Резьбосборочный патрон Советский патент 1982 года по МПК B25B21/00 B23P19/06 

1

Изобретение относится к средствам автоматизации сборочных работ в машиностроении, точнее к устройствам, автоматизирующим завинчивание резьбовых деталей, например винтов, гаек.

Известны устройства для сборки резьбовых деталей, которые могут определенным образом реагировать на процесс наживления и свинчивания и корректировать его осуществление, например в устройстве для ориентации, наживления и завинчивания гаек 1 }. Наживление происходит во время опускания винтоверта за счет несамотормозящей винтовой нарезки в паре трубчатый шпиндель - хвостови к. После наживления, которое осуществляется с небольшим крутящим моментом и оборотами, происходит сцепление зубчатой муфты и включение привода. Дальнейшее навинчивание осуществляется с большими оборотами и заданным моментом затяжки.

Недостаток этого устройства - отсутствие реверса шпинделя для исключения заклинивания, которое может случиться в процессе наживления.

Наиболее близким к изобретению .по технической сущности является самовыключающийся реверсивный резьбонарезной патрон, который предупреждает поломку метчиков и обеспеJO чивает вывод метчика из отверстия за счет обратного хода 2.

Этот патрон содержит фрикционную предохранительную муфту и механизм реверса в виде планетарной зубчатой

15 передачи. Патрон хвостовиком крепится в шпинделе сверлильного станка. Если в процессе нарезания .резьбы метчик упирается в дно глухого отверстия или возникает- момент реза20 ния больше устаноапенно| о, то начинает проскальзывать фрикционная муфта. В этом случае шпиндельслегка (на 3-5 мм) поднимают штурвалом или рукояткой вверх, за счет этого включается механизм реверса и метчик вывинчивается из отверстия. Недостаток этого патрона - отсутствие возможности автоматического включения реверса после заедания рез бы и затем последующего прямого хода Кроме этого, после наживления с незначительным моментом, предупреждающим повреждение резьбы, нельзя автоматически переключиться на завинчивание и затяжку с увеличенным моментом. Такое изобретение предназначено для повышения адаптивных возможностей патрона, а именно - автоматического переключения на заданное количество реверсивных оборотов и автоматического изменения величины крутящего моменте на шпинделе в процессе завинчивания. Эта цель.достигается тем, что в патроне, содержащем корпус с радиаль ными отверстиями, предохранительную муфту, ведущий вал и посаженный на него поршень, а также соединяющую ве дущий вал и шпиндель планетарную передачу, в продольные пазы водила которой введены штифты поршня, в последнем выполнена проточка, являющая ся связующим элементом между радиаль ными отверстиями корпуса, из которых одно соединено с атмосферой, другое с подводом сжатого воздуха, а третьевведенным в устройство пневматическим трехмембранным реле, дросселем с обратным клапаном и пневматической ем :костью, кроме этого, входная проточная полость пнеамореле соединена с надпорщневой полостью корпуса и второй проточной полостью того же реле имеющей выход, в атмосферу, а выход дросселя с обратным клапаном сообще с той полостью управления пневмореле, которая расположена рядом со вто рой проточной полостью. Эта же цель в видоизмененнном ва рианте выполнения резьбосборочного патрона достигается тем, что над- поршневая полость корпуса соединена параллельно с проточными полостями. В двух трехмембранных пневматических реле и с дросселем с обратным клапа ном, которые в свою очередь подключены к полости Д управления одного из реле, имеющего в управляющей полости Е низкий подпор, а проточная полость В этого реле через второй дроссель соединена параллельно с ег же проточной полостью Г и управляющей полостью Е второго пневмореле, причем в управляющей полости Д второго реле образован низкий подпор и проточная полость В последнего соединена как с проточной полостью Г, так и надпоршневой полостью патрона, а проточные полости Г обоих реле сообщены с атмосферой. На фиг. 1 изображен резьбосборочный патрон, разрез; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 вид Б на фиг. 1J на фиг. 4 - другой вариант выполнения патрона. Патрон состоит из корпуса 1, в котором расположены ведущий вал 2 с шестерней 3 и шпиндель с зубчатым ко-, лесом 5 внутреннего зацепления. На ведущем валу 2 находятся поршень 6 и водило 7, несущее оси 8 с саттелитами 9. Поршень 6 содержит штифты 10, которые проходят через продольные пазы 11 водила 7 и расположены напротив зубцов 12 (см. фиг. 3) корпуса 1. На верхнем торце поршня 6 и нижнем торце бурта 13 ведущего вала 2 выполнены зубцы 14 (см. фиг. 2| которые образуют предохранительную муфту, а штифты 10 и зубцы 12 совместно образуют сцепную муфту. Через шестерню 3, сателлиты 9 и зубчатое колесо 5 внутреннего зацепления ведущий вал 2 связан с шпинделем ч, который содержит ключ 15 с штифтом 16, пружину 17 и втулку 18. Штифт 16 проходит через продольные пазы 19 шпинделя 4 и его концы заходят во внутреннюю канавку втулки 18. К верхнему торцу втулки 18 прикреплен упор 20, расположенный напротив пневмокнопки 21 . В поршне 6 выполнена Проточка 22, которая соединена с радиальными отверстиями 23 и 24 корпуса 1. Отверстие 23 соединено с атмосферой и расположено у верхней отсечной кромки а проточки 22, а отверстие 24 - у нижней отсечной кромки Ь. Сжатый воздух давлением Р, постоянно подведен в радиальное отверстие 25 корпуса 1, которое находится ниже нижней отсечной кромки b проточки 22 на расстоянии, равном высоте зубцов 14 предохранительной муфты. В полость 26 под поршнем 6 через отверстие 27 воздухопровод 28 и обратный клапан 29 постоянно подведен сжатый воздух давлением Рп, а через пневмокнопку 21, воздухопровод 30, обратный клапан 21, воздухопровод 28 и отверстие 27 может подводиться сжатый воздух давлением РЗ ,причем РЗ Р 7 Рп . Параллельно с обратным клапаном 31 подсоединен предохранительный клапан 32. Надпоршневая полость 33 через отверстие 3, воздухопровод 35, проточную полость В в трехмембранном пневмреле 36 и воздухопроводы 37 и 38 сообщается с отверстием 2 корпуса 1. Трехмембранное пневмореле Зб включает две проточные полости В и Г и две глухие полости Д и Е управления, из которых в одной (в данном случае в полости Д) создается давление подпсфа с целью зафиксировать положение управляющего органа подвижного штока пневмореле.

