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

Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано для металлорежущих станков с ЧПУ, преимущественно токарных.

В практике являются обычными, хоть и не такими частыми, случаи наезда резцовых головок снаряженных оснасткой и инструментом, или без них, на систему зажимной патрон-изделие. При этом происходит жесткий удар, так как обычно он наносится кулачками вращающегося зажимного патрона. При этом происходит порча подшипников шпинделя станка, зубчатых колес его коробки скоростей, а также порча и поломка самих головок и мест их крепления на суп- портах станков.

В результате станки теряют не только точность, но и надолго выходят из строя, что при характере современного производства оборачивается большими потерями.

Известны автоматические револьверные головки с осью вращения резцедержателя параллельно оси шпинделя станка, при этом резцедержатель многопозиционный с жестко прикрепленными к нему плоским зубчатым колесом-фиксатором, зубья которого садятся периодически во впадины зубьев соосного с ним плоского зубчатого колеса-седла, жестко прикрепленного к корпусу головки Такими головками являются, например головки заводов МПО Станкозавод имени Серго Орджоникидзе, Рязанского СКБС и др. устанавливаемых на станках самых последних выпусков. Недостатком этих и им подобных головок является край- не жесткая связь резцедержателя с корпусом головки, который тоже крайне жестко связан с суппортом станка, что в конечном итоге дает большую инерционную массу. При ударе кулачков патрона об эту массу происходит жесткий удар. Желательным было бы плавное гашение энергии удара.

Целью изобретения является предохранение револьверных головок, а также деталей и узлов станка от повреждений при наездах головок на систему зажимной патрон-изделие.

Автоматическая револьверная головка токарного станка с ЧПУ, крепящаяся жестко своим корпусом к суппорту станка, содер- жащая на своем обращенном в сторону шпинделя станка конце многопозиционный поворотный резцедержатель с прикрепленным к нему жестко плоским зубчатым колесом-фиксатором находя- щимся периодически своими зубьями во впадинах ответных зубьев жестко прикрепленного к корпусу головки зубчатого колеса- седла, имеет отличие от существующих конструкций головок в том, что резцедержатель и колесо-фиксатор являются частями сфероподобного шарнира трения покоя и контролируемого положения образованных разноразмерными концентричными сферическими поверхностями: большей вогнутой колеса-фиксатора и меньшей выпуклой нажимного фланца и находящимися между ними с контролируемым натягом ответными им концентричным сферическим поверхностям резцедержателя, при этом натяг на сферические поверхности передается посредством действующих на нажимной фланец упругих элементов (пружинных шайб), сжимаемых резьбовым соединением нажимного фланца с колесом-фиксатором. Исходным для шарнира является то, что сферическая поверхность на колесе-фиксаторе выполнена на противоположной его зубьям стороне. При этом, взаимное круговое положение резцедержателя и колеса- фиксатора поддерживается, аксиально установленными в них и общими для них, поперечно-срезными элементами в виде цилиндрических пальцев с кольцевыми канавками, а их взаимное продольное положение поддерживается, аксиально установленными в резцедержателе и с упором в -торец колеса-фиксатора, продольно-срезными ступенчато-цилиндрическими элементами, а взаимосвязь положения резцедержателя и колеса-фиксатора с системой управления станком обеспечивается посредством, расположенных между резцедержателем и колесом-фиксатором, пластинки- вставки из хрупкого материала, например стекла, и находящегося с ней в принудительном контакте, упруго деформированного в радиальном направлении, разрезного пружинного кольца, имеющего возможность, после прекращения контакта с пластинкой-вставкой или ее разрушения, увеличиться в радиальном направлении и воздействовать непосредственно или опосредствовано на электрический датчик системы управления станком.

