Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано в случаях, когда требуется останавливать и фиксировать шпиндель в определенном угловом положении.

Известны устройства для доворота и фиксирования шпинделя, в том числе низкооборотного, в определенном угловом положении, содержащие кулачковый;механизм; с кулачком и роликом, ось которого параллельна оси шпинделя, и гидроцилиндр для перемещения ролика в направлении, перпендикуляр". ном оси шпинделя, несущего кулак (1) .

Ролик у*реплен на штоке поршня гидроцилиндра, а кулак сердцевидной формы очерчен двумя архимедовыми спиPBJI RMH °

Недостатками этих устройств являют. ся сложность конструкции иэ-за н еобходимости и з гот овлят ь профилиро. ванный KpHBoJIHHeAHblA кулак и недостаточная надежность устройства, поскольку кулачковый механизм имеет мертвую точку.

Наиболее близким по технической . сущности и достигаемому результату является устройство для доворота и фиксирования шпинделя, которое содержит кинематическую пару для исключения мертвой точки кулачкового:. меха" низма (2) .

Кинематическая пара состоит из второго кулака также сердцевидной Формй и второго ролика. Второй кулак смонтирован на шпинделе так, что его мертвая точка смещена на некоторый угол относительно мертвой точки основного кулака. На штоке поршня цилиндра установлен второй ролик, взаимодействующий с вторым кулаком. Надежность этого устройства выше, так как теперь в любой момент времени по меньшей мере один ролик контактирует с профилем кулака не в мертвой точке. Вместе с тем надежность устройства снижается пружиной между штоком поршня и вторым роликом. Повышается сложность конструкции, в rоторой имеются два приволинейных кулака, два ролика, пружина и т.п.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности.

Для этого кулак выполнен плоским с прямолинейной образующей линией профиля и имеет утолщенный участок, а шпиндель несет ролик и снабжен торцовым выступом, выполненным в вид." штыря, размещенного на большем расз 65795 стоянии от оси шпинделя, чем ролик, причем утолщенный участок кулака и штырь образуют упомянутую кинематическую пару, а штырь выполнен срезанным для исключения мертвой точки самой кинематической пары.

Прямолинейная образующая линия профиля кулака выполнена ломаной.

На фиr 1 изображено устройство с кулаком, прямолинейная направляющая линия которого выполнена ломаной (нариант 1); на фиг.2 - разрез А-Л на фиг.1; на фиг.З вЂ” разрез B-B на фиг.1; на фиг.4-7 вЂ” различные моменты работы устройства (нариант 1); на фнг.8 показано устройство с кулаком, прямолинейная направляющая линия )5 которого выполнена прямой (вариант 2); на фиг.9 - момент работы устройства (вариант 2).

На наружном торце шкива 1, закрепленного на шпинделе 2, установлена 20

ocb 3, параллельная оси 0-0 шпинделя и несущая ролик 4 ° Расстояние между осями шпинделя и ролика равно R. Ha радиусе В >В на шкиве 1 расположен торцовый выступ 5, выполненный в виде 5 штыря .

На корпусе б шпиндельного узла установлен гидроцилиндр 7 с поршнем 8, шток 9 которого перпендикулярен оси шпинделя, 2 и направляется крышкой О

10. С штоком связан плоский кулак

11, pacIIoJIDRBl.íûé в направляющих 12, закрепленных на корпусе б.

Образующая линия профиля кулака может быть выполнена в виде ломаной линии abc. На грани с образующей C имеется утолщенный участок d профиля кулака, обращенный к шкиву 1.

Высота торцоного выступа 5 меньше расстояния между наружным торцом шкива 1 и обращенной к нему стороной плоского кулака 11. Таким образом, торцовый выступ 5 может взаимодействовать только с утолщенным участком

d кулака, так как ° между остальной частью кулака и торцовым выступом . 45 имеется зазорЛ .

Кулак 11 и ролик 4 образуют,кулачковый механизм устройства, утолщенный участок профиля кулака и торцовый выступ 5 представляют собой 50 кинематическую пару для Исключения мертвой точки кулачкового механизма.

В свою очередь мертвая точка этой кинематической пары исключена срезом

6 на штыре (выступе) 5. 55

Балансировка шкива 1, нарушенная осью 3, роликом 4 и штырем 5, восстановлена двумя отверстиями g.

Работает устройство следующим образом. 60

В исходном положении давление пбдключено к штоконой полости гидроцилиндра 7, кулак 11 находится вне траектории ролика 4 и выступа 5, вращающихся совместно со шпинделем. Посб 4 ле выключения вращения и остановки шпинделя в произвольном угловом положении давление подключается к поршневой полости гидроцилиндра, в результате чего шток 9 перемещает кулак

11 вниз. При этом грани кулака взаимодействуют с роликом 4, занимающим произвольное угловое положение.

Если при ходе кулака вниз ролик 4 оказался на пути грани с образующей ц (см.фиг.4), то ролик контактирует с этой гранью, а затем с гранью с образующей b. Шпиндель доворачивается против часовой стрелки до углового положения, в котором ролик заключен в ловителе (это положение устройства изображено на <Ьиг. 1 и 4 штрих-пунктирными линиями) . Зазор д между поршнем 8 и крышкой 10 гарантирует точную фиксацию ролика ловит. ел ем.

