RU48843U1

RU48843U1 - AUTOMATIC REVOLVER HEAD

Info

Publication number: RU48843U1
Application number: RU2005115719/22U
Authority: RU
Inventors: В.И. Паршин
Original assignee: Паршин Виктор Иванович
Priority date: 2005-05-23
Filing date: 2005-05-23
Publication date: 2005-11-10

Abstract

Полезная модель относится к области станкостроения и может быть использована в металлорежущих станках с автоматической сменой инструмента. Целью предлагаемой полезной модели является повышение долговечности автоматической револьверной головки и расширение ее функциональных возможностей. Поставленная цель достигается тем, что в автоматической револьверной головке, содержащей корпус со сцепной полумуфтой, резцедержатель со сцепной полумуфтой, кинематически связанный посредством зубчатой передачи с приводом поворота, и механизм зажима резцедержателя, выполненный в виде штока, связанного с корпусом, приводом зажима и сцепной полумуфтой, установленной на штоке с возможностью осевого перемещения, при этом сцепная полумуфта предназначена для взаимодействия со сцепными полумуфтами корпуса и резцедержателя, а также датчик положения резцедержателя в корпусе, рабочие поверхности сцепных полумуфт выполнены в виде конусов, а привод поворота снабжен контуром обратной связи углового положения резцедержателя. Предлагаемое техническое решение позволяет в значительной степени повысить долговечность револьверной головки и расширить ее функциональные возможности.The utility model relates to the field of machine tools and can be used in metal cutting machines with automatic tool change. The purpose of the proposed utility model is to increase the durability of the automatic turret and expand its functionality. This goal is achieved by the fact that in an automatic turret containing a housing with a coupling half coupling, a tool holder with a coupling coupling kinematically connected by means of a gear transmission with a rotary drive, and a tool holder clamping mechanism made in the form of a rod connected to the housing, a clamp drive and a coupling coupling mounted on the rod with the possibility of axial movement, while the coupling coupling is designed to interact with coupling coupling coupling of the housing and tool holder, as well as the sensor the position of the tool holder in the housing, the working surfaces of the coupling coupling halves are made in the form of cones, and the rotation drive is equipped with a feedback loop for the angular position of the tool holder. The proposed technical solution can significantly increase the durability of the turret and expand its functionality.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к области станкостроения и может быть использована в металлорежущих станках с автоматической сменой инструмента.The proposed utility model relates to the field of machine tools and can be used in metal cutting machines with automatic tool change.

Как правило, все автоматические револьверные головки включают в себя механизмы поворота и зажима резцедержателя в корпусе в заданной рабочей позиции обрабатывающего инструмента. Контроль позиции инструмента осуществляется датчиком положения резцедержателя в корпусе. Чаще всего фиксация инструмента в рабочей позиции происходит за счет взаимодействия сцепных зубчатых полумуфт механизма зажима, закрепленных на корпусе, и резцедержателе револьверной головки. Угол поворота резцедержателя в таких конструкциях всегда кратен шагу расположения зубьев сцепных полумуфт, а точность позиционирования инструмента, т.е. повторяемость угла поворота резцедержателя в одну и ту же позицию при многократном повторении цикла зависит от усилия прижима сцепных полумуфт друг к другу.As a rule, all automatic turret heads include mechanisms for turning and clamping the tool holder in the housing at a given working position of the processing tool. Tool position monitoring is carried out by the tool post position sensor in the housing. Most often, the fixing of the tool in the working position occurs due to the interaction of the coupling gear half-couplings of the clamping mechanism, mounted on the housing, and the tool holder of the turret. The angle of rotation of the tool holder in such designs is always a multiple of the pitch of the teeth of the coupling coupling halves, and the positioning accuracy of the tool, i.e. the repeatability of the angle of rotation of the tool holder to the same position with repeated repetition of the cycle depends on the force of the clamp coupling couplings to each other.

