Самоцентрирующий токарный патрон Советский патент 1990 года по МПК B23B31/30 

с полумуфтой 8. Таким образом, лопасть 30 вхолостую совершает свой поворот. Затем масло подается под другую плоскость лопасти 30 и она совершает поворот, при этом встречно установленные ролики муфты заклиниваются между ведущей и ведомой полумуфтами и происходит поворот диска 2 и перемещение кулачков 5 на новый размер закрепляемой заготовки. Зажим заготовки осуществляется аналогично. 5 ил.

Изобретение относится к станкостроению, а более конкретно к устройствам для закрепления заготовок на шпинделе токарного станка с ЧПУ. Целью изобретения является обеспечение автоматического управления от ЧПУ. В корпусе 1 патрона установлен диск 2, спиральная нарезка 3 которого соединена с зубцами 4 кулачков 5, размещенных в радиальных пазах 6 корпуса. На диске выполнена ведомая полумуфта 8, взаимодействующая через ролики с ведущей полумуфтой 9 свободного хода. Эта полумуфта связана с лопастью 30 гидропривода. В патрон введен датчик углов поворота со статором, электрически связанным с системой ЧПУ станка и ротором, закрепленным на ведущей полумуфте 9. В этой же полумуфте выполнены тангенциальные расточки, в которых размещены гидроцилиндры с плунжерами, контактирующими с роликами муфты. Устройство снабжено гидросистемой питания гидроцилиндров с распределителем, электрические элементы управления которым связаны с системой ЧПУ станка. Устройство ЧПУ получает информацию от датчика углов поворота и фиксирует это положение кулачков 5 как "ноль" отсчета. При подаче масла лопасть 30 начинает поворачиваться и гидроцилиндры своими плунжерами смещают ролики, выводя их из контакта с полумуфтой 8. Таким образом, лопасть 30 вхолостую совершает свой поворот. Затем масло подается под другую плоскость лопасти 30 и она совершает поворот, при этом встречно установленные ролики муфты заклиниваются между ведущей и ведомой полумуфтами и происходит поворот диска 2 и перемещение кулачков 5 на новый размер закрепляемой заготовки. Зажим заготовки осуществляется аналогично. 5 ил.

Изобретение относится к станкостроению, а более конкретно к устройствам для закрепления заготовок на шпинделе токарного станка с ЧПУ.

Цель изобретения - обеспечение автоматизации управления от ЧПУ станка.

На фиг. 1 показан патрон, осевой разрез; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1, в положении рабочего вращения в направлении стрелки В; на фиг. 4 - то же, в положении рабочего вращения по стрелке Г; на фиг. 5 - гидросхемы управления патроном.

В корпусе 1 самоцентрирующего патрона установлен диск 2, имеющий спиральную нарезку 3, соединенную с зубцами 4 трех кулачков 5, размещенных в радиальных пазах 6 корпуса 1 с возможностью перемещения. Диск 2 установлен с возможностью вращения на ступице 7 корпуса 1, а с тыльной стороны на нем образована в виде кольца ведомая полумуфта свободного хода 8, соосно которой с возможностью вращения на ступице 7 корпуса 1 расположена ведомая полумуфта 9 свободного хода, выполненная в виде общей обоймы и ограниченная в осевом направлении крышкой 10, скрепленной с корпусом 1 винтами (резьбовые соедине - ния, не имеющие принципиального значения, не показаны).На полумуфте 9 образовано шесть диаметрально расположенных пазов 11, 12, со скошенными поверхностями 13, 14, направления углов подъема которых направлены встречно друг другу. В стенках пазов 11, 12 образованы гидроцилиндры управления 15, 16, в которых размещены плунжеры 17, и отверстия, в которых размещены поджимаемые пружинами 18 толкатели 19, досылающие ролики 20, 21 врасклин между основаниями 13, 14 и поверхностью полумуфты 8. Полумуфты 8, 9 совместно с роликами 20, 21, гидроцилиндрами управления 15, 16 и толкателями 19 составляют объе5

0

5

0

5

0

5

0

5

диненную муфту свободного хода 22, обеспечивающего возможность свободного хода полумуфты 8 во встречных направлениях, указанных стрелками В, Г.

