Автоматическая револьверная головка Советский патент 1988 года по МПК B23B29/32 

В

/yj/y./: /v

K.f .t:.6C . / /

J/

U

0ue.i

(Л

00

tr

CO СП

GO 00

Jtf/4 N)

цилиндре 28. Это состояние кинематической цепи обеспечивается постоянно выведенным сектором из паза 32 колеса 27. В этом положении в пазу 39 образовано свободаое пространство, исключающее возможность перемещения колеса 27 при перемещении винта 3 при отжиме резцедержателя для обеспечения поворота, который осуществляется через колеса 29, 27, 2А и 22. 5 ил.

1

Изобретение относится к станкостроению, а именно к автоматическим револьверным голопкам для станков с автоматическим управлением, и является у :овершенствованием изобретения по авт. св. № 1 175619.

Целью изобретения является сокращение времени позиционирования резцедержателя.

На фиг. 1 изображена автоматическая револьверная головка, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А . на фиг.1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1 , на фиг . 4 - разрез В-В на фиг. 1 на фиг.5 - разрез Г- Г на фиг.4.

В корпусе 1 револьверной головки установлен резцедержатель 2 с несколькими позициями, имеющий возможность совместного с винтом 3 осевого перемещения и свободного вращения относительно пего. Бинт 3 расположен в опоре корпуса 1 и в расточке диска 4 установленного на подшипниках 5 в стакане 6, жестко закрепленном на корпусе 1. Винт 3 имеет возможность осевого перемещения относительно диска 4 и совместного вращения с диском 4. На Диске 4 выполнены впадины с упорными поверхностями и смещенное относительно оси отверстие. В корпусе 1 размещен зубчатый редуктор 7, передающий вращений от электродвигателя 8 зубчатому колесу 9, жес:тко связанному с гайкой 10, зафиксированной от осевого перемещения подшипниками 11 и вза- имодейстБ тощей с винтом 3. В отверстии диска 4 установлен палец 12, ко- торьш по/1;жат пружиной 13 к кольцу 14, жестко связанному : зубчатым колесом 9.

На торце кольца 14 и -теется выступ и паз, образор. шные соответственно винтовыми iionopxnoc i ими В и Л, Д и Г. На пальце 12 имеются паз и скос с углом наклсчиа, раншп углу подъема вин0

5

0

5

0

5

0

5

товых поверхностей В, Г, Д. На торце стакана 6 выполнены паз и профильная поверхность Е, взаимодействующая с торцевой боковой поверхностью пальца 12. Упор 15 для диска 4 установлен в качающемся рычаге 16 и подпружинен пружиной 17. Его крайнее левое положение ограничено упором 18. Рычаг 16 имеет возможность качаться на оси 19. Упор 20 служит для ограничения кача- |ния упора 15 от пружины 21. На резцедержателе 2 закреплены два зубчатых колеса: одно из которых 22 с наружным зубчатым венцом, другое 23 с внутренним, с которыми находятся в зацеплении соответственно зубчатые колеса 24 и 25, расположенные на валу 26, причем колесо 24 жестко закреплено на валу, а колесо 25 - с возможностью относительного вращения.

Кроме того, на валу 26 расположено с возможностью вращения и осевого перемещения зубчатое колесо 27 и жестко закрепленный цилиндр 28. Колесо 27 с обоих торцев имеет кулачковые полумуфты, которые при осевом перемещении колеса 27 сцепляются с ответными кулачковыми полумуфтами, расположенными на колесе 25 и цилиндре 28. Зубчатое колесо 27 постоянно находится в зацеплении с зубчатым колесом 29, жестко закрепленным на винте 3.

На торце корпуса 1 закреплена полумуфта 30, имеющая торцевые зубья, а на резцедержателе 2 закреплена ответная полумуфта 31, взаимодействующая своими зубьями с полумуфтой 30. Конечные выключатели 32 предварительного останова в заданной позиции (по числу позиций револьверной головки) взаимодействуют с упором 33, связанным кинематически с приводом резцедержателя 2. Конечный выключатель 34 окончательного останова резцедержателя в заданной позиции и подачи команды на реверс двигателя 8, взаимодействует с упором 35, а конечный выключатель 36 контроля положения зажима резцедержателя 2 на корпусе 1 взаимодействует с концом вала 37, жестко связанного с винтом 3.

