RU1814990C

RU1814990C - Automatic turret of metal-cutting machine

Info

Publication number: RU1814990C
Authority: RU
Inventors: Валерий Владимирович Котелевец
Original assignee: Рязанское специальное конструкторское бюро станкостроения
Priority date: 1990-10-05
Filing date: 1990-10-05
Publication date: 1993-05-15

Abstract

Использование: в металлорежущих станках преимущественно тбкарной группы дл автоматической смены инструмента, где требуетс высока точность фиксации в сочетании с быстродействием и повышенной надежностью работы. Сущность изобретени : автоматическа револьверна головка содержит корпус, установленный на нем поворотный резцедержатель 3, привод его поворота , включающий выходное зубчатое ., В. ...... 2 колесо 10 и кинематически св занные с ним . элементы качени , расположенные в поворотном резцедержателе, а также механизм периодического соединени резцедержател с зубчатым колесом и механизм периодического соединени резцедержател с корпусом, включающий подпружиненный храповой фиксатор 18, взаимодействующий с гнездами 21 по количеству позиций головки . Новым вл етс то, что в механизм периодического соединени резцедержател с выходным зубчатым колесом 10 введено кольцо 22 с криволинейными пазами и осевой фиксатор 30 с двум роликами 31 и 28, предназначенными дл взаимодействи , соответственно с криволинейными пазами кольца 22 и криволинейными пазами, выполненными на выходном зубчатом колесе 10. Гнезда под храповой фиксатор 18 выпол- д нены в кольце 22. 3 ил. елUsage: in metal-cutting machines of the predominantly tbcar group for automatic tool change, where high precision of fixation is required in combination with speed and increased reliability. SUMMARY OF THE INVENTION: an automatic turret includes a housing, a rotary tool holder 3 mounted thereon, a rotary drive thereof, including an output gear., B. ...... 2 wheel 10 and kinematically associated with it. rolling elements located in the rotary tool holder, as well as a mechanism for periodically connecting the tool holder to the gear and a mechanism for periodically connecting the tool holder to the housing, including a spring-loaded ratchet lock 18, which interacts with the sockets 21 according to the number of head positions. What is new is that a ring 22 with curved grooves and an axial retainer 30 with two rollers 31 and 28 designed to interact with curved grooves of the ring 22 and curved grooves made at the output, respectively, are introduced into the mechanism for periodically connecting the tool holder to the output gear 10; gear 10. Sockets for ratchet lock 18 are made in ring 22. 3 ill. ate

Description

Изобретение относитс к станкостроению и может быть использовано в металлорежущих станках, преимущественно токарной группы, дл автоматической смены инструмента.The invention relates to machine tool industry and can be used in machine tools, primarily a turning group, for automatic tool change.

Целью изобретени вл етс повышение надежности работы револьверной головки .The aim of the invention is to increase the reliability of the turret.

На фиг.1 изображен осевой разрез револьверной головки; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1.Figure 1 shows an axial section of a turret; figure 2 is a section aa in figure 1; in Fig.Z - section bB in Fig.1.