Посредством фланца 23 самоцентри- рующий патрон скреплен с шпинделем 24 станка 25, а полумуфта 8 винтами скреплена с промежуточным валом 26, размещенным внутри шпинделя 24, на резьбовом конце которого закреплен неиолноповоротный лопастной гидроцилиндр 27. В ее кольцевой полости 28 размещена перегородка 29 и с возможностью вращения лопасть 30, принадлежащая валу 31, который одним концом скреплен с промежуточным валом 26, а вторь м взаимодействует с гидромуфтой 32, установленной неподвижно посредством штанги 33, закрепленной в кронштейне 34 станка 25. Гидромуфта 32 имеет каналы 35, 36, согласованные с каналами 37, 38, выполненными в валу 31 и лопасти 30, и ка- |налы 39, 40, согласованные с каналами 41, 42, выполненными в валу 31, промежуточном валу 26 и полумуфте 8, при этом, каналы 35-40, посредством трубопроводов 43-46 соединены с основным 47 и дополнительным 48 гидрораспределителями, расположенными вне рассматриваемого устройства. Концентрично оси вала 31, с равномерным шагом по окружности, на гидромуфте 32 установлен статор 49 датчика угловых поворотов, с которыми имеет возможность электрического взаимодействия ротор 50, закрепленный на валу 31 с зазором А относительно статора 49, который, совместно с электрическими органами управления гидрораспределителями 47, 48, соединен с ЧПУ станка.

Работа патрона осуществляется следующим .образом.

В исходном положении кулачки 5 установлены на заранее известном диаметре D между их зажимными поверхностями, лопасть 30 находится на упоре в перегородку 29, гидроцилиндр 27, шпиндель 24 и патрон с кулачками 5 - в произвольном положении, а ротор 50 - в зоне взаимодействия с любым из бесконтактных элементов статора 49 датчика угловых поворотов при этом гидрораспределителя 47, 48 расположены в позициях I, III, гидроснабжение и электричество отключены.

С момента включения электричества и гидропитания для переналадки патрона происходит следующее.

Устройство ЧПУ получает информаци от одного из датчиков-элементов статора 49, в зоне взаимодействия с которым расположился ротор 50, и фиксирует данный элемент как ноль отсчета величины угла поворота диска 2

Р ЯП ,

где

Г

п угол между соседними элементами;

число элементов, подлежащих отсчету, согласно программе Ч11У.

Вращение полумуфты 8 совместно с диском 2 в направлении стрелки В совершается следующим образом.

Масло под давлением по трубопроводу 44 и каналам 36, 37 поступает под лопасть 30 и, одновременно, по трубопроводу 46 и каналам 39, 41 в гидроцилиндры управления 15, плунжеры 17 которых перемещают ролики 20 по скосам поверхностей 13 пазов 11, утапливая при этом подпружиненные толкатели 19. В результате указанного, между роликами 20 и поверхностью полумуфты 8 образуются зазоры Л, , благодаря которым устраняется возможность заклинивания роликов 20, при вращении лопастью 30 полумуфты 9 в направлении стрелки Г. Ролики 21, трением о поверхность полумуфты 8, скатываются с наклонных поверхностей 14, не препятствуя указанному вращению. Вследствие описанного, вращение лопасти 30, валов 31, 26 и полумуфты 9 происходит вхолостую, не сообщая вращение полумуфте 8 при этом элементы статора 49 не выдают ЧПУ сигналов вращения. Дойдя до упора в перегородку 29, лопасть 3 останавливается, при этом выдается сигнал на переключение гидрораспределителя 47, который устанавливается

673296

в положение II. При этом масло поступает по трубопроводу 43 и каналам 35, 38, а гидрораспределитель 48 сохраняет исходное положение. В данной си- 5 туации полумуфте 9 сообщается вращение в направлении стрелки В, ролики 20 сохраняют указанное положение, а ролики 21 заклиниваются, между скосами 14 и поверхностью полумуфты 8, увлекая ее тем во вращение также в направлении стрелки В. С момента начала поворота полумуфты 8, а следова10