Зубчатые колеса 29, 27, 2А, 22 и 29, 27, 23, 25 образуют кинематические цепи прямого и обратного вращения резцедержателя 2, передаточные числа которых одинаковы и кратны числу позиций. Количество кулачкоп в полумуфтах одинаково и кратно передаточному числу, что обеспечивает сцепление полумуфт и точное позиционирование в обоих направлениях вращения резцедержателя. На ступицах зубчатых колес 29 и 27 выполнены цилиндрические пазы 38 и 39, в которые введена вилка 40, закрепленная жестко на валу 41. Вал 41 имеет возможность осевого перемещения в стенках корпуса 1 ,

На валу 41 поворотно, а и осевом направлении неподвижно, установлено зубчатое колесо 42, на котором закреплен сектор 43. Вилка 40 в пазу 39 колеса 27 с полумуфтами переключения имеет выемку 44, равную ходу переключения полумуфт, в которой размещен сектор 43. Так как сектор 43 закреплен на колесе 42, то он имеет возможность попорота вокруг оси вала 41 и своей частью в виде сектора может быть введен в паз 39 РШИ выведен из него.

Поворот колеса 42 осуществляется от собственного привода, выполненного в виде рейки 45, на которую в осевом направлении воздействуют электромагнит 46 и в обратном направлении пружины 47. Зубчатое колесо 27 в осевом направлении подпружинено пружиной 48 относительно вала 26, в сторону полх ыуфты на цилиндре 28, обеспечивая при этом взаимодействие (сцепление кулачков) полумуфт на колесе 27 и на цилиндре 28, образуя таким образом постоянно кинематическую цепь прямого вращения резцедержателя 2.

Кинематическая цепь обратного вращения резцедержателя 2 образуется при перемещении в обратном направлении колеса 27 и сцепления при этом другой полумуфты на нем с полумуфтой на нем с полумуфтой на колесе 25.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

P.ifH iTa револьверной головки осуществляется следующим образом.

Выбирается направление вращения резцедержателя 2, обеспечивающее наикратчайший угловой путь при смене не- обходючой позиции с инструментом на резцедержателе 2 в рабочую поз1пдкю (на угол, меньшш 180 , под углом в 180 направление вращения безразличное) .

Для этого, например, сохраняется зацепление кулачков полумуфт на колесе 27 с кyлaчкa и пол ыуфты на цилиндре 28. Это состояние кинематической цепи обеспечивается постоянно выве- сектором 43 из паза 39 колеса 27 воздействием пружины 47 на зубчато-реечную передачу, состоящую из 45, колеса 42, с которым связан сектор 43.

В этом положении в пазу 39 колеса 27 образовано свободное пространство между боковыми поверхностями паза 39 и вилки 40, исключающее воздействие 1ИШКИ 40 на паз 39, исключающее возможность перемещения колеса 27 при осевом перемещении винта 3 при отжиме резцедержателя 2 для обеспечения поворота.

В этом случае вращение резцедержателя 2 от винта 3 осуществляется через колеса 29, 27, 24 и 22.

При включении электродвигателя 8, напргП Шр, по команде от устройства ЧПУ вращение через редуктор 7 передается на зубчатое колесо 9 в гайку 10. В исходном положении резцедержатель 2 удерживается от поворота зубьями пол 11уфт 30 и 31. Поэтому винт 3 не имеет возможности вращаться и начинает перемещаться вдоль оси совместно с резцедержателем 2, обеспечивая при этом его отжим от корпуса 1 и одновременное перемещение вилки 40 с валом 41, колесом 42 и связанным с ни.) сектором 43. Так как сектор 43 выведен из паза 39, то вилка 40 перемещается в свободном пространстве паза 39 и колесо 27 сохранит свое прежнее положение. Палец 12 в начале цикла смены позиции револьверной головки находится в пазу стакана 6, закрепленного на корпусе 1, и удерживает диск 4 и, следовательно,вместе с ним винт 3 от вращения. По окончании выхода из зацепления полумуфт 30 и 31 резцедержатель 2 продолжает удерживаться от вращения относительно корпуса 1 пальцем 12 через шлицевое соединение ступицы диска 4 с винтом 3, зубчатые колеса 29 и 27, кулачки полумуфт колеса 27 и цилиндра 28, вал 26, зубчатые колеса 24 и 22. При дальне11шем вращении колеса 9 с кольцом 14 выступ кольца 14 заходит в соответствующий паз пальца 12 и заставляет палец 12 перемещаться вдоль его оси из паза стакана 6 в сторону кольца 14.

