Металлорежущий станок с устройством для автоматической смены многошпиндельных головок

 

ввоесо ън тЖтбмт НО-те.л н .,:-, с.

Союз Советс1с

Социалистичес

Республик

Л" -И С А Н И Е

ЗОБР ТЕНИЯ ф

s5

К ПАТЕНТУ ополнительный к патенту аявлено 020977 (21) 2518553/25-08 (51) М. Кп.

3 рморитет 030976 (32) 24, 06. 77

В 23 Q 3/155

Государственный ко

СССР по делам изобрет и открытий

7626642

7719522 (33) Франция

Опубликовано 151080,Бюллетень М38

Дата опубликования описания 18.1080 (53) УДК (088. 8) (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Бернар Легюи, Жорж Марсель и Жан-Пьер Виньо (Франция) Иностранная фирма

" Режи Насьональ Дез Юзин Рено" (Франция) (71) Заявитель (54) МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЙ СТАНОК С УСТРОЙСТВОМ

ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СМЕНЫ

МНОГОШПИНДЕЛЬНЫХ ГОЛОВОК

Изобретение относится к области автоматизации в станкостроении, в частности, касается металлорежущего станка с устройством для автоматической смены многошпиндельных головок.5

Известен металлорежущий станок с устройством для автоматической смены многошпиндельных головок, содержащий замкнутый инструментальный магазин с механизмом перемещения головок и расположенные с двух сторон от шпиндельной бабки кантователи го,ловок „1) .

Однако в известном станке услож- 15 нена конструкция механизма перемещения шпиндельных головок.

С целью упрощения конструкции механизма перемещения шпиндельных головок в станке шпиндельная бабка и кан-.20 тователи снабжены направляющими роликами под головки, механизм перемещения головок выполнен в виде закрепленных на штоке силового цилиндра двух поводков, а на боковых сторонах каждой многошпиндельной головки на уровне направляющих роликов кантователей и шпиндельной бабки закреплены скобы с прорезью под поводок меха" ниэма перемещения.

Кроме того, направляющие ролики на шпиндельной бабке установлены на эксцентричных осях с воэможностью перемещения относительно оси шпиндельной бабки в плоскости перемещения многошпиндельных головок.

На фиг. 1 показан предлагаемый металлорежущий станок, вид в перспективе с перемещением шпиндельной бабки в одном горизонтальном направлении; на фиг. 2 — вертикальный разрез станка по многошпиндельной головке и шпиндельной бабке; на фиг. 3 — схематически изображен станок, на котором показано положение скоб многошпиндельных головок и поводков механизма перемещения, вид спереди; на фиг. 4 — вертикальный разрез замкнутого магазина перемещения головок; на фиг. 5 — металлорежущий станок с воэможностью горизонтального и вертикального смещения шпиндельной бабки с ее позиционированием или беэ позиционирования (вариант выполнения); на фиг. 6 — металлорежущий станок с возможностью перемещения по трем направлениям (в двух горизонтальных и одном вертикальном) шпиндельной бабки;на фиг.7 — устройство для закрепления деталей, связанное со станком.

772473

Предлагаемый станок (см. фиг. 1) содержит шпиндельную бабку 1 с приводом 2 вращения шпинделя 3 и охватывающий шпиндельную головку замкнутый инструментальный магазин 4 с направляющими для перемещения многошпиндельных головок 5. Перемещение ro. ловок 5 происходит со стороны их подачи кантователем б в сторону выгрузки на кантователь 7 по направлению, показанному стрелкой 8. Шпиндельная бабка 1 показана в крайнем положении со смещением назад на максимальное расстояние, в котором ее передняя сторона 9 находится в той же самой вертикальной плоскости, что и передние стороны 10 и 11 кантователей 6 и 7 при их установке в вертикальное положение.

