Автоматическая револьверная головка металлорежущего станка Советский патент 1993 года по МПК B23B29/32 

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в металлорежущих станках, преимущественно токарной группы, для автоматической смены инструмента.

Целью изобретения является повышение надежности работы револьверной головки.

На фиг.1 изображен осевой разрез револьверной головки; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1.

Револьверная головка содержит основание 1 с жестко закрепленной на нем зубчатой полумуфтой 2, поворотный резцедержатель 3, жестко установленную на нем зубчатую полумуфту 4. Зубчатые полумуфты 2 и 4 своими зубьями соединены с зубчатой полумуфтой 5, установленной в резцедержателе 3 с возможностью осевого перемещения и удерживаемую относительно резцедержателя шпонкой 6. К основанию 1 жестко прикреплен стакан 7, жестко соединенный с корпусом 8. Привод головки осуществляется от двигателя 9 и передается через зубчатые передачи на зубчатое колесо 10. В зубчатом колесе 10 на осях 11 установлены ролики 12 (например, в. количестве трех штук) с возможностью взаимодействия с торцевыми кулачками, выполненными на полумуфте 5. Полумуфта постоянно прижата к роликам 12 пружинами 13, установленными в кольце 14, которое удерживается от разворота штифтом 15. Каждый из кулачков имеет пологий участок 16, предназначенный для силового зажима полумуфты 5 при фиксации револьверной головки на позиции, и крутой участок 17, предназначенный для быстрого подвода (отвода) полумуфты 5. В корпусе 8 расположен подпружиненный храповой фиксатор 18, удерживаемый от разворота шпонкой 19, В нижней части фиксатора 18 имеется прямоугольный фиксирующий выступ 20, предназначенный для взаимодействия с гнездами 21, выполненными в кольце 22, .в момент предварительной фиксации резцедержателя 3 на позиции. Для вывода фиксатора 18 из прямоугольной части гнезда 21 фиксатор снабжен наклонной гранью 23, взаимодействующей с выступом 24 упора 25, жестко установленного в резцедержателе 3. Количество упоров 25 и количество гнезд 21 в кольце 22 равно количеству позиций головки. Гнезда 21 имеют односторонний скос 26, предназначенный для окончательного вывода фиксатора 18. На наружной поверхности зубчатого колеса 10 выполнен криволинейный паз 27, позволяющий через ролик 28, установленный на оси 29, взаимодействовать с фиксатором 30. На втором конце

фиксатора 30 установлен ролик 31 наоси32 для взаимодействия с пазом 33, выполненным в кольце 22, Паз 33 имеет криволинейную форму, состоящую из продольного участка 34, предназначенного для удерживания резцедержателя 3 в необходимом положении при соединении полумуфты 5 с полумуфтами 2 и 4, поперечного участка 35

-для удерживания резцедержателя при его

0 повороте в соединенном с приводом положении, и переходного участка 36, который обеспечивает разгон (замедление) вращения резцедержателя.

Пружина 37 сжатия предназначена для

5 удерживания кольца 22 в положении, блокирующем фиксатор 30 во время вращения резцедержателя 3,

Револьверная головка работает следующим образом.

0 в исходной позиции резцедержатель 3 зажат и зафиксирован зубчатой полумуфтой 5 за зубья полумуфт 2 и 4. При этом происходит обработка изделия инструментом. При необходимости смены инструмента ме5 няется позиция головки, для чего по команде ЧПУ включается двигатель 9 в направлении отжима. Через зубчатые передани начинает вращаться зубчатое колесо 10 в указанном направлении. Ролики 12,

0 вращаясь на осях 11, скатываются с пологого участка 16 кривой кулачка, а затем с:крутого участка 17 - на горизонтальную поверхность, Пружины 13 кольца 14 поднимают полумуфту 5.и тем самым вывоДягее

5 зубья из зацепления с зубчатыми венцами 2 и 4. От возможного вовлечения во вращение резцедержатель удерживается фиксатором 18 и фиксатором 30, ролик 31 которого нахо дится в продольном участке 34 паза 33 в