В комплект головки входит штатная центрирующая втулка для центрирования (взаимного) резцедержателя и колеса-фиксатора, устанавливаемая по необходимости в кольцевой зазор между резцедержателем и наружной поверхностью, сидящего кон- центрично на колесе-фиксаторе, нажимного фланца. Предлагаемая головка отличается от прототипа наличием поперечно-срезных и продольно-срезных элементов, а также введенной в комплект головки штатной центрирующей втулки, используемой при настройке головки, что позволяет использовать головку в различных вариантах жесткости и степени аварийности, учитывающих

как качественный фактор станка, производственный и человеческий факторы.

На фиг. 1 изображен осевой разрез концевой части автоматической револьверной .головки типа 1П756ДФ3.39.000 Рязанского СКБС, концевая часть которой содержит многопозиционный поворотный резцедержатель и его основную фиксацию в классическом виде, т.е. характерном для подобных головок виде, вне зависимости от места ее изготовления.

Предлагаемые для головки изменения вписываются в существующие их конструкции без изменения габаритов головки.

На фиг. 2 изображен вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1; на фиг. 4 - отдельно взятые детали поз. 10 и 11; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 1, с целью показать для воздействия на щуп датчика 1, системы автоматического управления станком при нарушении исходного взаимного положения резцедержателя и колеса-фиксатора 4. Штрихпунк- тирной линией показано освободившееся от пластинки-вставки 9 разрезное пружинное кольцо 10.

Головка содержит корпус 1, крепящийся к суппорту 2 станка, многопозиционный, поворотный вокруг оси Х-Х головки, резцедержатель 3, плоское зубчатое колесо-фиксатор 4 и находящееся с ним в пери- одическом контакте-зацеплении плоское зубчатое колесо-седло 5 прикрепленное жестко к корпусу головки. Резцедержатель 3 имеет, концентричные сферические, выпуклую С и вогнутую D поверхности, находящи- еся с натягом между концентричными им сферическими поверхностями колеса-фиксатора 4 и нажимного фланца 6. Натяг на сферические поверхности обеспечивается посредством действующих на фланец 6 пру- жинных шайб 7, сжимаемых винтами 8 ввинченными в колесо-фиксатор 4.

Круговое взаимное положение резцедержателя 3 и колеса-фиксатора 4 контролируется и поддерживается ци- линдрическими, с канавками, поперечно- срезными элементами 17, установленные з одинаковые по диаметру и соосные отверстия - пазы выполненные как на резцедержателе так и на колесе-фиксаторе 4. Элементы 17 удерживаются в резцедержателе посредством упругих колец 18.

Продольное взаимное положение резцедержателя 3 и колеса-фиксатора 4 контролируется и поддерживается про- дольно-срезными элементами 19 удерживаемых при торце колеса-фиксатора 4 посредством гаек 21.

Контроль взаимного положения резцедержателя 3 и колеса-фиксатора 4 в системе

управления станком осуществляется посредством выполненной из хрупкого материала, например стекла, пластин и-пставки 9, опирающейся углом Е (см.фиг. 3) в охватывающего его поверхность резцедержателя 3, а противоположным углом F удерживающей отогнутый конец 6 разрезного пружинного, упруго уменьшенного в диаметре кольца 10, вложенного в круговую канавку колеса-фиксатора 4.

Другой отогнутый конец Н кольца 10 зацеплен за выступ К колеса-фиксатора 4. Примыкающие к концам G и Н участки кольца 10 имеют своим сечением секторы близкие 180° срезы которых параллельны друг другу и наклонные к оси головки, при этом они наложены друг на друга так, что образуют приблизительно полное круговое сечение охватываемое муфтой-пружиной 11. Удерживающую силу для пластинки-вставки

9и кольца 10 создает винт 12 посредством пружинной шайбы 13 и медного грошика 14.

Корпус 1 имеет приближенный к кольцу

10и приблизительно концентричный с ним участок L, находящийся диаметрально напротив базирующегося на корпус 1 двухпле- чего рычажка 15 контактирующего с щупом датчика 16,

В работе, при возникновении каких-либо сбоев в управлении суппортом и головкой возможен наезд головки с режущим инструментом и оснасткой на систему зажимной патрон-изделие, что приводит к удару кулачками патрона или выступами изделия о наехавшую на них часть головки.