Из этих положений шпиндельная бабка 1 может перемещаться на направляющих салазках 12 с приближением и за:тем с подачей для обработки в направлении, показанном стрелкой 13, и может перемещаться в обратном направлении с возвратом в исходное положение после стадии обработки. Кантователи б и 7 могут также перемещаться из положения, показанного на фигуре 1, вокруг общей оси 14 в направлении, показанном стрелками 15 и 16; при этом их стороны 10 и 11 перехо дят в горизонтальное положение и, конечно, обеспечена возможность обратного перемещения с их установкой в вертикальное положение. В положении, показанном на фиг. 1, происходит поперечное перемещение с целью смены многошпиндельных головок 5, при этом перемещении многошпиндельная головка 5, находящаяся посредине с передней стороны 9 бабки 1, должна перемещаться в направлении, показанном стрелкой 8, к кантователю 7, который не заполнен. Одновременно новая многошпиндельная головка 5 должна находиться со стороны кантователя б. Следовательно, оказывается необходимым одновременно обеспечить перемещение в горизонтальной плоскости двух многошпиндельных головок 5 и их точное направление при этом перемещении.

Для этой цели каждая многошпиндельная головка 5 закреплена на опорном основании (плите) 17 (см. фиг.2)

Нижний край опорного основания 17 содержит нижнюю горизонтальную направ ляющую 18 со скобой 19, как это показано на фиг. 2. На каждой скобе (см. фиг. 3) выполнена прорезь 20.

Две скобы 19 взаимодействуют с двумя вертикальными поводками 21 цилиндра

22 механизма перемещения головок 5.

Механизм перемещения головок 5 представляет собой двусторонний гидро цилиндр, на штоках 23 которого закреплены каретки 24 с поводками 21, подвижными по направляющим 25.

Как показано на фиг. 3 два поводка 21, соединенные друг с другом посредством кареток 24 и штоков 23, находятся на расстоянии друг от друга, которое точно соответствует расстоянию между, прорезями 20 скоб 19 и ходу цилиндра.

Соединение скоб 19 с подводом 21 происходит при повороте кантователя

6 в направлении, противоположном стрелке 15..Начиная с этого момента, цилиндр 22 выполняет полный ход вплоть до положения, показанного пунктирной линией на фиг. 3, и в результате этого за счет указанного определения размеров ходов и расстояний между скобами новая головка 5 подводится В центральное положение, а головка, только что прекратившая обработку, переводится в левое положение к кантователю 7. По окончании щ перемещения цилиндра 22 шпиндельная бабка 1 возобновляет перемещение по дачи, затем рабочее перемещение с перемещением соответствующей шпиндельной головки. Возвратное перемещение цилиндра 22 в нерабочее положение может свободно осуществляться в течение начала цикла обработки, без установки специального механизма для откидывания поводков 21.

Перемещение многошпиндельных головок 5 в указанном направлении происходит по роликам 26, установленным на шпиндельной бабке 1 и кантователях 6 и 7, для чего головки 5 снабжены направляющей 18.

35 Ролики 26 свободно посажены на своих осях и установлены на эксцентриковых осях 27, вращающихся в основании шпиндельной бабки 1. Ролики 26 могут быть приведены во вращение все

4О одновременно на определенный угол посредством рычагов 28, посаженных на их заднем конце, и посредством соединительной штанги 29, образующей с этими рычагами многосторонний параллелограмм. Весь комплекс приводится во вращение посредством цилиндра (на фиг. не показан), передающего усилие при помощи шатуна 30 на верхний конец одного из рычагов 28, выполненного сдвоенным. Срабатывание этого цилинд5О ра вызывает опускание всех роликов 26 ниже нормального уровня качения.

Опорное основание 17 (см. фиг. 2) содержит также верхнюю направляющую

31, взаимодействующую с роликами 32 с вертикальной осью вращения.

Станок дополнительно включает комплект вспомогательных устройств, обеспечивающих функции горизонтального и вертикального центрирования, за6() крепления и соединения каждой многошпиндельной головки со шпиндельной бабкой 1. Горизонтальное центрирование выполняется посредством штыря 33, свободно перемещающегося в шпиндель65 ной бабке от привода 34,. Конец этого

772473

49, обеспечивающий электрические и гидравлические подсоединения. Этот блок взаимодействует с соединительным устройством на стационарном месте шпиндельной бабки 1, передвигаясь посредством цилиндра для обеспечения соединения и разъединения.

При перемещении многошпиндельных головок в .направлении поперечного движения, указанном стрелкой 8, рассматриваемые две головки, расположенные друг против друга, перемещаются одноврем«нно под воздействием двух поводког 21, соединенных друг с другом, таким образом, что при этом совершенно исключена возможность каких15 либо толчков или ударов двух многошпиндельных головок друг о друга.

