Автоматическая револьверная головка металлорежущего станка

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ („844803

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 08.08.80 (21) 2971707I25-08 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М,К .

В 23 В 29/32

Геауддрственнмй кнмитет

СССР (53) УДК 621.941-229. 2 (088.8) Опубликовано 23.07.82. Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 28.07.82

M делам иэайретений и нткрмтий (72) Авторы изобретения

И. П. Горюнов и Ю. В. Ерошев ч-. ч -.;

Т& XP.;-."-, t:. -, Рязанское специальное конструкторскод бюр9, ! >-6;. Лй(,. ;. станкостроения (71) Заявитель (54) АВТОМАТИЧЕСКАЯ РЕВОЛЬВЕРНАЯ ГОЛОВКА

METAËË0ÐÅÆÓÙÅÃ0 СТАНКА

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в автоматизированных металлорежущих станках, преимущественно токарной группы с числовым программным управлением (ЧПУ), для автоматической смены режущего инструмента.

Известна автоматическая револьверная головка металлорежущего станка, содержащая основание, поворотный резцедержатель, привод с редуктором, выходное звено кото.рого связано с резцедержателем посредством винтовой пары, жестко связанный с основанием фланец и механизм сцепления резцедержателя с приводом (11.

Однако известная головка недостаточно надежна в работе, что обусловлено в основном ненадежностью механизма сцепления (стопорения), а также планетарной конструкцией редуктора.

Цель изобретения — повышение надежности работы револьверной головки.

Указанная цель достигается тем, что механизм сцепления выполнен в виде поводка, установленного в резцедержателе, и скошенного упора, жестко связанного с выходным звеном редуктора и сопряженного с гнездом, выполненном на этом звене, при этом

2 на торце фланца выполнен кольцевой бурт с пазами, а на поводке — выступ, предназначенный для взаимодействия с этими пазами, и косой срез, предназначенный для взаимодействия с упомянутыми скошенным упором и гнездом.

На фиг. 1 изображена предлагаемая револьверная головка, осевой разрез; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3— разрез Б — Б на фиг. 1; на фиг. 4 — вид

В на фиг. 3; на фиг. 5 — вид Г на фиг. 3;

1о на фиг. 6 — сечение Д вЂ” Д на фиг. 5.

Револьверная головка включает устанавливаемое на станке основание 1, на котором базируются все остальные .узлы и детали.

Основание 1 состоит из опорной плиты 2, жестко скрепленного с ней (или выполненного за одно целое) стакана 3, жестко скрепленной со стаканом (или выполненной за одно целое) оси 4 и фланца 5, закрепленного на оси 4 с помощью шпонки 6 и гайки 7. го

Стакан 3 является осью вращения и направляющей при осевых перемещениях поворотного резцедержателя 8, несущего резцовые блоки 9. В нижней части резцедержатель 8 несет кольцевой зубчатй венец 10 с треугольными в поперечном сечении зу9 44803 бьями (типа «мышиный зуб») . Зубчатый венец 10 в сочетании с идентичным венцом, закрепленным на опорной плите 2, образует базирующий фиксатор для точной и жесткой фиксации резцедержателя 8 на заданной позиции. В верхней части резцедержателя 8 установлен и жестко соединен с ним стакан 11.

Головка снабжена электромеханическим приводом для осевых перемещений и поворота рез цеде ржа тел я.

Привод состоит из электродвигателя 12, всхроенного в полость стакана 3, и волнового редуктора (передаточное отношение 120), базирующегося посредством игольчатого подшипника на ось 4. Волновой редуктор представляет собой эллипсовидный в плане двухкулачковый генератор 13 волн деформации, взаимодействующий через ролики 14 с упруго гибким зубчатым венцом 15. Генератор 13 волн связан с валом двигателя 12 посредством зубчатых передач 16 и 17 (суммарное передаточное отношение 1,4).

Гибкое звено 15 взаимодействует с двумя жесткими зубчатыми венцами, один из которых — 18 — жестко закреплен на основании 1 (его элемента — стакане 3), а второй — 19 — представляет собой выходное звено волнового редуктора.