Кроме этого, отверстие 2 через воздухопровод 38, дроссель 39 с обратным клапаном и воздухопроводы 0 сообщено с емкостью 1 и полостью Е управления пневмореле Зб, а отверстие 3 через воздухопроводы 35 и k2 сообщается с полостью Г управления пневмореле 36, а воздухопроводом сообщено с счетчиком пневмоимпульсов (не показан). Когда в полости Е управления пневмореле Зб нет давления, то подвод воздуха в проточную полость Г по воздухопроводу k2 перекрыт. Эта полость сообщена с атмосферой, а в полости Д управления (на схеме заштрихована) образован так называемый низкий подпор .

Патрон должен завинтить болт в резьбовое отверстие детали 5. В начальном положении болт базируется в отверстии планки 46, которую нужно крепить этим болтом к детали 5. Вариант выполнения резьбосборочного патрона, изображенного на фиг Л отличается тем, что к воздухопроводу 38 подсоединено проточной полость В еще одно трехмембранное пневмореле 7, аналогичное пневмореле 36. Прото ные полости В и Г этого пневмореле соединены между собой через дроссель kB воздухопроводами и 50. Кроме этого полость Д управления пневмореле 7 соединена с воздухопроводом 38 посредством дросселя 51 с обратным клапаном, а проточная полость ,Г через воздухопровод 50 с полостью Е управления пневмореле 36., В полость Д управления пневмореле 36 и в полость Е управления пневмореле 7 подведен

;низкий подпор, а проточные полости Г обоих пневмореле соединены с атмосферой. За счет низкого подпора в полости Д управления пневмореле Зб находится в таком положении, когда выход воздухопровода 37 в проточную полость В открыт, а выход воздухопровода в проточную полость г закрыт. Низкий подпор в полости Е управления пневмореле 47 фиксирует положение, при котором выход воздухопровода 50 в проточную полость Г открыт, а выход воздухопровода 38 в проточную полость в закрыт.

