ПРИВОД ВРАЩЕНИЯ КОПИРНОГО ШПИНДЕЛЯ СТАНКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ КУЛАЧКОВЫХ ВАЛОВ Российский патент 1997 года по МПК B23Q5/08 

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в станках для обработки кулачковых валов двигателей внутреннего сгорания, деталей, имеющих несколько одинаковых или различных по профилю кулачков, смещенных по углу, и других аналогичных деталей, обрабатываемых методом копирования.

Изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в обеспечении повышения надежности привода.

Известен привод неравномерного вращения копирного шпинделя станка для обработки кулачковых валов (а.с. СССР N 547328, опубл. в Б.И. 1977, N 7), состоящий из приводного двигателя и планетарного механизма с солнечной шестерней и сателлитами. Солнечная шестерня через зубчатые колеса соединена с электродвигателем, причем на одном из валов сателлитов установлены кулачки привода неравномерной угловой скорости, поочередно взаимодействующие с роликом, установленным на станине станка. Опоры валов сателлитов и солнечной шестерни смонтированы в корпусе, который установлен на подшипниках на оси шлифовального круга.

Недостатками описанного аналога являются сложность, значительная металлоемкость, необходимость в процессе копирования перемещать значительные массы привода. Все это снижает точность обработки вследствие упругих деформаций звеньев копировальной системы, вызванных колебанием динамических нагрузок.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению вращения копирного шпинделя станка для обработки кулачковых валов (а.с. СССР N 1414565, опубл. в Б. И. 1988, N 29), состоящий из приводного двигателя и механического устройства для сообщения неравномерного вращения копирному шпинделю станка, состоящего из пары некруглых зубчатых колес (НЗК), приводной электромагнитной муфты, соединенной с ведомым НЗК, свободно посаженным на выходной вал привода, датчиков углового положения ведомого НЗК и путевых датчиков положения стола. При этом датчики углового положения ведомого НЗК установлены на диске, жестко связанном с выходным валом привода, а их количество и угловое расположение совпадают с количеством и угловым расположением копирных кулачков шпинделя станка.

У прототипа и изобретения имеются следующие сходные существенные признаки:
наличие в конструкции приводного двигателя и редуктора, а также собственно устройства для преобразования равномерного вращения выходного вала редуктора в неравномерное вращение копирного шпинделя станка;
наличие в конструкции устройства для неравномерного вращения шпинделя среди прочих элементов также некруглых зубчатых колес, электромагнитной муфты и датчиков положения стола.

НЗК обеспечивают неравномерное вращение шпинделя в пределах одного оборота.

Недостатком прототипа является наличие скользящих токосъемников к датчикам углового положения ведомого НЗК, что снижает надежность работы привода и станка в целом, а также наличие делительного устройства для доворота пары НЗК в требуемое угловое положение относительно обрабатываемого кулачка (кулачка копирного шпинделя), что усложняет конструкцию привода и также снижает надежность его работы.

Целью изобретения является повышение надежности работы привода за счет упрощения конструкции путем исключения скользящих токосъемников, датчиков углового положения ведомого НЗК и других элементов делительного устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство для неравномерного вращения копирного шпинделя выполнено в виде коробки передач из НЗК, число пар которых равно количеству кулачков обрабатываемого кулачкового вала, причем все пары являются размерно и кинематически идентичными, а ведомые НЗК жестко установлены на выходном валу коробки с угловым смещением относительно друг друга так, что оно полностью повторяет картину фазового смещения обрабатываемых кулачков вала. Ведущие некруглые колеса снабжены электромагнитными муфтами, к которым подключены датчики путевого положения стола станка.

Предложенное устройство является крайне простым и надежным в управлении вследствие отсутствия делительного механизма, который в прежних конструкциях (см. прототип) предназначен для управления доворотом ведомого НЗК в положение, необходимое для обработки очередного кулачка.

Сопоставление предложенного устройства и известного технического решения коробки скоростей с электромагнитными муфтами металлорежущих станков позволяет установить, что их совпадающими признаками является наличие в обеих конструкциях нескольких электромагнитных муфт и зубчатых передач. Однако характерным отличительным признаком предложенной конструкции является полная размерная и кинематическая идентичность всех входящих в коробку зубчатых передач, что для обычной коробки скоростей обычно является техническим нонсенсом.

Кроме того, неизвестным ранее признаком является факт установки ведомых зубчатых колес на выходном валу с угловым смещением друг относительно друга так, что эти смещения полностью повторяют картину фазового (углового) сдвига кулачков обрабатываемого вала.