Револьверна головка содержит основание 1 с жестко закрепленной на нем зубчатой полумуфтой 2, поворотный резцедержатель 3, жестко установленную на нем зубчатую полумуфту 4. Зубчатые полумуфты 2 и 4 своими зубь ми соединены с зубчатой полумуфтой 5, установленной в резцедержателе 3 с возможностью осевого перемещени и удерживаемую относительно резцедержател шпонкой 6. К основанию 1 жестко прикреплен стакан 7, жестко соединенный с корпусом 8. Привод головки осуществл етс от двигател 9 и передаетс через зубчатые передачи на зубчатое колесо 10. В зубчатом колесе 10 на ос х 11 установлены ролики 12 (например, в. количестве трех штук) с возможностью взаимодействи с торцевыми кулачками, выполненными на полумуфте 5. Полумуфта посто нно прижата к роликам 12 пружинами 13, установленными в кольце 14, которое удерживаетс от разворота штифтом 15. Каждый из кулачков имеет пологий участок 16, предназначенный дл силового зажима полумуфты 5 при фиксации револьверной головки на позиции , и крутой участок 17, предназначенный дл быстрого подвода (отвода) полумуфты 5. В корпусе 8 расположен подпружиненный храповой фиксатор 18, удерживаемый от разворота шпонкой 19, В нижней части фиксатора 18 имеетс пр моугольный фиксирующий выступ 20, предназначенный дл взаимодействи с гнездами 21, выполненными в кольце 22, .в момент предварительной фиксации резцедержател 3 на позиции. Дл вывода фиксатора 18 из пр моугольной части гнезда 21 фиксатор снабжен наклонной гранью 23, взаимодействующей с выступом 24 упора 25, жестко установленного в резцедержателе 3. Количество упоров 25 и количество гнезд 21 в кольце 22 равно количеству позиций головки . Гнезда 21 имеют односторонний скос 26, предназначенный дл окончательного вывода фиксатора 18. На наружной поверхности зубчатого колеса 10 выполнен криволинейный паз 27, позвол ющий через ролик 28, установленный на оси 29, взаимодействовать с фиксатором 30. На втором концеThe turret head contains a base 1 with a gear coupling half rigidly fixed thereon, a rotary tool holder 3, a gear coupling half rigidly mounted on it 4. The gear couplings 2 and 4 are connected by their teeth to the gear coupling 5 mounted in the tool holder 3 with axial movement and held relative to the tool holder with a key 6. A base 7 is rigidly attached to the base 1 and is rigidly connected to the housing 8. The head is driven from the engine 9 and is transmitted through gears to the gear 10. In the gear wheel 10, the axles 11 are equipped with rollers 12 (for example, in the number of three pieces) with the possibility of interaction with end cams made on the coupling half 5. The coupling half is constantly pressed to the rollers 12 by springs 13 mounted in the ring 14, which is prevented from being pivoted by a pin 15. Each of the cams has a flat portion 16 designed to forcefully clamp the coupling half 5 while fixing the turret in position, and a steep section 17 designed to quickly feed (retract) the coupling half 5. Springs are located in the housing 8 A secured ratchet latch 18, which is kept from being pivoted by a key 19, In the lower part of the latch 18 there is a rectangular locking protrusion 20, designed to interact with the sockets 21 made in the ring 22, at the time of preliminary locking of the tool holder 3 in position. To withdraw the latch 18 from the rectangular part of the socket 21, the latch is provided with an inclined face 23 which interacts with the protrusion 24 of the stop 25, which is rigidly mounted in the tool holder 3. The number of stops 25 and the number of sockets 21 in the ring 22 is equal to the number of positions of the head. The sockets 21 have a one-sided bevel 26, intended for the final output of the latch 18. On the outer surface of the gear wheel 10, a curved groove 27 is made, allowing through the roller 28 mounted on the axis 29 to interact with the latch 30. At the second end

фиксатора 30 установлен ролик 31 наоси32 дл взаимодействи с пазом 33, выполненным в кольце 22, Паз 33 имеет криволинейную форму, состо щую из продольного участка 34, предназначенного дл удерживани резцедержател 3 в необходимом положении при соединении полумуфты 5 с полумуфтами 2 и 4, поперечного участка 35the latch 30 mounted roller 31 on 32 to interact with the groove 33 made in the ring 22, the groove 33 has a curved shape, consisting of a longitudinal section 34, designed to hold the tool holder 3 in the required position when connecting the coupling 5 to the coupling halves 2 and 4, the transverse section 35

-дл удерживани резцедержател при его- to hold the tool holder while

0 повороте в соединенном с приводом положении , и переходного участка 36, который обеспечивает разгон (замедление) вращени резцедержател .0 rotation in the position connected to the drive, and a transition section 36, which provides acceleration (deceleration) of rotation of the tool holder.

Пружина 37 сжати предназначена дл Compression spring 37 is designed to

5 удерживани кольца 22 в положении, блокирующем фиксатор 30 во врем вращени резцедержател 3,5 holding the ring 22 in a position locking the latch 30 during rotation of the tool holder 3,

Револьверна головка работает следующим образом.The turret head works as follows.

