АВТОМАТИЧЕСКАЯ РЕВОЛЬВЕРНАЯ ГОЛОВКА Российский патент 1995 года по МПК B23B29/32 

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в металлорежущих станках с автоматической сменой инструмента.

Известна многопозиционная инструментальная головка по а. с. СССР N 579103, кл. В 23 В 29/32.

Головка содержит поворотный резцедержатель, базируемый на основании при помощи двух плоских шестерен, кулачковый механизм зажима и поворота резцедержателя, выполненный в виде барабана, связанного с приводом поворота. Барабан имеет торцовые кулачки подъема держателя инструмента, взаимодействующие с кулачками закрепленного на держателе фланца.

Конструкция головки недостаточно надежна в работе. Это вызвано тем, что зажим зубчатых полумуфт осуществляется за счет силы трения поверхностей кулачков. В процессе эксплуатации головки эти поверхности будут изнашиваться, что приведет к снижению надежности соединения зубчатых полумуфт. В результате возможны вибрации на станке и нарушение точности изготовления деталей. Ненадежность работы головки вызвана еще и тем, что при силовом трении кулачков образуется мельчайшая металлическая пыль, которая будет попадать в подшипники и другие механизмы головки. Кроме этого большая кинематическая цепь головки, включающая в себя червячную и цилиндрическую зубчатые передачи, кулачковые механизмы, усложняет ее конструкцию и повышает трудоемкость изготовления.

Известна автоматическая револьверная головка по а.с. СССР N 1053977, кл. В 23 В 29/32, которая по большинству конструктивных признаков принята за прототип.

Головка содержит корпус, поворотный резцедержатель, стакан, жестко соединенный с резцедержателем, привод поворота, фиксации и зажима резцедержателя, включающий планетарный редуктор, выходное зубчатое колесо которого жестко связано с резцедержателем, механизм периодического стопорения упомянутого зубчатого колеса, выполненный в виде жестко связанного с корпусом фланца, взаимодействующего своими гнездами с собачкой, механизм предварительного замедления поворотного резцедержателя, выполненного в виде двуплечего рычага, имеющего подпружиненный упор и фиксатор.

Револьверная головка с довольно большой кинематической цепью, включающей в себя и планетарную передачу, требующую высокой точности изготовления, сложна в сборке (см. Д.Н.Решетов, Детали машин, 1963г. стр.372), что приводит к повышенной трудоемкости изготовления головки в целом. Конструкция головки в сравнении с головкой по а.с. N 579103 надежнее в работе. Повышение надежности достигается благодаря тому, что для зажима зубчатых полумуфт используется резьбовая передача. Однако, в головке имеются другие механизмы из-за которых надежность головки снижается.

В момент поворота резцедержателя упор своей профильной поверхностью давит на профильную поверхность стакана. В результате трения соприкасающихся поверхностей упора и стакана будет выделяться мельчайшая металлическая стружка или металлическая пыль, попадание которых возможно на зубчатые колеса планетарного редуктора, подшипники, резьбовую передачу и другие детали. В процессе эксплуатации головки указанные поверхности будут изнашиваться, что приведет к снижению надежности соединения зубчатых полумуфт. В результате возможны вибрации и неточности изготовления деталей.

Целью заявляемого изобретения является повышение надежности работы головки, упрощение ее конструкции путем уменьшения количества промежуточных элементов при одновременном снижении трудоемкости ее изготовления.

Поставленная цель достигается тем, что в револьверной головке, которая содержит корпус с зубчатой полумуфтой, резцедержатель с закрепленной на нем зубчатой полумуфтой, кинематически связанный зубчатой передачей с приводом поворота, механизм зажима резцедержателя, механизм зажима выполнен в виде вала-штока, установленного в корпусе фиксированно в осевом и радиальных направлениях, и гильзы с закрепленными на ней зубчатой полумуфтой и фланцем, установленной на вал-штоке подвижно в осевом направлении с возможностью взаимодействия зубчатой полумуфты с полумуфтами корпуса и резцедержателя и радиально зафиксированной посредством пальца, установленного в штоке. Резцедержатель имеет возможность взаимодействия с диском, введенным в головку и в осевом направлении установлен на опорах качения и упругих элементах.

При сравнении заявляемого решения с известными не обнаружены решения, обладающие сходными признаками. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 изображен осевой разрез револьверной головки, на фиг.2 разрез А-А на фиг.1.

Автоматическая револьверная головка содержит корпус 1 с зубчатой полумуфтой 2, резцедержатель 3 с закрепленными на нем полумуфтой 4 и коническим зубчатым колесом 5. В расточке корпуса установлен вал-шток 6. На валу-штоке установлена гильза 7 с закрепленными на ней зубчатой полумуфтой 8 и фланцем 9. Зубчатая полумуфта 8 гильзы своим зубчатым венцом одновременно соединена с полумуфтой 2 корпуса 1 и полумуфтой 4 резцедержателя 3. Гильза 7, полумуфта 8 и фланец 9 своими внутренними поверхностями базируются на валу-штоке 6. Гильза 7, полумуфта 8, фланец 9 и вал-шток 6 образуют гидроцилиндр с полостями 10 и 11. Палец 12, жестко установленный в штоке 6 и с зазором расположенный в фланце 9, удерживает гильзу 7 с закрепленными на ней деталями от вращения и обеспечивает совпадение впадин и выступов зубчатых полумуфт 2 и 8 при перемещении последней вниз. Длина пальца 12 выбрана в соответствии с ходом гильзы. На валу-штоке 6 установлен неподвижно диск 13, на котором базируется верхняя часть резцедержателя 3, а верхняя торцовая поверхность резцедержателя и нижняя поверхность диска 13 установлены с зазором К. В корпусе 1 и резцедержателе 3 установлены подшипники качения 14 и 15, поддерживаемые тарельчатыми пружинами 16 и 17 соответственно. Пружины установлены таким образом, что при зажатом положении зубчатых полумуфт пружины 16 сжаты, а пружины 17 разжаты. Головка имеет командоаппарат, например, в виде магнита 18, закрепленного в резцедержателе 3, и герконов 19, установленных на кольце 20, закрепленном на диске 13. В диске 13 выполнены пазы, предназначенные для взаимодействия с фиксатором 21. Количество пазов диска равно количеству позиций револьверной головки. Фиксатор 21 соединен с датчиком 22, дающим сигнал при западании фиксатора 21 в паз диска. В корпусе 1 установлен двигатель, например, гидромотор 23, на валу которого закреплено коническое зубчатое колесо 24, кинематически связанное с зубатым колесом 5.