Количество зубьев венца 18 отличается от их количества на венце 19 на два зуба (при двухкулачковом генераторе волн в данном случае). Поэтому за один оборот генератора волн 13 выходное звено 19 повернется на угол, соответствующий двум шагам его зубчатого венца, что в данном случае соответствует передаточному числу i = 120.

Выходное звено 19 смонтировано на оси 4 посредством игольчатого подшипника и зафиксировано от осевых смещений фланцем 5 и упорным подшипником 20.

Для обеспечения осевых перемещений резцедержателя 8 при его фиксации и расфиксации на заданной позиции головка имеет винтовую пару, гайка 21 которой жестко закреплена на резцедержателе 8, а винтом является выходное звено 19, на периферии которого выполнена винтовая нарезка (четырехзаходная, трапециедальная) .

В зафиксированном на позиции положении резцедержатель 8 не имеет кинематической связи с приводом (кроме винтовой пары, которая не обеспечивает поворот резцедержателя) . Поэтому для обеспечения поворота резцедержателя 8 при смене позиций головка снабжена механизмом сцепления резцедержателя с приводом.

Механизм сцепления состоит из поводка 22, взаимодействующего при повороте резцедержателя с выходным звеном 19 редуктора, и кольцевого бурта 23, выполненного на торце фланца 5.

Поводок 22 смонтирован в радиальном отверстии резцедержателя 8 с возможнос35

55

З0 тью перемещения вдоль этого отверстия и подпружинен в направлении оси головки.

Поводок 22 имеет направляющую часть, расположенную в отверстии резцедержателя, и заходную часть, выступающую из этого отверстия. На заходной части поводка выполнен косой срез 24 и выступ 25, а на выходном звене 19 имеется скошенный упор 26, контур которого сопряжен с контуром выполненного здесь же гнезда 27 для западания поводка 22.

При сцеплении резцедержателя 8 с приводом косой срез 24 на поводке 22 взаимодействует со скошенным упором 26 на звене 19. При повороте резцедержателя 8 выступ 25 взаимодействует с внутренней поверхностью бурта 23.

Бурт 23 имеет четыре открытых снизу паза — по числу позиций головки, в которые входит поводок 22 при осевых перемещениях резцедержателя 8.

Кроме того, головка имеет установленный на резцедержателе 8 подпружиненный фиксатор 28, взаимодействующий поочередно с четырьмя однонаправленными упорами, закрепленными на основании 1. Этот фиксатор предназначен для предварительной грубой фиксации резцедержателя 8 на позиции.

Управление головки осуществляется командами с ЧПУ посредством командоаппарата, состоящего из четырех герконов 29. равномерно установленных на гериферии. фланца 5, и постоянного магнита 30, закрепленного на стакане 11.

Смена позиций головки включает три движения резцедержателя: подъем его на

6 мм, поворот до заданной позиции и опускание с жесткой фиксацией.

По сигналу от системы ЧПУ станка на смену позиции включается электродвигатель 12. Вращение его вала передается зубчатыми передачами 16 и 17 на генератор 13 волн деформации волнового редуктора. Звено 19 редуктора, являясь одновременно винтом винтовой пары, поднимает гайку 21 и жестко связанный с ней резцедержатель 8.

При этом зубчатый венец 10 резцедержателя 8 выходит из зацепления с ответным зубчатым венцом основания 1, т. е. происходит расфиксация резцедержателя.

В начальный момент подъема резцедержатель 8 удерживается от поворота зубьями венца 10, а затем поводком 22, который в процессе подъема входит своим выступом 25 в паз бурта 23. Для подъема резцедержателя на требуемую высоту (6 мм) винт (звено 19 редуктора) поворачивается на угол Ю равный 68 .

В конце поворота упор 26 своей наклонной поверхностью набегает на косой срез 24 и втягивает поводок 22 в сопряженное с упором гнездо на звене 19 (этому способствует

944803

Формула изобретения также пружина поводка). При этом выступ

25 поводка выходит из паза бурта 23 внутрь пространства, ограниченного этим буртом.

