ОДНОШПИНДЕЛЬНЫЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ ТОКАРНО-РЕВОЛЬВЕРНЫЙ СТАНОК Советский патент 1951 года по МПК B23B7/04 

Известные одношпиндельные автоматические токарно-револьверные станки имеют только частичное электромеханическое управление основными движениями без применения сменных кулачков, с изменением величины подачи посредством бесступенчатого вариатора, управляемого от кулачкового барабана.

Особенностью описываемого станка является то, что, с целью управления всеми основными движениями станка, его распределительный вал выполнен прерывисто-поворотным посредством храпового механизма, приводимого в движение от периодически срабатывающего соленоида, включенного в электрическую схему управления станком.

На фиг. 1 изображена пространственная кинематическая схема автоматического станка; на фиг. 2 - электрическая схема управления станка; на фиг. 3 - механизм подачи револьверной головки станка.

От электродвигателя 1 главного привода станка движение через коробку скоростей 2 передается посредством цепных передач 3 и 4 на шпиндель 5 станка, и через ременную передачу 6 - вспомогательному валу 7. Вспомогательный вал управляется от распределительного вала 5 станка и осуществляет управление вспомогательными механизмами станка так же, как в обычных одношпиндельных кулачковых автоматах. В число функций этих механизмов входит изменение направления вращения шпинделя через рычаг 9 управления коробкой скоростей, поворот револьверной головки 10 через зубчатую передачу 11-12-13-14, с которой распределительный вал кинематически связан, включение подхода переднего и заднего суппортов 15 и 16 посредством вала 17, кинематически связанного с распределительным валом, и перестановка материала посредством кулачкового вала 18, кинематически связанного с распределительным валом зубчатой передачей 19-20.

Распределительный вал 8 за один полный цикл работы станка делает один оборот. Вращение распределительного вала осуществляется прерывисто и происходит только тогда,. когда распределительный вал должен включить очередное движение того или другого механизма станка. Распределительный вал приводится в прерывистое вращение по. средством храпового механизма, храповое колесо 21 которого посажено на валу, а собачка 22 находится под воздействием сердечника соленоида 23, параллельно включенного в следующие электрические цепи: а) электроконтактных переключателей 24 включения поперечных суппортов, срабатывающих под действием установочных упоров 25 распределительного барабана 26; б) упоров 27 ограничения хода головки и в) контактных переключателей 28, 29 (фиг. 2) выключения поперечных суппортов, которые срабатывают под действием установочных упоров 30 и 31, укрепленных на подвижных каретках поперечных суппортов.

Количество зубцов храпового колеса делается равным числу движений, сообщаемых распределительным валом механизмам станка.

На суппорте револьверной головки, конструкция которого ничем не отличается от суппортов обычных одношпиндельных кулачковых автоматов, установлен распределительный барабан 26, несущий на себе переставные упоры 25 и 27, взаимодействующие при продольном перемещении барабана с электроконтактными переключателями, управляющими через распределительный вал 8 работой поперечных суппортов и ходом револьверной головки. Барабан 26 периодически приводится во вращение при каждом повороте револьверной головки 10, так как он кинематически связан с шестерней 13 механизма поворота револьверной головки. Таким образом, упоры, размещенные на барабане, после каждого очередного поворота револьверной головки занимают новое заданное положение, соответствующее следующему этапу обработки изделия.

Все продольные ходы револьверной головки осуществляются от специального механизма, изображенного в правой нижней части фиг. 1. Суппорт револьверной головки 10 связан с рейкой 32, зацепляющейся с зубчатым колесом 33, которое, в свою очередь, зацепляется с подвижной двухсторонней рейкой, состоящей из двух сопряженных и относительно подвижных реек 34 и 35, которые скрепляются между собой фиксатором 36, находящимся под воздействием сердечника соленоида 37. Нижняя рейка 35 зацепляется с двуплечим зубчатым сектором 38, качающимся на оси 39, укрепленной в толкателе 40, который через набор рычагов 41 взаимодействует с кулачками 42 распределительного вала 43. Распределительный вал 43 получает прерывистое вращение от храпового механизма 44, собачка которого кинематически связана через кривошипный механизм 45 и шестерню 46 с шестерней 12 механизма поворота револьверной головки. Таким образом, после каждого очередного поворота револьверной головки 10, кулачки вала 43 занимают новое угловое положение. Противоположное зубчатому сегменту плечо сектора 38 несет на себе поворотный зубчатый кулачок 47, зубцы которого располагаются на спиральной поверхности. При перемещении толкателя 40 вправо зубцы кулачка 47, который вследствие наличия плоской спиральной пружины 48 в нерабочем состоянии всегда занимает одно начальное положение (указанное на чертеже), будучи в зацеплении с зубчатым колесом 49, сидящим на ведомом валу бесступенчатого вариатора 50, обеспечивающего изменение скорости рабочей подачи револьверной головки. Ведущий вал вариатора получает движение от шпинделя 5 станка через червячные передачи 51 и 52 и коническхю пару 53. Управление вариатором осуществляется автоматически посредством гибкого троса 54, находящегося под воздействием рычага 55, взаимодействующего с кулачковыми порами 56, установленными на барабане 26.

