Привод кругового перемещения шпинделя токарного многоцелевого станка

 

Изобретение относится к станкостроению Целью изобретения является повышение производительности при одновременном повышении точности и надежности работы. Привод содержит электродвигатель, связанный беззазорным зацеплением с червяком 5. Червячное колесо выполнено из двух полуколес 17 и 16, установленных подвижно одно относительно другого на втулках 18 и 19, имеющих торцовые зубья 20 и 21, с которыми может сцепляться зубья 28 полумуфты 27. Полумуфта 27 перемещается с помощью поршня 29, связанного с ней посредством пальцев 313 з.п. ф-лы, 11 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю В 23 0 5/20

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

E- 6

<гог7»7

24 ( б 22

44

42

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4405814/08 (22) 05.04.88 (46) 23.03.91. Бюл. ¹ 11 (71) Камское объединение по производству большегрузных автомобилей (72) Г.Ф. Жуков (53) 621.941(088.8) (56) Применение и конструктивные особенности токарных многоцелевых станков. Обзор, М,: ВНИИТЭМР, 1987, с. 20-24. (54) ПРИВОД КРУГОВОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

ШПИНДЕЛЯ ТОКАРНОГО МНОГОЦЕЛЕВОГО СТАНКА

„„ Ж„„1636182 Al (57) Изобретение относится к станкостроению. Целью изобретения является повышение производительности при одновременном повышении точности и надежности работы.

Привод содержит электродвигатель, связанный безэаэорным зацеплением с червяком

5. Червячное колесо выполнено иэ двух полуколес 17 и 16, установленных подвижно одно относительно другого на втулках 18 и

19, имеющих торцовые зубья 20 и 21, с которыми может сцепляться зубья 28 полумуфты

27. Полумуфта 27 перемещается с помощью поршня 29, связанного с ней посредством пальцев 31. 3 э.п. ф-лы, 11 ил.

1636182

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в конструкциях токарных многоцелевых станков, Целью изобретения является повышение производительности при одновременном повышении точности и надежности работы привода, На фиг. 1 изображен станок, общий вид; на фиг, 2 — разрез А — А на фиг, 1; на фиг, 3— разрез Б — Б на фиг, 2; на фиг. 4 — вид В на фиг, 3; на фиг, 5 — разрез Г-Г на фиг. 3; на фиг. 6 — разрез Д вЂ” Д на фиг, 3; на фиг, 7— разрез Š— Е на фиг. 3: на фиг, 8 — разрез Ж вЂ” Ж на фиг. 3; на фиг, 9 — разрез 3-3 на фиг. 7; на фиг, 10 и 11 — схемы расположения контактирующих боковых поверхностей зубьев колеса с зубьями червяка соответственно до и после включения привода.

Привод содержит установленную на станине (не показано) шпиндельную бабку 1 со шпинделем 2, на подшипнике 3 которого закреплено червячное колесо 4. Г!оследнее сцеплено с червяком 5, вал которого установлен в опорах качения корпуса 6 привода круговой подачи и кинематически связан с помощью муфты 7 с безэазорным зацеплением с валом двигателя S, установленным на корпусе 6 привода круговой подачи, На шпинделе 2 закреплен тормозной диск 9, взаимодействующий с тормозными колодками рычагов 10, соединенных с гидроцилиндром11, В приводеточения размещен двигатель 12, соединенный переменной передачей, включающей шкивы 13 и 14 и ремень 15 со шпинделем 2, 1ервячное колесо 4 выполнено составнытл из полуколес 16 и 17, имеющих возможность поворота друг относительно друга и общей оси шпинделя 2.