Работа резьбосборочного патрона осуществляется следующим образом.

В исходном положении патрона под- поршневая полость 33 через отверстие 3, воздухопровод 35, проточную полость В пневмореле Зб, воздухопроводы 37 и 38, отверстие 24, проточку 22 и отверстие 23 соединена с атмосферой, поэтому поршень 6 под действием сжатого воздуха давлением P.J , подводимого в полость 26 через обратный клапан 29, воздухопровод 28 и отверстие 27, нахо;м тся в верхнем положении и замыкает предохранительную муфту. Сцепная муфта в таком положении разомкнута.

Ведущий вал 2 с шестерней 3 постоянно вращается в направлении завинчивания. Посредством предохранителной МУФТЫ это вращение передается поршню 6, потому через штифты 10 водилу 7 с осями 8 и сателлитами 9, далее на колесо 5, шпиндель 4 и через пазы 19 последнего на штифт 16 и ключ 15, т.е. перечисленные детали вращаются совместно, как одно целое. Корпус 1 патрона не вращается.

При ходе патрона вниз (движется весь патрон вместе с корпусом 1) ключ 15 с штифтом 16 и втулкой 18 с упором 20 остановятся после контакта с болтом 44, пружина 17 Ьожмется, а корпус 1 опустится ниже на длину завинчивания болта 44.

Вращаясь, ключ 15 захватывает головку болта 44 и завинчивает его резьбовое отверстие детали 45. Если изза неточного расположения болта 44 относительно резьбового отверстия произойдет заедание резьбы, то ключ 15 и шпиндель 4 с колесом5 остановятся, а ведущий вал 2 с шестерней 3 продолжает вращение. При остановлен-, ном колесе 5 вращение от шестерни 3 I

через 9 и оси 8 передается на водило 7.

Водило 7 вместе с поршнем 6 бу. дут вращаться в ту же сторону, что и ведущий вал 2, но медленнее. За счет разности угловых скоростей ведущего вала 2 и водила 7 с поршнем 6 начинает проскальзывать предохранительная муфта. При этом, поршень 6, преодолевая усилие от давления Р2 сжатого воздуха, отойдет вниз на величину, равную высоте зубцов 14(см. фиг. 2). За счет этого отсечная кромка b опустится ниже радиального отверстия 25, а отсечная кромка а перекроет радиальное отверстие 23, т.е проточка 22 разобщится с атмосферой и в нее из отверстия 25 поступит сжатый воздух давлением Р . Затем этот воздух через отверстие 2k, воздухопроводы 38 и 37 проточную полость В пневмореле Зб, воздухопровод 35 и отверстие 3 поступает э надпоршневую полость 33 и толкает поршень 6 вниз, так как Р 7Рп, Штифты 10, двигаясь вниз вместе с поршнем 6, заходят во впадины между зубцами 12 и упраются в торец С (см. фиг. 3) т.е. сцепленная муфта окажется замкнутой, и вращение водила 7 с осями 8 и сателлитами 9 прекратится. При остановленном водиле 7 планетарная передача превращается в простую, а сателлиты- 9 становятся паразитными шестернями, за счет которых колесо 5 со шпинделем k и ключом 15 получают вращение в противоположную сторону.

Шпиндель 4 вращается в противоположную сторону с меньшими оборотами, чем ведущий вал 2, Таким образом, производится реверс шпинделя k с ключом 15, в результате чего заедание в резьбе будет устранено и болт 44 сможет точнее самоустановиться по резьбовому отверстию, изманив свое расположение.

