CZ301607B6 - Zarízení pro pohon vreten obrábecího stroje - Google Patents

Abstract

Hnací hrídel vretenového motoru (1) je prostrednictvím ozubeného remene (2) trvale spojena s hnacím ozubeným soukolím (3) jehož výstupní ozubené kolo (33) je uloženo na hnací hrídeli (4), pricemž na opacném konci hnací hrídele (4) je usporádané protilehlé ozubené kolo (6) zabírající s protikolem (7) uloženém na pracovním vretenu (8) a usporádaném spolecne s pracovním vretenem (8) ve vretenovém bubnu (13).

Description

Zařízeni pro pohon vřeten obráběcího stroje

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro pohon vřeten obráběcího stroje, a to zejména vícevřetenového automatického soustruhu s horizontálními pracovními vřeteny uloženými na jedné roztečné kružnici ve vřetenovém bubnu.

Dosavadní stav techniky

Vysoká produktivita práce vícevřetenových automatů je dána způsobem jejich práce. Vřetena, v nichž je upnut obráběný materiál jsou kruhově uložena na vřetenovém bubnu, který je přizpů15 soben tak, aby se mohl přetáčet z jedné pracovní polohy do druhé, přičemž pracovních poloh je tolik, kolik je vřeten ve vřetenovém bubnu. Obrobek prochází postupně z jedné pracovní polohy do druhé, v každé pracovní poloze se na obrobku provede část pracovních operací. Současným trendem v oblasti výroby obráběcích strojů, vyplývajícím zejména ze stále se zvyšujících požadavků odběratelů, je neustále zvyšování jejich užitných vlastností, technologických a pracovních možností obráběcích strojů, při současném snižování neproduktivních obslužných, nevýrobních časů, spojených s jejich častým seřizováním či výměnou nástrojů.

Současně s trendem zvyšování užitných vlastností, technologických a pracovních možností obráběcích strojů se poměrně značně zvyšují nároky zákazníků na výslednou přesnost obrábění při dodržení vysoké kvality povrchu, přesnosti obráběné součásti a zachování ekonomické ceny obrábéní. Jednou z možností, jak těchto podmínek odběratelů a zákazníků dosáhnout je rozšiřování víceprofesnosti obráběcích strojů. Hlavní snahou výrobců obráběcích strojů je tedy soustředění více druhů technologií obrábění do jednoho obráběcího stroje. Toto řešení umožňuje provést co nejvíce technologických operací na jednom stroji a zejména při jednom upnutí polotovaru a tím podstatně minimalizovat neproduktivní obslužné časy související s počtem přepínání obrobku v průběhu obrábění pro jeho dokončení na hotovo. Tento trend se plně projevuje i u vícevřetenových automatů, určených pro hromadnou a sériovou výrobu rotačních součástí z tyčového materiálu. Je snaha dosáhnout jejich vysoké produktivity práce při současném podstatném snížení neproduktivních přípravných časů. Z důvodu zvyšování užitných vlastností jsou stroje, původně určené pouze pro soustružení rotačních součástí z tyčového materiálu, osazovány různými přídavnými zařízeními umožňujícími provádět na těchto strojích i takové technologické operace jako jsou např. řezání a válcování závitů, vystružování, rychlostní vrtání, frézování, protlačování vnitřních vícehranů a další speciální technologické operace.

Každá změna technologické operace je provázená nutnou změnou řezných podmínek definovanou zejména změnou otáček pracovního vřetene. Jsou známá řešení umožňující pomocí mechanicky ovládané spojky vřeteno buď zastavit nebo provozovat za jiných otáček. Jedná se o konstrukčně složitá a na zástavbový prostor náročná řešení. Podstatnou nevýhodou je omezená možnost regulace rozsahu otáček.

Novější stroje řeší problém kompromisních řezných podmínek na jednotlivých pracovních vřetenech individuálními motory integrovanými ve vřetenovém bubnu. Uvedené řešení má řadu nevýhod v komplikovaném přívodu energií a především ve velkém množství tepla vznikajícího ve vřetenovém bubnu od impregnovaných motorů. Vřetenový buben musí být ve vřetenové skříni uložen s velkou vůlí a tím dochází k velkému rozsahu pohybu střední osy vřetenového bubnu. Při odjištční a přetáčení vřetenového bubnu tak vzniká značný třecí odpor proti přetáčení, což má nepříznivý vliv jak na velikost časů potřebných k přetáčení, tak i na opotřebení jednotlivých částí zařízení. Vedle toho se zařízení stává termicky nestabilní. Tepelná stabilita vřetenového bubnu pak musí být řešena prostřednictvím komplikovaných a energeticky náročných chladicích agregá55 tů.

