Многопозиционная инструментальная головка Советский патент 1993 года по МПК B23B29/32 

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в металлорежущих станках с ЧПУ преимущественно токарной группы.

Известна многопозиционная инстру- ментальная головка, содержащая ось, закрепленную на основании, кинематически связанную с приводом поворота и зажима корпуса, базируемого на основании при помощи двух зубчатых полумуфт, и располо- женный в отверстии корпуса подпружиненный палец с поводком для предварительной фиксации корпуса. На оси в опорах качения установлена поворотная гильза, на наружной боковой поверхности которой выполнена винтовая нарезка, сопряженная с гайкой, установленной в корпусе, и поперечная разомкнутая канавка, переходящая с одной стороны в продольный паз, в котором расположен поводок пальца. .

Недостатком головки является то, что она недостаточно надежна в работе. Это объясняется тем, что поворотная часть имеет довольно значительную маховую часть. При смене позиции когда эта масса поворачивается с определенной скоростью за счет фиксатора относительно заданного гнезда после выключения приводного двигателя. В этом случае при реверсе привода произой- дет зажим корпуса головки с отклонением от заданной позиции, что при автоматическо м режиме работы станка приведет к браку изделий.

Известна многопозиционная инстру- ментальная головка, которая по большинству конструктивных признаков принята за прототип. .

Головка содержит основание, закрепленную на основании ось, на которой уста- новлен корпус с возможностью базирования на основании при помощи двух зубчатых полумуфт, механизм подъема, поворота и зажима корпуса, включающий червячную передачу, связанную с приводом ее вращения, и винтовую передачу, связанную с корпусом, а также фиксатор, гнезда для него и поводок, предназначенный для связи механизма подъема, поворота и зажима с корпусом. Фиксатор установлен в основании, а поводок в.ыпол- нен в виде ползуна и установлен в корпусе с возможностью взаимодействия с пазами, предназначенными для взаимодействия с пальцем, связанным с поводком и гнезда- ми, предназначенными для взаимодействия с фиксатором, который установлен с угловым смещением относительно упомянутого выше фиксатора на величину перебега корпуса.„..

Недостатком головки является невысокая надежность работы. В некоторый момент поводок не передает вращение на корпус и кинематическая цепь между механизмами зажима и поворота сохраняется за счет трения в винтовой передаче и трения поводка о колесо. В процессе эксплуатации по мере износа рабочих поверхностей резьбы (используемой и при зажиме и отжиме диска) трение будет уменьшаться. И ввиду наличия дисбаланса на инструментальном диске возможно его угловое смещение и несовпадение зубьев и впадин полумуфт, что вызовет сбой в работе головки.

Целью изобретения является повышение надежности работы головки.

Поставленная цель достигается тем, что в головке, которая содержит основание, поворотный вал, установленный с возможностью базирования на основании при помощи зубчатых полумуфт; механизм поворота и зажима поворотного вала, включающий зубчатую передачу, связанную с приводом ее вращения, механизм поворота и зажима снабжен, например, гидроцилиндром и муфтой-гильзой, расположенной в основании с возможностью взаимодействия со штоком гидроцилиндра и полумуфтами поворотного вала и основания. Одно из зубчатых колес механизма жестко закреплено на поворотном валу и постоянно соединено с другим колесом, установленным на валу привода вращения.

На фиг. 1 изображен осевой разрез головки; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Многопозиционная инструментальная головка содержит основание 1 с закрепленной на нем зубчатой полумуфтой 2, центральный вал 3 с закрепленными на нем зубчатой полумуфтой 4 л инструментальным диском 5, на котором расположены сменные резцедержатели. В основании 1 установлена гильза 6 гидроцилиндра, которая зубчатой полумуфтой 7 Может зацепляться с полумуфтой 2 основания и полумуфтой 4 центрального вала 3. На центральном валу 3 базируется поршень-шток 8. С гильзой 6 жестко соединен фланец 9. Гильза 6, поршень-шток 8 и фланец 9 образуют гидроцилиндр с полостями 10 и 11. В основании 1 и фланце9установлены шпонки 12 и .удерживающие гильзу 6 и поршень-шток 8 от вращения (при этом шпонка 12 установлена таким образом, что при перемещении гильзы 6 влево впадины и зубья полумуфт 2 и 7 полностью совпадают). На центральном валу 3 закреплено зубчатое колесо 14, постоянно соединенное с зубчатым колесом 15, закрепленным на валу привода, например, гидромотора 16. Левый конец центрального

валаЗ базируется по внутреннему диаметру полумуфты 2, а правый - в подшипниках 17, установленных во фланце 18. Центральный вал 3 имеет возможность вращения в расточке поршня-штока 8, т.к. установлен с по- движным соединением по диаметру и с зазорами по торцевым поверхностям. Благодаря толщине фланца 18 в осевом направлении центральный вал 3 установлен таким образом; что зубья полумуфты 4 точно сов- падают по высоте зубьев полумуфты 2. Во фланце 19 установлен датчик 20, вал которого соосно соединен с валом 3. На центральном валу 3 установлен диск 21 с пазами, предназначенными для взаимодействия с .фиксатором 22. Количество пазов диска 21 равно количеству позиций инструментальной головки. Фиксатор 22 соединен с датчиком 23, дающим сигнал при западании фиксатора 22 в паз диска 21,

Смена позиций головки происходит следующим образом.