Продолжительность реверса или количество реверсивных оборотов шпинделя k определяется временем замыкания сцепной муфты, т.е. длительность периода, в котором поршень 6 находится в нижнем положении. А длительност этого периода регулируется посредством дросселя 39 с обратным клапаном следующим образом. Когда сжатый воздух давлением Р после обрабатывания предохранительной муфты начинает поступать в воздухопровод 38 и далее

ПО пути, описанном ранее, в предпоршневую полость 33 одновременно с этим он через дроссель 39 поступает по воздухопроводам 40 в емкость 41 и полость Е управления пневмореле 36. После заполнения емкости 41 и полости Е управления давление в них поднимается до Р , что вызовет переключение мембран пневмореле Зб, в результате чего подвод воздуха в проточную полость В по воздухопроводу 37 будет перекрыт, а подвод в проточную полость Г по воздухопроводу 42 откроется. Так как проточная полость Г постоянно соединена с атмосферой , сжатый воздух из иадпоршневой полости 33 через отверстие 34 и воздухопроводы 35 и 42 поступает в нее и уходит в атмосферу. После этого поршень б под действием сжатого воздуха давлением Рг снизу из поло.сти 2б движется вверх и замыкает предохранительнукз муфту. Сцепная муфта размь1кается и реверс Шпинделя 4 с ключом 15 прекращается. Регулируя посредством дросселя 39 скорость поступления сжатого воздуха в емкость 41 и полость Е управления пневмореле 36, можно регулировать и количество реверсивных оборотов шпинделя 4, При верхнем положении поршня 6 емкость 41 и полость Е управления пневмореле Зб через обратный клапан дросселя 39 опорожняется следующим путем: воздухопровод ЗВ, отверстие 24, проточку 22 и через отверстие 23 в атмосферу. Когда давление в полости Е управления упадет, происходит переключение пневмореле 36, и оно занимает исходное положение, описанное ранее.

После замыкания предохранительной муфты шпиндель 4 с 1слючом 15 опять начинает вращаться в ту же сторону, что и ведущий вал 2, т.е. в направлении завинчивания.

Если за счет реверса болт 44 самоустановился по резьбовому отверстию детали 45 с точностью, обеспечивающей сборку, то начнется завинчивание, а если нет , то реверс повторяется.

