Автоматическая револьверная головка Советский патент 1985 года по МПК B23B29/32 

;о 11 ел

со

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в автоматизированных металлорежущих станках, преимущественно токарной группы с числовым программным управлением, для автоматической смены режущего инструмента.

Целью изобретения является повышение надежности- револьверной головки путем обеспечения беспрепятственного отжима резцедержателя при смене позиций.

На фиг., 1 схематически изображена описьшаемая автоматическая револьверная головка, осевой разрез на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (редуктор); на фиг, 3 разрез Б-Б на фиг. 1 (механизм сцепления) с видом В; на фиг.4 вид Т на фиг. 3; на фиг. 5 - сечение Д-Д на фиг. 4; на фиг. 6 - разрез Е-Е на фиг. 1.

Четырехпозиционная автоматическая револьверная головка содержит основание 1 и опорную плиту 2, жестко скрепленный с ней (или вьтолненный за одно, целое) стакан 3, жестко скрепленную со стаканом ось 4, фланец 5, закрепленный на оси 4 с помощью шпонки 6 и фланца 7 . .. .

Стакан 3 является осью вращения и направлякщей при осевь х перемещениях поворотного резцедержателя 8, несущего резцовые блоки 9. В нижней (по чертежу) части резцедержатель 8 несет кольцевой зубчатый венец 10 с треугольными в поперечном сечении зубьями (типа машинный зуб). Зубчатый венец 10 в сочетании с идентичным венцом, закрепленньм на опорной плите 2, образует базирующий фиксатор для точной и жесткой фиксации резцедержателя 8 на заданной позиции. В верхней части резцедержателя 8 установлен и , жестко соединен с ним стакан 11.

Головка снабжена электромеханичеким приводом для осевых перемещений и поворота резцедержателя.

Привод состоит из злектродвигателя 12, встроенного в полость стакна 3, и волнового редуктора, базирующегося посредством игольчатого подшипника на оси 4.

Волновой редуктор представляет собой эллипсовидный в плане двухкулачковьо генератор 13 волн деформации, взаимодействующий через ролики 14 с упругогибким зубчатым венцом 15. Генератор 13волн связан с валом двигателя 12 посредством зуб5 чатьпс колес 16 и 17 (суммарное передаточное отношение 1:164). .

Гибкое звено 15 взаимодействует с двумя жесткими зубчатыми венцами, одиа из которых 18 жестко закреплен . на основании 1 (его элементе - стакане 3), а другой 19 представляет собой выходное звено волнового, редуктора. . Количество зубьев венца 18 отличается от их количества на венце. 19 на два-зуба (при двухкулачковом генераторе волн в данном случае). Поэтому за один оборот генератора 13 волн выходное звено 19 поворачивается на угол, соответствующий двум ш:агам его зубчатого венца, что в дан- ном случае соответствует, передаточному числу - 120.

Выходное звено 19 смонтировано :

5 на оси 4 посредством игольчатого

подшипника и зафиксировано .от осевых смещений фланцем 5 и упорным подшипником 20.- -.

Для обеспечения осевых перемеще0 НИИ резцедержателя 8 при его фиксации и расфиксации на заданной позиции головка имеет винтовую пару, гайка 21 которой жестко закреплена на резцедержателе 8, а винтом явля5 ется. выходное звено 19, на периферии Которого выполнена винтовай нарезка.

В зафиксированном на позиции. . положении резцедержатель. 8 не имеет

0 кинематической связи с приводом (кроме винтовой пары, которая не обеспечивает поворот резцедержателя) . Поэтому для обеспечения поворота резцедержателя 8 при смене по5 зиций головка снабжена механизмом сцеплениярезцедержателя с приводом.

Механизм сцепления состоит из поводка 22, взаимодействующего при повороте резцедержателя с вьЬ 0 ходным-звеном 19 редуктора, и кольцевого б/рта 23, вьтолненного на торце фланца 5. Поводок 22 смонтирован в радиальном отверстии разцедержателя 8 (в его стакан 11) с 5 возможностью перемещения вдоль этого отверстия и подпружинен в направлении оси головки. Поводок 22 имеет .направляющую часть,.расположенную

3

в отверстии резцедержателя, и заходную часть, выступающую из этого отверстия. На заходной части поводка выполнен косой срез 24 и выступ 25, а на выходном.звене 19 имеется скошенный упор 26, контур которог-о сопряжен с контуром выполненного здесь же гнезда 27 для западания поводка 22.

При сцеплении резцедержателя 8 с приводом косой срез 24 на поводке 22 взаимодействует со скошенным упором 26 на звене 19.

При повороте резцедержателя 8 выступ 25 взаимодействует с внутренней поверхностью бурта 23. Бурт 23 имеет четыре открытых снизу паза (по числу позиций головней) , в которые входит поводок 22 при осевых перемещениях резцедержателя 8. Кроме того, головка имеет установленный, на резцедержателе 8 подпружиненный фиксатор 28, взаимодействующий поочередно с четырьмя однонаправленними упорами, закрепленными на осно.вании 1. Этот фиксатор предназначен для-предварительной грубой фиксации резцедержателя 8 на позиции.

Управление головкой осуществляется командами с системы ЧПУ посредством комаддоаппарата, состоящего из четырех герконов 29, равномерно установленных на периферии фланца 5, и постоянного магнита 30, .закрепленного на стаканэ 11.