-1 CZ 301607 B6

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro pohon vřeten obráběcího stroje, a to zejména více5 vřetenového automatického soustruhu s horizontálními pracovními vřeteny uloženými na jedné roztečné kružnici ve vřetenovém bubnu, přičemž jejich pohon je realizován od individuálních vřetenových motorů podle vynálezu. Na vynálezu je podstatné to, že hnací hřídel vřetenového motoru je prostřednictvím ozubeného řemene trvale spojena s hnacím ozubeným soukolím, jehož jedno ozubené kolo je uloženo na hnací hřídeli, přičemž na opačném konci této hnací hřídele je uspořádané protilehlé ozubené kolo zabírající sprotikolem uloženém na pracovním vřetenu. Pro správnou funkci je výhodné, aby hnací hřídel byla ve vřetenovém bubnu a ve skříni pohonů uložena prostřednictvím ložisek uspořádaných na nábojích ozubených kol a protilehlých ozubených kol. Pro bezpečný přenos kroutícího momentu jsou ozubená kola a protilehlá ozubená kola s hnací hřídelí spojena kuželovým spojem. Pro zabezpečení polohových vazeb mezi pracovními vřeteny jsou na ozubených kolech a protilehlých ozubených kolech, uložených na hnacích hřídelích, uspořádané polohovací dílce opatřené ozuby zapadajícími do drážek v ozubených kolech a na čelech hnacích hřídelí. Je přirozené, že hnací hřídele jsou duté a uspořádané do souosého svazku.

Pokrok, dosažený zařízením pro pohon vřeten obráběcího stroje podle vynálezu spočívá v tom, že zvoleným konstrukčním uspořádáním je řešen pohon každého vřetene samostatně od externího vřetenového motoru umístěného ve skříni pohonů. Přenos výkonu je realizován středem vřetenového bubnu přes převody a souose uložené hnací hřídele. Tím je umožněno obrábět v každé pracovní poloze při optimálních řezných podmínkách s minimálním vývinem tepla ve vřetenovém bubnu a bez nutnosti komplikovaného přívodu silových a signálových vodičů přes kroužkové sběrače, případně postupného navíjení a odvíjení kabelů na vřetenový buben. Současně se výrazně zlepšuje termická stabilita uložení pracovních vřeten.

Pokrok dosažený zařízením podle vynálezu spočívá také v tom, že umožňuje použití kompozitní30 ho materiálu pro hnací hřídele a tím odstraňuje, zejména u hřídelí menšího průměru, nebezpečí vzniku vlastních kmitů. Podstatným zlepšením je i zjednodušené zjišťování polohy pracovních vřeten, která je snímána z odměřování motoru. Zvolené uspořádání valivých prvků má výhodu v tom, že je možno použít vyšší otáčky pracovního vřetene bez nutnosti zvětšování jeho rozměru při současném zachování optimální tuhosti uložení a roztečného průměru pracovních vřeten v závislosti pouze na velikostí jmenovitého průměru obrábění.

Přehled obrázků na výkresech

Příkladné provedení zařízení podle vynálezu je zobrazeno na přiložených výkresech, kde na obrázku 1 je schematicky znázorněn princip pohonu pracovních vřeten pro čtyřvřetenový stroj, na obrázku 2 je zobrazen detail uložení hřídelí a propojení ozubených kol s hnací hřídelí a na obrázku 3 je v axonometrickém pohledu zobrazeno uspořádání vřetenového bubnu a centrálního pohonu.

Příkladné provedeni vynálezu

Pohon vřeten více vřetenového automatického soustruhu s vřeteny uloženými na jedné roztečné kružnici ve vřetenovém bubnu, podle vynálezu, je řešen jako nezávislý pohon jednotlivých pracovních vřeten 8 prostřednictvím vřetenových motorů T Vřetenové motory I jsou uloženy mimo prostor vřetenové skříně ve zde neznázoměné skříni pohonů. Výstupní hřídel každého z vřetenových motorů i je prostřednictvím ozubeného řemenu 2 spojena s příslušným hnacím ozubeným soukolím 3. Hnací ozubené soukolí 3 sestává z ozubeného kola 31 a ozubené řemenice 34, ulože55 ných na spojovací hřídeli 32 a ozubeného kola 33 uloženého na hnací hřídeli 4. Na opačném kon-2CZ 301607 B6 ci hnací hřídele 4 je uloženo protilehlé ozubené kolo 6 zabírající s protikolem 7 uspořádaném na pracovním vřetenu 8. Každé z pracovních vřeten 8 je poháněno takovouto převodovou soustavou, přičemž jednotlivé hnací hřídele 4 mají nestejnou délku a jsou uspořádané jako svazek 5 souose uložených hnacích hřídelí 4, z nichž středový má největší délku a vnější nejkratší délku. Hnací hřídele 4 jsou ve skříni pohonu a ve vřetenové skříni uloženy prostřednictvím ložisek 9 uspořádaných na nábojích ozubených kol 33 respektive protilehlých ozubených kol 6. Vlastní spojení ozubených a protilehlých ozubených kol 33, 6 s hnací hřídelí 4 je realizováno kuželovým spojem jO uspořádaným ve vybrání tělesa ozubených kol 33, 6. Ze strany uložení ložisek 9 jsou ozubená kola 33 a protilehlá ozubená kola 6 opatřena polohovacím dílem JJ. Na polohovacím dílci JJ. io jsou vytvořeny ozuby J2 zapadající do čelních drážek v ozubených kolech 33, 6 a v hnací hřídeli

4.