На этом первый этап — подъем резцедержателя — закончился. Запавший в гнездо поводок 22 сцепил резцедержатель с выходным звеном 19 редуктора, в результате чего резцедержатель утратил возможность дальнейшего осевого перемещения и получил возможность поворота вместе с звеном 19 редуктора, а зубчатый венец 10 и выступ 25 вышли из зацепления соответственно из ответного венца и паза бурта 23.

Поворот резцедержателя (происходит против часовой.. стрелки) начинается с момента прекращения его подъема и продолжается до прихода соответствующего резцового блока 9 на заданную позицию, которой может быть не обязательно соседняя с предыдущей, а любая из трех других позиций.

Поиск заданной позиции осуществляет магнит 30. Поворачиваясь вместе с резце- 20 держателем, магнит 30 поочередно замыкает своим магнитным полем герконы 29. Если выводы геркона не подключены к цепи управления двигателем 12, то никаких последствий от замыкания геркона не происходит, поворот резцедержателя продолжается дальше. При этом предварительный фиксатор 28

«прощелкивает» по упорам, взаимодействуя с ними скошенной тыльной частью.

Заданная позиция определяется тем, что по сигналу от системы ЧПУ выводы герко- 30 на 29, соответствующего заданной позиции, подключаются (автоматикой) к цепи управления двигателем 12, так что эта цепь имеет разрыв только в герконе. Как только магнит 30 замкнет этот геркон, двигатель 12 реверсируется. Причем герконы 29 установлены так, что в момент реверса резцедержатель 8 оказывается в положении некоторого перебега (на угол около 10 ) относительно заданной позиции.

С реверсом двигателя 12 (и, значит, всего привода) начинается обратный поворот (по часовой стрелке) резцедержателя на величину перебега до соприкосновения фиксатора 28 с упором, жестким в этом направлении вращения. Поворот резцедержателя 8 продолжаться не может (не пускает фиксатор 28), а вращение звена 19 продолжается далее, но теперь уже (после реверса) по часовой стрелке. В результате этого гайка 21, а с ней и резцедержатель 8, опускается по нарезке винта (звена 19) вниз.

В момент соприкосновения фиксатора 28 с упором поводок 22 оказывается против паза бурта 23 (с его внутренней стороны) и при дальнейшем вращении звена 19 выжимается наклонной плоскостью гнезда в паз бурта 23.

Тем самым резцедержатель расцепляется с приводом поворота и одновременно стопорит. ся относительно неподвижного фланца 5 стенками паза бурта 23 (впрочем, с возможностью незначительного колебания около среднего положения за счет зазора между стенками паза и поводком).

При опускании резцедержателя 8 зубчатый венец 10 входит в зацепление с ответным венцом основания 1 до жесткого упора и далее поднимается с усилием до 5 т, чем достигается жесткая стабильная фиксация резцедержателя и высокая точность его позиционирования на новой позиции.

При достижении заданного усилия зажима контрольное устройство, например реле максимального тока, выключает электродви- . гатель 12. Смена позиции закончена.

Положительный эффект обеспечивается при использовании данной револьверной головки за счет повышения ее надежности посредством волнового редуктора и механизма периодического сцепления соответствующего особенностям работы волнового редуктора.

Автоматическая револьверная головка металлорежущего станка, содержащая основание, поворотный резцедержатель, привод с редуктором, выходное звено которого связано с резцедержателем посредством винтовой пары, жестко связанный с основанием фланец и механизм сцепления резцедержателя с приводом, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, механизм сцепления выполнен в виде поводка, установленного в резцедержателе, и скошенного упора, жестко связанного с выходным звеном редуктора и сопряженного с гнездом, выполненным на этом звене, при этом на торце фланца выполнен кольцевой бурт с пазами, а на поводке — выступ, предназначенный для взаимодействия с этими пазами, и косой срез, предназначенный для взаимодействия с скошенным упором и гнездом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2643897/25-08, кл. В 23 В 29/32, 1978.

944803

Видl

Иид 6

Составитель А. Сапенок

Редактор Т. Киселева Техред А. Бойкас Корректор Ю. Макаренко

Заказ 5216/15 Тираж 1153 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и о1крытий

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

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