Полуколесо 17 напрессовано на втулку

18, закрепленную на подшипнике 3, а в полуколесе 16 запрессована втулка 19, посаженная по своему внутреннему цилиндру на цен трирующий цилиндр втулки 18, при этом на торцах втулок 18 и 19 нарезаны зубья 20 и 21 в виде кулачков. Для подвода циркуляционной смазки к опоре качения во втулке

18 выполнен канал а, а для подвода смазки в рабочее место контакта червячного зацепле Ièÿ на полуколесах 16 и 17 в плоскости стыка нарезаны радиальные пазы б.

Попуколеса 16 и 17 соединены между собой r; помощью пальцев 22, запрессованных в полукопесо 17 и исключающих раскрытие плоскости стыка за счет установленных на них компенсаторных шайб 23, закрепленных кольцами 24.

При этотл палец 22 выполнен ступенчатым так, что между телом полуколеса 16 и

55 диаметром ступени пальца 22 оставался зазор д.

При этом для автоматической выборки зазора зубья 20 и 21 на торцах втулок 18 и

19 смещены на угол а, а пружины 25, смещающие полуколеса 16 и 17 друг относительно друга и оси шпинделя на дополнительный угол а+ а и осуществляющие предварительную автоматическую выборку бокового зазора в червячной паре, закреплены на пружинодержателях 26 и должны быть растянуты на величину своей предварительной деформации. Возможность смены боковых контактирующих поверхностей г, д, на ж, з зубьев 20 и 21 червячного колеса

4 (фиг. 10 и 11) путем обратного смещения полуколес 16 и 17 на угол а — a осуществляется с помощью полумуфты 27, установленной с возможностью сцепления с червячным колесом 4.

Полумуфта 27 снабжена нарезанными на торце зубьями 28 в виде кулачков и связана с поршнем 29 встроенного внутри шпинделя 2 цилиндра 30, по меньшей мере четырьмя пальцами 31, Каждый палец имеет три ступенчатые шейки, причем шейка, расположенная в средней части, выполнена эксцентрично относительно общей оси крайних шеек с величиной эксцентриситета е.

На эксцентричной шейке установлена опора 32 качения, размещенная в пазу шпинделя 2, выполненном параллельно оси шпинделя. Одна из крайних шеек пальца 31 по подвижной посадке соединена с поршнем 29, другая — с полумуфтой 27. Воэможность поворота пальца 31 относительно общей оси крайних шеек и автоматическая выборка зазора при этом между опорой 32 качения и стенкой паза шпинделя 2 за счет эксцентричной шейки обеспечивается пружиной 33 растяжения, закрепленной в пружинодержателях 34 и 26. Пружинодержатель 34 закреплен в отверстии крайней шейки пальца 31 винтом 35 с шайбой 36 и выведен на торец полумуфты 27 через паз, в котором с помощью винтов 37 с шайбами

38 закреплен упор 39, предназначенный для ограничения угла поворота пальца 3 1 относительно общей оси его крайних шеек. Пружинодержатель 26 закреплен на торце полумуфты 27.

Для снижения усилия пружины 33 эксцентричная шейка пальца 31 выполнена в виде круглого самотормоэящего эксцентрика. Пальцы 31 установлены в поршне 29 соосно друг другу, причем каждая пара пальцев имеет общую ось, совпадающую с общими осятли крайних шеек пары, которая находится в плоскости, перпендикулярной

1636182 оси шпинделя 2 и проходит через нее, Каждый палец 31 пары развернут в противоположную сторону по отношению к другому.

Такое размещение обеспечивает при передаче крутящего момента участие минимум одной пары пальцев, имеющих общую ось, другая пара участвует при реверсе, Поршень 29 подпружинен пружиной 40 сжатия, усилие которой регулируется через стакан 41 упругой разрезной гайкой 42, зафиксированной винтами 43.

Для снижения усилия поршня 29 угол/3 клина зубьев 20, 21 и 28 выполнен самотормоэящим, а давление в полости цилиндра 30 регулируемым. В шпинделе 2 расположена муфта 44, внутри которой имеется отверстие в подвода рабочей среды к встроенному внутри шпинделя 2 цилиндру 30. Муфта 44 имеет возможность совместного вращения со шпинделем 2 и осевого перемещения относительно последнего, Привод работает следующим образом.

