RU1787697C - Револьверна головка - Google Patents

Abstract

Использование: на многооперационных станках, преимущественно токарной группы с ЧПУ, станках типа обрабатывающий центр с автоматической сменой инструмента и инструментальных шпинделей. Сущность изобретени : револьверна  головка содержит корпус 5, поворотную часть 7 с гнездами под хвостовики держателей 8 вращающегос  инструмента, корпус привода 32 вращающихс  инструментов, центральный и приводной валы с наход щимис  в зацеплении зубчатыми коническими колесами 28 и 33 и шестерню 27, установленную на центральном валу и кинематически св занную с электродвигателем и шестерней 23. Передача вращени  к инструменту осуществл етс  от электродвигател  через шестерни 26, 27, 28, 33 и соединение типа выступ-паз на торцах приводного и ведомого валов. При смене позиций револьверной головки шестерн  27 перемещаетс  влево и, взаимодейству  клиновым выступом 30 с клиновой впадиной 31 на корпусе привода, поворачивает центральный вал в положение , при котором паз 39 на приводном валу располагаетс  в одной плоскости с кольцевым пазом 40 на корпусе привода. Этим обеспечиваетс  ориентаци  всех выступов 38 на ведомых валах держателей относительно паза 39 на приводном валу и передача от него вращени  на инструмент в рабочей позиции, 5 ил. (Л С

Description

±Ј ia:str -yl

РЩШШЯЩ

. ЈxJ;ЈA гЧ-1- -- --- -И

}А Y, г ., ---bi

. . KJ-bf T у д .-Ж-- -г-//ТГР v /

И---J .

f fffSffff 19 21 22

3uz1

Ч

ч

/ ,n

Изобретение относитс  к станкостроению и может быть использовано в много- операционных станках преимущественно токарной группы с ЧПУ, станка типа обрабатывающий центр с автоматической сменой инструмента и инструментальных шпинделей .

Известны конструкции револьверной головки, содержащие приводной вал инструментальных шпинделей, установленный в корпусе револьверной головки параллельно оси поворотной части и соедин емой с инструментальными шпиндел ми, с помощью острозубых подпружиненных полумуфт. Недостатком этих конструкций  вл етс  увеличенный боковой габарит, создающий трудности по поводу интерференции револьверной головки с другими органами станка и обрабатываемой деталью,

Известны также конструкции револьверных головок, имеющие привод вращающихс  инструментов через центр револьверной головки (таким образом исчезают вопросы боковых габаритов, из-за которых могли бы.возникнуть затруднени  по поводу интерференции с остальными орга- $нами станка и обрабатываемой деталью). Но .по вл ютс  такие недостатки, как конструктивна  сложность управл емых приводов , необходимость к каждому вращающемус  инструменту подводить собственный управл емый привод, что усложн ет конструкцию револьверной головки и ограничивает возможность установки на всех позици х револьверной головки вращающегос  инструмента и соответственно ограничивает технологические воз- можности револьверной головки.

Известна конструкци  револьверной головки, выбранна  в качестве прототипа, внутри которой установлен привод вращающегос  инструмента, который в осевом на- правлении геометрически замкнут с планшайбой, и зафиксирован по углу поворота относительно корпуса револьверной головки направл ющим элементом и имеющего муфту дл  побчередного сцеплени  с инструментальными блоками оказывающимис  на рабочей позиции. Эта конструкци  устран ет недостатки перечисленных выше конструкций, но все же механизм управлени  полумуфтой дл  сцеплени  с ответными полумуфтами инструментальных блоков остаетс  довольно сложным, что отрицательно сказываетс  на надежности работы револьверной головки и требует дополнительного габарита внутри планшайбы, что не желательно.