По команде ЧПУ давление подается в полость 10 гидроцилиндра и гильза 6 начинает перемещаться вправо. Перемещается гильза 6 до того момента, пока не коснется торца М поршня-штока 8, в результате чего повысится давление в магистрали и реле давления даст команду гидромотору 16 на вращение с ускоренной частотой (в направ- лении, наикратчайшем к выбранной позиции). Вместе с гидромотором 16 вращаются зубчатые колеса 15 и 14, центральный вал 3 и вал датчика 20. Перед заданной позицией датчик 20 даст команду гидромотору 16 на замедленное вращение и центральный вал 3 с инструментальным диском 5 медленно подходит к фиксированной позиции. Фиксатор 22 западает в паз диска 21 и датчик 23 дает команду гидромотору 16 на останов. Остановится и центральный вал 3 с инструментальным диском 5, при этом зубья полумуфты 4 будут расположены против впадин зубчатой полумуфты 7, От этого же датчика 23 дается команда на подачу давления в Полость 11 гидроцилиндра. В результате гильза 6 смещаясь влево, своей полумуфтой 7 войдет в зацепление с полумуфтами 2 и 4. После того, как полумуфты полностью войдут в зацепление, повысится давление в ма- гистрали и реле давления даст команду на

дальнейшую работу станка. Это же реле постоянно контролирует зажим полумуфт. Цикл автоматической смены позиций I головки закончен.

Благодаря наличию в головке взаимосвязанной с корпусом (основанием) комплексной детали гильзы, сочетающей в себе полумуфту с гидроцилиндром, стало возможным осуществлять смену позиций инструмента с надежным фиксированием полумуфты от углового ее смещения при осевом перемещении гильзы. Зубчатое колесо, жестко закрепленное на поворотном валу и постоянно связанное с зубчатым колесом, закрепленным на валу привода ее вращения, обеспечивает постоянную кинематическую связь в приводе поворота. К тому же фиксатор, удерживающий центральный вал в фиксированном положении, исключает смещение зубьев и впадин полумуфт относительно друг друга в фиксированном положении.

Формула изобретения Многопозиционная инструментальная головка, содержащая основание с закрепленной на нем зубчатой полумуфтой, установленный в основании фиксирование от осевого перемещения центральный вал с инструментальным диском и зубчатой полумуфтой, зубчатую полумуфту, предназначенную для зацепления с зубчатыми полумуфтами на основании и центральном валу, привод поворота центрального зала и привод зажима инструментального диска, выполненный в виде гидроцилиндра, гильза которого установлена в основании, а поршень-шток - на центральном валу, о т л и- ч а ю щ а я с я тем. что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, зубчатая полумуфта, предназначенная для зацепления с зубчатыми полумуфтами на основании и центральном валу, выполнена на гильзе гидроцилинда, которая установлена в основании с возможностью осевого перемещения, поршень-шток установлен на центральном валу фиксирование от осевого перемещения, рабочая полость гидроцилиндра ограничена наружной поверхностью поршня-штока, а привод поворота цент- рального вала расположен параллельно относительно его оси.

ЛА

Использование: в металлорежущих станках, преимущественно токарной группы с ЧПУ дли автоматической смены инстру- мента. Сущность изобретения: многопозиционная инструментальная головка содержит основание 1 с закрепленной на нем зубчатой полумуфтой 2, центральный вал 3 с зубчатой полумуфтой 4 и инструментальным диском 5. Вращение вала 3 осуществляется от привода 16 через зубчатые 21 колеса 15 и 14. Зажим инструментального диска осуществляется от гидроцилиндра, гильза 6 которого установлена в основании с возможностью осевого перемещения и на ней выполнена зубчатая полумуфта, предназначенная для зацепления с полумуфтами 2 и 4, а поршень-шток 8 установлен на центральном валу 3 фиксированно от осевого перемещения. Рабочая полость 11 гидроцилиндра ограничена наружной поверхностью поршня-штока 8. При смене позиций головки давление подается в полость 10 и гильза 6, перемещаясь вправо, выводит из зацепления полумуфту 7 с полумуфтами 2 и 4. После поворота инструментального диска 5 в требуемую позицию давление подается в полость 11 и гильза, перемещаясь в левое положение, вводит в зацепление полумуфту 7 с полумуфтами 2 и 4, обеспечивая точное позиционирование и зажим инструментального диска.2 ил. 16

Фиг. Z