Если встреча ролика с кулаком произошла на гранях с образующими b или с, то шпиндель донорачинается по часовой стрелке до того же углового положения (см.фиг.5).

Мертвая точка кулачкового механизма, состоящего из кулака 11 и ролика 4, нозможна, когда с роликом контактирует линия пересечения граней с образующими а и Ь, а нормальная сила давления Р4 на ролик проходит через ось шпинделя. Это положение II, (см.фиг.б) исключено торцовым н4ступом

5, который взаимодействует только с утолщенным участком d в зоне, когда возможна мертвая точка механизма, и поворачивает шпиндель из положения Г н положение III Последнее положение характерно тем, что кинематическая пара еще взаимодействует, а кулачковый механизм начинает работать, причем нормальная сила давления Р на ролик не проходит через центр О, создавая крутящий момент, поворачивающий шпиндель IpoTHB часовой стрелки. Таким образом, и результате работы" кинематической пары шпиндель поворачивает-ся на некрторый угол, минуя зону мертвой точки кулачкового механизма.

Мертвая точка кинематической пары возможна, когда с круглой понерхностью штыря 5 контактирует угол утолщенной части d а нормальная сила давления Рэ на штырь проходит через центр 0 (см.фиг.7). Это положение исключено срезом 9-,. позволяющим кулаку свободно пройти до позиции, в которой начинает взаимодействовать кулачковый механизм, вызывающий силу давления Р4,проходящую мимо центра О.

Перед включением вращения шпинделя давление подается в штоковую полость гидроцилиндра 7, вследствие чего кулак отводится в исходное положение.

Размеры устройства, в.частности, взаимное положение ролика, торцового выступа, среза на нем и утолщенного участка кулака определяется графичес65795б

12 ки или расчетом, причем утолщенный участок может быть выполнен на одной иэ трех рабочих граней профиля кулака.

Второй вариант выполнения устройства показан на фиг.8. Отличие его состоит в кулаке 13, рабочий профиль которого выполнен в виде одной прямолинейной линии. Остальные элементы устройства те же, что и на фиг.1.

Мертвая точка этого кулачкового механизма возможна, если кулак взаимодействует с роликом 4, остановленным в положении, показанном на фиг.9.

Поворот механизма из этого положения осуществляется кинематической парой, состоящей как и в первом примере из срезанного штыря 5 и утолщенной части d кулака.

При касании ролика с кулаком слева от изображенного на фиг.9 положения шкив 1 со шпинделем поворачивается против часовой стрелки,при касании . справа вЂ” по часовой стрелке.

В крайнем нижнем положении поршень касается крышки цилиндра (зазор йа отсутствует) . Поэтому. после дово25 рота шпиндель останавливается в пределах угла 26. Аналогичное исполнение возможно и для первого варианта. Оно характеризуется несколько меньшей точностью доворота шпинделя, но одно30 временно позволяет освободить зафиксированный шпиндель от нагрузок, создаваемых гидроцилиндром.

Формула изобретения

1. Устройство для доворота и фиксирования шпинделя в определенном угловом положении, содержащее кулачковый механизм, силовой орган для перемещения одного из звеньев кулачкового механизма в направлении, перпендикулярном оси шпинделя, несущего второе звено кулачкового механизма, ось которого параллельна оси шпинделя, и кинематическую пару для исключения мертвой точки кулачкового механизма, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, кулак выполнен плоским с прямолинейной образующей линией профиля и имеет утолщенный участок, а шпиндель несет ролик и снабжен торцовым выступом, вынолненным в виде штыря, размещенного на большем расстоянии or оси шпинделя, чем ролик„ причем утолщенный участок кулака и штырь образуют упомянутую кинематическую пару, а штырь выполнен срезанным для исключения мертвой точки самой кинематической пары.

2. Устройство по п.l o т л и ч аю щ е е с я тем, что прямолинейная образующая линия профиля кулака выпЬлнена ломаной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 155382, кл. В 23 Q 5/20, 19б1.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 350623, кл. В 23 Q 1/08, 1971 °

4-4

657956

A/2. 7 и а

ЦНИИПИ Заказ 1951/11 Тираж 1221 Подписное

Филиал ППП Патент, r.Ужгород,ул.Проектная,4

Устройство для доворота и фиксирования шпинделя

Устройство для ориентации шпинделя // 631303

Механизм стопорения шпинделя // 576194

Устройство для управления шпинделем и зажимным патроном станка // 556930

Устройство для остановки и фиксации шпинделя станка в угловом положении // 500012

Фрезерная головка // 456709

Устройство для поддержания постоянной скорости резания // 427831

Угловое делительное устройство // 425760

Устройство для установки и фиксирования // 400436

Шпиндельный узел с двойной индексацией // 397272

Устройство фиксации шпинделя металлорежущих станков различного назначения // 2386518

Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано в металлорежущих станках сверлильно-фрезерно-расточной группы для выполнения сверлильно-фрезерно-расточных и токарных операций на вращающемся столе