Токарный автомат

 

тзе" юН А

И Е

<»>768570

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 26.06.78 (21) 2638275/25-08 с присоединением заявки зче-(23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.10.80. Бю,ллстень № 37 (45) Дата опубликования описания 07.10.80 (51) M К з

В 23 В 47/22

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.941:

:62-82(088.8) (72) Автор взобретения

Е. Г. Липочкин (71) Заявитель Ржевский завод автотракторного электрооборудования (54) ТОКАРНЫЙ АВТОМАТ

1 i

Изобретение относится к токарным, патронным, одношпиндсльным автоматическим станкам с приводами исполнительных органов от среды под давлснием.

Известен токарный автомат для обработки внутренних и торцевых поверхностей тел вращения, содержащий шпиндель, автооператор для загрузки заготовок, устройство для их зажима, отводящий лоток, выталкиватель, а также инструментальную головку с резцовым блоком, подвижным вдоль оси шпинделя по накладным направляющим консольного кронштейна автомата н связанным для его круговой подачи с зубчатым колесом, находящимся в зацеплении с двумя рейками, закрепленными на штоках приводных гидроцилиндров (1).

Автооператор, зажимное устройство, отводящий лоток, инструментальная головка приводятся в действие средой под давлением и управляются с помощью известных средств.

Для управления круговым движением рсзцового блока использован принцип, при котором резцовый блок постоянно находится под действием двух сил встречных направлений, — в прототипе это рейка, связанная с двумя цилиндрами, один из них нагружен постоянной силой (сжатым воздухом), а другой — переменной — гидроцилиндром. Такая связь обеспечивает постоянство направления натяга в кинематической цепи резцового блока. Когда переменная составляющая больше постоянной, 5 идет рабочий ход резцового блока, меньше — холостой ход.

Недостатки известного автомата— сложность системы автоматического управления, высокая металлоемкость, значитель10 ные габариты, что отрицательно сказывается на эксплуатационных характеристиках автомата.

Цель изобретения — упрощение конструкции автомата и системы автоматическоt5 ro управления.

Цель достигается тем, что и осевое перемещение инструментальной головки, и поворот резцового блока, а также рабочая

20 подача осуществляется от одного гидроцилиндра трехцилиндровой гидросистемы, работающей в два автоматических полуцикла. Для этого шток силового цилиндра жестко связан с инструментальной голов25 кой, а корпус кинематически — с резцовым блоком, при этом корпус гидрорегулятора рабочей подачи в виде одноштокового гидроцилиндра жестко связан с корпусом силового цилиндра, шток связан жестко с

30 бабкой, à его штоковая полость каналом

768570

3 связана с безштоковой полосотыо силового цилиндра.

На фиг. 1 предлагаемый автомат, общий вид; на фиг. 2 — вид сбоку на фиг. 1; на фиг. 3 — объемная гидрокинематическая схема автомата; на фиг. 4 — плоская гидрокинематическая схема станка с кинематикой привода инструментальной головки в положении, предшествующем ускоренному вводу ее в рабочую зону; на фиг. 5 — инструментальная головка с приводом, исполнительные органы находятся в положении конца ускоренного хода; на фиг. 6 — то жс, в положении конца рабочей подачи.

Автомат (фиг. 1, 2) состоит из трех основных блоков: рабочий блок 1, несущий все основные и вспомогательные органы станка с приводами, тумбу 2, являющуюся основанием для установки рабочего блока, над рабочим блоком помещен шкаф 3 с электрооборудованием, а также транспортная магистраль 4 заготовок.

Основу рабочего блока 1 составляет корпус шпиндельной бабки 5 со шпинделем

6, несущем зажимное устройство с приводом от вращающегося пневмоцилиндра 7, связанного с приводным шкивом 8, установленным консольно на заднем конце шпинделя. B проушинах бабки 5 исподвижно установлены две цилиндрические IIITBktru 9, выполняющие функции направляющих для инструментальной головки 10.