В конечном итоге при условии, что точность изготовления резьбы в деталях 44 и 45 позволяет осуществить их сборку, они за счет нескольких (одного-двух J реверсивных движений буду сориентированы и свинчены. Количеств последовательных реверсов фиксируетс счётчиком пневмоимпульсов (не показан) , к которому они поступают по воздухопроводу З. При помощи этого счетчика после установленного количества импульсов можно подавать сиг нал дальше на исполнительные органы для замены некондиционных свинчиваемых деталейновой парой. В процессе завинчивания ключ 15 втулка 18 с упором 20 опускаются вниз, последний своим скосом нажимает на пневмокнопку 21 и включает подачу сжатого воздуха давлением РЗ по воздухопроводу 30 через обратный клапан 31 воздухопровод 28 и отвер стие 27 в подпоршневую полость 26, Давление Р Pi, поэтому осевое уси лие на поршень 6 снизу увеличится и-предохранительная муфта будет передавать увеличенный крутящий момент, необходимый для зажатия резьбо вого соединения. Величину этого момента затяжки можно регулировать да лением РЗ сжатого воздуха, подводимого через пневмокнопку 21. При срабатывании предохранительной муфты в процессе затяжки реверс шпинделя включаться не будет, потому что давление Р-, сжатого воздуха, действующего на поршень 6 сверху из полости 33 меньше давления Pj. Вначале завинчивания (при наживлении) крутящий момент на ключе 15 должен быть незначительным, чтобы не повредить резьбу, если произойдет заедание. Величина этого момента регулируется подбором давления Pt2 сжатого воздуха, подводимого в подпоршневую полость 2б. . Предохранительный клапан 32 тоже регулируется на величину давления РП для того, чтобы после отключения подачи сжатого воздуха давлением Р, через пневмокнопку 21 в подпоршневую полость 2, давление в последней автоматически понижалось до После затяжения резьбы патрон поднимается вверх и в дальнейшем цикл повторяется. , . - Видоизмененный резьбосборочный патрон, изображенный на фиг. , работает аналогично патрону по фиг. 1 за исключением того, что продолжительность реверса шпинделя Ц регулируется следующим образом. Когда происходит заедание резьбы собираемых деталей и срабатывает предохра.нительная муфта, то сжатый воздух давлением Р-, поступает в надпоршне9вую полость 33 таким же путем, как и в первом варианте резьбосборочного патрона по фиг. 1. Поршень 6 идет вниз и включается реверс шпинделя . Одновременно с этим по воздухопроводу 33 воздух давлением Р, поступает в проточную полость В пневмореле 7, а также и в полость Д управления того же реле через дроссель 51 с обратным клапаном. За счет этого открывается выход воздухопровода 38 в проточную полость пневмореле 7 и перекрывается выход воздухопровода 50 в проточную полость Г. Из проточной полости В пневмореле 47 воздух давлением Р по воздухопроводу 9 через дроссель 48 и воздухопровод 50 подается в полость Е управления пневмореле 36. Давление в этой полости возрастает, и пневмореле Зб переключается в такое положение, при котором закрывается выход воздухо- . провода 37 в проточную полость В и открывается выход воздухопровода 42 в проточную полость г и через нее в атмосферу. Сжатый воздух из надпоршневой полости 33 через отверстие 34, воздухопроводы 35 и 42 и проточную полость Г уходит в атмосферу, поршень 6 идет вверх, замыкает предохранительную муфту, и реверс шпинделя прекращается. Через дроссель 51 с обратным клапаном, воздухопровод 38, отверстие 24 и далее по пути, опсанному ранее, происходит опорожнение полости Д управления и пневмореле 47 переключается в исходное положение. После этого через воздухопровод 50 И через проточную полость Г пневмореле 47 опорожняется полость Е управления пнебмореле 36, за счет чего последнее тоже переключается в исходное положение. Продолжительность реверса шпинделя при таком варианте исполнения резьбосборочного патрона регулируется посредством дросселей 48 и 51. Технико-экономическая эффективность изобретения за)сл 0чается в том, что резьбосборочный патрон имеет повышеные адаптивные возможности посредством настройки дросселя с обратным клапаном, а в видоизмененном варианте патрона - двух дросселей можно регулировать количество реверсивных обоотов шпинделя в очень широких преелах. Формула изобретения 1. Резьбосборочный патрон, содержащий корпус с радиальными отверстиями, предохранительную муфту, ведущий вал и посаженный на него пор шень, а также соединяющую ведущий вал и шпиндель планетарную передачу, в продольные пазы водила которой вве дены штифты поршнд, отличающий с я тем, что, с целью повышения адаптивных возможностей патрона, в поршне выполнена проточка, сое диняющая радиальные отверстия корпуса, одно из которых соединено с атмосферой, другое - с подводом сжатого воздуха, а третье - с введенными в устройство пневматическим трехмембранным реле, дросселем с обратным клапаном и пневматической ем95костью, которые в свою очередь пневматически соединены между собой и с выполненной в корпусе надпоршневой полостью. 2. Патрон по п. 1, о т л и ч аю щи и с я тем, что в устройство дополнительно введены пневматическое трехмембранное реле и дроссель с обратным клапаном, которые пневматически соединены с аналогичными узЛами и с надпоршневой полостью корпуса патрона. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР « Ш67Л, кл. В 25 В 21/00, 197. 2. Маликов Ф.П. Патроны для режущих инструментов. - Краткий справочник. М., Мовигиз, 19бЗ, с. 66-68, фиг. б9 (прототип). 3 JJ 35 /J

1

/

- yNf;

/.