Кроме того, при перемещении многошпиндельных головок 5 по замкнутому кольцевому магазину 4 они распола20 гаются с их инструментами в верхней части (см. фиг. 4), инструменты при этом также защищены от ударов независимо от их габаритов. При этом перемещении каждое опорное основание

17 перемещается с качением на боко25 вых роликах 50 магазина 4. В верхней части каждого опорного основания 17 (см. фиг. 2) предусмотрены упругие упоры 51 с целью предупреждения возможных толчков и ударов между различными опорными плитами.

При этом следует также отметить, что с целью уменьшения габаритов устройства верхняя направляющая 31 выполнена иэ двух отрезков, чтобы предуЗ5 смотреть между ними пространство, необходимое для детали 36 с прямоугольным пазом 35 для центрирования штыря. штыря выполнен в виде призматической поверхности с вертикальными образующими .и трапецеидальным горизонтальным сечением, который должен войти в прямоугольный паз 35, имеющий соответствующую форму и вырезанный в детали

36, соединенной с опорной плитой 17.

После установки многошпиндельной головки 5 в соответствующее положение на шпиндельной бабке 1 посредством ,соответствующего поводка 21 и роли ков 26 срабатывает штырь 33, который с большой точностью устанавливает многошпиндельную головку на шпиндельной бабке 1 в горизонтальном направлении. Затем цилиндр, не показанный на фигуре, вызывает срабатывание рычагов 28 и опускание роликов 26, что обеспечивает возможность опорным поверхностям 37 многошпиндельной головки 5 установиться на соответствующие опорные основания 38, соедиченные .со шпиндельной бабкой 1, чтобы обеспечить точное позиционирование в вертикальном направлении. После этого закрепляют комплект опорной плиты 17 головки 5 относительно шпиндельной бабки 1 с использованием эажимных головок 39, каждая из которых срабатывает от цилиндра 40 и взаимодействует с зацепляющими деталями 41, расположенными точно в четырех углах опорной плиты 17 с выполненной канавкой, открытой в двух горизонтальных направлениях, обеспечивая возможность прохода головки 39 и штока цилиндра

40. Соединение шпиндельной бабки 1 с многошпиндельной головкой 5 для передачи главной движущей силы осуществляется посредством сопряженных кулачковых средств, одно из которых 42 соединено с валом 43 со шпоночным соединением, скользящим в приводном валу 44 шпиндельной бабки, а другое

45 соединено с входным валом 46 многошпиндельной головки. Для обеспечения зацепления зубьев кулачковых средств и их отсоединения до горизонтального перемещения вал 43 передвигается в осевом направлении посредством вилки 47, срабатывающей под воздействием цилиндра 48.

Таким образом все указанные вспомогательные средства выступают наружу одновременно с задней стороны опорного оенования 17 и с передней стороны 9 шпиндельной бабки 1 и установлены так, что подвод каждой многошпиндельной головки на кантователь 6 в горизонтальном положении и.отход другой многошпиндельной головки на кантователь 7, также в горизонтальном положении, могут осуществляться совершенно свободно без установки какого-либо дополнительного механизма откидывания. Как показано на фиг. 3, с края верхней кромки каждого опорного основания 17 шпиндельной головки

5 предусмотрен соединительный блок

Все функции, а именно: привода в движение и направляющего воздействия при поперечном перемещении обеспечиваются посредством реализации настоящего изобретения при использовании весьма простых средств, обеспечивающих возможность перпендикулярных перемещений в горизонтальном положении беэ дополнительного усложнения.

Станок, выполненный по варианту, показанному на фиг. 5, дополнительно включает стойку 52, снабженную вертикальными направляющими 53 с механическим устройством 54, обеспечивающим вертикальное перемещение шпиндельной головке 1 или для различного позиционирования разных головок по отношению к обрабатываемой детали, или для выполнения движения вертикальной подачи, например при выполнении различных операций фреэерования или раэзенковки. Быстрый обратный ход в исходное положение шпиндельной. бабки 1 осуществляется посредством синхронного привода в действие узла обратной вертикальной подачи и обратной горизонтальной подачи. Следовательно, устран :ется дополнительное мертвое время. Все иэ772473 ложенные выше преимущества при этом сохраняются.