15

20

тельно, и диска 2, кулачки 5 перемещаются им в пазах 6, увеличивая, например, тем величину D раскрытия кулачков 5. С этого момента включается отсчет количества сигналов, поступающих в ЧПУ от статора 49. Если нуж - ное раскрытие кулачков произошло в пределах одного поворота лопасти 30, то сигналом ЧПУ выдается команда гидрораспределителю 48 на переключение в позицию IV. При этом масло по 5 трубопроводам 45, 46 и каналам 39- 42,поступит в цилиндры управления 15, 16, плунжеры 17 которых установят ролики 20, 21 с зазорами А, , относительно полумуфты 8, вращение ко- .. торой, а вместе с ней и диска 2 прекратится. С этого момента прекратится поступление сигналов от статора 49, а лопасть 30 продолжит вращение вхолостую в направлении стрелки В до исходного положения на упоре в пере- 5 городку 29 гидроцилиндра 27. В случае, когда одного поворота лопас- - ти 30 не достаточно для требуемого раскрытия кулачков 5, командой ЧПУ осуществляются многократные повторы поворота лопасти 30 путем переключения гидрораспределителя 47 из позиции I в позицию II и обратно, при этом гидрораспределитель 48 сохраняет исходное положение I, а счет сигналов от статора 49 производится .при перемещении лопасти 30 лишь в направлении стрелки В. Для раскрытия кулачков 5 на величину, меньшую D рабочее вращение лопасти 30 должно совершаться совместно с диском 2 в направлении стрелки Г. Для чего гидрораспределитель 48 устанавливается в положение V, при котором масло поступает в гидроцилиндры управления 16, плунжеры 17 которых установят ролики 21 на зазорах Л , а роликам 20 сообщается возможность заклинивания, при вращении полумуфты 9 в нап0

5

0

5

равлении стрелки Г. При этом отсчет сигналов от статора 49 производится при вращении ротора 50 также в направлении стрелки Г. В остальном, работа устройства совершается аналогично указанному выше. Закрепление и открепление установленной в кулачки 5 патрона заготовки осуществляется подачей команд на гидрораспределители 47, 48, аналогично вышеописанному, с той лишь разницей, что исходное положение лопасть 30 занимает с тон стороны упора от которой начинается ее перемещение в направлении В или Г.

Предлагаемый патрон, совместно с его приводом, обеспечивает переналадку его кулачков в автоматическом режиме работы токарного станка с ЧПУ. Благодаря этому устраняется необходимость в использовании многочисленных комплектов кулачков и применению автоматических устройств для их замены, что значительно упрощает конструкцию и себестоимость.

Формула изобретения Самоцентрирующий токарный патрон

50

ВИЗА

28

Фаг. 2

5

0

5

к станку с ЧПУ, содержащий корпус, в радиальных пазах которого размещены кулачки, спирально-реечный механизм их перемещения, спиральный диск которого связан с гидроприводом через роликовую двухстороннюю муфту, свободного хода с ведущей и ведомой полумуфтами, а также механизм управления роликами упомянутой муфты и гидросистему питания гидропривода с гидрораспределителем, отличающийся тем, что, с целью обеспечения автоматизации управления от ЧПУ станка, он снабжен датчиком углов поворота со статором и ротором, статор которого электрически связан с ЧПУ станка, а ротор расположен на ведущей полумуфте, при этом механизм управления роликами выполнен в виде гидроцилиндров с плунжерами, предназначенными для взаимодействия с роликами, размещенными в расточках ведущей полумуфты, причем устройство снабжено дополнительной гидросистемой питания гидроцилиндров с гидрораспределителем, электрические элементы управления которым связаны с системой ЧПУ станка.

27 М 29

/ /

to

го

37

м

/

16

зг

U

чо

Риг. 5