SU1576243A1

SU1576243A1 - Polar coordinate drive for multipurpose lathe

Info

Publication number: SU1576243A1
Application number: SU884467994A
Authority: SU
Inventors: Григорий Зиновьевич Лейкин; Лев Наумович Кортин; Самуил Борисович Магиденко; Александр Васильевич Евглевский; Валерий Иванович Фадеев
Original assignee: Специальное конструкторское бюро прецизионного станкостроения
Priority date: 1988-08-01
Filing date: 1988-08-01
Publication date: 1990-07-07

Abstract

Изобретение относитс к области станкостроени и может быть использовано в токарных многоцелевых станках с ЧПУ. Целью изобретени вл етс расширение технологических возможностей. Привод имеет стакан 5, закрепленный на корпусе соосно со шпинделем 7, установленное на опорах качени на стакане 5 черв чное колесо 3, снабженное торцовым кулачковым венцом с наклонными гран ми, полумуфту 10 с двум торцовыми кулачковыми венцами, установленную на скольз щей шпонке 9 на шпинделе 7 с возможностью взаимодействи с торцовыми кулачками черв чного колеса 3, и втулку 11 с торцовым кулачковым венцом, установленную на скольз щей шпонке 9 на шпинделе 7 с возможностью взаимодействи с кулачками полумуфты 10. Причем выступы и впадины контактирующих кулачков полумуфты и втулки выполнены с разным угловым расположением относительно их шпоночных пазов. Привод включени устройства выполнен в виде гидравлического плунжера 13 с поводком и нажимным подшипником 16, установленным с возможностью взаимодействи с упом нутой втулкой. При установке в "нулевое положение" от УЧПУ шпиндел 7 и черв чного колеса 3 торцовые выступы и впадины кулачковых венцов черв чного колеса 3, полумуфты 10 и втулки 11 совмещаютс . Посредством плунжера 13 через поводок происходит замыкание кулачковых венцов черв чного колеса 3 и полумуфты 10. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.The invention relates to the field of machine tools and can be used in CNC turning multi-purpose machines. The aim of the invention is the expansion of technological capabilities. The drive has a cup 5 fixed on the housing coaxially with the spindle 7 mounted on rolling bearings on cup 5 a worm wheel 3 equipped with a face cam rim with oblique faces, a half coupling 10 with two face cam crowns mounted on a sliding key 9 on a spindle 7 with the ability to interact with the mechanical cams of the worm gear 3, and the sleeve 11 with the mechanical crown mounted on the sliding key 9 on the spindle 7 with the ability to interact with the half-coupling cams 10. Moreover, the protrusions and troughs of the contact tiruyuschih cam coupling part and sleeves are made from a variety of angles relative to their location keyways. The actuation drive of the device is made in the form of a hydraulic plunger 13 with a driver and a thrust bearing 16 mounted so as to cooperate with said sleeve. When installed in the "zero position" from the TNC spindle 7 and the worm gear 3, the end protrusions and troughs of the crown crowns of the worm gear 3, the coupling half 10 and the sleeves 11 are aligned. By means of the plunger 13, the cam rims of the worm gear 3 and the coupling half 10 are closed through a lead. 2 Cp f-ly, 3 ill.

Description

Изобретение относитс к станкостроению и может быть использовано в токарных многоцелевых станках.The invention relates to a machine tool industry and can be used in turning multi-purpose machines.

Цель изобретени - расширение технологических возможностей станка за счет повышени точности и производительности обработки путем снижени нагрева и точности делительного движени шпиндел .The purpose of the invention is to expand the technological capabilities of the machine by increasing the accuracy and productivity of processing by reducing the heating and accuracy of the spindle movement.

На фиг. 1 изображен шпиндель с приводом пол рной координаты в отключенном почожении, продольный разрез; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1.FIG. 1 shows a spindle with a polar coordinate drive in a disabled position, longitudinal section; in fig. 2 is a view A of FIG. one; in fig. 3 is a view B in FIG. one.

