Самоцентрирующий токарный патрон

 

Изобретение относится к станкостроению, а более конкретно к устройствам для закрепления заготовок на шпинделе токарного станка с ЧПУ. Целью изобретения является обеспечение автоматического управления от ЧПУ. В корпусе 1 патрона установлен диск 2, спиральная нарезка 3 которого соединена с зубцами 4 кулачков 5, размещенных в радиальных пазах 6 корпуса. На диске выполнена ведомая полумуфта 8, взаимодействующая через ролики с ведущей полумуфтой 9 свободного хода. Эта полумуфта связана с лопастью 30 гидропривода. В патрон введен датчик углов поворота со статором, электрически связанным с системой ЧПУ станка и ротором, закрепленным на ведущей полумуфте 9. В этой же полумуфте выполнены тангенциальные расточки, в которых размещены гидроцилиндры с плунжерами, контактирующими с роликами муфты. Устройство снабжено гидросистемой питания гидроцилиндров с распределителем, электрические элементы управления которым связаны с системой ЧПУ станка. Устройство ЧПУ получает информацию от датчика углов поворота и фиксирует это положение кулачков 5 как "ноль" отсчета. При подаче масла лопасть 30 начинает поворачиваться и гидроцилиндры своими плунжерами смещают ролики, выводя их из контакта с полумуфтой 8. Таким образом, лопасть 30 вхолостую совершает свой поворот. Затем масло подается под другую плоскость лопасти 30 и она совершает поворот, при этом встречно установленные ролики муфты заклиниваются между ведущей и ведомой полумуфтами и происходит поворот диска 2 и перемещение кулачков 5 на новый размер закрепляемой заготовки. Зажим заготовки осуществляется аналогично. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 29 А1 (51)5 В 23 В 31/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг /

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCKOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4466111/25-08 (22) 26.07,88 (46) 30.05.90. Бюл. )| 20 (71) Всесоюзный проектно-технологический институт энергетического машиностроения (72) Л,А. Бенин и М.А. Чирков (53) 621.941.229.3 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1135562, кл. H 23 В 31/16, 1985. (54) САМОЦН1ТРИРУЮ!|ЦП1 ТОКАРН11П1 ПАТРОН (57) Изобретение относится к станкостроению, а более конкретно к устройствам для закрепления заготовок на щпинделе токарного станка с ЧПУ.

Целью изобретения является обеспечение автоматического управления от

ЧПУ . В корпусе 1 патрона установлен диск 2, спиральная нарезка 3 которого соединена с зубцами 4 кулачков 5, размещенных в радиальных пазах 6 корпуса. На диске выполнена ведомая

2 полумуфта 8, взаимодействующая через ролики с ведущей попумуфтой 9 свободного хода. Эта полумуфта связана с лопастью 30 гидропривода. В патрон введен датчик углов поворота со статором, электрически связанным с системой Ч1Р станка и ротором, закрепленн |м на ведущей полумуфте 9. В этой же полумуфте выполнены тангенциальные расточки, в которых размещены гидроцилиндры с плунжерами, контактирующими с роликами муфты. Устройство снабжено гидросистемой питания гидроцилиндров с распределителем, электр||ческие элементы управления которым связаны с системой ЧПУ станка. Устройство ЧПУ получает информацию от датчика углов поворота и фиксирует это положение кулачков 5 как

"ноль отсчета. При подаче масла лопасть 30 начинает поворачиваться и гидроцилиндры своими плунжерами смещают ролики, выводя их из контакта

1567329 с полумуфтой 8. Таким образом, лопасть 30 вхолостую совершает свой поворот. Затем масло подается под другую плоскость лопасти 30 и она совершает поворот, при этом встреч5 но установленные ролики муфты заклиниИзобретение относится к станкостроению, а более конкретно к устройствам для закрепления заготовок на шпинделе токарного станка с ЧПУ.

Цель изобретения — обеспечение автоматизации управления от ЧПУ станка.

