Многошпиндельный токарный авто-mat

 

1111852448

ОГ)ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 19.06.79 (21) 2781921/25-08 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.08.81. Бюллетень № 29 (45) Дата опубликования описания 07.08.81 (51) М. Кл.

В 23В 9/04

Государственный комитет (53) УДК 621.941.2 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

B. II. Жуковский

Ордена Трудового Красного Знамени институт сверхтвердых материалов АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) МНОГОШПИНДЕЛЬНЪ|Й ТОКАРНЫЙ АВТОМАТ

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано для изготовления деталей при токарной обработке прутков, труб, штучных заготовок.

Известен многошпиндельный токарный 5 автомат модели |А240-6, содержащий станину, в которой установлен шпиндельный барабан, включающий шпиндели с прикрепленными к ним зажимными патронами, распределительный вал с рычажной передачей 10 и привод станка (1).

Станок содержит шесть механизмов зажима.

Каждый механизм зажима включает: зажимной цанговый патрон, который преобра- 15 зует осевую силу зажима в радиальную; передаточные звенья — рычаги, трубы, муфту зажима, тарельчатые пружины, ползуны, связанные с муфтами.

Механизм работает от привода станка, 20 крутящий момент которого преобразуется в осевую силу зажима (разжима).

Основным недостатком станка является то, что он содержит шесть одинаковых в конструктивном исполнении сложных сис- 25 тем механизмов зажима.

При обработке заготовки в станке находятся в нагруженном состоянии следующие сопряжения элементов: заготовка с цангой, цанга с корпусом патрона, корпус патрона 30 с фланцем шпинделя, цанга с трубой зажима, труба зажима с регулировочной гайкой, гайка с упругим звеном в виде тарельчатых пружин, тарельчатые пружины с муфтой зажима. Кроме того, при зажиме в напряженном состоянии находятся (под действием осевой силы зажима): шпиндель— подшипники — корпус шпиндельного барабана и корпус шпиндельного барабана— корпус станка.

Многозвенная силовая цепь, возникающая при обработке деталей, имеет большое напряженное состяние от значительной осевой силы. Это снижает точность деталей и повышает шероховатость обрабатываемых поверхностей, кроме того, осевая сила нагружает подшипники, снижает срок службы деталей.

Недостатком станка также является то, что полости шпинделей заняты трубой зажима, которая ограничивает диаметр прутка. Сложность конструкции механизма зажима, большой вес и габариты не обеспечивают постоянство силы во время обработки. Усложнена переналадка механизма при обработке различных диаметров прутков.

В известных конструкцих механизма зажима при отклонении диаметра прутка от номинального радиальная сила зажима в цанговом патроне может значительно колебать852448 ся из-за изменения условий контактирования губок цанги с корпусом патрона и прутком.

Данные механизмы зажима из-за разброса сил трения, характеристик упругой системы, отклонений диаметра прутка пе обеспечивают стабильной силы зажима. Это требует частых ручных регулировок механизма зажима, которые выполняются только при остановленном шпинделе.

Целью изобретения является упрощение конструкции станка.

Указанная цель достигается тем, что многошпиндельный токарный автомат, содержащий станину, в которой установлен шпиндельный барабан, включающий шпиндели с прикрепленными к ним за>кимными патронами, распределительный вал с рычажной передачей и привод станка, снабжен размещенными в станине реверсивным механизмом и дифференциалом, которые кинематически связаны с приводом станка, а между собой — посредством зубчатой передачи и электромагнитной муфты, а каждый зажимной патрон снабжен диском, при этом ведущий вал дифференциала имеет возможность периодического взаимодействия с одним из патронов посредством двух зубчатых колес, одно из которых установлено на водиле дифференциала и имеет возможность осевого перемещения, а другое — на корпусе патрона, причем второе зубчатое колесо посредством конической передачи связано с диском патрона.

Кроме того, токарный автомат для регулирования и стабилизации усилия зажима дополнительно снабжен второй электромагнитной муфтой, которая соединена с зубчатым колесом, установленным па водиле дифференциала посредством рычажной передачи, и связана с распределительным валом.

Упрощение конструкции предлагаемого станка обусловлено тем, что зажим заготовки в зажимном патроне осуществляется посредством крутящего момента, передаваемого от привода главного движения станка путем превращения его в радиальное усилие зажима при помощи спиральнореечного самоцентрирующего патрона. Применение спирально-реечных самоцентрирующих патронов имеет целый ряд преимуществ.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема станка; на фиг. 2 — конструктивное выполнение станка; на фиг. 3 — реверсивный механизм (сечение А — А фиг. 2); на фиг. 4 — кулачковый патрон с зубчатым колесом (в аксонометрии).