На Рязанском станкозаводе проводились многочисленные испытания револьверных головок, и было выявлено, что необходимая точность позиционирования резцедержателя может быть обеспечения при сжатии сцепных полумуфт усилием до 3000 КГС и выше. Кроме того, проведенные исследования установили закономерность повышения надежности и долговечности работы револьверных головок, которая определяется снижением усилия прижима сцепных полумуфт. Задача понижения усилий зажима резцедержателя, что следует из технической литературы по револьверным головкам, решается, в основном, двумя способами:Numerous tests of turrets were carried out at the Ryazan Machine Tool Plant, and it was found that the necessary accuracy of positioning the tool holder can be provided when compressing coupling coupling halves with an effort of up to 3000 KGS and higher. In addition, the studies established the pattern of increasing the reliability and durability of the turrets, which is determined by the decrease in the clamping force of the coupling coupling halves. The task of reducing the clamping force of the tool holder, which follows from the technical literature on turrets, is solved mainly in two ways:

оптимальным построением кинематических цепей механизма зажима и повышением качества изготовления рабочих поверхностей сцепных полумуфт.optimal construction of kinematic chains of the clamping mechanism and improving the manufacturing quality of the working surfaces of the coupling coupling halves.

Известна автоматическая револьверная головка [1], содержащая корпус с зубчатой полумуфтой, резцедержатель с зубчатой полумуфтой, кинематически связанный посредством зубчатой передачи с приводом поворота, и механизм зажима резцедержателя, выполненный в виде вала-штока, жестко связанного с корпусом, гильзу с закрепленной на ней зубчатой полумуфтой и фланцем, установленным на валу-штоке с возможностью осевого перемещения. При этом зубчатая полумуфта гильзы предназначена для взаимодействия с зубчатыми полумуфтами корпуса и резцедержателя. Револьверная головка имеет датчик положения резцедержателя в корпусе.Known automatic turret [1], containing a housing with a gear coupling, a tool holder with a gear coupling, kinematically connected by means of a gear transmission with a rotary drive, and a tool holder clamping mechanism, made in the form of a shaft shaft, rigidly connected to the housing, a sleeve attached to it gear coupling and flange mounted on the shaft-shaft with the possibility of axial movement. At the same time, the gear half-sleeve of the sleeve is designed to interact with the gear half-couplings of the housing and the tool holder. The turret has a tool holder position sensor in the housing.

Повышение надежности в известной автоматической револьверной головке достигается оптимизацией кинематической цепи механизма зажима, однако, известное техническое решение не решает кардинальным образом проблему снижения усилия зажима резцедержателя, а следовательно, и повышения долговечности устройства. Кроме того, угол поворота резцедержателя в известной револьверной головке определяется кратностью шага расположения зубьев на сцепных полумуфтах, что ограничивает ее технические возможности.Improving the reliability in the known automatic turret is achieved by optimizing the kinematic chain of the clamping mechanism, however, the known technical solution does not fundamentally solve the problem of reducing the clamping force of the tool holder and, consequently, increasing the durability of the device. In addition, the angle of rotation of the tool holder in the known turret is determined by the multiplicity of the pitch of the teeth on the coupling coupling, which limits its technical capabilities.

Целью предлагаемой полезной модели является повышение долговечности автоматической револьверной головки и расширение ее функциональных возможностей.The purpose of the proposed utility model is to increase the durability of the automatic turret and expand its functionality.

Поставленная цель достигается за счет того, что в автоматической револьверной головке, содержащей корпус со сцепной полумуфтой, резцедержатель со сцепной полумуфтой, кинематически связанный посредством зубчатой передачи с приводом поворота, и механизм зажима резцедержателя, выполненный в виде штока, связанного с корпусом, приводом зажима и сцепной полумуфтой, установленной на штоке с возможностью осевого перемещения, а также датчик положения резцедержателя в корпусе, рабочие поверхности сцепных полумуфт выполнены в виде конусов, а привод поворота снабжен контуром обратной связи углового положения резцедержателя в корпусе.This goal is achieved due to the fact that in an automatic turret containing a housing with a coupling half coupling, a tool holder with a coupling coupling kinematically connected by a gear transmission with a rotary drive, and a tool holder clamping mechanism made in the form of a rod connected to the housing, the clamp drive and coupling coupling mounted on the stem with the possibility of axial movement, as well as the position sensor of the tool holder in the housing, the working surfaces of coupling coupling are made in the form of cones, and water rotation is provided a feedback loop of the angular position of the tool holder in the housing.