В исходном положении давление в рабочей полости цилиндра 30 отсутствует, полумуфта 27 выведена из зацепления с червячным колесом 4 за счет действия пружины 40. Шпиндель 2 при этом отключен от привода круговой подачи.

После поступления команды на включение привода круговой подачи подается рабочее давление в полость цилиндра 30 через распределитель (не показан) и отверстие в в муфте 44. Поршень 29 при этом преодолевает усилие пружины 40 сжатия и через пальцы 31 перемещает полумуфту 27, которая своими торцовыми зубьями 28 производит силовое замыкание зубьев 20 и 21 червячного колеса 4. При этом полуколеса 16 и 17 составного червячного колеса 4 проворачиваются друг относительно друга и оси шпинделя 2 в другом направлении, преодолевая предварительное усилие деформации соединяющих пружин 25 и дополнительно растягивая последние. Происходит смена контактирующих боковых поверхностей зубьев червячного колеса 4 и автоматическая выборка зазора в червячном зацеплении.

В дальнейшей работе привода круговой подачи принимают участие боковые поверхности 3 и Ж зубьев 20, 21 червячного колеса 4 (фиг. 11), ранее не контактировавшие с боковыми поверхностями витка червяка 5, Тангенциальные зазоры между полумуфтой 27 и шпинделем 2 выбираются автоматически за счет пружин 33 растяжения, которые проводят поворот пальцев 31 относительно своих общих осей, перпендикулярных оси шпинделя 2.

Шейка пальца 31 с эксцентриситетом е поворачивается и выбирает при этом зазор между стенкой паза шпинделя 2, опорой 32 качения, установленной на этой шейке, 5 При этом пальцы 31 разворачиваются в противоположные стороны, что одна соосная пара пальцев участвует в передаче крутящего момента по часовой, а другая— против часовой стрелки.

10 Причем прохождение по мере износа точки окружности эксцентричной шейки пальца 31, имеющей максимальный эксцентриситет е относительно точки контакта опоры качения со стенкой паза шпинделя 2, 15 ограничено упором-ограничителем 39, Выполнение эксцентричной шейки пальцев 31 в виде круговых самотормозящих эксцентриков позволяет передавать достаточно большие крутящие моменты на шпиндель 2.

20 Гэким образом, за один короткий ход полумуфты 27 происходит включение привода подачи с автоматической выборкой зазоров во всех звеньях кинематической цепи, включающей червячное зацепление (червяч25 ное колесо 4 с червяком 5), полумуфту 27 и шпиндель 2, Г1оложение полумуфты 27 контролируется конечными выключателями (не показаны).

Двигатель 8 круговой подачи можно

30 включать в зависимости от программы обработки, до отключения двигателя 12 привода точения и после отключения последнего производить включение полумуфты 27 на ходу.

35 При этом перекрывается время на включение и разгон до необходимой частоты вращения двигателя 8 круговой подачи, Контроль необходимой частоты вращениА осуществляет фотоимпульсный датчик угла

40 поворота (не показан), Вращение осуществляется по кинематической цепи, включающей двигатель 8, муфту 7 с беззазорным зацеплением, червячное колесо 4 с червяком 5, полумуфту 27

45 и шпиндель 2.

Выборка зазора в червячной паре (червячное колесо 4 — червяк 5) осуществляется постоянно, при каждом включении полумуфты 27, до момента, пока в процессе пре50 дельного износа червячной пары зазор д не равен нулю, а длина хода клина торцовых зубьев 28 полумуфты 27 не станет максимальной (Lx max, фиг. 4), при постоянном радиусе R расположения осей пальцев 22.