Целью изобретени   вл етс  упрощение конструкции, повышение надежности

работы и уменьшение габарита планшайбы за счет исключени  необходимости устанавливать внутри планшайбы механизм включени -выключени  зубчатой полумуфты,

Указанна  цель достигаетс  тем, что полумуфты инструментальных блоков выполнены в виде выступа, а ответна  полумуфта привода вращающегос  инструмента представл ет собой торцовый паз. Таким обра0 зом выступ инструментального блока наход щегос  на рабочей позиции взаимодействует с пазом полумуфты привода вращающегос  инструмента чем и обеспечиваетс  передача вращени  инстру5 мента. Причем при смене позиций необходима ориентаци  выступа и паза вдоль относительного их перемещени . Ориентаци  выступа осуществл етс  кольцевым пазом в корпусе привода вращающегос 

0 инструмента, а ориентаци  и фиксаци  паза происходит в момент подключени  шестерни поворотно-делительного механизма револьверной головки к двигателю, за счет того, что эта шестерн  св зана в осевом

5 направлении с шестерней вращени  инструмента ,, котора  на торце имеет клиновой выступ дл  взаимодействи  с ответной клиновой впадиной зафиксированной от поворота , в результате чего шестерн 

0 перемеща сь в осевом направлении и взаимодейству  с клиновой впадиной проворачиваетс  и ориентирует паз вдоль перемещени  выступов. В результате этого при смене позиций выступы беспреп тст5 веннопоочередно проход тчерезторцовый паз.

Сопоставительный анализ за вл емого технического решени  с прототипом показывает , что за вл емое техническое реше0 ние отличаетс  от известного тем, что передача вращени  от привода вращающегос  инструмента к инструментальному блоку посредством выступ-шип-паз, .которые взаимно ориентируютс  автоматически в

5 момент подключени  шестерни поворотно- делительного механизма револьверной головки к двигателю.

На фиг. 1 представлено продольное сечение револьверной головки; на фиг. 2 0 разрез А-А на фиг. 1 (шестерн  вращени  инструмента подключена к двигателю); на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1 (шестерн  отключена от двигател ); на фиг. 4 - вид Б на фиг. 1 (шестерн  вращени  инструмента

5 подключена к двигателю); на фиг. 5 - вид Б .на фиг. 1 (шестерн  вращени  инструмента отключена от двигател , взаимодействует с клиновой впадиной).

Револьверна  головка 1 состоит из трех составных частей: поворотно-делительный

механизм 2; редуктор 3 и привод вращающегос  инструмента 4. Поворотно-делительный механизм 2 состоит из корпуса 5, с которым через базирующую муфту 6 сцепл етс  планшайба 7, с установленными в ней инструментальными блоками 8, под действием тарельчатых пружин 9, которые упирают одним концом через гайку 10 в планшайбу 7, а другим через опорный подшипник 11 в роликовую муфту 12, вззимо- действующую роликами, 13 с торцовыми кулачками 14 диска 15 упирающегос  другим торцом через опорный подшипник 16 в корпусе 5. Диск 15 по периферии имеет впадины 17 (число впадин равно числу позиций револьверной головки) дл  взаимодействи  с фиксатором 18. дл  фиксации планшайбы в рабочую позицию. Диск 15 по углу поворота св зан с планшайбой 7 шпонкой 19. На конце поворотной части (планшайбы 7) за- креплена шестерн  20 наход ща с  в зацеплении с датчиком углового положени  планшайбы (не показан).

Наличие у роликовой муфты 12 зубчатого венца 21 служит дл  кинематической се - зи через-вал-шестерню 22 с редуктором 3. внутри которого на вал-шестерне 22 установлена с возможностью осевого перемещени  и неподвижно по провороту шестерн  23 дл  сцеплени  с шестерней 24, установленной на валу двигател  25, (на фиг-. 1 редуктор 3 изображен.в развертке), на валу двигател  также установлен зубча- гый венец 26 дл  сцеплени  с шестерней 27 установленной подвижно в осевом направ- лени и на центральном валу с шестерней 28 и св занной с ней по углу поворота шпонкой 29. Шестерн  27 имеет на торцовой поверхности клиновой выступ 30 дл  взаимодействи  с ответной клиновой впадиной 31, выполненной на корпусе 23 привода врэщающихс  инструментов 4.

Шестерн  27 св зана с шестерней 23 в осевом направлении и перемещаетс  от пневмоцилиндра (не показан) или другого линейного привода.

