Патент ссср 217177

 

2I7I77

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства М

Кл. 49а, 44

49с, 30/02

Заявлено 15.XI.1966 (М 1113524/25-8) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 26.1Ч.1968. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 15Л П.1968

МПК В 23b

В 23d

УДК 621.952.5-229.74 (088.8) Комитет па делзгх изобретений и открытий при Сосете Миниатрое

СССР

Авторы изобретения

А. Г. Демьянов, A. С. Задонин и В, А. Нефедов

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СМЕНЫ ИНСТРУМЕНТА

Известны устройства для автоматической смены инструмента в металлорежущих станках, содержащие магазин с горизонтальной осью поворота, у которых для совмещения шпинделя станка с загрузочно-разгрузочной позицией барабана необходимо перемещение шпиндельной бабки.

Предложенное устройство обеспечивает экономию вспомогательного времени и повышает точность обработки, исключая ошибку повторной установки шпинделя в рабочее положение.

Оно отличается тем, что содержит механическую руку, которая передвигается от загрузочной позиции к шпинделю станка по качающейся раме в виде кулисы. Последняя шарнирно закреплена на шпиндельной бабке и поддерживается опорой, шарнирно установленной на подвижном основании магазина.

На фиг. 1 схематично представлен общий вид станка и устройства; на фиг. 2 и 3 — кинематическая схема устройства.

Стойка l станка (фиг. 1) перемещается в горизонтальном направлении. По стойке передвигается в вертикальном направлении шпиндельная бабка 2 со шпинделем 3. Стол 4, на который устанавливают обрабатываемые детали, перемещается вдоль оси шпинделя 3.

Рядом со станком установлен поворотный магазин 5 с гнездом б для инструментов. Рама 7 с двумя цилиндрическими направляющими 8 и 9 правым концом шарнирно закреплена на шпиндельной бабке 2 в точке 10, а левый ее конец скользит в качалке 11, шарнирно закрепленной рядом с магазином 5 в точке 12.

5 С правой стороны рамы i имеется упор 13. По направляющим 8 и 9 рамы перемещается каретка 14 с механической рукой 15, на концах которой расположены одинаковые захваты lб: и 17 с пружинными шарнирными губками для

10 захвата инструмента. Расстояния от точки 10 до оси шпинделя и от точки 12 до оси гнезда магазина 5 в позиции 18 равны радиусу руки

15. Каретка 14 в крайних положениях устанавливается так, что ось руки 15 проходит

15 соответствеп о через точки 10 и 12.

На неподвижном кронштейне 19 закреплен сдвоенный цилиндр 2U поворота руки (фиг. 2).

Он имеет два поршня 21 и 22, причем площадь поршня 21 больше площади поршня 22.

20 При ходе вверх поршень 22 упирается в шток

23 поршня 21, а при ходе вниз шток 24 поршня 22 упирается в гайку 25, установленную на стержне 2б, который закреплен в штоке 23.

Перемещение поршня 21 смещает эти упоры, 25 благодаря чему поршень 22 со штоком 24 может занимать четыре положения: первое при подводе масла в полости 27 и 28; второе— при подводе его в полости 28 и 29; третье— при подводе в полости 29 и 30 и четвертое—

30 при подводе в полости 27 — 30, 217177

3

Конец штока 24 является рейкой, зацепляющейся с зубчатым колесом 81, опора которого размещена в кронштейне,19 (фиг. 3).

Колесо 81 связано через колесо 82 с колесом

88. На одной оси с колесом 88 сидит коническое колесо 84, зацепляющееся с колесом 85.

Опоры колес 82 — 85 размещены в корпусе качалки 11.

Через шлицевое отверстие колеса 85 проходит шлицевой вал 86, вращающийся в подшипниках 87 и 88 (фиг. 2) рамы 7. Этот вал проходит через шлицевое отверстие колеса 89 (фиг. 3), опора которого расположена в каретке 14. Колесо 89 зацепляется с рейкой 40, которая, в свою очередь, зацепляется с колесом 41, закрепленным на поворотной втулке

42. Вдоль оси этой втулки может перемещаться по шпонке гильза 48 цилиндра 44, несущая на конце механическую руку 15. Шток 45 цилиндра 44 закреплен в корпусе каретки 14.

На каретке установлен гидродвигатель 46 (фиг. 2), связанный с червяком 47, который зацепляется с червячным колесом 48. На оси червячного колеса сидит зубчатое колесо 49, которое зацепляется с рейкой, нарезанной на цилиндрической направляющей 8. Червячное колесо 48 соединено с осью через предохранительную фрикционную муфту (не показана).

На каретке 14 установлен следящий золотник 50, который при крайнем левом положении каретки находит на упор 51, расположенный на корпусе качалки 11.

Исходное положение устройства для автоматической смены инструмента показано на фиг. 1. Положение в магазине 5 гнезда с инструментом 52, который надо установить в шпиндель, произвольное. В шпинделе установлен инструмент 58, который должен быть перемещен в магазин.

Шток 24 сдвоенного цилиндра 20 находится в первом положении — крайнем верхнем (фиг. 2). Гильза 48 цилиндра 44 утоплена в корпусе каретки 14 (фиг. 3).

Положение руки 15 не зависит от перемещений стойки 1 и шпиндельной бабки 2, при которых угол наклона рамы 7 к горизонту изменяется. При повороте рамы вместе с ней поворачивается качалка 11, а зубчатое колесо

82 обкатывается вокруг колеса 81, которое удерживается от вращения рейкой штока 24.