Многошпиндельный токарный автомат содержит (см. фиг. 1) станину 1, в которой установлен шпиндельный барабан 2, .включающий шпиндели 3 и 4 с прикрепленными к ним зажимными патронами 5 и 6, распределительный вал 7 с закрепленным

55 б0 б5 па нем барабаном 8 с кулачками зажима 9, рычажной передачей 10 и привод 11 станка.

Токарный автомат снабжен размещенными в станине реверсивным механизмом 12 и дифференциалом 13, которые посредством кинематической цепи, включающей цилиндрические зубчатые колеса 14, 15, конические зубчатые колеса 16, 17 и 18, 19, клиноременную передачу 20, 21, связаны с приводом 11.

Между собой реверсивный механизм и дифференциал связаны посредством червячной зубчатой передачи 22 и электромагнитной фрикционной муфты 23.

Ведущий вал 24 дифференциала 13 может периодически взаимодействовать с зажимными спирально-реечными патронами

5, 6 посредством зубчатого колеса 25, установленнго на водиле 26 дифференциала

13 и имеющего возможность осевого перемещения при помощи ползуна 27, который связан с распределительным валом 7 при помощи барабана 8 с кулачками зажима 9 посредством рычажной передачи 10. Второе плечо рычага связано с ползуном 27.

На ползуне 27 подвижно на шлицах установлена электромагнитная порошковая муфта 28, которая с одной стороны поджата пружиной 29, а с другой находится в зацеплении при помощи кулачковой муфты

30 с зубчатым колесом 25. Кулачковый патрон 5 содержит (см. фиг. 1, 2, 4) прикрепленный к фланцу шпинделя 4 корпус

31 патрона. На корпусе патрона установлено коническое зубчатое колесо 32, к которому прикреплено винтами цилиндрическое зубчатое колесо 33, с которым периодически взаимодействует зубчатое колесо

25 механизма зажима станка. Коническое колесо 32 находится в зацеплении с коническими шестернями 34, вмонтированными в радиальные отверстия корпуса 31 патрона. Шестерни 34 в свою очередь находятся в зацеплении с коническим колесом 35, прикрепленным винтами к диску 36. Диск

36 установлен свободно на корпусе 31 патрона и на торцевой плоскости имеет нарезанную спираль Архимеда, с которой находятся в зацеплении рейки кулачков 37.

Рейки кулачков 37 выполнены в плоскости, проходящей через ось симметрии базы крепления кулачка, а сами кулачки 37 перемещаются в радиальных пазах корпуса.

К кулачкам 37 прикреплены сменные вкладыши 38. Крышка 39, прикрепленная к передней части корпуса патрона, удерживает спиральный диск 36 от перемещения в осевом направлении и одновременно служит для защиты от попадания абразивного шлама и мелкой стружки в патрон.

Дополнительные крышки 40, закрепленные винтами на цилиндрической поверхности корпуса патрона, предохраняют от попадания абразивного шлама и мелкой

852448

30 стружки в направляющие поступательной пары и в механизмы патрона. Крышки 39 и 40 удерживают смазку механизмов патрона.

Конические шестерни 34 имеют квадратные углубления для ключа зажима с рукояткой зажима (при ручном регулировании усилия зажима) .

Реверсивный механизм 12 содержит вал 41 (см. фиг. 1 и 3), на котором установлен электромагнит 42, а также подвижная втулка 43 с пружиной 44 между ними.

По обе стороны электромагнита установлены конические колеса 45, 46, закрепленные на втулках 47, 48 с фрикционными дисками 49, 50. Втулки 47, 48 установлены на валу 41 при помощи подшипников качения

51, 52 и 53, 54. Колесо 55 жестко закреплено на валу червяка 56 червячной передачи 22.

Многошпиндельный токарный автомат работает следующим образом.

При включении привода 11 по кинематическим цепям вращение получают: шпиндели 3, 4, распределительный вал 7 с кулачками 9 и механизм зажима, включающий дифференциал 13 и реверсивный механизм 12. Зубчатое колесо 25, связанное с дифференциалом, имеет частоту вращения, равную частоте вращения шпинделя.