В свою очередь вал-шестерн  28 сцепл етс  с конической шестерней 33 приводного вала, установленного в корпусе 32, который через шпонку 34 св зан по углу поворота с редуктором 3 св занным жестко с корпусом бив осевом направлении замкнутом через опорные подшипники 35 крышкой 36 с планшайбой 7. Причем привод вращающихс  инструментов 4 ориентире- ван по углу поворота и геометрически замкнут в осевом направлении так, что при нахождении планшайбы 7 в рабочей позиции (зажата) вал-шестерн  33 устанавливаетс  соосно инструментальному блоку 8,

наход щемус  нэ рабочей позиции 37 и имеющему выступ 38 дл  взаимодействи  (передачи крут щего момента) с пазом 39 шестерни 33. В корпусе 32 имеетс  кольцевой паз 40 дл  сохранени  ориентации выступов 38 (см.фиг. 1, 2, 3). В планшайбе 7 установлены пружины 41 дл  взаимодействи  с корпусом 5.

Причем кинематика привода вращающихс  инструментов 4 св зана по вращению так, что при нахождении шестерни 27 в крайнем левом положении (см.фи. 1 и 5), паз 39 шестерниЗЗ устанавливаетс  вдоль кольцевого паза 40 (см.фиг. 5), т.е. вдоль перемещени  выступов при смене позиций.

Револьверна  головка работает следую- щим образом. Допустим револьверна  головка 1 находитс  в рабочем положении(фиг. 1). Тогда планшайба 7 через базирующую муфту 6 жестко св зана с корпусом 5, который неподвижно установлен на суппорте токарного станка (не показан), и инструментальным блоком, если это токарный резец, ведут обработку. Если же на рабочей позиции 37 находитс  инструментальный блок 8 с вращающимс  инструментом (например: сперло и т.п.), то к нему вращение передаетс  от двигател  25 через шестерни 26, 27. шпонку 29, шестерни 28, 33, и посредством соединени  выступ-паз 38 и 39 на ведомый вал инструментального блока 8, наход щегос  на рабочей позиции 37. Шестерни 27 и 23 в этот момент наход тс  в крайнем правом положении (см.фиг. 1 и фиг. 4), при котором шестерн  27 сцепл етс  с шестерней 26, а шестерн  23 не сцепл етс  с шестерней 24.

Смена позиций осуществл етс  следующим образом. После окончани  технологи- ческогоперехода данным инструментальным блоком 8 вращение двигател  25 прерываетс , пневмоцилиндрбм (не показан) св занные между собой в осевом направлении шестерни 23 и 27 перемещаютс  влево (фиг. 1), при этом шестерн  23 сцепл етс  шестерней 24. а шестерн  27 выводитс  из зацеплени  с шестерней 26 и взаимодейству  клиновым выступом 30 с ответной клиновой впадиной 31 выполненной на корпусе 32 привода вращающихс  инструментов 4. При крайнем левом положении шестерни 27 (см.фиг. 5) паз 39 шастерни.ЗЗ оказываетс  ориентированным вдоль кольцевого паза 40 корпуса 32 (см.фиг. 3). Ориентаци  необходима дл  возможности смены позиций револьверной головки, так как после обработки вращающимс  инструментом паз-выступ 38 и 39 могут оказатьс  в любом положении (см.фиг. 2) и смена позиций без этого не возможна.

После этого вращение с двигател  25 через шестерни 24, 23 и 22 передаетс  на роликовую муфту 12, котора  начинает проворачиватьс , и так как фиксатор 18 находитс  в периферийной впадине 17 диска 15, то диск 15 остаетс  неподвижен, и ролик 13 обкатыва сь по торцовым кулачкам 14 попадают во впадины (не показаны) и роликова  муфта 12 под действием тарельчатых пружин 9 перемещаетс  влево. Но так как тарельчатые пружины 9 короткоходовые, то далее уже по мере вхождени  роликов 13 во впадины кулачков 14 уже перемещаетс  влево вс  планшайба 7 с гайкой 10, тарельчатыми пружинами 9 и подшипником 11 под действием пружин 41, взаимодействующим с корпусом 5. После того как ролики 13 полностью вкатились во впадину кулачков 14 базирующа  муфта 6 оказываетс  разомкнутой и планшайба 7 готова к провороту (смене позиций).