В момент выхода пальца 12 из паза стакана 6 диск 4 и, следовательно, винт 3 начинают вращение под действием ранее сжатой пружины 17 через упор 15. Это вращение происходит с ускорением, определяемым профильной поверхностью Е, при этом скорость в начальньп момент равна нулю, а затем увеличивается по заданному закону и при положении пальца 12 в конце поверхности Е становится равной скорости вращения кольца 14, которое через зацепление своего выступа с пазом пальца 12 захватывает с собой диск 4, начавщий уже вращение под действием пружины 17. От диска 4 вращение передается Ьинту 3 и далее через кинематическую цепь резцедержателя 2. Так как в начале вращения скорости диска 4 и кольца 14 рассогласованы, то благодаря этому скорость осевого перемещения резцедержателя 2 плавно уменьшится до нуля в конце перемещения, а скорость его вращения при пуске плавно возрастет от нуля до номинального значения.Вращение резцедержателя 2 происходит в выбранном направлении до заданной позиции, определяемой взаимоде1 1ствием упора 33 с одним из конечных выключателей 32 и 35 с конечным выключателем 34, причем упор 33 настраивается таким образом, что один из конечных выключателей 32 срабатывает в положении резцедержателя 2, точно соответствующем заданной позиции, и сигнал от него запоминается устройством ЧПУ, а упор 35 настраивается таким образом, что при дальнейшем по вороте резцедержатель 2 перебегает заданную позицию в пределах уг ла между смежными позициями револьверной головки и останавливается, при этом срабатьшает конечный выключатель 34. Расположение упора 15 выбрано таким образом, что при прямом направлении вращения резцедержателя 2 он

10

15

20

25

30

35

40

45

50

отжимается от диска 4 за счет разворота вокруг оси 19 рычага 16 и сжатия пружины 21, обеспечивая тем самым беспрепятственное вращение. Количество и расположение упорных поверхностей на диске 4 определяется числом позиций резцедержателя и передаточным числом кинематической цепи вращения резцедержателя.

После останова резцедержателя 2 упором 35 по конечному выключателю 34 происходит реверс вращения электродвигателя 8 и диск 4 начинает вращаться в обратную сторону. Упорная поверхность диска 4 при этом вращении взаимодействует с упором 15,сжимая при этом пружину 17. Одновременно с этим происходит взаимодействие пальца 12 с поверхностью Е стакана 6 и паза пальца 12 с винтовыми поверхностями В, Г, Д выступа кольца 14. В момент начала сжатия упорной поверхностью диска 4 через упор 15 пружины 17 палец 12 попадает на начало поверхности Е стакана 6 и, ввиду появившейся возможности его осевого смещения в сторону стакана 6 он под действием силы сопротивления пружины 17 и вращакнцей силы от кольца 14, приложенной через выступ с винтовыми поверхностями В, Г, Д, перемещается в сторону стакана 6, все время находясь в контакте с поверхностью Е. При этом в связи со смещением пальца 12, определяемым профильной поверхностью Е, диск 4 замедляет свое вращение относительно кольца 14, что соответственно вызывает замедление вращения резцедержателя 2 и плавный его останов на позиции. Уменьшению динамических сил при остановке резцедержателя спо- собствует, кроме того, усилие сжатия пружины 17, взаимодействующей с диском 4 через упор 15. Энергия сжатой пружины 17 используется в следующем цикле смены позиции для ускорения разгона резцедержателя.

В конце хода пальца 12 по поверхности Е палец 12 западает в паз стакана 6, при этом сцепление кольца 14 с пальцем 12 прекращается. Диск 4 и связанный с ним через кинематическую цепь резцедержатель 2 прекращают свое вращение и фиксируются пазом стакана 6, хотя кольцо 14 продолжает свое вращение. Таким образом резцедержатель 2 револьверной головки ос1393538Начинатановлен на заданной позиции, ется зажим резцедержателя.

В момент начала замедления вращения диска 4 относительно кольца 14 возникает постоянно увеличивающееся рассогласование (отставание) скорости вращения винта 3 и гайки 10,вследствие чего резцедержатель 2 начинает плавно перемещаться к корпусу 1 при помощи винта 3. Вместе с винтом 3 перемещается колесо 29, которое своим пазом 38 перемещает вилку 40 в исходное перед началом цикла положение .

При перемещении полумуфты 30 и 31 сцепляются зубья и электродвигатель 8 выключается, например, по реле максимального тока.