В момент зажима и разжима зубчатое колесо 25 находится в зацеплении с зубчатым колесом 33 патрона. При зажиме и разжиме заготовки частота вращения колеса 25 должна отличаться от частоты вращения шпинделя. Такое регулирование частоты вращения колеса 25 осуществляется при помощи дифференциала с реверсивным механизмом. Зажим или разжим заготовки осуществляется следующим образом: при вращении распределительного вала 7 с барабаном 8 кулачки 9 поворачивают рычаг

10, который перемещает ползун 27. Этот ползун, перемещаясь в осевом направлении вправо, заводит в зацепление зубчатое колесо 25 с колесом 33, установленным на корпусе патрона, обеспечивая плавное зацепление при вращающемся шпинделе. После кинематического соединения зубчатых колес 25, 33 включается электромагнитная фрикционная муфта 23, благодаря чему дифференциал 13 получает дополнительное вращение от реверсивного механизма. В результате суммирования двух движений, получаемых дифференциалом от привода

11 станка и от реверсивного механизма 12, зубчатое колесо 25 имеет суммарную частоту вращения, отличающуюся от частоты вращения шпинделя.

Зубчатое колесо 33 спирально-реечного патрона имеет зависимое движение от колеса 25. Кулачки патрона при помощи механизмов, расположенных в корпусе патрона, перемещаются в радиальном направ35

65 ленни, осуществляя зажим или разжим заготовки.

Кулачковый самоцентрирующий спирально-реечный патрон работает следующим образом.

При повороте зубчатого колеса 33, закрепленного на ступице конического колеса 32, проворачивается коническое зубчатое зацепление колес 32, 35 при помощи конических шестерен 34. Коническое колесо 35, закрепленное на ступице спирального диска 36, перемещает кулачки 37, которые соединены со спиралью при помощи реек. В результате перемещения кулачков

37 в радиальном направлении производится зажим или разжим обрабатываемого материала. Электромагнитной порошковой муфтой 28 регулируется величина крутящего момента, передаваемого спирально-реечному патрону, а следовательно, и величина усилия зажима, осуществляется стабилизация усилия зажима обрабатываемого материала.

Реверсивный механизм 12 механизма зажима работает следующим образом.

При подаче напряжения в обмотку электромагнита 42 (см. фиг. 3) втулка 43 подтягивается к корпусу электромагнита и торцем сжимает фрикционные диски 49, что обеспечивает передачу крутящего момента от вала 41 через коническое зубчатое зацепление колес 45, 55 червячному валу 56.

При снятии напряжения с обмотки электромагнита 42 втулка 43 под действием пружин 44 сжимает фрикционные диски

50, чем достигается передача крутящего момента от вала 41 через коническое зубчатое зацепление колес 46, 55 червячному валу 56.

После зажима обрабатываемого материала в кулачковом патроне электромагнитная фрикционная муфта 23 отключает вращение реверсивного механизма 12 и дифференциала 13, имея одно вращение от привода 11 станка, передает его по кинематической цепи зубчатому колесу 25, которое начинает вращаться с частотой, равной частоте вращения шпинделя. При перемещении ползуна 27 влево колесо 25 выводится из зацепления с приводным колесом 33 кулачкового патрона, благодаря чему обеспечивается возможность поворота шпиндельного барабана 2 и, в процессе обработки детали, кулачковый патрон 6 не связан с механпзмом зажима станка.

Формула изобретения

1. Многошпиндельный токарный автомат, содержащий станину, в которой установлен шпиндельный барабан, включающий шпиндели с зажимными патронами, распределительный вал с рычажной пере852448 дачей и привод станка, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, автомат снабжен размещенными в станине реверсивным механизмом и дифференциалом, кинематически связанными с приводом станка и посредством зубчатой передачи и электромагнитной муфты — между собой, а каждый зажимной патрон снабжен диском, при этом дифференциал имеет возможность периодического взаимодействия с одним из патронов посредством двух зубчатых колес, одно из которых установлено на водиле дифференциала и имеет возможность осевого перемещения, а другое — на корпусе патрона и посредством конической передачи связано с диском патрона.

2. Лвтомат по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения регулирова5 пия и стабилизации усилия зажима, он дополнительно снабжен второй электромагнитной муфтой, которая соединена с зубчатым колесом, установленным на водиле дифференциала посредством рычажной пе10 редачи, и связана с распределительным валом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кузнецов Ю. Н. Станки-автоматы, 15 часть 1, Киев, 1973, с. 53, фиг. 27, 28.

852448

Puz. 4

Составитель А. Лебедев

Техред А. Камышникова

Редактор И. Гохфельд

Корректор Л. Слепая

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1808/2 Изд. № 477 Тираж 1148 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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