При необходимости круговой подачи шпинделя 2 для фрезероеания, например, кольцевого паза на торце заготовки (не показано) включают деигатель 8 до отключения двигателя 12 главного движения с целью

1636182 перекры гия Времени включения и разгона до требуемой частоты.

После достижения требуемой частоты вращения выключают двигатель 12 главного движения, соединенный со шпинделем 2 ременной передачей, и включают полумуфту 27.

При этом происходит автоматическая выборка зазоров в звеньях цепи круговой подачи и вывод шпинделя в нулевое положение, процесс контролируется датчиком (не показан). Вращение шпинделя 2 останавливают, выключая двигатель 8 (двигатель 12 при этом выключен), При фрезеровании обработку проводят следующим образом.

Включают привод вращения фрезы, включают двигатель 8 и полумуфту 27, осуществляя круговую подачу детали по кинематической цепи, включающей двигатель 8, муфгу 7, червячную передачу 4 — 5, полумуфту 27 и шпиндель 2, Для сверления отверстия B детали поворачивают шпиндель 2 до нулевого положения и затем в заданное положение. После этого гидроцилиндром 11 через рычаги 10 затормаживают диск 9 шпинделя 2 и осуществляют обработку: включают вращение и осевую подачу сверла.

Для сверления следующего отверстия шпиндель 2 растормаживают, поворачивают в новое заданное положение, снова затормаживают и осуществляют обработку.

При работе в режиме точения шпиндель

2 растормаживают, сбрасывают давление в полости цилиндра 30, полумуфта 27 с помощью пружины 40 сжатия расцепляется с с составным червячным колесом 4, Двигатель 8 круговой подачи при этом отключается.

После отвода полумуфты 27 в конечное положение контроль осуществляет конечный выключатель (не показан), включают двигатель 12 главного движения, который через ременную передачу 15 вращает шпиндель 2 с обрабатываемой деталью (не показано).

Предлагаемая конструкция обеспечивает более высокую производительность при одновременном повышении точности и надежности работы привода.

Формула изобретения

1. Привод кругового перемещения шпинделя токарного многоцелевого станка. содержащий шпиндельную бабку с полым шпинделем, размещенные в корпусе червячную пару и электродвигатель, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения производительности при одновременном повышении точности и надежности работы, привод снабжен двумя соосно установленными промежуточными втулками с зубьями, выполненными на одном из торцов каждой втулки, полумуфтой с торцовыми зубьями, гидроцилиндром с подпружиненным поршнем с установленными в нем четырьмя пальцами с центральными шейками, выполненными в виде самотормоэящих эксцентриков, с размещенными на них опорами качения, при этом червячное колесо выполнено в виде двух подвижных друг относительно друга в угловом направлении и подпружиненных полуколес, причем полуколеса размещены на промежуточных втулках, установленных с угловым смещением торцовых зубьев, полумуфта установлена на шпинделе с возможностью периодического взаимодействия с зубьями втулок, а опоры качения установлены в выполненных в шпинделе радиальных пазах, параллельных его оси, пальцы размещены попарно в выполненных в полумуфте цилиндрических отверстиях и связаны с последней посредством введенных в привод пружин растяжения.

2.Приводпоп.1, отличающийся тем, что на торце полумуфты выполнены пазы, в которых размещены введенные в привод упоры, предназначенные для ограничения угла поворота пальцев, 3. Приводпоп,1, отличающийся тем, что рабочие боковые поверхность торцовых зубьев полумуфты и промежуточных втулок выполнены под углом, равным углу самоторможения.

4. Приводпоп.1, отличающийся тем, что шпиндель снабжен муфтой, установленной в его отверстии с возможностью совместного с ним вращения и осевого перемещения, и предназначенной для подвода рабочего тела к гидроцилиндру, 1636182

Фиг.1

1636182

1636182

1636182

3-3

Фиг.9

Составитель Ю,Ельчанин

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О.Ципле

Редактор М.Бланар

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

Заказ 783 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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