На оси 4 жестко установлен упор 31, входящий в отверстие 32 паза 33, выполненного на зубчатом колесе 18. В пазе установлена пружина 34, взаимодействующая с упором 31. Между упором 31 и отверсти- ем 32 -имеется зазор.

Смена позиций головки включает три движения резцедержателя: подъем его на 6 мм, поворот до заданной позиции и опускание с жесткой фиксацией.

По сигналу от системы ЧПУ станка на смену позиции включается электродвигатель 12.

Вращение его вала передается зубчатыми передачами 16 и 17 на генератор 13 волн деформации волнов го редуктора. -Звено 19 редуктора, являясь одновременно винтом-винтовой пары, поднимае.з гайку 21 и жестко связанньм с ней резцедержатель 8 При этом зубчатый венец 10 резцедер904

жателя 8 выходит из зацепления с ответным зубчатым венцом основания 1, т.е. происходит расфиксация резцедержателя.

В начальный момент подъема резцедержатель 8 удерживается от поворота зубьями венца 10, а затем поводком 22, который в процессе подъема входит своим выступом 25 в паз

бурта 23.

Для подъема резцедержателя на требуемую высоту винт (звено 19 редуктора) поворачивается на угол oi, равный 68.

В конце поворота jrnop 26- своей наклонной поверхностью набегает на косой срез 24 и втягивает поводок 22 в сопряженное с упором гнездо на звене 19 (этому способствует

также пружина поводка). При этом выступ 25 поводка выходит из паза бурта 23 внутрь пространства, ограниченного этим буртом. Наэтом первьй этап - подъем резцедержателя - закончен.

. . Запавший в гнездо поводок 22 сцепляет резцедержатель с выходным звеном 19 реду1 тора, врезультате . резцедержатель утрачивает возможность дальнейшего осевого перемещения и получает возможность поворота вместе с зв.еном 19 редуктора, а зубчатый венец 10 и выступ 25 выходят из зацепления соответственна.

из ответного венца и паза бурта 23. Поворот резцедержателя (против часовой стрелки) начинается с момента прекращения его подъема и продолжается до прихода соответствующего резцово-

го блока 9 на заданную позицию, которой может быть любая- из трех других позиций..

Поиск заданной позиции осуществляет магнит 30, который поворачиваясь вместе с резцедержателем, пооче рёдно замыкает своим магнитным полец герконы 29. Если выводы геркона не . подключены к цепи управления двигателем 12, то никаких последствий

от замыкания геркона не происходит, поворот резцедержателя продолжается дальше. При этом предварительный фиксатор 28 прощелкивает до упора, взаимодействуя с ними скошенной

тыльной частью. Заданная позиция определяется тем, что по сигналу от системы ЧПУ выводы геркона 29, соответствующего заданной позиции. подключаются (автоматикой) к цепи управления двигателем 12, так что эта цепь имеет разрыв только в герконе. Как только магнит 30 замкнет этот геркон, двигатель 12 реверсиру ется. Причем герконы 29 установлены так, что в момент реверса резцедержател 8 оказывается в положении не которого перебега (на угол около 10 относительно заданной позиции. С реверсом двигателя 12 (и, значит, всего привода) начинается обратньй поворот (по часовой стрелке) резцедержателя на величину перебега до соприкосновения фиксатора 28 с упором, жестким в этом направлении вращения. Поворот резцедержателя 8 продолжаться не может (не пускает фиксатор 28), а вращение звена 19 продолжается далее, но теперь уже (после реверса) по часовой стрелке. В результате этого гайка 21, а с ней и резцедержатель 8, опускается по нарезке винта (звена 19) вниз. В момент соприкосновения фиксатора 28 с упором поводок 22 оказыва ется против паза бурта 23 (с его внутренней стороны) и при дальнейшем вращении звена 19 выжимается наклонной плоскостью гнезда , is паз бурта 23. Тем самым резцедержатель ра:сцеш1яется с приводом поворота и одновременно стопорится относительно неподвижного фланца 5 стенками паза бурта 23 (с возможностьн незначительного колебания около среднего положения за счет зазора между стенками- паза и поводком). При опускании резцедержателя 8 зубчатый венец 10 входит в зацепление с ответным- венцом.основания до жесткого упора и далее поднимается с усилием до 5 т, чем достигается жесткая стабильная фиксация резцедержателя и высокая точность его позиционирования на новой позиции При достижении заданного усилия зажима контрольное устройство, например реле максимального тока, выключает электродвигатель 12. Смена позиции закончена. По окончании зажима происходит отскок (раскрутка) кинематической цепи передни за счет энергии деформаций элементов передачи. При этом происходит поворот зубчатого колеса 18 в направлении сжатия пружины 34. Кинетическая энергия раскручивающейся кинематической цепи воспринимается пружиной 34, чем обеспечивается достаточньй для разгона двигателя зазор между упором 31 и отверстием 32.

Фие. t

в-в

It

ЧРи«.3

АВТОМАТИЧЕСКАЯ РЕВОЛЬВЕРНАЯ ГОЛОВКА по авт.св. № 944803. о т л и ч ,а ю щ а я с я тем, что, с целью повьшения -надежности, она снабжена жестко закрепленнын на элементе базирования волнового редуктора упором, а на входном звене волнового редуктора: вьшолнены паз и отверстие, предназначенные соответственно для. размещешш демпфирующей пружины и упора, причем один торец демпфирующей пружиныпредназначен для взаимодейЁтвия с упором, а другой - со стенкой паза.