Funkce zařízení pro pohon vřeten soustružnického automatu spočívá v tom, že slouží jako prostředek pro přenos výkonu pro každé pracovní vřeteno 8 obráběcího stroje samostatně a zároveň zaručuje vzájemnou pozici jednotlivých pracovních vřeten 8 a protivřeten v polohové vazbě na použitou technologii, bez nutnosti odměřování každého pracovního vřetene. Princip pohonu je zřejmý z přiloženého vyobrazení. Zařízení řeší pohon každého pracovního vřetene 8 samostatně od externího vřetenového bubnu J umístěného ve skříni pohonů. Přenos výkonu je realizován středem vřetenového bubnu 13.. Od externích vřetenových motorů J se přes hnací ozubené souko20 lí 3 pohání hnací hřídele 4, v provedení kovových nebo kompozitových trubek a dále prostřednictvím soukolí 6,7 jsou poháněna pracovní vřetena 8. Tím je umožněno obrábět v každé pracovní poloze při optimálních řezných podmínkách, s minimálním vývinem tepla ve vřetenovém bubnu J3 a bez nutnosti komplikovaného přívodu silových a signálových vodičů. Vzájemná poloha ozubeného kola 33 a hnací hřídele 4 je zabezpečena polohovacím dílcem 11, jehož ozuby 12 zapadají jednak do drážky v Čele hnací hřídele 4 a jednak do drážky v náboji ozubeného kola 33 na hnací hřídeli 4 uloženém. Vzájemnou polohu těchto dvou prvků lze libovolně definovat, protože přenos kroutícího momentu z ozubeného kola 33 na hnací hřídel 4 je realizován pomocí kuželového spoje JO. Stejnou funkci plní polohovací dílec 11 i při vymezení vzájemné polohy hnací hřídele 4 a protilehlého ozubeného kola 6. Prostřednictvím polohovacího dílce JJ je zajiště30 na trvalá polohová vazba mezi pracovním vřetenem 8 a vřetenovým motorem 1 bez nutnosti odměřování na pracovních vřetenech 8. Protože polohovacím dílcem JJ jsou osazena všechna ozubená kola 33,6 a současně jsou na čelech všech hnacích hřídelí 4 vytvořeny drážky pro ozub }2 polohovacího dílce Ji, je tak při současném odměřování ve všech externích vřetenových motorech zabezpečena polohová vazba mezi jednotlivými pracovními vřeteny 8.

Průmyslová využitelnost

Řešení pohonu pracovních vřeten obráběcího stroje podle vynálezu je možno využít u všech obráběcích strojů s dvěma a více samostatně poháněnými vřeteny.

Claims (5)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   5 1. Zařízení pro pohon vřeten obráběcího stroje, a to zejména vícevřetenového automatického soustruhu s horizontálními pracovními vřeteny uloženými na jedné roztečné kružnici ve vřetenovém bubnu, přičemž jejich pohon je realizován od individuálních vřetenových motorů, se vyznačuje tím, že hnací hřídel vřetenového motoru (1) je prostřednictvím ozubeného řemene (2) trvale spojena s hnacím ozubeným soukolím (3) jehož výstupní ozubené kolo (33) je io uloženo na hnací hřídeli (4), přičemž na opačném konci hnací hřídele (4) je uspořádané protilehlé ozubené kolo (6) zabírající s protikolem (7) uloženém na pracovním vřetenu (8) a uspořádaném společně s pracovním vřetenem (8) ve vřetenovém bubnu (13).
2. 2. Zařízení pro pohon vřeten obráběcího stroje podle nároku 1, vyznačující se tím, is že hnací hřídel (4) je ve vřetenovém bubnu (13) a ve skříni pohonů uložena prostřednictvím ložisek (9) uspořádaných na nábojích ozubených kol (33) a protilehlých ozubených kol (6).
3. 3. Zařízení pro pohon vřeten obráběcího stroje podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se t í m, že ozubená kola (33) a protilehlá ozubená kola (6) jsou s hnací hřídelí (4) spojena kuželo20 vým spojem (10).
4. 4. Zařízení pro pohon vřeten obráběcího stroje podle nároků laž3, vyznačující se tím, že na ozubených kolech (33) a protilehlých ozubených kolech (6) jsou uspořádané polohovací dílce (11) opatřené ozuby (12) zapadajícími do drážek v ozubených kolech (33, 6) a na

   25 čelech hnacích hřídelí (4).
5. 5. Zařízení pro pohon vřeten obráběcího stroje podle nároků 2až5, vyznačující se tím, že hnací hřídele (4) jsou duté a uspořádané do souosého svazku (5).