Привод пол рной координаты содержит корпус 1, двигатель, управл емый УЧПУ (не показан), соединенный с черв ком 2, зацепл ющимс с черв чным колесом 3, которое расположено соосно со шпинделем и установлено на подшипниках 4 на стакане 5, закрепленном в корпусе 1. На торце черничного колеса 3 имеетс торцовый кулачковый венец с наклонными гран ми (фиг. 2). Кроме того, на черв чном колесе 3 имеетс цилиндрический зубчатый венец, с помощью которого оно через безлюфтовую передачу соедин етс с датчиком углового положени привода пол рной координаты 6. Со шпинделем 7 через безлюфтовую зубчатоременную передачу соединен датчик 8 углового положени . На шпинделе 7 на скольз щей шпонке 9 установлены полумуфта 10 и втулка 11. Полумуфта 10 имеет на одном торце кулачковый венец, предназначенный дл взаимодействи с торцовым кулачковым венцом черв чного колеса (фиг. 2), а на другом т,ор- це - аналогичный по профилю торцовый кулачковый венец, контактирующий с торцовым кулачковым венцом втулки 11 под действием пружин 12. Левый (фиг. 1) венец полумуфты 10 выполнен на утонченной ступи- L е, образующей податливую в осевом направлении мембрану, котора в тангенциальном направлении имеет высокую жесткость. Кулачковый венец, выполненный на правом торце полумуфты 10, и кулачковый венец втулки 11 выполнены с таким угловым расположением , что при установке полумуфты и втулки на общую скольз щую шпонку наклонные грани их кулачковых венцов контактируют только по одним сторонам кулачков . При этом по вторым сторонам всех кулачков всегда имеетс зазор (фиг. 3). Таким образом, кулачковый венец черв чного колеса 3, а также полу муфта 10 и втулка 11, установленные на скольз щей шпонке 9 на шпинделе 7, образуют устройство сцеплени черв чного колеса со шпинделем. Привод устройства выполнен в виде гидравлического плунжера S3 с возвратной пружиной 14, с закрепленной на плунжере вилкой 15, в расточке которой с осевым и радиальным зазором, установлен нажимной подшипник 16, по размеру внутреннего диаметра внутреннего кольца выполнена посадочна шейка на втулке 11, оканчивающейс заниженной относительно посадочной шейки проточкой .The polar coordinate drive includes a housing 1, a motor controlled by a CNC (not shown) connected to a screw 2, meshing with a worm wheel 3, which is located coaxially with the spindle and mounted on bearings 4 on a glass 5 fixed in housing 1 At the end of the bilberry wheel 3 there is an end crown with inclined faces (Fig. 2). In addition, on the worm gear 3 there is a spur gear with which it is connected to the angle coordinate position of the polar coordinate 6 through the backlash-free transmission. The angle position sensor 8 is connected to the spindle 7 via the backlash-free gear transmission. On the spindle 7, the coupling half 10 and the sleeve 11 are mounted on the sliding key 9. The coupling half 10 has a cam rim on one end, designed to interact with the end crown of the worm gear (Fig. 2), and on the other side, the pin is similar. along the profile, an end crown in contact with the end cam end of sleeve 11 under the action of springs 12. The left end (Fig. 1) of the half-coupling 10 is made on a refined step L e forming a axially compliant membrane, which has high rigidity in the tangential direction. The cam rim, made on the right end of the half-coupling 10, and the cam rim of the sleeve 11 are made in such an angular position that when installing the half-coupling and sleeve on a common sliding key, their inclined sides of the cams are in contact only on one side of the cams. In this case, there is always a gap on the second sides of all the cams (Fig. 3). Thus, the cam rim of the worm gear 3, as well as the floor coupling 10 and the sleeve 11 mounted on the sliding key 9 on the spindle 7, form a device for coupling the worm gear to the spindle. The drive of the device is made in the form of a hydraulic plunger S3 with a return spring 14, with a fork 15 fixed on the plunger, in the bore of which with an axial and radial clearance, a pressure bearing 16 is installed; landing cervical groove.

Привод круговой координаты работает следующим образом.Drive circular coordinates works as follows.

5По команде УЧПУ шпиндель 7 от привода его скоростного (токарного) вращени (не показан) приводитс в угловое исходное (нулевое) положение, которое контролируетс датчиком 8. Черв чное колесо 3 также5Under the command, the CNC spindle 7 from its drive speed (turning) rotation (not shown) is brought to the angular initial (zero) position, which is controlled by the sensor 8. The worm gear 3 also

Q приводитс в исходное угловое (нулевое) положение черв ком, вращающимс с помощью двигател , управл емого УЧПУ (не показан) и датчика 6. В этом положении выступы и впадины торцовых кулачковых венцов черв чного колеса 3 и левого тор5 ца полумуфты 10 оказываютс друг против друга (фиг. 2). Включаетс по команде УЧПУ привод включени механизма сцеплени . Масло под давлением подаетс под правый торец плунжера 13, который, преодоQ лева сопротивление пружины 14, начинает двигатьс влево. По мере движени влево плунжер 13 с помощью закрепленной на нем вилки 15 надвигает нажимной подшипник 16 на посадочную шейку втулки 11 до упора в ее бурт. При этом торцовый и радиальный за5 зор между вилкой 15 и нажимным подшипником 16 компенсирует возможную несоосность отверсти вилки под подшипник и посадочной шейки втулки 11. Подшипник 16 своим внутренним кольцом центрируетс по посадочной шейке втулки 11 и торцом этогоQ is reset to the initial angular (zero) position of the screw, which is rotated by the engine, controlled by the CNC unit (not shown) and sensor 6. In this position, the projections and depressions of the end cams of the worm gear 3 and the left torch of the half-coupling 10 are opposite to other (Fig. 2). It is turned on by the command of the TNC drive for engaging the clutch mechanism. Oil under pressure is fed under the right end of the plunger 13, which, to overcome the left resistance of the spring 14, begins to move to the left. As it moves to the left, the plunger 13, using a fork 15 fixed on it, pushes the thrust bearing 16 onto the mounting neck of the sleeve 11 until it stops against its shoulder. At the same time, the end and radial clearance between the fork 15 and the thrust bearing 16 compensates for the possible misalignment of the fork hole for the bearing and the landing neck of the sleeve 11. The bearing 16 with its inner ring is centered on the landing neck of the sleeve 11 and the end of it