На чертеже представлена кинематическая схема предлагаемого технического решения автоматической револьверной головки.The drawing shows a kinematic diagram of the proposed technical solution for an automatic turret.

Автоматическая револьверная головка содержит корпус 1 со сцепной полумуфтой 2, резцедержатель 3 со сцепной полумуфтой 4, механизм поворота резцедержателя 3 со следящим приводом 5, датчиком 6 положения резцедержателя 3,в корпусе 1, шестерни 7 и 8, механизма зажима резцедержателя с приводом 9, штоком 10, сцепной полумуфтой 11, рычагами 12 и 13, а также механизм вращения инструмента 14 с шестернями 15, 16, 17, 18.The automatic turret contains a housing 1 with a coupling coupling 2, a tool holder 3 with a coupling coupling 4, a rotation mechanism for the tool holder 3 with a follower drive 5, a sensor 6 for the position of the tool holder 3, in the housing 1, gears 7 and 8, a tool holder clamping mechanism with a drive 9, a rod 10, the coupling coupling half 11, levers 12 and 13, as well as the rotation mechanism of the tool 14 with gears 15, 16, 17, 18.

Следящий привод 5 снабжен контуром обратной связи положения резцедержателя в корпусе револьверной головки (на чертеже он не показан), т.е. на вход регулятора усилителя мощности, приводящего во вращение мотор механизма поворота заведены для суммирования сигналы от устройства числового программного управления и датчика 6 положения резцедержателя. Связь датчика 6 положения с регулятором усилителя мощности и образует контур обратной связи положения резцедержателя в корпусе. При необходимости он может быть разомкнут.The follower drive 5 is provided with a feedback loop of the position of the tool holder in the turret body (it is not shown in the drawing), i.e. to the input of the regulator of the power amplifier, which rotates the motor of the rotation mechanism, the signals from the numerical control device and the sensor 6 of the tool post are started to summarize. The connection of the position sensor 6 with the regulator of the power amplifier and forms a feedback loop of the position of the tool holder in the housing. If necessary, it can be opened.

В предлагаемой револьверной головке могут быть использованы две сцепные полумуфты вместо трех: 2, 4, 11. В этом случае изменения конструкции головки несущественны, поэтому чертеж измененной конструкции не приводится в материалах заявки.In the proposed turret, two coupling half-couplings can be used instead of three: 2, 4, 11. In this case, changes in the design of the head are not significant, therefore, the drawing of the changed design is not given in the application materials.

Работает предлагаемая револьверная головка следующим образом. В исходном состоянии сцепные полумуфты 2, 4 и 11 расклинены. С заданием номера позиции режущего инструмента (угла поворота резцедержателя 3) устройство числового программного управления выдает команду следящему приводу на вращение. Привод 5 через шестерни 7 и 8 приводит во вращение резцедержатель 3, мгновенное положение которого контролируется датчиком 6 с ценой деления (например, 1/360000). После поворота режущего инструмента 14 в заданную позицию следящий привод 5 удерживает резцедержатель 3 в пределах угла отработанного поворота с отклонениями The proposed turret works as follows. In the initial state, the coupling halves 2, 4 and 11 are wedged. With the setting of the position number of the cutting tool (angle of rotation of the tool holder 3), the numerical control device issues a command to the follower drive for rotation. The drive 5 through the gears 7 and 8 drives the tool holder 3, the instantaneous position of which is controlled by the sensor 6 with the division value (for example, 1/360000). After turning the cutting tool 14 to a predetermined position, the follower drive 5 holds the tool holder 3 within the angle of the worked rotation with deviations

+/- 1 деление датчика 6 положения. В предлагаемой револьверной головке резцедержатель может быть повернут на любой угол без учета кратности шага расположения зубьев на сцепных полумуфтах, поскольку таковые зубья отсутствуют.+/- 1 division of the 6 position sensor. In the proposed turret, the tool holder can be rotated to any angle without taking into account the multiplicity of the pitch of the teeth on the coupling coupling halves, since there are no such teeth.