В развале проушин бабки 5 (фиг. 3, 4) установлен автооператор 11 с силовым гидроцилиндром 12 и механизм преобразования возвратно-поступательного перемещения штока цилиндра в сложные движения руки автооператора.

На персднем торце бабки 5 установлено устройство 13 выталкивания заготовки, ovватывающее передний конец шпинделя 6.

Исполнительный орган устройства 13 под действием силового цилиндра, рейки зубчатого венца и винтового паза 14 совсршаст винтовые перемещения.

На инструментальной головке 10 (фиг. 3, 4) смонтирован поворотный резцовый блок 15, связанный через зубчатый венец с двумя рейками: рабочего хода 15 и холостого 17. Рейка 17 холостого хода нагружена силой в сторону холостого хода резцового блока, например пневмоцилиндром 18. Рейка 16 рабочего хода, помещенная в пазу инструментальной головки 10, постоянно контактирует или с направляющей 19, жестко связаннои с бабкой 5, или с ведомым клином 20, помещенным в пазу направляющей 19, Ведущий клиновой элемент 21, корпус силового цилиндра 22, корпус цилиндра 23 регулятора рабочей подачи связаны жестко в единый блок, перемещающийся в осевом направлении по штанге 9. Штоковая полость цилиндра 23 и безштоковая цилиндра

22 связаны каналом, а обе полости цилинд50

Зо

4 ра 23 между собой сообщены двумя параллельными гидролиниями, в одной из которых установлен регулируемый дроссель 24, а в другой — обратный клапан 25.

В тумбе 2 автомата помещена гидростанция 26 с распределителем 27 гидросистемы и распределителем 28 системы пневмозажима. На боковой стенке тумбы 2 смонтирован электродвигатель 29 привода главного движения, связанный клиноременной передачей со шкивом 8 шпинделя (фиг. 3, 4), Общее представление о взаимосвязях инструментальной головки, ее привода и связь с общей гидросистемой автомата дается в плоском изображении на фиг. 4.

Гидроцилиндр 22 привода инструментальной головки 10 для работы в автоматическом цикле автомата имеет связь через три канала с гидроцичиндрами 12 и распределителем 27, Пространственное положение основных механических узлов автомата, их связи с гидросистемой и размещенис инструментальной головки, ее жесткие связи даются на фиг. 3.

Инструментальная головка автомата имеет элемент, дающий сигнал в гидросистему автомата через путевой переключатель 31.

Автомат работает следующим образом.

Работа инструментальной головки осуществляется в два автоматических полуцикла, каждый из которых определяется заданной последовательностью срабатывания трех цилиндров гидросистемы автомата.

По завершению срабатывания полуциклов инструментальная головка принимает статическое состояние.

Один нз полуциклов заканчивастся обработкой заготовки (фиг. 6). Рсзцовый блок 15 занимает крайнее рабочее положенис, поршень цилиндра 18 — исходное положение. Елин 20 частично вводится в паз инструментальной головки 10, клиновой элемент 21, совместно с корпусом цилиндра

22, занимает правое положение. Инструментальная головка 10 находится на жестком упоре 32. Устройство 13 выталкивания — в исходном положении, автооператор

11 — в исходном.

Сигнал об окончании полуцикла осуществляется инструментальной головкой в конце рабочего хода через конечный переключатель ЗЗ и командоаппарат передается на реверс среды под давлением гидросистемы и пневмозажима. При этом нагнетающая магистраль подключается к бсзштоковой полости цилиндра 22 инструментальной головки 10, а сливная — к безштоковой полости цилиндра 12 автооператора 11.

Масло одновременно создает давление как па цилиндр 22 влево (по чертежу), так и иа поршень направо. Но поршень жестко связан с инструментальной голов768570

15

25

5 кой 10, а клин 20 находится одновременно и в пазу направляющей 19, связанной жестко с бабкой 5, и в пазу инструментальной головки 10, что исключает осевое перемещение поршня цилиндра 22. Следовательно, может перемещаться только корпус ци.линдра 22 и связанный с пим корпус регу.лятора рабочей подачи.