0 в исходной позиции резцедержатель 3 зажат и зафиксирован зубчатой полумуфтой 5 за зубь полумуфт 2 и 4. При этом происходит обработка издели инструментом. При необходимости смены инструмента ме5 н етс позици головки, дл чего по команде ЧПУ включаетс двигатель 9 в направлении отжима. Через зубчатые передани начинает вращатьс зубчатое колесо 10 в указанном направлении. Ролики 12,0 in the initial position, the tool holder 3 is clamped and fixed with a gear coupling 5 for the tooth of the coupling halves 2 and 4. In this case, the product is processed with a tool. If it is necessary to change the tool, the position of the head is changed, for which, according to the CNC command, the motor 9 is turned on in the spin direction. Through the gears, the gear 10 begins to rotate in the indicated direction. Rollers 12,

0 враща сь на ос х 11, скатываютс с пологого участка 16 кривой кулачка, а затем с:крутого участка 17 - на горизонтальную поверхность, Пружины 13 кольца 14 поднимают полумуфту 5.и тем самым вывоД гее0 rotates on the axis 11, rolls from the flat section 16 of the cam curve, and then from: the steep section 17 to the horizontal surface, The springs 13 of the ring 14 raise the coupling half 5. And thus, the output

5 зубь из зацеплени с зубчатыми венцами 2 и 4. От возможного вовлечени во вращение резцедержатель удерживаетс фиксатором 18 и фиксатором 30, ролик 31 которого нахо дитс в продольном участке 34 паза 33 в5, the tooth engages with the gears 2 and 4. From possible involvement in rotation, the tool holder is held by the latch 18 and the latch 30, the roller 31 of which is located in the longitudinal section 34 of the groove 33 in

0 кольце 22, Одновременно с подъемом полумуфты 5 паз 27 зубчатого колеса 10 перемещаетс по ролику 28. При перемещении пр молинейного участка паза 27 фиксатор 30 остаетс неподвижным. При наезде на0 ring 22, Simultaneously with the lifting of the coupling half 5, the groove 27 of the gear wheel 10 moves along the roller 28. When the rectilinear portion of the groove 27 is moved, the latch 30 remains stationary. When running over

5 ролик 28 наклонного участка паза 27 фиксатор 30 приводитс в поступательное перемещение вверх и его ролик выходит на переходный участок 36 паза 33. К моменту начала перемещени ролика 31 по пере0 ходному участку 36 резцедержатель 3 за- бло кирован от поворота, а кольцо 22 удерживаетс фиксатором 18 от разворота относительно корпуса 8. Поэтому резцедержатель 3 начинает разгон от усили , возник5 шего от воздействи наклонной части паза 27 на фиксатор 30 и действующего вверх по фиксатору 30 на ролик 31. Ролик 31 воздействует на левую (верхнюю) сторону переходного участка 36 паза 33. Величина этого .„Усипи зависит от величины ускорени разгона и момента инерции резцедержател . Начало переходного участка 36 выполнено с плавным нарастанием кривизны, поэтому скорость разгона резцедержател увеличиваетс постепенно и не зависит от величины момента инерции резцедержател . При выходе ролика 31 на вторую (верхнюю) половину переходного участка 36 угол давлени в этом кулачковом звене приблизитс к своему предельному значению и по вл етс возможность его заклинивани . При этом фиксатор 30:на доли секунды прекратит подъем.5, the roller 28 of the inclined section of the groove 27 lock 30 is moved upward and its roller goes to the transition section 36 of the groove 33. By the time the roller 31 moves along the transition section 36, the tool holder 3 is locked from rotation, and the ring 22 is held by the lock 18 from a turn relative to the housing 8. Therefore, the tool holder 3 begins to accelerate from the force arising from the action of the inclined part of the groove 27 on the latch 30 and acting upward on the latch 30 on the roller 31. The roller 31 acts on the left (upper) side of the one end 36 of the groove 33. The magnitude of this ". Usipi depends on the acceleration and angular acceleration of the toolholder inertia. The beginning of the transition section 36 is made with a smooth increase in the curvature, therefore, the acceleration speed of the tool holder increases gradually and does not depend on the value of the moment of inertia of the tool holder. When the roller 31 reaches the second (upper) half of the transition section 36, the pressure angle in this cam link approaches its limit value and it becomes possible to jam. At the same time, the latch 30: for a split second will stop lifting.