Сопоставление предлагаемого устройства и известного привода вращения копирного шпинделя станка (а.с. СССР N 1038178А, опубл. в Б.И. 1983, N 32) позволяет установить, что их совпадающими признаками является наличие в обеих конструкциях датчиков положения стола и воздействующего на датчики упора, однако функции датчиков в предложенном и известном устройствах различны. В известном устройстве датчики служат для подключения управляющих датчиков, в то время как в предложенном устройстве датчики путевого положения служат для включения электромагнитных приводных муфт.

Все это свидетельствует о наличии существенных отличий у заявляемого решения.

Изобретение поясняется чертежом.

Привод содержит электродвигатель 1 с редуктором 2, установленные на основании привода (фиг. 1). Выходной вал редуктора посредством клиноременной передачи 3 связан с ведущим валом 4, установленным в корпусе привода. На ведущем валу 4 жестко установлена ведущая шестерня 7, которая через паразитную шестерню 8 и ведомую шестерню 12 передает вращение на второй ведущий вал 13. Паразитная шестерня 8 установлена на выходном валу привода 10 на подшипнике качения. На ведущих валах 4 и 13 свободно (на подшипниках качения) установлены ведущие НЗК 5. С этими последними находятся в зацеплении ведомые НЗК 6, жестко установленные на валу 10; при этом угловое положение ведомого колеса 6 каждой пары НЗК (5-6) соответствует угловому положению определенного кулачка копирного шпинделя станка. Для передачи крутящего момента с ведущего НЗК 5 на одно из ведомых НЗК, а значит на выходной вал привода 10, служат приводные электромагнитные муфты 11, установленные на валах 4 и 13.

Привод работает следующим образом.

В начале цикла стол станка встает в положение начала обработки заготовки кулачкового (например, распределительного) вала. Упор 14, закрепленный на станине станка, замыкает один из датчиков путевого положения стола 15, соответствующий обрабатываемому кулачку. В результате этого включается электромагнитная приводная муфта 11 той пары НЗК 5-6, угловое положение ведомого НЗК 6 которой соответствует угловому положению определенного кулачка копирного шпинделя, а следовательно, и кулачка заготовки (детали), подлежащей обработке. При этом выходной вал привода будет вращаться с неравномерной угловой скоростью, изменяющейся по оптимальному закону в соответствии с профилем кулачка.

После окончания обработки первого кулачка стол станка перемещается на следующую позицию и весь цикл повторяется, выполняется обработка второго кулачка и т.д.

Итак при работе привода оптимальный закон изменения угловой скорости вращения заготовки воспроизводится каждый раз автоматически простым переключением электромагнитных приводных муфт.

Использование изобретения позволяет значительно упростить конструкцию привода, повысить надежность как механической части, так и системы управления приводом, что в целом повышает качество обработки кулачковых валов.

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в станках для обработки кулачковых валов двигателей внутреннего сгорания, деталей, имеющих несколько одинаковых или различных по профилю кулачков, смещенных по углу, и других аналогичных деталей, обрабатываемых методом копирования. Устройство позволяет отказаться от делительного механизма, повысить надежность работы и значительно упростить конструкцию привода. Привод неравномерного вращения копирного шпинделя выполнен в виде набора пар некруглых зубчатых колес (НЗК). Количество пар НЗК равно количеству кулачков копирного шпинделя, причем угловое положение ведомого колеса каждой пары НЗК соответствует угловому положению одного из кулачков копирного шпинделя. Передача крутящего момента на выходной вал привода осуществляется при помощи электромагнитных муфт, количество которых равно количеству пар НЗК. 1 ил.

Привод вращения копирного шпинделя станка для обработки кулачковых валов, содержащий приводной двигатель, редуктор, устройство неравномерного вращения копирного шпинделя, включающее некруглые зубчатые колеса, ведомое из которых размещено на выходном валу привода, и датчики, предназначенные для определения путевого положения стола, отличающийся тем, что устройство неравномерного вращения копирного шпинделя выполнено в виде коробки передач из пар некруглых зубчатых колес, при этом число пар выбирается из условия равенства количеству кулачков обрабатываемого кулачкового вала, причем все пары выполнены размерно и кинематически идентичными, а ведомые некруглые зубчатые колеса жестко установлены на входном валу коробки по условию равенства смещения их друг относительно друга фазовому смещению обрабатываемых кулачков вала, при этом ведущие некруглые колеса снабжены электромагнитными муфтами, к которым подключены датчики, предназначенные для определения путевого положения стола.