0 кольце 22, Одновременно с подъемом полумуфты 5 паз 27 зубчатого колеса 10 перемещается по ролику 28. При перемещении прямолинейного участка паза 27 фиксатор 30 остается неподвижным. При наезде на

5 ролик 28 наклонного участка паза 27 фиксатор 30 приводится в поступательное перемещение вверх и его ролик выходит на переходный участок 36 паза 33. К моменту начала перемещения ролика 31 по пере0 ходному участку 36 резцедержатель 3 за- бло кирован от поворота, а кольцо 22 удерживается фиксатором 18 от разворота относительно корпуса 8. Поэтому резцедержатель 3 начинает разгон от усилия, возник5 шего от воздействия наклонной части паза 27 на фиксатор 30 и действующего вверх по фиксатору 30 на ролик 31. Ролик 31 воздействует на левую (верхнюю) сторону переходного участка 36 паза 33. Величина этого .„Усипия зависит от величины ускорения разгона и момента инерции резцедержателя. Начало переходного участка 36 выполнено с плавным нарастанием кривизны, поэтому скорость разгона резцедержателя увеличивается постепенно и не зависит от величины момента инерции резцедержателя. При выходе ролика 31 на вторую (верхнюю) половину переходного участка 36 угол давления в этом кулачковом звене приблизится к своему предельному значению и появляется возможность его заклинивания. При этом фиксатор 30:на доли секунды прекратит подъем.

Так как скорость вращения резцедержателя 3 уже приблизилась к скорости вра- щения зубчатого колеса 10, основное воздействие, препятствующее разгону резцедержателя 3 на кулачковое звено (фиксатор 30 с роликом 31 - паз 33) прекращается. Остается небольшое воздействие от трения при вращении резцедержателя 3 в своих опорах, К этому моменту упор 25 своим выступом 24 нажал на наклонную грань 23 фиксатора 18 и, взаимодействуя с ней своей выступающей поверхностью, выжал прямо- угольный фиксирующий выступ 20 из пря- моугольной части 21 кольца 22. Кольцо 22 вместе с резцедержателем 3 вовлекается teo вращение. Поворачиваясь, кольцо освобож- flaetcfl от подпружиненного храпового фик- сатора 18, выжимая его своим скосом 26 из гнезда 21 за выступ 20. Пружина 37, разжимаясь, заставляет кольцо 22 развернуться относительно резцедержателя 3. Кольцо 22, воздействуя верхней половиной переходно- го участка 36 паза 33 на ролик 31, заставляет фиксатор 30 еще переместится вверх, затем запирает фиксатор поперечным участком 34 паза 33 за ролик 31. Резцедержатель 3 продолжает поворачиваться вместе с кольцом 22 до выбранной позиции с некоторым перебегом, затем, остановившись, начинает вращаться в противоположную сторону (на зажим) по команде соответствующего конечного выключателя (не показан).

Фиксатор 30 с заблокированным роликом 31 в поперечном участке 34 паза 33, а также другим роликом 23 в наклонной части паза 27 образует жесткую сцепку привода с резцедержателем 3 при любом направле- нии его вращения.

В момент возврата на позицию фиксатор 18 своим фиксирующим выступом 20 западает в гнездо 21 кольца 22. Кольцо останавливается, а резцедержатель 3 про- должает поворот. Ролик 31 начинает перемещаться по поперечному участку паза 33, а пружина 37 начинает сжиматься. Ролик 28 еще находится в наклонной части паза 27. Затем ролик 31 выходит на переходный участок 36 паза 33 и с началом движения его по переходному участку 36 начинается плавное торможение резцедержателя 3. Паз 27 зубчатого колеса 10 начинает относительное перемещение по ролику 28, а фиксатор 30 - перемещение вниз.

К моменту прохождения переходного участка 36 роликом 31 полностью погасятся энергия и скорость резцедержателя 3 и он плавно остановится в требуемом положении. Ролик 28 окажется в начале наклонного участка паза 27. Пружина 37, сжимаясь, займет свое исходное положение.

