Отрезная головка к станку с дистанционным управлением

 

Изобретение относится к обработкe активных материалов. Технический результат: снижение веса, повышение жесткости, упрощение конструкции и управления. Отрезная головка содержит неподвижный корпус, шпиндельную головку с механизмом закрепления инструмента, установленную на пиноли с возможностью перемещения между зоной резания и позицией смены инструмента, копир управления механизмом закрепления инструмента, установленным в позиции смены инструмента, и средство вращения шпинделя. Пиноль и средство вращения шпинделя выполнены в виде коаксиально распoложенных двухступенчатых телескопических валов, наружные ступени которых установлены с возможностью независимого вращения, а внутренниe ступени - с возможностью одновременного перемещения и независимого вращения. Наружная ступень телескопического вала пиноли установлена в неподвижном корпусе, ее внутренняя ступень одним концом сцеплена с ходовой гайкой, установленной соосно с наружной ступенью и зафиксированной на ней, а противоположным концом соединена с шпиндельной головкой, при этом внутренняя ступень снабжена продольным шпоночным пазом, переходящим в полукольцевой паз. Оба указанных паза взаимодействуют с шпонкой, зафиксированной в неподвижном корпусе. Наружная ступень телескопического вала средства вращения шпинделя размещена в наружной ступени телескопического вала пиноли, а ее внутренняя ступень кинематически связана с шпинделем. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к обработке активных материалов и может быть использовано на станках с дистанционным управлением.

Известна отрезная головка к станкам с дистанционным управлением для обработки активных материалов в защитной камере [1]. Такая головка содержит корпус с механизмом его поворота и фиксации, несущий шпиндель, вал поворота головки и винтовую пару для дистанционного управления. Винтовая пара и механизм поворота и фиксации расположены в корпусе головки, причем последний выполнен в виде взаимодействующих между собой коромысла и эксцентриковых рычагов, гайка винтовой пары снабжена водилом, несущим указанное коромысло, а вал поворота головки снабжен жестко закрепленной на нем втулкой с кулачками, и в нижней части водила выполнен выступ для зацепления с кулачками втулки.

Известная отрезная головка имеет сложную конструкцию, а для осуществления смены инструмента необходимо наличие в защитной камере манипулятора для вращения винта винтовой пары.

Известна также отрезная головка для станков с дистанционным управлением [2] содержащая фланец, установленный на фланце с возможностью поворота корпус со шпинделем и шариковый замок с подпружиненной штангой для крепления инструмента в шпинделе. Головка дополнительно снабжена закрепленным на фланце кулачком и установленным в корпусе рычагом, кинематически связанным с подпружиненной штангой и введенным в головку толкателем, взаимодействующим с кулачком.

Для такой отрезной головки требуется привод поворота корпуса, в котором расположен шпиндель. Кроме того, верхняя часть отрезной головки имеет сильно развитую часть, что нежелательно по соображениям отсутствия свободного пространства.

Наиболее близкой по своей технической сущности по отношению к заявляемой отрезной головкe к станку с дистанционным управлением является отрезная головка к станку с дистанционным управлением [3], содержащая неподвижный корпус, шпиндельную головку с механизмом закрепления инструмента, установленную на пиноли с возможностью перемещения между зоной резания и позицией смены инструмента, копир управления механизмом закрепления инструмента, установленный в позиции смены инструмента, и средство вращения шпинделя.

Такая отрезная головка имеет сложную конструкцию, что отрицательно сказывается на габаритах головки, занимаемого пространства и ее стоимости. Сложность конструкции обусловлена тем, что прототип содержит несколько сложных по исполнению и характеру взаимодействия кинематических звеньев, сборка которых составляет определенную сложность.

Технический эффект, достигаемый заявляемым изобретением, заключается в снижении веса и повышении жесткости.

В основу настоящего изобретения была положена задача разработать отрезную головку к станку с дистанционным управлением, простую по конструкции и управлению.