По завершении цикла выбора позиции инструмента 14 начинается цикл зажима резцедержателя 3. Для этого привод 9 зажима через шток 10, систему рычагов 12, 13 с поворотом вокруг центра Б вводит сцепные полумуфты 2, 4, 11 в зацепление и цикл работы следящего привода заканчивается. Отжим резцедержателя 3 и поворот в другую позицию происходит в обратной последовательности, только разворот системы рычагов 12, 13 будет происходить вокруг центра А. Такая конструкция рычажной системы учитывает неравенство сил трения движения при зажиме полумуфт и сил трения покоя при их отжиме, обеспечивая создание меньшего усилия привода при зажиме резцедержателя 3 и большего усилия при его отжиме.At the end of the cycle for selecting the position of tool 14, the clamping cycle of the tool holder 3 begins. For this, the clamping drive 9 through the rod 10, the lever system 12, 13 rotates around the center B, engages the coupling coupling halves 2, 4, 11 into engagement and the operation cycle of the follower drive ends. The tool holder 3 is pressed and rotated to a different position in the reverse sequence, only the lever system 12, 13 will be rotated around the center A. This design of the lever system takes into account the inequality of the friction forces when clamping the coupling halves and the static friction forces when they are pressed, providing less effort drive when clamping tool holder 3 and more effort when it is pressed.

В предлагаемой револьверной головке легко реализуется возможность обеспечения вращения инструмента. Для этого шестерня 7 выводится из зацепления с шестерней 8 и привод 5 через шестерни 8, 15, 16, 17 и 18 приводит во вращение инструмент 14, при этом следящий режим привода 5 отключен. В револьверной головке помимо вращающихся инструментов предполагается использование и невращающихся резцов для токарных работ.The proposed turret easily implements the ability to ensure rotation of the tool. For this, gear 7 is disengaged from gear 8 and drive 5 drives gear 14 through gears 8, 15, 16, 17 and 18, while the tracking mode of drive 5 is disabled. In addition to rotating tools, a non-rotating tool for turning works is also assumed in the turret.

Предлагаемая автоматическая револьверная головка имеет ряд преимуществ в сравнении с известной. В ней базирование резцедержателя после позиционирования происходит по образующим конусов, а не по среднему диаметру сцепных полумуфт, что исключает необходимость создания больших усилий сжатия последних для обеспечения точностных характеристик револьверной головки. Такое техническое решение в значительной степени повышает долговечность револьверной головки. Кроме того, предлагаемая револьверная головка, обладая способностью разворота оси вращения инструмента под любым углом к поверхности The proposed automatic turret has several advantages in comparison with the known. After positioning, the tool holder is based on it along the generatrix of the cones, and not on the average diameter of the coupling coupling halves, which eliminates the need to create large compression forces of the latter to ensure the accuracy of the turret. This technical solution significantly increases the durability of the turret. In addition, the proposed turret, with the ability to turn the axis of rotation of the tool at any angle to the surface

обрабатываемой детали, не кратным шагу расположения зубьев сцепных полумуфт, существенно расширяет свои функциональные возможности.the workpiece, not a multiple of the location of the teeth of the coupling coupling halves, significantly expands its functionality.

БиблиографияBibliography

1. Автоматическая револьверная головка по а.с. СССР №2051012, кл. В 23 В 29/32.1. Automatic turret for A.S. USSR No. 2051012, class 23 V 29/32.

Claims

An automatic turret containing a housing with a coupling half coupling, a tool holder with a coupling coupling kinematically connected via a gear transmission with a rotary drive, and a tool holder clamping mechanism made in the form of a rod connected to the housing, a clamp drive and a coupling coupling mounted on the rod with axial capability moving, while the coupling coupling is designed to interact with coupling coupling halves of the housing and tool holder, as well as the position sensor of the tool holder in the housing, excellent The fact is that the working surfaces of the coupling coupling halves are made in the form of cones, and the rotation drive is equipped with a feedback loop of the angular position of the tool holder.