Механизм подачи суппорта револьверной головки работает в следующем порядке.

При очередном повороте головки поворачивается кулачковый вал 43 и толкатель 40 быстро отходит вправо, увлекая за собой рейки 34 и 35, что вызывает быстрый подвод суппорта к изделию. При этом кулачок 17 зацепляется с непрерывно вращающейся шестерней 49 и начинает поворачиваться в направлении стрелки А (фиг. 1), отжимая нижнее плечо сектора 38 влево от оси шестерни 49. Сектор 38, поворачиваясь на оси 39, начнет медленно подавать рейки 34 и 35 вправо, осуществляя тем самым рабочий ход суппорта револьверной головки. Длина рабочего хода ограничивается упорами 27 барабана 26, которые, доходя до контактного выключателя 57 (фиг. 2), включают ток в соленоид 37, сердечник которого выдергивает фиксатор 36, расцепляя при этом рейки 34 и 35. После этого суппорт револьверной головки под действием пружины (на чертеже не показана) быстро отходит назад в то время, как освобожденная рейка 34 скользит относительно рейки 35 влево. В это время рейка 35 под действием зубчатого сектора 38 дойдет до своего крайнего правого положения и нажмет на контакт 58 (фиг. 1 и 2), который замкнет одну из параллельных цепей питания соленоида 23 и, тем самым, обеспечит поворот распределительного вала 8 на величину одного шага храпового колеса 21.

На валу 8 посажены кулачковые барабаны 59, 60, 61, 62 и 63, которые соответственно управляют реверсированием вращения шпинделя, работой переднего и заднего поперечных суппортов, перестановкой материала и поворотом револьверной головки.

Поворот револьверной головки включается через взаимодействующий с упорами барабана 63 качающийся рычаг 64, который включает муфту зубчатой передачи 11 механизма поворота головки, кинематически связанную с непрерывно вращающимся вспомогательным валом 7. При очередном повороте револьверной головки и барабана 26 упоры 56 занимают новое положение и происходит перевод вариатора 50 на новую скорость рабочей подачи револьверной головки при ее последующем очередном ходе.

Перемещение рейки 35 в левое исходное положение для соединения с рейкой 34 фиксатором 36 осуществляется толкателем 40, перемещающимся влево под действием кулачков 42 при очередном повороте револьверной головки. Это обусловливается тем, что кривошип 45 совершает не менее двух оборотов за один оборот револьверной головки.

Механизмы подачи поперечных суппортов аналогичны описанному механизму подачи суппорта; револьверной головки.

При замыкании одного из контактов переключателя 24 под действием упоров 25 барабана 26 замкнется цепь питания соленоида 23 и произойдет очередной поворот распределительного вала 8 на шаг храпового колеса 21. При этом барабаны 60 или 61 включат через зубчатые муфты вращение соответствующего кулачка 65, свободно сидящего на непрерывно вращающемся валу 17.

Кулачок 65, сделав один оборот, быстро передвинет толкатель 66 вверх, осуществляя тем самым быстрый подвод суппорта к изделию и одновременно включит сцепление зубчатого спирального кулачка 67 с непрерывно вращающейся шестерней 68.

Качающийся зубчатый сектор 69 после этого начнет осуществлять через рейку 70 рабочий ход суппорта. При замыкании контакта 29 упором 30 включается ток в соленоид 71, освобождается толкатель 66, который был защелкнут фиксатором в крайнем верхнем положении, и вся система вместе с суппортом под действием пружины быстро возвращается в исходное положение.