Так как скорость вращени резцедержател 3 уже приблизилась к скорости вра- щени зубчатого колеса 10, основное воздействие, преп тствующее разгону резцедержател 3 на кулачковое звено (фиксатор 30 с роликом 31 - паз 33) прекращаетс . Остаетс небольшое воздействие от трени при вращении резцедержател 3 в своих опорах, К этому моменту упор 25 своим выступом 24 нажал на наклонную грань 23 фиксатора 18 и, взаимодейству с ней своей выступающей поверхностью, выжал пр мо- угольный фиксирующий выступ 20 из пр - моугольной части 21 кольца 22. Кольцо 22 вместе с резцедержателем 3 вовлекаетс teo вращение. Поворачива сь, кольцо освобож- flaetcfl от подпружиненного храпового фик- сатора 18, выжима его своим скосом 26 из гнезда 21 за выступ 20. Пружина 37, разжима сь , заставл ет кольцо 22 развернутьс относительно резцедержател 3. Кольцо 22, воздейству верхней половиной переходно- го участка 36 паза 33 на ролик 31, заставл ет фиксатор 30 еще переместитс вверх, затем запирает фиксатор поперечным участком 34 паза 33 за ролик 31. Резцедержатель 3 продолжает поворачиватьс вместе с кольцом 22 до выбранной позиции с некоторым перебегом , затем, остановившись, начинает вращатьс в противоположную сторону (на зажим) по команде соответствующего конечного выключател (не показан).Since the rotation speed of the tool holder 3 has already approached the speed of rotation of the gear wheel 10, the main effect preventing the acceleration of the tool holder 3 on the cam link (latch 30 with roller 31 - groove 33) is stopped. There remains little impact from friction when the tool holder 3 is rotated in its supports. At this point, the stop 25 with its protrusion 24 pressed the inclined face 23 of the retainer 18 and, interacting with it with its protruding surface, squeezed the rectangular locking protrusion 20 from the rectangular part 21 rings 22. Ring 22 together with tool holder 3 engages teo rotation. By turning, the ring releases flaetcfl from the spring-loaded ratchet latch 18, squeezing it with its bevel 26 from the socket 21 by the protrusion 20. The spring 37, expanding, forces the ring 22 to unfold relative to the tool holder 3. Ring 22, acting on the upper half of the transition section 36 of the groove 33 onto the roller 31, forces the latch 30 to move upward, then locks the latch with the transverse section 34 of the groove 33 behind the roller 31. The tool holder 3 continues to rotate with the ring 22 to the selected position with some overturn, then stopping and is rotated in the opposite direction (in terminal) on command of the corresponding limit switch (not shown).

Фиксатор 30 с заблокированным роликом 31 в поперечном участке 34 паза 33, а также другим роликом 23 в наклонной части паза 27 образует жесткую сцепку привода с резцедержателем 3 при любом направле- нии его вращени .The latch 30 with the locked roller 31 in the transverse section 34 of the groove 33, as well as another roller 23 in the inclined part of the groove 27 forms a rigid coupling of the drive with the tool holder 3 in any direction of its rotation.

В момент возврата на позицию фиксатор 18 своим фиксирующим выступом 20 западает в гнездо 21 кольца 22. Кольцо останавливаетс , а резцедержатель 3 про- должает поворот. Ролик 31 начинает перемещатьс по поперечному участку паза 33, а пружина 37 начинает сжиматьс . Ролик 28 еще находитс в наклонной части паза 27. Затем ролик 31 выходит на переходный участок 36 паза 33 и с началом движени его по переходному участку 36 начинаетс плавное торможение резцедержател 3. Паз 27 зубчатого колеса 10 начинает относительное перемещение по ролику 28, а фиксатор 30 - перемещение вниз.At the moment of returning to the position, the latch 18 with its locking protrusion 20 engages in the socket 21 of the ring 22. The ring stops, and the tool holder 3 continues to turn. The roller 31 begins to move along the transverse portion of the groove 33, and the spring 37 begins to compress. The roller 28 is still in the inclined part of the groove 27. Then the roller 31 goes to the transition section 36 of the groove 33 and with the beginning of its movement along the transition section 36, the tool holder 3 begins to brake smoothly. The groove 27 of the gear wheel 10 starts relative movement along the roller 28, and the latch 30 - moving down.

К моменту прохождени переходного участка 36 роликом 31 полностью погас тс энерги и скорость резцедержател 3 и он плавно остановитс в требуемом положении . Ролик 28 окажетс в начале наклонного участка паза 27. Пружина 37, сжима сь, займет свое исходное положение.By the time the transition section 36 passes through the roller 31, the energy and speed of the tool holder 3 are completely extinguished and it will stop smoothly in the desired position. The roller 28 will be at the beginning of the inclined section of the groove 27. The spring 37, compressing, will take its original position.