На фиг. 1 показан патрон, осевой разрез; на фиг. 2 — вид Л на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез b-Б на 2< фиг. 1, в положении рабочего вращения в направлении стрелки В; на фиг. 4 — то же, в положении рабочего . вращения по стрелке Г; на фиг, 5 гидросхемы управления патроном. 25

В корпусе 1 самоцентрирующего патрона установлен диск 2, имеющий спиральную нарезку 3, соединенную с зубцами 4 трех кулачков 5, размещенных в радиальных пазах 6 корпуса 1 с воз- 3 можностью перемещения. Диск 2 установлен с возможностью вращения на ступице 7 корпуса 1, а с тыльной стороны на нем образована в виде кольца ведомая полумуфта свободного хода 8, соосно которой с возможностью вращения на ступице 7 корпуса 1 расположена ведомая полумуфта 9 свободного хода, выполненная в виде общей обоймы и ограниченная в осевом направ- 40 ленин крышкой 10, скрепленной с корпусом 1 винтами (резьбовые соедине— ния, не имеющие принципиального значения, не показаны).На полумуфте 9 образовано шесть диаметрально расположенных пазов 11, 12, со скошенными поверхностями 13, 14, направления углов ъ(подъема которых направлены встречно друг другу. В стенках пазов

11, 12 образованы гидроцилиндры управления 15, 16, в которых размещены

50 плунжеры 17, и отверстия, в которых размещены поджимаемые пружинами 18 толкатели 19, досылающие ролики 20, 21 врасклин между основаниями 13, 14 и поверхностью полумуфты 8. Полумуфты 8, 9 совместно с роликами 20, 21, гидроцилиндрами управления 15, 16 и толкателями 19 составляют объеваются между ведущей и ведомой полумуфтами и происходит поворот диска 2 и перемещение кулачков 5 на новый размер закрепляемой заготовки. Зажим заготовки осуществляется аналогично. 5 ил. диненную муфту свободного хода 22, обеспечивающего возможность свободного хода полумуфты 8 во встречных направлениях, указанных стрелками В, Г.

Посредством фланца 23 самоцентрирующий патрон скреплен с шпинделем 24 станка 25, а полумуфта 8 винтами скреплена с промежуточным валом 26, размещенным внутри шпинделя 24, на резьбовом конце которого закреплен неполноповоротный лопастной гидроцилиндр 27. В ее кольцевой полости

28 размещена перегородка 29 и с возможностью вращения лопасть 30, принадлежащая валу 31, который одним концом скреплен с промежуточным валом

26, а вторым взаимодействует с гидромуфтой 32, установленной неподвижно посредством штанги 33, закрепленной в кронштейне 34 станка 25. Гидромуфта 32 имеет каналы 35, 36, согласованные с каналами 37, 38, выполненными в валу 31 и лопасти 30, и ка налы 39, 40, согласованные с каналами 41, 42, выполненными в валу 31, промежуточном валу 26 и полумуфте

8, при этом, каналы 35-40, посредством трубопроводов 43-46 соединены с основным 47 и дополнительным 48 гидрораспределителями, расположенными вне рассматриваемого устройства.

Концентрично оси вала 31, с равномерным шагом по окружности, на гидромуфте 32 установлен статор 49 датчика угловых поворотов, с которыми имеет воэможность электрического взаимодействия ротор 50, закрепленный на валу 31 с зазором Ь относительно статора 49, который, совместно с электрическими органами управления гидрораспределителями 47, 48, соединен с ЧПУ станка.

Работа патрона осуществляется следующим образом.

В исходном положении кулачки 5 установлены на заранее известном диаметре Р между их зажимными поверхностями, лопасть 30 находится на упо1567329 6 в положение II. При этом масло поступает по трубопроводу 43 и каналам 35, 38, а гидрораспределитель 48 сохраняет исходное положение. В данной ситуации полумуфте 9 сообщается вращение в направлении стрелки В, ролики

20 сохраняют указанное положение, а ролики 21 заклиниваются, между скосами 14 и поверхностью полумуфты 8, увлекая ее тем во вращение также в направлении стрелки В. С момента начала поворота полумуфты 8, а следовательно, и диска 2, кулачки 5 перемею 1 щаются им в пазах 6, увеличивая, например, тем величину D раскрытия кулачков 5. С этого момента включается где — угол между соседними элементами; и — число элементов, подлежащих отсчету, согласно программе

Ч11У .

Вращение полумуфты 8 совместно с диском 2 в направлении стрелки В совершается следующим образом.

Масло под давлением по трубопроводу 44 и каналам 36, 37 поступает под лопасть 30 и, одновременно, по трубопроводу 46 и каналам 39, 41 в гидроцилиндры управления 15, плунжеры 17 которых перемещают ролики 20 по скосам поверхностей 13 пазов 11, утапливая при этом подпружиненные толкатели 19. В результате указанного, между роликами 20 и поверхностью полумуфты 8 образуются зазоры благодаря которым устраняется возможность заклинивания роликов

20, при вращении лопастью 30 полумуфты 9 в направлении стрелки Г.