Корпус цилиндра 22 перемещается влево, а вместе с ним в ту же сторону и свя:занный с ним клин 21. Под действием сжатого воздуха цилиндра 18 рейка 17 поворачивает резцовый блок против часовой стрелки, осуществляя вывод резцов из рабочей зоны. Рейка 16 при этом выталкивает клиновой элемент 20 из паза инструментальной головки 10. При завершении этого процесса клин 20 полностью вводится в паз направляющей 19. При этом резцовый блок

15 полностью выводит инструмент из контакта с обрабатываемым изделием и освобождает инструментальную головку 10 от жесткой связи с бабкой 5. Зажимное устройство разжимает деталь. Под действием поршня цилиндра 22 инструментальная головка 10 перемещается впр а во. Кр айнее его правое положение соответствует открытому поршнем каналу, связывающему нагнетающую магистраль со штоковой полостью цилиндра 28 выталкивателя и центральный канал цилиндра 12 автооператора, перекрытого в этот момент поршнем. Среда под давлением, следовательно, может воздействовать только на поршень цилиндра 30 выталкивателя, что приводит в действие устройство 13. Обработанная деталь выталкивается из зажимного устройства.

Крайнее рабочее положенис поршня цилиндра 30 соответствует открытому каналу, связывающему нагнетательную магистраль со штоковой полостью цилиндра 12 автооператора, что приводит его в движение в сторону безштоковой полости. Автооператор включился в работу. Перемещение поршня цилиндра 12 на некоторую величину подключает нагнетающую магистраль к безштоковой полости цилиндра 30 выталкивателя, что приводит к выравниванию давлений в обеих полостях этого цилиндра — оно становится рабочим, но разность активных площадей со стороны штоковой и безштоковой полостей этого цилиндра ведет к направленному перемещению поршня в сторону штоковой полости, а это обеспечивает возвращение устройства

13 в исходное положение. Зажимыое устройство готово для приема очередной заготовки.

Поршень цилиндра 12 автооператора 11 продолжает перемещаться влево, подавая очередную заготовку в зажимное устройство, Перемещением поршня цилиндра 12 автооператора в крайнее рабочее положение завершается полуцикл работы системы. зо

6

На фиг. 4 изображены элементы инст рументальной головки и привода в конце второго полуцикла, где блок цилиндров

22, 23 и клиновой элемент 21 — в левом крайнем положении, инструментальная головка 10 с резцовым блоком 15 — в правом крайнем положении; рейка 16 привода резцового блока поднята вверх, рейка 17 опущена вниз, поршень цилиндра 18 — в нижнем положении.

Сигнал об окончании полуцикла от автооператора через конечный переключатель

33, командоаппарат передается на реверс среды под давлением гидросистемы и пневмосистемы зажима. При этом пневмосистема зажимает деталь в зажимное устройство, нагнетающая магистраль гидросистемы распределителем 27 подключается к безштоковой полости цилиндра 12 автооператора, а сливная, соответственно, — к безштоковой полости цилиндра 22 инструментальной головки. Поршень цилиндра 12 автооператора перемещается в сторону исходного положения, перемещая и исполнительный орган автооператора 11.

Крайнее исходное положение этого поршня соответствует открытому каналу, связывающему нагнетающую магистраль с безштоковой полостью цилиндра 30 выталкивателя и штоковую полость цилиндра

22 инструментальной головки 10. Давление среды на поршне цилиндра 30 выталкивателя со стороны безштоковой полости создает усилие на удержание устройства 13 в исходном положении, ибо это положение он занял в предыдущем полуцикле.