В другом варианте выполнения, показанном на фиг..6, весь комплекс, показанный на фиг. 5, соединенный с основанием 55, может, кроме того, перемещаться на поперечных фиксированных направляющих салазках 56 под воздействием соответствующего механизма так, чтобы при этом еще обеспечить возможность поперечного перемещения шпиндельной бабки. В этом случае смена головок может выполняться независимо от положения подвижного основа-, ния 55 на поперечных салазках 56. Однако перемещения подвижной опоры, выполнение которых необходимо при one- 35 рациях обработки предстоящего цикла, могут выполняться с момента быстрого обратйого хода шпиндельной бабки, следовательно, без дополнительных затрат на мертвое время. 20

Предлагаемый станок работает в последовательности запрограммированных операций многофункционального назначения, аналогично функционированию обычной автоматической линии, но при этом имеет место существенное различие, заключающееся в том, что в данном случае выполнение различных комбинированных операций осуществляется последовательно во времени, вместо того, чтобы выполняться последо- З® вательно в пространстве. Производственный ритм изготовления деталей в этом случае по необхОдимости оказывается более низким из-за одной рабочей площадки, но по уровню производительности машина при этом оказывается сравнимой с автоматическими линиями, работающими при тех же самых условиях серийного производства с выполнением комбинированных опера- pQ ций, Предлагаемое изобретение обеспечивает получение преимущества„ заключающегося в том, что периоды времени выполнения различных комбинированных операций могут иметь различные значения в отличие от выполнения этих операций на автоматической линии обычного типа, время операций обязательно. определяется по времени выполнения самой длительной операции.

Если обрабатываемые детали должны подвергаться обработке в различных йаправлениях, то есть с разных сторон, то можно закрепить каждую деталь на поворотной плите с автоматическим управлением, чтобы устранить 55 периоды мертвого времени, необходимые для изменения положения деталей.

Также можно устранить периоды мертвого времени, соответствующие установке обрабатываемых деталей и их дО снятию, посредством выполнения механизма, как показано на фиг. 7. На две поворотные плиты 57-одинаковой конструкции поступают детали, которые подают с различных сторон к шпиндельной бабке в зависимости оТ обрабатываемой поверхности этих деталей. ,Две поворотные плиты 57 установлены на столе 58, передвигающемся по поперечным направляющим 59. По окончании обработки детали стол передвигается попеременно в одном или другом направлении для подведения новой заготовки к шпиндельной бабке 1 одновременно со сменой головок, чтобы вновь начать цикл комбинированных операций. Таким образом, располагают временем выполнения различных комбинированных операций над различными поверхностями детали, для разгрузки предыдущей обработанной детали со станка и установки новой заготовки.

Описанный модуль обработки может быть использован, если это желательно, в нескольких экземплярах, обрабатывающих одну и ту же деталь или детали, перемещающиеся по небольшой поточной линии,. если необходимо повысить производительность. Например, при обработке детали с двух противоположных сторон можно использовать два одинаковых, установленных один напротив другого модуля, чтобы обеспечить увеличение производительности вдвое и устранить переворачивание деталей.

Формула изобретения

1. Металлорежущий станок с устройством для автоматической смены многошпиндельных головок, содержащий замкнутый инструментальный магазин с механизмом перемещения головок и расположенные с двух сторон от шпиндельной бабки кантователи головок, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции механизма перемещения шпиндельных головок, шпиндельная бабка и кантователи снабжены направляющими роликами под головки, механизм перемещения головок выполнен в виде закрепленных на штоке силового цилиндра двух поводков, а на боковых сторонах каждой многошпиндельной головки на уровне направляющих роликов кантователей и шпиндельной бабки закреплены скобы с прорезью под поводок механизма перемещения.

2. Станок по п. 1, о т л и ч à !0 —щ и й. с я тем, что направляющие ролики на шпиндельной бабке установлены на эксцентричных осях с воэможностью перемещения относительно оси шпиндельной бабки в плоскости перемещения многошпиндельных головок, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 385I.380, кл. 29-568, опублик. 03.12.74.

772473

Фл. 1

Тираж 1160 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6731/74

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель M. Пуряев

Редактор Н. Аристова Техред A.Ùåïàí"êàí Корректор В. Синицкая