Возникшая при этом аварийная сила . преодолеет силу трения покоя на сферических поверхностях резцедержателя 3, разрушит (срежет) поперечно-срезные элементы 17 и один из продольно-срезных элементов 19, повернет резцедержатель относительно колеса-фиксатора 4, при этом пластинка-вставка 9 освободится или разрушится, а освобожденное от пластинки- вставки пружинное кольцо 10 увеличится в диаметре, коснется поверхности L корпуса и далее увеличиваясь в диаметре достигнет рычажка 15, повернет его, а тот в свою очередь нажмет на щуп датчика 16, который подаст сигнал в систему управления станком на останов вращения шпинделя станка и отвод суппорта с головкой от зажимного патрона.

Для установки резцедержателя в исходное положение, ослабляют затяжку винтов 8, удаляют разрушение (срезанные) элементы 17 и 19, совмещают места в резцедержателе 3 и колесе-фиксаторе, под элемент 17, вводят центрирующую втулку 22 в кольцевой зазор между резцедержателем и наружной поверхностью нажимного фланца б, вводят элементы 17 в их места в резцедержателе 3 и колесе фиксаторе 4, выдерживают посредством дистанционных элементов 20, или других средств, одинаковый размер а между торцем резцедержателя 3 и торцом колеса-фиксатора 4, после чего затягивают контролируемо винты 8, после чего устанавливают новые продольно-срезные элементы 19 и умеренно поджимают их к торцу колеса-фиксатора 4.

После всего этого удаляют центрирующую втулку 22.

Пластинку-вставку 9 оставляют старой, если она осталась целой, или заменяют новой, если она была разрушена, предварительно подогнавши ее на абразивном круге по ее месту на головке.

Кольцо 10 заводят в канавку колеса- фиксатора 4, концом Н цепляют за выступ К колеса-фиксатора 4, а конец G цепляют за угол F пластинки-вставки 9, предварительно наложивши срезы концевых частей кольца 10 друг на друга, после чего зажимают умеренно пластинку-вставку 9 и кольцо 10 винтом 12 при посредстве пружинной шайбы 13 и грошика 14.

Предлагаемая конструкция головки позволяет использовать ее и в жестком варианте (существующем), для чего необходимо при установленных в свои места, элементах 17, но уже без канавок, элементах 19 и вставленной в свое место центрирующей втулке 22 предельно затянуть винты 8.

Разнообразием вариантов соединения резцедержателя 3 и колеса-фиксатора 4 - только на трении в сферическом шарнире, на трении и при срезных элементах или в жестком варианте можно учитывать технические качества станка, производственный и человеческий факторы.

Кроме того путь, проходимый при наезде выступающими частями, принадлежащими резцедержателю (инструмент, оснастка), больше, чем промежутки между резцедержателем и колесом-фиксатором из-за их разноудаленности от центра сферического шарнира.

Кроме этого необходимо учесть то, что могут быть предложены системы большего быстродействия по связи с управлением станка, которые смогут учитывать малейшие подвижки резцедержателя. При этом соединение резцедержателя и колеса-фиксатора сферическим шарниром ничем не может быть заменено

Предложенной конструкцией автоматической револьверной головки, позволяющей смягчить пришедшийся на нее и на шпиндель станка удар, благодаря уменьшению участвующих в ударе масс головки и податливости их, а также приобретенной способности головки подавать сигнал для оперативного реагирования на наезд систе- мой управления станком, достигается безаварийная работа токарных станков с ЧПУ, сохраняются их первоначальные качества. Формула изобретения

1.Автоматическая револьверная голо- 0 вка, содержащая корпус, установленную в

нем поворотную часть с закрепленным на ней плоским зубчатым колесом-фиксатором, предназначенным для зацепления с закрепленным на корпусе плоским зубчатым