0 кольца прижимаетс к торцу бурта втулки. При дальнейшем движении влево плунжера 13 втулка 11 вынуждена также начать движение влево по шпинделю 7 и через свой кулачковый венец сдвигать полумуфту 10, преодолева сопротивление пружин 12 до тех пор, пока левый кулачковый венец полумуфты 10 не войдет в контакт с торцовым кулачковым венцом колеса 3. При этом благодар выполнению ступицы левого венца полумуфты 10 в виде мембраны, компенси0 руетс возможна непараллельность торца контактирующих венцов, что обеспечивает полный контакт всех кулачков и, следовательно , жесткость соединени . После этого полумуфта 10 останавлиаетс , а дальнейшее движение плунжера 13 приводит к тому, чтоThe ring 0 is pressed against the end of the collar of the sleeve. Upon further movement to the left of the plunger 13, the sleeve 11 is also forced to start moving to the left along the spindle 7 and through its cam crown to move the coupling half 10, overcoming the resistance of the springs 12 until the left cam casing of the coupling half 10 comes into contact with the front cams of the wheel 3. In this case, due to the hub of the left rim of the coupling half 10 in the form of a membrane, non-parallelism of the end face of the contact rims is compensated, which ensures full contact of all cams and, therefore, the rigidity of the connection. After that, the coupling half 10 stops, and further movement of the plunger 13 leads to the fact that

благодар одностороннему контакту по.наклонным гран м торцовых кулачков втулки 11 и полумуфты 10 происходит их взаимный осевой разворот, что в свою очередь приводит к выборке люфта в шпоночных соединени х и втулки и полумуфты со шпинделем . Крайнее левое положение плунжера контролируетс конечным выключателем (не показан). С этого момента начинаетс работа двигател , управл емого УЧПУ по выполнению делительных поворотов и кру го5 вых подач шпиндел . При этом плунжер, который все это трем находитс под давлением масла поддерживает нат г во всех стыках, передающих движение от черв чного колеса к шпинделю, что повышает виб5 due to one-sided contact on the inclined edges of the end cams of the sleeve 11 and the half-coupling 10, their axial mutual reversal takes place, which in turn leads to a selection of backlash in the keyed connections and the sleeve and the half-coupling with the spindle. The extreme left position of the plunger is controlled by a limit switch (not shown). From this moment on, the engine, controlled by the CNC Unit for the performance of dividing turns and round spindle feeds, starts working. At the same time, the plunger, which all three of them are under oil pressure, maintains the tension in all the joints, transmitting the movement from the worm gear to the spindle, which increases vibration.

00

роустойчивость привода и обеспечивает повышение производительности и точности. Дл отсоединени привода пол рной координаты от шпиндел снимаетс давление масла с плунжера 13 и он под действием возвратной пружины 14 движетс вправо, возвраща устройство сцеплени в исходное положение (фиг. 1).drive resiliency and provides improved performance and accuracy. To disconnect the polar coordinate drive from the spindle, the oil pressure is released from the plunger 13 and, under the action of the return spring 14, it moves to the right, returning the clutch device to its original position (Fig. 1).

Claims

1. The drive of the polar coordinate of the turning multi-purpose machine, comprising a housing, a motor, a worm gearbox, the worm gear of which is installed coaxially with the spindle, a worm gear coupling mechanism with the spindle and a drive for activating this mechanism possibilities, the worm gear is made with an end cam rim and rotatably mounted on a glass inserted into the drive, which is fixed on the housing coaxially with the spindle, the worm gear clutch mechanism scaffolding and spindle is designed as mounted on the spindle mid0

five

0

The sliding key of the coupling half with cam rims on the ends and bushings with cam rims on the end facing the coupling half, the protrusions and cavities of the contacting halves of the coupling half and the bushings are made with different angular position relative to their key grooves, the spindle is made in the form of a hydraulic plunger, a leash fixed on the puller, and a pressure bearing mounted in the bore of the leash with the possibility of interaction with the sleeve located on spindle.

2. The actuator according to claim 1, characterized in that the sleeve mounted on the spindle is made with a landing belt for the inner diameter of the inner bearing ring located in the bore of the driver and lowered relative to the neck, and the bearing itself is installed in the bore of the driver with possibility of radial displacement.

3. The actuator according to claim 1, characterized in that the half-coupling with cam rims on the ends is made on one side in the form of an elastic membrane.

& id A

FIG. 2

Hid 6

Fig.Z