Зубь и впадины полумуфты 5 и полумуфт 2 и 4 установлены друг против друга. Привод продолжает вращать зубчатое колесо 10 в направлении зажима, Ролики 12 перемещаютс по торцовой поверхности полумуфты 5, Когда они перемещались по нижней горизонтальной ее поверхности, то полумуфта была подн та, когда вышли на крутой участок 17 кулачка, началось быстрое соединение зубьев. Когда же ролики 12 пошли по пологому участку 16 кулачка, началс силовой зажим на зубь х. В это же врем пр молинейный участок паза 27 перемещаетс по ролику 28. Все это врем ролик 31 находитс в продольном участке 34 паза 33 и удерживает фиксатор 30, а с ним и резцедержатель 3 Б положении предварительной фиксации благодар неподвижно заблокированному кольцу 22 относительно стакана 7 фиксатором 18. Двигатель 9 обеспечивает необходимое усилие зажима. По достижении двигателем 9 максимального крут щего момента он останавливаетс (опрокидываетс ). Затем включаетс тормоз (не показан ), расположённый в двигателе 9. Включение тормоза осуществл етс по команде конечного выключател (не показан), который срабатывает после соединени полумуфты 5 с полумуфтами 2 и 4. Затем дви- гатель отключаетс . Необходимость тормоза вызвана наличием несэмотсрмоз - щей кулачковой передачи.The teeth and troughs of the coupling half 5 and coupling halves 2 and 4 are mounted against each other. The drive continues to rotate the gear wheel 10 in the clamping direction. The rollers 12 move along the end surface of the coupling half 5. When they moved along its lower horizontal surface, the coupling half was lifted, when they came to a steep section of the cam 17, a quick connection of the teeth began. When the rollers 12 went along the flat portion 16 of the cam, the force clamp on the tooth x began. At the same time, the straight section of the groove 27 moves along the roller 28. All this time, the roller 31 is in the longitudinal section 34 of the groove 33 and holds the latch 30, and with it the tool holder 3 B in the preliminary fixation position due to the motionlessly locked ring 22 relative to the cup 7 by the latch 18. The motor 9 provides the necessary clamping force. When engine 9 reaches maximum torque, it stops (capsizes). Then, a brake (not shown) located in the engine 9 is applied. The brake is activated by the command of a limit switch (not shown), which is activated after connecting the coupling half 5 to the coupling halves 2 and 4. Then the engine is switched off. The need for the brake is caused by the presence of a non-self-locking cam gear.

Расположение гнезд под храповый фиксатор в кольце (а не в полумуфте, жестко соединенной с поворотным резцедержателем , как это выполнено в прототипе), позволит значительно снизить момент инерции жестко останавливаемой части револьверной головки при фиксировании ее на позицию . Так как в описываемой конструкции жестко останавливаетс фиксатором только одно кольцо, то в этом случае ударные воздействи на элементы фиксатор-гнездо минимальны и не оказывают вли ние на их износ, что соответственно повышает надежность работы револьверной головки.The location of the nests under the ratchet lock in the ring (and not in the coupling half, rigidly connected to the rotary tool holder, as was done in the prototype), will significantly reduce the moment of inertia of the rigidly stopped part of the turret when fixing it to position. Since only one ring is rigidly stopped by the latch in the described design, in this case the impacts on the latch-socket elements are minimal and do not affect their wear, which accordingly increases the reliability of the turret.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION An automatic turret of a metal cutting machine, comprising a housing, a rotary tool holder mounted on the housing, fixed on it by three gear half couplings, one of which is made with three end protrusions with inclined contact surfaces, a drive of a tool holder turning, including an output gear wheel and kinematically connected associated rolling elements located in a rotary tool holder with the ability to interact with these contact surfaces, m nism periodic compounds toolholder with the gear, and the mechanism of periodical compound toolholder with a housing comprising a spring-loaded ratchet retainer mounted in the housing and adapted for interaction with

sockets, characterized in that, in order to increase reliability, the head is provided with an annular ring located in the mechanism of periodic connection of the tool holder with the output gear

curved grooves and an axial clamp with two rollers designed to interact respectively with curved grooves of the ring and curved grooves made at the output

gear wheel; wherein the sockets for engaging with said ratchet lock are located in the ring.