На фиг. 3 изображен механизм подачи суппорта револьверной головки, осуществляющий рабочую подачу суппорта с большей длиной хода, чем в конструкции по фиг. 1.

Управление механизмом подачи осуществляется согласно ранее описанной схеме (фиг. 2). На толкателе 40а на оси 39а помещен качающийся двухсторонний зубчатый сектор 38а, верхний зубчатый сегмент которого сцепляется с рейкой 12 револьверного суппорта, а нижний зубчатый сегмент постоянно сцепляется с малой зубчаткой 73, спаренной с зубчатым колесом 74. Обе зубчатки сидят на оси качающегося подпружиненного рычага 75, шарнирно соединенного с толкателем 40а осью 39а. Когда толкатель 40а находится в исходном правом положении, рычаг 75 опирается на неподвижный упор 76, а зубчатое колесо 74 свободно. При быстрой подаче толкателя влево под воздействием кулачков 42а, сидящих на валу 43а, зубчатое колесо 74 вводится в зацепление с непрерывно вращающейся шестерней 49а, при этом спаренная с зубчаткой 74 зубчатка 73 производит поворот зубчатого сектора 38а, осуществляя тем самым рабочую подачу суппорта револьверной головки.

Длина рабочего хода суппорта в описанном механизме определяется величиной центрального угла нижнего зубчатого сегмента сектора 38а.

Конструкция описанного автоматического токарно-револьверного станка разработана применительно к использованию в качестве ее основы существующих кулачковых автоматов типа 1124 и 1136.

1. Одношпиндельный автоматический токарно-револьверный станок с электромеханическим управлением всеми движениями без применения сменных кулачков, с изменением величины подачи посредством бесступенчатого вариатора, управляемого от кулачкового барабана, отличающийся тем, что, с целью управления всеми основными движениями станка, его распределительный вал выполнен прерывисто-поворотным посредством храпового механизма, взаимодействующего с соленоидом, включенным в электрическую схему управления станком.

2. Форма выполнения автоматического станка по п. 1 отличающаяся тем, что, с целью передачи импульсов на соленоид, распределительного вала для переключения механизмов станка, поперечные суппорты и револьверная головка станка снабжены установочными упорами, взаимодействующими с контактными переключателями, включенными в электросхему управления станком.

3. Форма выполнения автоматического станка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что, с целью осуществления быстрого подвода головки станка к изделию, применена реечная зубчатая передача, реечные ползуны, которой связаны с суппортами, а сцепляющийся с ними двуплечий качающийся зубчатый сектор с рычажным толкателем, взаимодействующим с установочными кулачками распределительного вала.

4. Форма выполнения автоматического станка по п. 3, отличающаяся тем, что, с целью осуществления рабочей подачи; револьверной головки и суппортов, на свободном плече зубчатых секторов на оси помещены вращающиеся зубчатые кулачки, выполненные в виде плоской спирали, зубцы которых, в момент начала, рабочего хода вводятся в зацепление с приводными зубчатыми колесами.

5. Форма выполнения автоматического станка по пп. 3 и 4, отличающаяся тем, что, с целью изменения величины подачи револьверной головки, приводная шестерня спирального зубчатого кулачка кинематически связана с бесступенчатым вариатором скорости.
Форма выполнения автоматического станка по пп. 3, 4 и 5, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения возможности быстрого отвода головки станка под действием возвратной пружины или груза после окончания рабочего хода, реечный ползун ее приводного механизма выполнен составным из двух относительно подвижных в продольном направлении частей, скрепленных выдвижным фиксатором.

7. Форма выполнения автоматического станка по пп. 3, 4 и 5, отличающаяся тем, что, с целью разъединения двух частей реечного ползуна механизма подачи головки в момент начала обратного хода, применен включенный в электрическую схему управления соленоид, сердечник которого связан с выдвижным фиксатором.

8. Видоизменение автоматического станка по пп. 3 и 4, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности осуществления рабочей подачи головки с большей длиной хода, на свободном плече двухстороннего зубчатого сектора нарезаны зубчатые сегменты, зацепляющиеся с установленным на оси на подпружиненном шарнирном рычаге толкателя зубчатым колесом, которое при начале рабочего хода суппорта вводится в зацепление с приводной шестерней.