Эта задача решается тем, что в отрезной головке к станку с дистанционным управлением, содержащей неподвижный корпус, шпиндельную головку с механизмом закрепления инструмента, установленную на пиноли с возможностью перемещения между зоной резания и позицией смены инструмента, копир управления механизмом закрепления инструмента, установленный в позиции смены инструмента, и средство вращения шпинделя, согласно изобретению пиноль и средство вращения шпинделя выполнены в виде коаксиально расположенных двухступенчатых телескопических валов, наружные ступени которых установлены с возможностью независимого вращения, а внутренние ступени - с возможностью одновременного перемещения и независимого вращения, при этом наружная ступень телескопического вала пиноли установлена в неподвижном корпусе, а ее внутренняя ступень одним концом сцеплена с ходовой гайкой, установленной соосно c наружной ступенью и зафиксированной на ней, и соединена противоположным концом со шпиндельной головкой, при этом внутренняя ступень снабжена продольным шпоночным пазом, переходящим в полукольцевой паз, которые взаимодействуют со шпонкой, зафиксированной в неподвижном корпусе, а наружная ступень телескопического вала средства вращения шпинделя размещена в наружной ступени телескопического вала пиноли, причем внутренняя ступень кинематически связана со шпинделем.

Эта задача решается также тем, что ходовая гайка снабжена элементами кулачковой муфты, ответными элементам кулачковой муфты, расположенными на внутренней ступени телескопического вала пиноли.

Эта задача решается также тем, что элементы кулачковой муфты подпружинены в направлении перемещения внутренней ступени телескопического вала пиноли.

Благодаря тому что телескопические валы пиноли и средства вращения шпинделя расположены коаксиально, конструкция отрезной головки к станкам с дистанционным управлениям имеет небольшие габариты, занимает мало места и обладает высокой жесткостью. Выполнение на внутренней ступени телескопического вала пиноли продольного шпоночного паза, переходящего в полукольцевой, с которыми взаимодействует шпонка, зафиксированная в неподвижном корпусе, позволяет с помощью привода перемещения шпиндельной головки (рабочая подача) осуществить развод шпиндельной головки на 180^o для раскрепления (закрепления) режущего инструмента. Это позволяет упростить конструкцию отрезной головки и упростить процесс дистанционного управления сменой инструмента - отрезную головку нужно только переместить в позицию смены инструмента.

Эти и другие особенности и преимущества настоящего изобретения будут приведены ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, где фиг. 1 - продольный разрез отрезной головки; фиг. 2 - разрез А-А; фиг. 3 - разрез Б-Б.

Отрезная головка к станку с дистанционным управлением содержит неподвижный корпус 1, шпиндельную головку 2 с механизмом 3 закрепления инструмента 4. Шпиндельная головка 2 установлена на пинoли 5 с возможностью перемещения между зоной резания и позицией смены инструмента. Копир 6 управления механизмом 3 закрепления инструмента 4 установлен в позиции смены инструмента. Отрезная головка имеет средство 7 вращения шпинделя 8.

Пиноль 5 и средство 7 вращения шпинделя выполнены в виде коаксиально расположенных двухступенчатых телескопических валов 9 и 10, наружные ступени которых установлены с возможностью независимого вращения, а внутренние ступени - с возможностью одновременного перемещения и независимого вращения. Наружная ступень 11 телескопического вала 9 установлена на шарикоподшипниках 12 в неподвижном корпусе 1. Внутренняя ступень 13 телескопического вала 9 одним концом 14 сцеплена с ходовой гайкой 15, установленной соосно c наружной ступенью 11 и зафиксированной на ней, и соединена противоположным концом 16 со шпиндельной головкой 2. Внутренняя ступень 13 снабжена продольным шпоночным пазом 17, переходящим в полукольцевой паз 18. Оба паза могут взаимодействовать со шпонкой 19, зафиксированной в неподвижном корпусе 1.

Наружная ступень 20 телескопического вала 10 средства 7 вращения шпинделя 8 размещена в наружной ступени 11 телескопического вала 9 пиноли 5 в подшипниках 21. Внутренняя ступень 22 телескопического вала 10 с помощью конических зубчатых колес 23, 24, кинематически связана со шпинделем 8. Связь между наружной ступенью 20 и внутренней ступенью 22 осуществлена с помощью шлицевого соединения 25.

Ходовая гайка 15 снабжена элементами 26 кулачковой муфты, ответными элементам 27 кулачковой муфты, расположенными на внутренней ступени 13 телескопического вала 9 пиноли 5. Любые из элементов 26, 27 подпружинены в направлении перемещения внутренней ступени 13 телескопического вала 9 пиноли 5.

Механизм 3 закрепления инструмента 4 в шпинделе 8 выполнен в виде шарикового замка 28 и подпружиненных штока 29 и толкателя 30.

Работа устройства осуществляется в следующей последовательности. Движение от приводов главного движения и движения рабочей подачи (не показаны) передается соответственно на двухступенчатые телескопические валы 9 и 10. При вращении наружной ступени 20 движение через шлицевое соединение 25 передается внутренней ступени 22 и коническому зубчатому колесу 23. Зубчатое колесо 23 через коническое зубчатое колесо 24 передает вращение шпинделю 8 и режущему инструменту 4.