Конечный выключатель 36 констатирует зажим и дает команду на следующий цикл.

В случае необходимости противоположного направления вращения резцедержателя необходимо колесо 27 переместить влево. В этом случае произойдет сцепление кулачков полумуфт колес 27 и 25 и вращение резцедержателя осуществляется через колеса 29, 27, 25 и 23 в обратном направлении.

Для этого по команде от ЧПУ включается электромагнит 46, который своим штырем перемещает рейку 45 вперед. Перемещаясь, рейка 45 поворачивает колесо 40 и связанный с ним сектор 43, который вводится в паз 39 колеса 27. Этим самым сектором 43 заполняется свободное пространство между вилкой 40 и стенкой паза 39. Все это осуществляется в десятые доли секунды (мгновенно),что практически не сказывается на увеличении цикла работы револьверной головки, снижении, в конечном счете, производительности .обработки на станке.

В этом случае при включении электродвигателя 8 начинается осевое перемещение винта 3 (начинается новый цикл смены позиции). Вместе с винтом 3 начинает перемещаться вилка 40,ко10

15

20

25

30

35

40

5

верхность паза 39 перемещ 27 в сторону колеса 25. П жении происходят сцеплени полумуфт на колесах 27 и ление кулачког на колесе линдре 28, подготавливая кинематическую цепь обрат ния резцедержателя 2. Цикл одних кулачков и расцеплен заканчивается в конце.осев мещения винта.

Благодаря использованию перемещения винта при отжи резцедержателя 2 на корпус цепей переключения кинемат цепей направления вращения жателя 2, обеспечивающих н ший путь при смене позиции ется время цикла работы го в конечном счете влияет на производительности обработ ке, так как время цикла не от времени срабатывания от силового привода в случае его для перемещения зубчат с полумуфтами переключения

Формула изобре

Автоматическая револьве ловка по авт. св. № 117561 чающаяся тем, что сокращения времени позицио резцедержателя, на ступице го колеса кинематических ц ко связанного с винтом, и колеса с полумуфтами перек полнены кольцевые пазы, а снабжена установленным в к возможностью осевого перем лом и закрепленными на пос вилкой, расположенной в ук пазах, и поворотным от соб привода колесом с сектором наченным для взаимодействи колеса с полумуфтами перек причем последнее подпружин рону движения винта при за держателя, а на вилке выпо

торая через сектор 43 за боковую по- ка для размещения сектора.

93538 8

.

10

15

20

25

30

35

40

5

верхность паза 39 перемещает колесо 27 в сторону колеса 25. При этом движении происходят сцепление кулачк ов полумуфт на колесах 27 и 25 м расцепление кулачког на колесе 27 и на цилиндре 28, подготавливая тем самым кинематическую цепь обратного вращения резцедержателя 2. Цикл сцепления одних кулачков и расцепления других заканчивается в конце.осевого перемещения винта.

Благодаря использованию осевого перемещения винта при отжиме-зажиме резцедержателя 2 на корпусе 1 для цепей переключения кинематических цепей направления вращения резцедержателя 2, обеспечивающих наикратчайший путь при смене позиции, сокращается время цикла работы головки, что в конечном счете влияет на повьшение производительности обработки на станке, так как время цикла не зависит от времени срабатывания отдельного силового привода в случае применения его для перемещения зубчатого колеса с полумуфтами переключения.

Формула изобрете ния

Автоматическая револьверная головка по авт. св. № 1175619, отличающаяся тем, что, с целью сокращения времени позиционирования резцедержателя, на ступице начального колеса кинематических цепей, жестко связанного с винтом, и на ступице колеса с полумуфтами переключения выполнены кольцевые пазы, а головка снабжена установленным в корпусе с возможностью осевого перемещения валом и закрепленными на последнем вилкой, расположенной в указанных пазах, и поворотным от собственного привода колесом с сектором, предназначенным для взаимодействия с пазом колеса с полумуфтами переключения, причем последнее подпружинено в сторону движения винта при зажиме резцедержателя, а на вилке выполнена выем ка для размещения сектора.

}3

f4/z 2

Фиг.З

4J

У//Х///////////

L-/

0

7

Щ

фиг S

Составитель В.Обменов Редактор Л.Ггатилло Техред М.ДИДыкКорректор А.Ворович

Заказ 1912/11

Тираж 880

1ШИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 11 J035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. А/5

Г-Г

Подписное