Устройство для радиального перемещения резца Советский патент 1978 года по МПК B23B29/34 

Изобретение относится к области машиностроения и касается преимущественно узлов станков расточной группы с программным управлением. Известны устройства для радиального перемещения резца, например, к расточным станкам с программным управлением, содержащие двигатель и связанный с механизмом перемещения резца передаточный механизм, выходное звено которого выполнено в виде приводной щестерни, расположенной соосно шпинделю. Недостатком известных устройств является их недостаточная жесткость и точность, так как инструмент закрепляется на каретке нлансуппорта, а не в щпинделе. Целью изобретения является упрощение конструкции и повыщение точности позиционирования резца. Для этого устройство снабжено размещенной непосредственно в шпинделе сменной оправкой, несущей резец и зубчатое колесо, связанное с приводной шестерней, которая выполнена с внутренним зубчатым венцом. На фиг. 1 изображено описываемое устройство с дифференциальным механизмом, разрез; на фиг. 2 - вариант выполнения устройства с шаговым двигателем; на фиг. 3-5 - варианты выполнения сменной оправки. Шпиндель 1 станка крепится в корпусе 2 на подшипниках 3. На шпинделе 1 закреплен фланец 4, в коническом гнезде которого базируется сменная онравка 5, зажатая тарельчатыми прул инами 6. На оправке имеется зубчатый элемент 7, находящийся в зацеплении с зубчатым веицом 8 передаточного механизма устройства. Передаточные механизмы и двигатели могут быть различными. Показанное на фпг. 1 устройство с дифференциальным механизмом содержит двигатель 9 (например шаговый), а также передаточный механизм, частями которого являются связанный с двигателем ведущий вал 10 с щестерней 11 и водило 12. Водило 12 несет сателлиты 13, находящиеся в зацеплении с солнечной шестерней 14, опирающейся на ролики 15. Шестерня 14 находится в зацеплении также с шестернями 16, зацепляющимися со второй солнечной шестерней 17, закрепленной на фланце 4 шпинделя 1. Шестерни 16 установлены на неподвижных пальцах 18, скрепленных с корпусом 2. Сателлиты 13 зацепляются также с третьей солнечной шестерней 19, опирающейся на ролики 20. С шестерней 19 жестко соединен зубчатый венец 8, являющийся выходным звеном передаточного механизма. Число зубьев у шестерен 17 и 19 одинаково, число зубьев шестерни 14 отличается на несколько зубьев.

Устройство с шаговым двигателем (фиг. 2) содержит статор 21 с обмотками и коллекторными кольцами 22, закрепленный на фланце 4 шпинделя, и кольцеобразный ротор 23, опирающийся на подшипники. Передаточный механизм в данном случае выполнен в виде втулки 24, жестко связанной с ротором 23. На втулке 24 выполнен зубчатый венец 8.

В зацеплении с зубчатым венцом 8 находится зубчатый элемент 7 оправки. Оправки могут иметь различные конструктивные исполнения, например такие, какие показаны на фиг. 3, 4 и 5. В резцедержателе согласно фиг. 3 элемент 7 выполнен в виде зубчатого колеса, сидящего на оси 25, закрепленной в оправке 5. С элементом 7 зацепляется гайка 26, имеющая зубчатый венец и установленная на подшипниках 27. В гайку входит винт 28, связанный с ползуном 29. Зуб ползуна 29 входит в паз резца 30. В оправке согласно фиг. 4 элемент 7 выполнен в виде зубчатой муфты, соосной со шпинделем. На ней нарезана резьба, которая сцеплена с винтовыми канавками ползуна 29. Согласно фиг. 5 в оправке 5 размещены направляющие 31, в которых располагается каретка 32. На каретке нарезаны спиральные зубцы, зацепляющиеся с улиткой 33, имеющей зубчатый венец 34. Венец 34 сцеплен через паразитную шестерню 35 с зубчатым кольцевым элементом 7, имеющим в данном исполнении зубья как на внешней, так и на внутренней поверхности.

Устройство работает следующим образом. Двигатель дифференциального механизма через вал 10 и шестерню 11 связан с водилом 12, несущим сателлиты 13. Если двигатель заторможен, то при вращении шпинделя 1 закрепленная на нем солнечная шестерня 17 вращает щестерню 16, которая заставляет шестерню 14 вращаться со скоростью немного большей (или меньшей), чем шпиндель, за счет разницы числа зубьев шестерен 17 и 14. Так же точно сателлит 13 вращает шестерню 19 со скоростью немного меньшей (или большей), чем шестерня 14. Шестерня 19 является выходным звеном передаточного механизма устройства и несет зубчатый венец 8. Таким образом, в результате сложения двух противоположных движений венец 8 врашается синхронно со шпинделем и подачи резца не происходит. В случае, если двигатель включен, водило 12 с сателлитами 13 врашается, и сателлиты обкатываются по солнечным шестерням 14 и 19, вызывая дополнительный поворот шестерни 19 и укрепленного на ней зубчатого венца 8.

При установке в шпиндель оправки, имеющей возможность радиального перемещения резца (например, выполненной согласно фиг. 3, 4 и 5), элемент 7 резцедержателя входит в зацепление с зубчатым венцом 8. Элемент 7 может играть роль шестерни (фиг. 3) или роль зубчатой муфты (фиг. 4 и- 5). В любом случае поворот венца 8 вызывает поворот элемента 7. От него движение передается резцу посредством винтовой и клиновой передач (фиг. 3, 4), с помощью улитки (фиг. 5) или другими известными средствами.

Устройство с шаговым двигателем имеет статор 21, жестко соединенный через фланец 4 со шпинделем 1. Энергия подается к обмоткам статора через контактные кольца 22. Полый ротор 23 установлен на подшипниках соосно шпинделю. Когда двигатель заторможен, ротор и закрепленная на нем втулка 24 с зубчатым венцом 8 врашаются синхронно со шпинделем. В этом случае подачи резца не происходит. При переключении обмоток статора ротор поворачивается, поворачивая через втулку 24 и зубчатый веиец 8 элемент 7 сменпой оправки.

Формула изобретения

Устройство для радиального перемещения резца, например к расточным станкам с программным управлением, содержащее двигатель и связанный с механизмом перемещения резца передаточный механизм, выходное звено которого выполнено в виде приводной шестерни, расположенной соосно шпинделю, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности позиционирования резца, оно снабжено размещенной непосредственно в шпинделе сменной оправкой, несушей резец и зубчатое колесо, связанное с приводной шестерней, которая выполнена с внутренним зубчатым венцом.

il|lili f 4/

Л b V-///- :-. -Ip-i-npii;: ;ЯГ

kfe i-xVxy -- :iVU- ;k :| / (;

Ш: -Ф -ЩШ Г .,-0.

;.., ч- ; - r-r-N. i.. -

.Л

Nj

&

4.