5 колесом-седлом, и соединенный с колесом- фиксатором многопозиционный резцедержатель, отличающаяся тем, что, с целью увеличения долговечности головки за счет предотвращения поломок при случай0 ных столкновениях с вращающимся патроном станка или закрепленной в нем деталью, соединение резцедержателя с колесом-фиксатором выполнено в виде кон- центрично расположенных на держателе

5 наружной и внутренней сферической поверхностей и ответных поверхностей, расположенных соответственно на колесе- фиксаторе и на введенном в головку нажимном фланце с равномерно расположенными

0 по окружности отверстиями, при этом фланец установлен с возможностью осевого перемещения на цилиндрическом выступе, выполненном на колесе-фиксаторе, и связан с последним посредством введенных в голо5 вку винтов и упругих элементов, расположен- ных в его отверстиях, причем головка снабжена установочными поперечно-срезными элементами, установленными в пазах, выполненных на наружной поверхности рез0 цедержателя и колеса-фиксатора, и продольно-срезными элементами, установленными в выполненных на торце резцедержателя отверстиях с возможностью регулировочного перемещения и взаимодействия с торцевой

5 поверхностью колеса-фиксатора, при этом головка снабжена устройством, предназначенным для подачи сигнала в систему управления станком при изменении взаимного положения резцедержателя

0 и колеса-фиксатора.

2.Автоматическая револьверная головка по п. 1,отличающаяся тем, что устройство для подачи сигнала выполнено в виде кольцевой пружины с отогнутыми в

5 противоположных направлениях концами, установленной в упругодеформированном положении в выполненной на кольце-фиксаторе кольцевой канавке, пластинки-вставки из хрупкого материала, установленной между торцом рзцедержателя и кольцевой канавкой с возможностью взаимодействия с выступом, выполненным на торце, и отогнутым концом пружины, выполненными на колесе-фиксаторе выступа, предназначенного для взаимодействия с другим отогнутым концом пружины, двуплечего рычага, установленного на корпусе с возможностью взаимодействия одним плечом с кольцевой пружиной, и датчика, установленного на корпусе с возможностью взаимодействия щупом с другим плечом рычага.

0

3. Автоматическая револьверная головка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что, в резцедержателе и на фланце выполнены концентрично расположенные базовые поверхности, предназначенные для сопряжения с введенной в головку центрирующей втулкой, а на обращенных другчк другу торцах резде держателя и колеса-фиксатора выполнены базовые поверхности, предназначенные для сопряжения с введенными в головку дистанционными элементами.

Использование: для автоматической смены инструмента на металлорежущих станках с ЧПУ, преимущественно токарной группы. Сущность изобретения: револьверная головка содержит корпус 1, установленную на нем поворотную часть с плоским зубчатым колесом-фиксатором 4, предназначенным для зацепления с закрепленным на корпусе плоским зубчатым колесом-седлом 5, и соединенный с колесом-фиксатором многопозиционный резцедержатель 3. П1820 Соединение резцедержателя 3 с колесом-фиксатором 4 выполнено в виде кон- центрично расположенных сферических поверхностей, а взаимное положение резцедержателя и колеса-фиксатора обеспечивается посредством поперечно и продольно-срезных элементов 17 и 19. Натяг в сопряжении сферических поверхностей осуществляется посредством нажимного фланца 6, винтов 8 и упруги элементов 7, Головка снабжена устройством для подачи сигнала в систему управления при изменении взаимного положения резцедержателя и колеса- фиксатора. При случайном столкновении резцедержателя, например с вращающимся патроном станка, он поворачивается на сферических поверхностях и станок останавливается, чем предотвращается поломка частей станка или головки. 2 з п.ф-лы, 5 ил. 5 с/ С sl XI о 4 Ю СО tA/sf

Вид А

Фиг. I

№5 s

ФиеЗ

/

ю

;; .$ в-в

ZZZ2ZZ.

Редактор Т. Шагова

Фиг. 5

Составитель В. Вождаенко

Техред М.МоргенталКорректор Э. Лончакова

16 ts