Зубья и впадины полумуфты 5 и полумуфт 2 и 4 установлены друг против друга. Привод продолжает вращать зубчатое колесо 10 в направлении зажима, Ролики 12 перемещаются по торцовой поверхности полумуфты 5, Когда они перемещались по нижней горизонтальной ее поверхности, то полумуфта была поднята, когда вышли на крутой участок 17 кулачка, началось быстрое соединение зубьев. Когда же ролики 12 пошли по пологому участку 16 кулачка, начался силовой зажим на зубьях. В это же время прямолинейный участок паза 27 перемещается по ролику 28. Все это время ролик 31 находится в продольном участке 34 паза 33 и удерживает фиксатор 30, а с ним и резцедержатель 3 Б положении предварительной фиксации благодаря неподвижно заблокированному кольцу 22 относительно стакана 7 фиксатором 18. Двигатель 9 обеспечивает необходимое усилие зажима. По достижении двигателем 9 максимального крутящего момента он останавливается (опрокидывается). Затем включается тормоз (не показан), расположённый в двигателе 9. Включение тормоза осуществляется по команде конечного выключателя (не показан), который срабатывает после соединения полумуфты 5 с полумуфтами 2 и 4. Затем дви- гатель отключается. Необходимость тормоза вызвана наличием несэмотсрмозя- щей кулачковой передачи.

Расположение гнезд под храповый фиксатор в кольце (а не в полумуфте, жестко соединенной с поворотным резцедержателем, как это выполнено в прототипе), позволит значительно снизить момент инерции жестко останавливаемой части револьверной головки при фиксировании ее на позицию. Так как в описываемой конструкции жестко останавливается фиксатором только одно кольцо, то в этом случае ударные воздействия на элементы фиксатор-гнездо минимальны и не оказывают влияние на их износ, что соответственно повышает надежность работы револьверной головки.

Формула изобретения Автоматическая револьверная головка металлорежущего станка, содержащая корпус, установленный на корпусе поворотный резцедержатель, фиксируемый на нем посредством трех зубчатых полумуфт, одна из которых выполнена с тремя торцовыми выступами с наклонными контактными поверхностями, привод поворота резцедержателя, включающий выходное зубчатое колесо и кинематически связанные с ним элементы качения, расположенные в поворотном резцедержателе с возможностью взаимодействия с указанными контактными поверхностями, механизм периодического соединения резцедержателя с зубчатым колесом, и механизм периодического соединения резцедержателя с корпусом, включающий подпружиненный храповый фиксатор, установленный в корпусе и предназначенный для взаимодействия с

гнездами, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, головка снабжена расположенными в механизме периодического соединения резцедержателя с выходным зубчатым колесом кольцом с

криволинейными пазами и осевым фиксатором с двумя роликами, предназначенными для взаимодействия соответственно с криволинейными пазами кольца и криволинейными пазами, выполненными на выходном

зубчатом колесе; причем гнезда, предназначенные для взаимодействия с упомянутым храповым фиксатором, расположены в кольце.

Использование: в металлорежущих станках преимущественно тбкарной группы для автоматической смены инструмента, где требуется высокая точность фиксации в сочетании с быстродействием и повышенной надежностью работы. Сущность изобретения: автоматическая револьверная головка содержит корпус, установленный на нем поворотный резцедержатель 3, привод его поворота, включающий выходное зубчатое ., В. ...... 2 колесо 10 и кинематически связанные с ним . элементы качения, расположенные в поворотном резцедержателе, а также механизм периодического соединения резцедержателя с зубчатым колесом и механизм периодического соединения резцедержателя с корпусом, включающий подпружиненный храповой фиксатор 18, взаимодействующий с гнездами 21 по количеству позиций головки. Новым является то, что в механизм периодического соединения резцедержателя с выходным зубчатым колесом 10 введено кольцо 22 с криволинейными пазами и осевой фиксатор 30 с двумя роликами 31 и 28, предназначенными для взаимодействия, соответственно с криволинейными пазами кольца 22 и криволинейными пазами, выполненными на выходном зубчатом колесе 10. Гнезда под храповой фиксатор 18 выпол- д нены в кольце 22. 3 ил. ел