Подключение же среды под давлением к штоковой полости цилиндра 22 инструментальной головки создает усилие на перемещение корпуса цилиндра 22 вправо, а штока — влево. Перемещению штока влево препятствий нет — оно равно трению инструментальной головки по цилиндрическим направляющим 9, а корпусу цилиндра 22 вправо — есть: перемещению его вправо препятствует жесткая связь с корпусом цилиндра 23 регулятора рабочей подачи.

А он может перемещаться только передавливая масло из бештоковой полости в штоковую через дросселирующее отверстие 24.

Подключение нагнетающей магистрали к штоковой полости цилиндра 22 инструментальной головки 10 приведет к перемещению поршня влево, а следовательно и инструментальной головки 10. Крайнее левое положенис инструментальной головки

10, ограниченное жестким упором 32, соответствует положению, когда клин 20 оказывается в зоне ведущей рейки 16, пазы их совмещены, созданы условия для перемещения корпуса цилиндра 22 вправо. Положение элементов инструментальной головки и привода изображено на фиг. 5. Корпус цилиндра 22 перемещается — перемешается и клиновой элемент 21, который взаимо768570

7 действует с клином 20 и рейкой 16 поворачивает резцовый блок 15 против часовой стрелки, при этом поршень цилиндра 18 перемещается в сторону исходного положения, осуществляется рабочая подача инструмента. Регулировка величины рабочей подачи осуществляется регулировкой величины дроссельного отверстия 34 цилиндра

23. При этом масло из безштоковой полости цилиндра 23 передавливается в штоковую полость этого цилиндра. Компенсация изменяющегося суммарного рабочего объема штоковой и безштоковой полости осуществляется связью штоковой полости цилиндра

23 с безштоковой полостью цилиндра 22.

При реверсе среды под давлением нагнетающая магистраль одновременно с подключением к безштоковой полости цилиндра 22 инструментальной головки подключается и к штоковой полости цилиндра 23 регулятора рабочей подачи. Способствует ускоренному перемещению корпуса цилиндра 22 в исходное положение наличие обратного клапана 34, подключение нагнетающей магистрали к регулятору рабочей подачи и разность активных площадей штоковой и безштоковой полостей цилиндра 23.

Формула изобретения

1. Токарный автомат, содержащий шпиндельную бабку с приводом главного движения, зажим ное устройство, инструментальную головку с поворотным резцовым блоком, автооператор и выталкиватель детали и гидрорегулятор рабочей подачи, отличающийся тем, что, с целью

8 упрощений Конструкции и управлЕния, вне* ден силовой цилиндр, шток которого связан с инструментальной головкой, а корпус— с резцовым блоком, при этом бсзштоковая

15 полость цилиндра связана с гидрорегулятором рабочсй подачи, взаимодействующим с резцовым блоком на участке рабочей подачи.

2. Автомат по и. 1, о тл и ч а ю шийся

10 тем, что корпус силового цилиндра связан с резцовым блоком через два клиновых элемента, установленных под углом друг к другу, при этом ведущий клиновой элемент закреплен на корпусе цилиндра, а ведомый

15 клиновой элемент кинематически связан с резцовым блоком.

3, Автомат по п. 2, отличающийся тем, что бабка имеет направляющую с пазом, а инструментальная головка — паз, 20 при этом ведомый клиновой элемент в исходном положении размещен в пазу направляющей, а в рабочем положении — в пазу инструментальной головки.

4. Автомат по п. 1, отл и ч а ю щи и с я

25 тем, что гидрорегулятор рабочей подачи выполнен в виде одноштокового гидроцилиндра, шток которого связан с бабкой, корпус жестко связан с силовым цилиндром, а полости сообщены между собой двуЗ0 мя параллельными гидролиниями, в одной из которых установлен регулируемый дроссель, а в другой — обратный клапан.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 264107, кл. В 23 В 7/14, 1969.

768570

Фиг 6

Составитель Е, Липочкин

Техред О. Павлова

Редактор И, Гохфельд

Корректор О. Тюрина

Г1одписное

Заказ 7474

Изд. № 520 Тираж 1160

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома