Автоматическая револьверная головка Советский патент 1992 года по МПК B23B29/32 

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в металлорежущих станках, преимущественно токарной группы с ЧПУ, для автоматической смены инструмента, где требуется высокая точность фиксации в сочетании с быстродействием и повышенной надежностью работы.

Известна револьверная головка, в которой демпфирование резцедержателя, осуществляемое с помощью множества винтовых кулачков, подпружиненных тарельчатыми пружинами, позволяет повысить надежность работы и быстродействие.

Однако винтовые кулачки кольца и резцедержателя не обеспечивают эффективности демпфирования ввиду несамотормозящегося угла винтовой линии. Недостаточно надежен в головке и механизм периодического соединения резцедержателя с зубчатым колесом, так как в момент разгона массивного резцедержателя, его подхвата зубчатым колесом происходят повреждения в местах контакта

зубчатого колеса, осевого фиксатора и кольца.

Известна автоматическая револьверная головка металлорежущего станка, которая принята за прототип.

Револьверная головка содержит корпус, поворотный резцедержатель, привод его поворота, включающий зубчатое колесо, связанное с помощью винтовой пары с резцедержателем, механизм периодического соединения резцедержателя с зубчатым колесом. Этот механизм включает установленное в поворотном резцедержателе кольцо, осевой фиксатор, установленный в резцедержателе с возможностью взаимодействия с кольцом и посредством закрепленного на нем ролика - с криволинейным пазом на зубчатом колесе. Револьверная головка содержит также механизм периодического соединения резцедержателя с корпусом, включающий подпружиненный радиальный фиксатор с фиксирующим, прямоугольным выступом, предназначенным для взаимодействия с пазами кольца. Кольцо снабжено

сл

VI ю ю со

винтовыми кулачками и установлено в резцедержателе через упругие элементы с возможностью взаимодействия с ответными кулачками резцедержателя. Упругие элементы и кулачки выполняют роль механического демпфера в момент останова резцедержателя при выходе на рабочую позицию.

Выход криволинейного паза на выходном звене привода ограничен упругим элементом, предназначенным для смягчения удара его о ролик фиксатора в момент начала вращения резцедержателя.

Согласно технологическим процессам обработки деталей на металлорежущем станке в револьверной головке устанавливается различное количество инструментальных блоков, отливающихся друг от друга по конструкции. Величина момента инерции резцедержателя при этом изменяется. И упомянутая конструкция не всегда обеспечивает эффективность гашения ударов при разгоне и останове резцедержателя одним и тем же демпфером. В одних случаях требуется демпфер менее жесткой характеристики, в других, наоборот. Это несоответствие приводит к снижению надежности работы головки. Кроме того, конструкция револьверной головки сложна в изготовлении, так как винтовые кулачки, которые должны одновременно все находиться в соприкосновении, требуют точности изготовления при их высокой твердости.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности.

Это достигается тем, что в револьверной головке, содержащей корпус, установленный на корпусе поворотный резцедержатель, привод его поворота, включающий зубчатое колесо, связанное посредством винтовой пары с резцедержателем, механизм периодического соединения резцедержателя с зубчатым колесом, включающий установленное в поворотном резцедержателе кольцо, осевой фиксатор, установленный в резцедержателе с возможностью взаимодействия с кольцом и посредством закрепленного на нем ролика - с криволинейным пазом на зубчатом колесе, а также механизм периодического соединения резцедержателя с корпусом, включающий подпружиненный радиальный фиксатор с фиксирующим прямоугольным выступом, предназначенным для взаимодействия с пазами кольца, осевой фиксатор снабжен вторым роликом, установленным с возможностью взаимодействия с криволинейным пазом, выполненным на кольце.

На фиг, 1 изображена револьверная головка, осевой 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.

Револьверная головка содержит корпус 1, поворотный резцедержатель 2, соединяемый с корпусом базирующей зубчатой муфтой 3, Привод головки осуществляется от двигателя 4 и передается через зубчатые передачи на зубчатое колесо 5, которое образует с резцедержателем 2 винтовую пару

0 6, предназначенную для разъединения (соединения) зубчатой муфты 3. К корпусу 1 прикреплен стакан 7, в котором расположен подпружиненный радиальный фиксатор 8, удерживаемый от разворота штифтом 9. В

5 верхней части фиксатора 8 имеется прямоугольный выступ 10, предназначенный для взаимодействия с пазами 11, выполненными в кольце 12, в момент предварительной фиксации поворотного резцедержателя на

0 позиции. Для вывода фиксатора 8 из прямоугольного паза 11, фиксатор снабжен наклонной гранью 13, взаимодействующей с выступом 14 упора 15, жестко установленного в резцедержателе 2. Количество упо5 ров 15 и количество пазов 11 в кольце 12 равно количеству позиций револьверной головки. Пазы 11 имеют односторонний скос 16, предназначенный для окончательного вывода фиксатора 8.

0 На наружной поверхности зубчатого колеса 5 выполнен криволинейный паз 17, позволяющий через ролик 18, установленный на оси 19, взаимодействовать с фиксатором 20. На втором конце фиксатора 10 на оси 21

5 установлен ролик 22 для взаимодействия с пазом 23, выполненным в кольце 12. Паз 23 имеет криволинейную форму. Продольный участок 24 паза предназначен для удержания резцедержателя 2 в необходимом поло0 жении при соединении муфты 3, поперечный участок 25 - для удерживания резцедержателя во время его поворота в сцепленном положении с приводом и переходный участок 26, который обеспечивает

5 разгон (замедление) вращения резцедержателя.

Пружина 27 предназначена для удержания в блокированном положении фиксатора 20 кольцом 12 во время вращения резцедер0 жателя 9.

Головка работает следующим образом.

В исходной позиции резцедержатель 2

зажат и зафиксирован на зубчатой муфте 3.

При этом происходит обработка изделия ин5 струментом. При необходимости смены инструмента меняется позиция головки, для чего по команде ЧПУ включается двигатель 4 в направлении отжима. Через зубчатые передачи начинает вращаться зубчатое колесо 5 в указанном направлении. Винтовая

пара 6 осуществляет подъем резцедержателя 2 до полного раскрытия зубчатой муфты 3 и далее до образования необходимого зазора между вершинами ее зубьев. Удерживают резцедержатель 2 от возможного вовлечения во вращение фиксатор 8 и фиксатор 20, ролик которого находится в продольном участке 24 паза 23 в кольце 12. Одновременно с подъемом резцедержателя 2 паз 17 зубчатого колеса 5 перемещается по ролику 18. Пока по ролику 18 перемещается прямолинейный участок паза 17, фиксатор 20 остается неподвижным.

Вместе с резцедержателем 2 поднимается и кольцо 12, при этом продольный участок 24 паза 23 переместится вверх по ролику 22. При наезде на ролик 18 наклонного участка паза 17 фиксатор приводится в поступательное перемещение вверх. Некоторое время резцедержатель 2 продолжает еще подниматься ввиду вращения гайки винтовой пары 6. Но наклон паза 17 выполнен так, что скорость подъема фиксатора 20 больше, чем скорость подъема резцедержателя 2 с кольцом 12, поэтому ролик 22 поднимается по пазу 23 и выходит на его участок 26, К этому моменту зубья муфты 3 раскрылись, и ролик 22 начинает перемещаться по переходному участку 26 паза 23. Зубчатое колесо 5 продолжает вращаться с постоянной скоростью. Фиксатор 8 продолжает удерживать кольцо 12 от разворота относительно стаканл 7.

Резцедержатель 2 разблокирован для вращения и начинает разгон от усилия, возникшего от воздействия наклонной части паза 17 на фиксатор 20 и действующего вниз по фиксатору на ролик 22. Последний в свою очередь воздействует на левую (верхнюю) сторону переходного участка 26 паза 23. Величина этого усилия зависит от величины ускорения разгона и момента инерции резцедержателя. Начало переходного участка 26 выполнено с плавным нарастанием, поэтому скорость разгона резцедержателя увеличивается постепенно и не зависит от величины момента инерции резцедержателя. При выходе ролика 22 на вторую (верхнюю) половину переходного участка 26 угол давления в этом кулачковом звене (фиксатор 20 с роликом 22 - паз 23) приблизится к своему предельному значению и появляется возможность его заклинивания.

При этом фиксаир 20 Hti доли секунды прекращает подъем. Но зубчатое колесо 5 продолжает вращение. А так как скорость вращения резцедержателя 2 уже приблизилась к скорости вращэния зубчатого колеса 5, то основное воздействие резцедержателя 2 на кулачковое звено (фиксатор 20 с роликом 22 - паз 23) прекращается. Остается небольшое воздействие от трения при вращении резцедержателя в опорах. К этому моменту упор 15 свочм выступом 14 нажал

на наклонную грань 13 фиксатора 8 и, взаимодействуя с ней своей цилиндрической поверхностью, выжимает прямоугольный фиксирующий выступ 10 из прямоугольной части паза 11 кольца 12. Последнее вместе

0 с резцедержателем 2 вовлекается во вращение и, освобождаясь от фиксатора 8, выжимает его скосом 16 полностью из паза 11 за выступ 10. Пружина 27, разжимаясь, поворачивает кольцо 12 относительно резцедер5 жателя 2;

Кольцо 12, воздействуя верхней половиной переходного участка 26 паза 23 на ролик

22,заставляет фиксатор 20 еще перемещается вверх, затем запирает его поперечным

0 участком 25 этого паза. Поворотный резцедержатель 2 продолжает поворачиваться вместе с кольцом 12 до выбранной позиции с некоторым пеоебеюм, затем, остановившись, начинает вращаться в противополож5 ную сторону (на зажим) по команде соответствующего конечного выключателя (не показан) на двигатель. Фиксатор 20 с заблокированным роликом 22 в поперечном участке паза 23 и с роликом 18 в наклонной

0 части паза 17 колеса 5 образует жесткую сцепку привода с резцедержателем 2 при любом направлении его вращения.

В момент возврата на позицию фиксатор 8 своим фиксирующим выступом 10 за5 падает в паз 11 кольца 12. Кольцо останавливается, а резцедержатель 2 продолжает поворот Ролик 22 начинает перемещаться по поперечному участку 25 паза

23,а пружину 27 - сжиматься. Ролик 18 все 0 еще находится в наклонной части паза 17.

Затем ролик 23 Е.ЫХОДИТ на переходный участок 26 паза 23 i- с на (алом движения его по переходному уч; стку 26 начинается плавное торможение резцеде Эжателя 2. Паз 17 коль5 ца 5 начинает относительное перемещение по ролику 18, а 4 иксгтор 20 - перемещение вниз по пазу. К моменту прохождения переходного участка 26 роликом 22 полностью погасятся энергия и скорость вращения рез0 цедержателя 2 и он плавно остановится в требуемом положении. Ролик 18 окажется в начале наклонной части паза 17.

Пружина 27, отжимаясь, займет свое исходное положение. Зубья и впадины полу5 муфт муфты 3 установлены друг против друга. Ролик 22 некоторое время перемещается по продольному участку 24. А на ролик 18 выходит прямолинейный участок паза 17. Двигатель продолжает вращать зубчатое колесо 5 в направлена зажима, при этом происходит опускание резцедержателя 2 с помощью винтовой передачи 6.В момент опускания резцедержателя 2 ролик 22 находится в продольном участке.24 паза 23 и удерживает фиксатор 20, а с ним и резце- держатель 2 в положении предварительной фиксации благодаря неподвижно заблокированному кольцу 12 относительно стакана 7 фиксатором 8. Происходит окончательный зажим зубчатой муфты 3. Двигатель 4 отклю- чается по достижении определенного усилия зажима. На этом цикл смены инструмента заканчивается.

Формула изобретения Автоматическая револьверная головка металлорежущего станка, содержащая корпус, установленный на корпусе поворотный резцедержатель, привод его поворота, включающий зубчатое колесо, связанное посредством винтовой пары с резцедержа-

телем, механизм периодического соединения резцедержателя с зубчатым колесом, включающий установленное в поворотном резцедержателе кольцо, осевой фиксатор, установленный в резцедержателе с возможностью взаимодействия с кольцом и посредством закрепленного на нем ролика - с криволинейным пазом на зубчатом колесе, а также механизм периодического соединения резцедержателя с корпусом, включающий подпружиненный радиальный фиксатор с фиксирующим прямоугольным выступом, предназначенным для взаимодействия с пазами кольца, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности в работе, осевой фиксатор снабжен вторым роликом, установленным с возможностью взаимодействия с криволинейным пазом, выполненным на кольце,

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в металлорежущих станках, преимущественно токарной группы с ЧПУ, для автоматической смены инструмента, где требуется высокая точность фиксации в сочетании с быстродействием и повышенной надежностью в работе. Цель изобретения - повышение надежности и упрощение конструкции револьверной головки. Осевой фиксатор механизма периодического соединения резцедержателя с зубчатым колесом снабжен вторым роликом, установленным с воз- можностью взаимодействия с криволинейным пазом, выполнены на кольце. Это позволяет повысить надежность в работе и упростить конструкцию револьверной головки.4 ил.

79

Фиг.1

ZZZ/sZ/Zf//////////////////}

/

2Ц

6-6

Фиъ.З

Фиг.2

В-В

Фиг.Ц