Вращение от колеса 82 передается через колеса 88 — 85, шлицевый вал 86, колесо 89, рейку

40 и колесо 41 на втулку 42, а вместе с ней и на гильзу 48, несущую руку 15. Поскольку передаточное отношение перечисленных передач равно единице, рука 15 повернется на тот же угол, что и рама, но в другую сторону. Таким образом, предлагаемый механизм может работать при любых положениях стойки 1 и бабки

2, а также одновременно с их перемещением.

В начале цикла смены инструмента магазин 5 (фиг. 1) поворачивается от привода (не показан) так, чтобы гнездо с инструментом

52, который надо установить в шпиндель, встало в позицию 18.

4

Затем поршень 22 (фиг. 2) сдвоенного цилиндра 20 занимает второе положение и с помощью рейки штока 24 и рассмотренной выше кинематической цепи поворачивает руку 15 против часовой стрелки (фиг. 1), заставляя ее сцепиться своим захватом 16 с инструментом

52, находящимся в позиции 18 магазина 5.

Далее рука 15 выдвигается с помощью цилиндра 44 (фиг. 3) и вынимает инструмент из гнезда. После этого поршень 22 со штоком 24 (фиг. 2) занимает первое положение, поворачивая руку 15 по часовой стрелке. Затем рука утапливается цилиндром 44. Включается гидродвигатель 46 (фиг. 2), который через червяк

47, червячное колесо 48, колесо 49 и рейкуна направляющей 8 перемещает каретку 14 по направлению к шпинделю 8. При этом из-за незначительной массы каретки ее скорость может быть значительно меньше скорости координатных перемещений. В конце перемещения скорость замедляется путевым дросселем (не показан), и каретка находит на упор 18, В этом положении рука 15 вновь поворачивается против часовой стрелки и сцепляется захватом 17 с инструментом 58 в шпинделе 8.

Инструмент в шпинделе отжимается. Затем рука 15 выдвигается цилиндром 44 и вынимает инструмент из шпинделя. Далее поршень 22 сдвоенного цилиндра 20 занимает третье положение и поворачивает руку на 180 против часовой стрелки. При этом новый инструмент

52, размещенный в захвате lб,располагается соосно со шпинделем 8. Рука 15 утапливается, устанавливая новый инструмент в шпиндель, где он зажимается. Затем поршень 22 становится в четвертое положение и поворачивает руку 15 по часовой стрелке. Вновь включается гидродвигатель 46, каретка 14 перемещается в сторону магазина 5, пока упор 51 не нажмет на следящий золотник 50, который, управляя гидродвигателем, будет держать каретку,14 в данном положении в следящем режиме, В конце перемещения скорость каретки замедляется путевым дросселем. Koãäà каретка 14 находилась около шпинделя 8, магазин повернулся, устанавливая в позицию 18 гнездо 54 для инструмента 58, вынутого из шпинделя (фиг. 1).

После прихода каретки к магазину рука 15 выдвигается, поршень 22 становится в третье положение и поворачивает руку против часовой стрелки. Рука утапливается, устанавливая инструмент в гнездо магазина, и поворачивается в исходное положение, для чего поршень

22 становится в четвертое положение.

После этого может начаться цикл смены следующего инструмента, который протекает аналогично описанному, за исключением положений поршня 22 сдвоенного цилиндра 20, поскольку конечное положение поршня 22 (четвертое) не соответствует его начальному положению (первому) .

Для повоуота руки против часовой стрелки в следующем цикле поршень 22 приходит в третье положение до поворота на 180 и во

5 второе — после поворота на 180 . Для поворота по часовой стрелке — в четвертое положение до поворота на 180 и в первое положение — после поворота на 180, Для поворота на 180 он проходит во второе положение, причем поворот происходит в отличие от предыдущего цикла по часовой стрелке. По окончании цикла поршень 22 оказывается в первом положении. Таким образом, цикл работы сдвоенного цилиндра 20 меняется через раз.

Если каретка 14 находится у магазина 5, а рама 7 движется вследствие перемещений стойки 1 или шпиндельной бабки 2, то следящий золотник 50, управляя гидродвигателем

4б, обеспечивает неизменное положение каретки относительно качалки 11. При этом ось руки 15 находится в точке 12 и остается неподвижной. Если же следящий золотник 50 отключен или неисправен, а рама 7 движется влево, то каретка, пройдя незначительное расстояние, упирается в качалку 11. При дальнейшем движении рамы зубчатое колесо 49 начинает вращаться, а поскольку червячная передача в приводе перемещения каретки 14

217177 самотормозящаяся, начинает пробуксовывать фрикционная муфта, соединяющая червячное колесо с его осью, предохраняя механизм от поломок.

Устройство и работа предлагаемого механизма для случая, когда шпиндель перемещается в одном направлении, перпендикулярном

его оси, совершенно аналогичны.

Предмет изобретения

Устройство для автоматической смены инструмента в металлорежущих станках, включающее магазин с горизонтальной осью поворота, имеющий загрузочно-разгрузочную пози15 цию, отличающееся тем, что, с целью сокращения вспомогательного времени и сохранения неизменным рабочего положения шпинделя, оно содержит механическую руку, перемещающуюся от загрузочной позиции к шпин20 делю станка по качающейся раме, выполненной в виде кулисы, шарнирно закрепленной на шпиндельной бабке и поддерживаемой с помощью опоры, установленной шарнирно на неподвижном основании магазина.

217177

Фгг. 2

Составитель П. Гаврюшин

Техред T. П. Курилко Корректоры: Л. В. Юшина и С. М, Сигал

Редактор Б. Федотов

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1964у17 Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4