После того, как ролики 13 полностью войдут во впадины кулачков 14, планшайба 7 окажетс  готовой к повороту (смене позиций ), в этот момент фиксатор 18 выходит из впадин 17 диска 15 и далее диск 15 вращаетс  вместе с роликовой муфтой 12 прижатой к диску 15 пружинами 41.

Благодар  наличию шпонки 19 вместе с диском 15 вращаетс  планшайба 7. Положение .планшайбы 7 по углу отслеживает датчик (не показан) кинематически св занный с планшайбой 7 шестерней 20. Причем усилие пружин 41 подобрано таким образом, чтобы при вращении ролики 13 не могли выехать из впадин кулачков 14, а заставл ли диск 15 и планшайбу 7 вращатьс  вместе с рол.иковой муфтой 12. Когда против рабочей, позиции 37 оказываетс  нужный инструментальный блок 8 срабатывает фиксатор 18, т.е. входит во впадину. 17, соответствующую данной рабочей позиции револьверной головки 1, при этом диск 15 становитс  неподвижным , а роликова  муфта 12 продолжает вращатьс . При этом ролики 13 выезжают из впадин кулачков 14 и роликова  муфта 12 перемещаетс  вправо, преодолева  сопротивление пружин 9 и 41 замыкает базирующую муфту 6. Планшайба 7 оказываетс  в крайнем правом положении (зажата).

. Как только ролики 13 полностью выехали из впадин кулачков 14 двигатель 25 останавливаетс .

Если же на рабочей позиции окажетс  простой не вращающийс  инструмент,, то перемещать шестерни 23 и 27 вправо не надо. Можно производить обработку, при этом ориентаци  паза 39 сохранитс  и револьверна  головка подготовлена к смене

ПОЗИЦИЙ..

Если же необходимо вести фрезерную операцию, то шестерни 23 и 27 необходимо

переместить в крайнее правое положение, т.е. повторитс  полный цикл.

Применение данной конструкции револьверной головки значительно сокращает количество подвижных элементов привода

вращающегос  инструмента револьверной головки, а соответственно повышает надежность работы и дает возможность уменьшить массу планшайбы (габарит). Ф о р м у л а и з о б р е т е н и  

Револьверна  головка, содержаща  корпус, установленную в нем поворотную часть с гнездами под хвостовики держателей вращающегос  инструмента, размещенный в поворотной части корпус привода

вращающихс  инструментов, св занный с корпусом револьверной головки фиксирование от поворота, установленные в корпусе привода центральный вал и расположенный соосно с гнездом в рабочей

позиции головки приводной вал с закрепленными на них и наход щимис  в зацеплении коническими зубчатыми колесами, установленное на конце центрального вала фиксированно от поворота зубчатое колесо,

предназначенное дл  передачи на него вращени  от электродвигател , и средства дл  соединени  приводного вала с ведомым ва- лом, размещенным в хвостовике держател  вращающегос  инструмента, отличающ а   с   тем, что, с целью упрощени  конструкции и повышени  надежности работы головки, средства дл  соединени  приводного вала с ведомым валом выполнены в виде кольцевого паза на наружной поверхности корпуса привода и торцевого паза - на приводном валу, предназначенных дл  соединени  с ответными выступами, выполненными на ве домых валах держателей вращающегос  инструмента, а также клинового

выступа на торце зубчатого колеса, установленного на конце центрального вала, и ответной впадины на заднем торце корпуса привода, при этом кольцевой паз расположен в плоскости, проход щей через оси

гнезд поворотной части, а плоскость симметрии клиновой впадины на торце корпуса привода расположена перпендикул рно плоскости симметрии торцевого паза приводного вала при условии совпадени  последней с плоскостью симметрии кольцевого паза, при этом зубчатое колесо на конце центрального вала установлено с возможностью осевого перемещени  от введенного в головку привода.

Й-Д

Вид 6