При вращении наружной ступени 11 вместе с ней вращается ходовая гайка 15, которая при помощи резьбы, расположенной на конце 14 внутренней ступени 13, перемещает шпиндельную головку 2 в направлении рабочей подачи. Линейное перемещение шпиндельной головки возможно, поскольку шпонка 19 исключает вращение внутренней ступени, находясь в шпоночном пазу 17. При перемещении внутренней ступени 13 в крайнее положение влево относительно плоскости чертежа произойдет взаимное сцепление элементов 26 и 27 кулачковой муфты между собой. В этот момент шпонка 19 окажется расположенной в полукольцевом шпоночном пазу 18, и поэтому внутренняя ступень 13 может быть повернута на угол 180^o. Такое положение соответствует позиции смены инструмента. При повороте внутренней ступени 13 осуществляется поворот на 180^o шпиндельной головки 2. Толкатель 30, взаимодействуя с копиром 6, перемещает вверх подпружиненный шток 29, который освобождает шарики шарикового замка 28. Режущий инструмент освобожден и может быть удален с помощью манипулятора (не показан) из шпинделя 8. На его место может быть установлен с помощью того же манипулятора новый режущий инструмент.

После этого телескопическому валу 9 придают вращение в обратном направлении. Толкатель 30 теряет контакт с копиром 6 и перемещается за пределы шпиндельной головки 2 наружу. Вместе с ним происходит перемещение в том же направлении подпружиненного штока 29. Движение штока 29 вызывает принудительное крепление инструмента 4 в шпинделе 8. После того как шпиндельная головка 2 повернется на 180^o, шпонка 19 окажется в зоне перехода продольного шпоночного паза 17 с полукольцевым пазом 18, и при дальнейшем вращении в ту же сторону наружной ступени 11 произойдет размыкание элементов 26 и 27 кулачковой муфты между собой и начнется линейное перемещение внутренней ступени 13 относительно неподвижного корпуса 1. Одновременно с перемещением внутренней ступени 13 происходит перемещение в ту же сторону внутренней ступени 22 телескопического вала 10. В процессе этого движения шлицевое соединение 25 не размыкается.

Заявляемое изобретение позволяет с помощью простых средств осуществить подготовку инструмента к его удалению (установкe) из шпинделя. При этом конструкция получается компактной, не занимает большого пространства и одновременно конструкция получается жесткой за счет коаксиального расположения обоих телескопических валов 9 и 10, и наружный вал является опорной базой для внутреннего вала.

Источники информации 1. Патент РФ N 916130, B 23 C 3/00.

2. Патент РФ N 1018813, B 23 C 7/00.

3. Патент РФ N 1543704, B 23 C 3/00.

Формула изобретения

1. Отрезная головка к станку с дистанционным управлением, содержащая неподвижный корпус, шпиндельную головку с механизмом закрепления инструмента, установленную на пиноли с возможностью перемещения между зоной резания и позицией смены инструмента, копир управления механизмом закрепления инструмента, установленный на позиции смены инструмента, и средство вращения шпинделя, отличающаяся тем, что пиноль и средство вращения шпинделя выполнены в виде коаксиально расположенных двухступенчатых телескопических валов, наружные ступени которых установлены с возможностью независимого вращения, а внутренние ступени - с возможностью одновременного перемещения и независимого вращения, при этом наружная ступень телескопического вала пиноли установлена в неподвижном корпусе, а ее внутренняя ступень одним концом сцеплена с ходовой гайкой, установленной соосно с наружной ступенью и зафиксированной на ней, а противоположным концом - с шпиндельной головкой, при этом внутренняя ступень имеет продольный шпоночный паз, переходящий в полукольцевой паз, причем оба указанных паза предназначены для взаимодействия с шпонкой, зафиксированной в неподвижном корпусе, при этом наружная ступень телескопического вала средства вращения шпинделя размещена в наружной ступени телескопического вала пиноли, а внутренняя ступень кинематически связана с шпинделем.

2. Отрезная головка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена ответными элементами кулачковой муфты, расположенными на ходовой гайке и внутренней ступени телескопического вала пиноли.

3. Отрезная головка по п.2, отличающаяся тем, что указанные элементы кулачковой муфты подпружинены в направлении перемещения внутренней ступени телескопического вала пиноли.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3