Смена позиций револьверной головки происходит следующим образом.

По команде ЧПУ давление подается в полость 10 гидроцилиндра и гильза 7 с полумуфтой 8 и фланцем 9 начинает перемещаться вверх до того момента, пока полумуфта 8 своей торцовой поверхностью не касается торца Л штока 6. (По мере перемещения гильзы 7 и зубчатой полумуфты 8 пружины 16 разжимаются, поднимая резцедержатель 3. Резцедержатель, поднимаясь вверх, сожмет пружины 17. Зазор К уменьшится, а между торцовыми поверхностями М корпуса 1 и зубчатой полумуфты 4 резцедержателя образуется гарантированный зазор, исключающий трение указанных поверхностей при повороте резцедержателя). В результате подъема гильзы 7 и полумуфты 8 повысится давление в магистрали и реле давления даст команду гидромотору 23 на вращение с ускоренной частотой (в направлении, наикратчайшем к выбранной позиции). Вместе с гидромотором вращаются зубчатые колеса 24, 5, резцедержатель 3 с магнитом 18. Перед заданной позицией магнит 18 воздействует на геркон 19, который даст команду гидромотору 23 на замедленное вращение, и резцедержатель 3 медленно подойдет к фиксированной позиции. Фиксатор 21 западет в паз диска 13 и датчик 22 даст команду гидромотору 24 на останов. Остановится и резцедержатель 3, при этом зубья полумуфты 4 будут расположены против впадин зубчатой полумуфты 8. От этого же датчика 22 дается команда на подачу давления в полость 11 гидроцилиндра. Полумуфта 8, смещаясь вниз, своим зубчатым венцом войдет в зацепление с зубчатыми полумуфтами 2 и 4. После того, как полумуфты полностью войдут в зацепление, повысится давление в магистрали и реле давления даст команду на дальнейшую работу станка. Это же реле постоянно контролирует зажим зубчатых полумуфт.

Цикл автоматической смены позиций головки закончен.

Конструктивное решение обеспечивает базирование торцовой поверхности зубчатой полумуфты резцедержателя на торцовую поверхность корпуса с первоначальной точностью в процессе всего срока эксплуатации благодаря подъему резцедержателя перед поворотом на небольшую высоту, обеспечивающую гарантированный зазор между сопряженными поверхностями.

Конструктивно револьверная головка не содержит детали, которые при зажиме и отжиме влияют на точность базирования зубчатых полумуфт и жесткость их стыка, поверхности которых в процессе работы подвергались бы трению с силовой нагрузкой. Базирование гильзы с полумуфтой и фланцем фиксированно на неподвижном валу исключает трение при повороте резцедержателя.

Все это позволило повысить надежность работы головки в сравнении с указанными выше техническими решениями.

Заявляемое техническое решение позволило сократить кинематическую цепь от привода поворота к резцедержателю до одноступенчатой передачи, благодаря чему упрощается конструкция головки и снижается трудоемкость ее изготовления.

Использование:область станкостроения, металлорежущие станки с автоматической стеной инстумента. Сущность изобретения: револьверная головка, содержащая корпус с зубчатой полумуфтой, резцедержатель с зубчатой полумуфтой, кинематически связанный посредством зубчатой передачи с приводом поворота, и механизм зажима резцедержателя, который выполнен в виде вала-штока, жестко связанного с корпусом, гильзы с закрепленной на ней зубчатой полумуфтой и фланца, установленного на валу-штоке с возможностью осевого перемещения. При этом зубчатая полумуфта гильзы взаимодействует с полумуфтами корпуса и резцедержателя и закреплена от поворота пальцем, установленным на валу-штоке. Револьверная головка снабжена осевыми опорами качения и установленными на них упругими элементами, взаимодействующими с резцедержателями. На валу-штоке установлен диск для взаимодействия с резцедержателем 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. АВТОМАТИЧЕСКАЯ РЕВОЛЬВЕРНАЯ ГОЛОВКА, содержащая корпус с зубчатой полумуфтой, резцедержатель с зубчатой полумуфтой, кинематически связанный посредством зубчатой передачи с приводом поворота, и механизм зажима резцедержателя, отличающаяся тем, что механизм зажима резцедержателя выполнен в виде вала-штока, жестко связанного с корпусом, гильзы с закрепленной на ней зубчатой полумуфтой и фланца, установленного на валу-штоке с возможностью осевого перемещения, при этом зубчатая полумуфта гильзы предназначена для взаимодействия с зубчатыми полумуфтами корпуса и резцедержателя и закреплена от поворота посредством введенного пальца, установленного на валу-штоке. 2. Головка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена осевыми опорами качения и установленными на них упругими элементами, предназначенными для взаимодействия с резцедержателем. 3. Головка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена диском, установленным на валу-штоке и предназначенным для взаимодействия с резцедержателем.