Ролики 21, трением о поверхность полумуфты 8, скатываются с наклонных поверхностей 14, не препятствуя указанному вращению. Вследствие описанного, вращение лопасти 30, валов 31, 26 и полумуфты 9 происходит вхолостую, не сообщая вращение полумуфте 8, при этом элементы статора 49 не выдают ЧПУ сигналов вращения. Дойдя до упора в перегородку 29, лопасть 30 останавливается, при этом выдается сигнал на переключение гидрораспределителя 47, который устанавливается

5 ре в перегородку 29, гидроцилиндр

27, шпиндель 24 и патрон с кулачками 5 — в произвольном положении, а ротор 50 — в зоне взаимодействия с любым из бесконтактных элементов статора 49 датчика угловых поворотов при этом гидрораспределителя 47, 48 расположены в позициях I, III, гидроснабжение и электричество отключены.

С момента включения электричества и гидропитания для переналадки патрона происходит следующее.

Устройство ЧПУ получает информаци от одного из датчиков-элементов статора 49, в зоне взаимодействия с которым расположился ротор 50, и фиксирует данный элемент как ноль QT счета величины угла поворота диска 2 отсчет количества сигналов, поступающих в ЧПУ от статора 49. Если нуж—

2р ное раскрытие кулачков произошло в пределах одного поворота лопасти 30, то сигналом ЧПУ выдается команда гидрораспределителю 48 на переключение в позицию IV. При этом масло по трубопроводам 45, 46 и каналам 3942,поступит в цилиндры управления 15, 16, плунжеры 17 которых установят ролики 20, 2 1 с зазорами Ь,, относительно полумуфты 8, вращение ко30 торой, а вмес1е с ней и диска 2 прекратится. С этого момента прекратится поступление сигналов от статора 49, а лопасть 30 продолжит вращение вхолостую в направлении стрелки В до исходного положения на упоре в перегородку 29 гидроцилиндра 27. В случае, когда одного поворота лопас ти 30 не достаточно для требуемого раскрытия кулачков 5, командой ЧПУ осуществляются многократные повторы

40 поворота лопасти 30 путем переключения гидрораспределителя 47 из позиции I в позицию II и обратно, при этом гидрораспределитель 48 сохраняет исходное положение I, а счет сиг45 налов от статора 49 производится при перемещении лопасти 30 лишь в направлении стрелки В. Для раскрытия кулачков 5 на величину, меньшую D рабочее

50 вращение лопасти 30 должно совершаться совместно с диском 2 в направлении стрелки Г. Для чего гидрораспределитель 48 устанавливается в положение V при котором масло поступает в гидроцилиндры управления

16, плунжеры 17 которых установят ролики 21 на зазорах и, а роликам

20 сообщается возможность заклинивания, при вращении полумуфты 9 в нап1567329 равлении стрелки Г. При этом отсчет сигналов от статора 49 производится при вращении ротора 50 также в нап— равлении стрелки Г. В остальном, 5 работа устройства совершается аналогично указанному выше. Закрепление и открепление установленной в кулачки 5 патрона заготовки осуществляется подачей команд на гидрораспределители 47, 48, аналогично вышеописанному, с той лишь разницей, что исходное положение лопасть 30 занимает с той стороны упора от которой начинается ее перемещение в направлении

В или Г.

Предлагаемый патрон, совместно с его приводом, обеспечивает переналадку его кулачков в автоматическом режиме работы токарного станка с ЧПУ.

Благодаря этому устраняется необходимость в использовании многочисленных комплектов кулачков и применению автоматических устройств для их замены, что значительно упрощает кон- 25 струкцню и себестоимость. формула и з о б р е т е и и я

Самоцентрирующий токарный патрон к станку с ЧПУ, содержащий корпус, в радиальных пазах которого размещены кулачки, спирально-реечный механизм их перемещения, спиральный диск которого связан с гидроприводом через роликовую двухстороннюю муфту, свободного хода с ведущей и ведомой полумуфтами, а также механизм управления роликами упомянутой муфты и гидросистему питания гидропривода с гидрораспределителем, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью обеспечения автоматизации управления от

Ч11У станка, он снабжен датчиком углов поворота со статором и ротором, статор которого электрически связан с ЧПУ станка, а ротор расположен на ведущей полумуфте, при этом механизм управления роликами выполнен в виде гидроцилиндров с плунжерами, предназначенными дчя взаимодействия с роликами, размещенными в расточках ведущей полумуфты, причем устройство снабжено дополнительной гидросистемой питания гидроцилиндров с гидрораспределителем, электрические элементы управления которым свя1 заны с системой ЧПУ станка.

b-Б

17

1567329

Составитель А. Гаврюшин

Техред М.Ходанич Корректор Т. Палий

Редактор М. Товтин

Тираж 704

Заказ 1287

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101