеспе- чить, увеличивая скорость шпинделя за счет приме- нения ускорительных головок. В частности, это отно- сится к обработке алюминиевых сплавов, использо- вание которых распространено в различных отраслях промышленности, в том числе и в военной отрасли. Ускорительные головки включают: – оправки с конусом для крепления головки в шпинделе станка; – корпус; – хвостовик, служащий для фиксирования уско- рительной головки и препятствующий повороту кор- пуса; хвостовик выполнен в виде трубки с каналами, уходящими в корпус для подачи СОЖ; – выходной вал с патроном для крепления ин- струмента. В данной работе рассматривается возможность создания ускорительных головок на основе шариковой передачи. Такие передачи мало изучены по сравнению с зубчатыми передачами и в связи с этим применение их пока еще ограничено. Однако шариковые переда- чи имеют ряд преимуществ по сравнению с другими передачами: обладают небольшими габаритами неза- висимо от передаточного отношения, имеют высокую нагрузочную способность и высокий КПД. На рис. 2 представлен внешний вид выпускаемой конструкции ускорительной головки. Внутреннего объема корпуса головки вполне достаточно для раз- мещения механизма изменения частоты вращения рабочего шпинделя на основе шариковой передачи. В настоящее время существует большое количе- ство кинематических схем шариковых передач. Для предлагаемой конструкции ускорительной головки была выбрана схема с перемещением тел качения как в осевом, так и в радиальном направлении. Входной вал (рис. 3) соединяется с полусферой 1 , в пазах кото- рой расположены шарики 4 . Шарики, в свою очередь, упираются в образующую поверхность дорожки каче- ния, расположенной в диске 3 . Эксцентрик 2 – это по- лусфера, ось которой смещена относительно оси вра- щения передачи; он является выходным элементом. Крутящий момент от входного вала подается на полусферу 1 , которая, вращаясь, заставляет шарики 4 перемещаться одновременно по пазам и перекатывать- ся по поверхности дорожки качения диска 3 , зафикси- рованного относительно корпуса передачи. Вращение эксцентрика 2 происходит за счет перекатывания шари- ков по его образующей поверхности. За счет конструк- тивных особенностей передачи один полный оборот выходного элемента (эксцентрика 2 ) происходит за 1/ n оборота входного элемента (полусфера 1 ), где n – коли- чество пазов на заторможенном элементе (диск 3 ). Данная конструкция позволяет повысить оборо- ты шпинделя до 10 000 об/мин и более, увеличить производительность обработки и снизить ее себе- стоимость. Ускорительная головка основана на пре- образовании крутящего момента за счет движения тел качения по различным беговым дорожкам, вы- полненным на соответствующих звеньях. Ускорительная головка обладает компактностью, легкостью и надежностью. В передаче с телами каче- ния отсутствует изгибная нагрузка, как, например, в зубчатой, что положительно влияет на нагрузочную способность звеньев конструкции. Рабочими звенья- ми конструкции являются два элемента с наружными рабочими поверхностями (полусфера и эксцентрик) и диск с внутренней рабочей поверхностью, получе- ние которых на станках с ЧПУ не составит особых трудностей и не потребует для изготовления деталей специального оборудования. По сравнению с аналогичными конструкциями на основе планетарной зубчатой передачи, к которой предъ- являются высокие требования по точности в связи с не- большими габаритами, себестоимость ускорительной головки данного типа значительно ниже. Количество точностных параметров, предъявляемых к размерам де- талей шариковой передачи, значительно меньше, чем у зубчатой и особенно планетарной передачи. Рис. 2. Ускорительная головка и ее составные элементы Рис. 3. Твердотельная модель шариковой передачи, используемой в ускорительной головке