SU944804A1 - Автоматическа револьверна головка металлорежущего станка - Google Patents

Description

(54) АВТОМАТИЧЕСКАЯ РЕВОЛЬВЕРНАЯ ГОЛОВКА МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО СТАНКА

1

Изобретение относитс  к станкостроению и может быть использовано в металлорежущих станках, преимущественно токарной группы, дл  автоматической смены режущего инструмента, где требуетс  компактность, высока  точность фиксации в сочетании с повыщенной надежностью в услови х больших динамических нагрузок при работе, св занных с высоким быстродействием головки.

Известна автоматическа  револьверна  головка металлорежущего станка, содержаща  корпус, установленный на корпусе поворотный резцедержатель, привод его поворота , включающий зубчатое колесо,- св занное посредством винтовой пары с резцедержателем , механизм периодического соединени  резцедержател  с зубчатым колесом , включающий кольцо и подпружиненный фиксатор, установленный с возможностью взаимодействи  с кольцом и зубчатым колесом 1 .

Недостатками известной револьверной головки  вл ютс  низка  надежность как механизма периодического соединени  изза его конструктивной сложности и нетехнологичности , так и устройства, предварительного замедлени , выполненного гидравлическим . В револьверных головках, имеющих окончательную фиксацию резцедержател  с помощью торцовой зубчатой муфты, необходима достаточно точна  предварительна  фиксаци  резцедержател  перед его зажимом с тем, чтобы зубь  одной полумуфты встали против соответствующих впадин другой полумуфты. При этом, дл  уменьщени  динамических нагрузок при останове поворотного резцедержател  при предваритель10 ной фиксации необходимо его предварительное замедление, которое должно начинатьс  не ранее подхода зуба одной полумуфты к положению, соответствующему началу соответствующей впадины другой полумуф15 ты, и должно заканчиватьс  в положении, когда зуб еще не выщел из положени , соответствук7)щего концу этой же впадины. В св зи с использованием дл  окончательной фиксации мелкозубых муфт угол 20 поворота поворотного резцедержател  на участке торможени  должен иметь малую величину (пор дка 2°) и соответствующий этому углу поворота ход штока гидравлического демпфера (пор дка 3мм). Таким

образом, преобразование кинетической энергии быстровращающегос  массивного поворотного резцедержател  с установленными на нем инструментальными державками с инструментами в тепловую энергию на малом участке пути гидродемпфера приводит к значительному местному нагреву малого объема проход щего через дроссель масла и его разложени , что приводит к нестабильной работе и необходимости частой смены масла и чистки дроссельных каналов . Кроме того, конструкци  гидродемпфера существенно увеличивает габариты головки , что неприемлемо дл  токарных станков малых и средних размеров.

Цель изобретени  - повыщение надежности .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что кольцо выполнено с винтовыми кулачками, которые взаимодействуют с ответными кулачками , выполненными на поворотном резцедержателе , а между упом нутым кольцом и резцедержателем установлены упругие элементь в виде, например тарельчатых пружин .

На фиг. 1 изображена револьверна  головка , общий вид, в осевом разрезе; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3-

7- то же, в различных рабочих положени х головки; на фиг. 8 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 9 - то же, в другом рабочем положении головки; на фиг. 10 - развертка зубьев зубчатой муфты по наружному диаметру в положении предварительной фиксации.

С неподвижным корпусом 1 револьверной головки посредством зубчатой муфты 2 соедин етс  поворотный резцедержатель 3, который имеет возможность осевого перемещени  и поворота соответственно вдоль и вокруг цилиндрической поверхности стакана 4, жестко установленного на корпусе 1.

8стакане 4 смонтирован двигатель 5 и двухступенчатый редуктор с выходным зубчатым колесом 6. Дл  кинематической св зи зубчатого колеса 6 с поворотным резцедержателем 3 в продольном пазу последнего расположен фиксатор 7 со скосом, наход щийс  под воздействием пружины 8. Такой же скос выполнен и в торцевом пазу 9 зубчатого колеса 6, Под фиксатором 7 в расточке поворотного резцедержател  3 установлено кольцо 10, имеющее возможность ограниченного осевого перемещени  и углового поворота относительно него.

По внутреннему отверстию кольца 10 выполнены односкосые пазы 11 по количеству позиций головки, нужные дл  взаимодействи  с подпружиненным фиксатором 12, расположенным в стакане 4 и предназ.наченным дл  предварительной фиксации головки . На верхнем торце кольца 10 выполнены винтовые кулачки 13, предназначенные дл  взаимодействи  с ответными кулачками 14 поворотного резцедержател  3. В расточке поворотного резцедержател  3, ниже кольца 10 в сепараторе 15 установлен комплект тарельчатых пружин 16, предназначенных дл  обеспечени  достаточного взаимного перемещени  под нагрузкой винтовых поверхностей торцевых кудачков 14 резцедержател  3 и кулачков 13 кольца 10. Кроме того, между резцедержателем 3 и кольцом 10 установлена тангенциальна  пружина 17 раст жени , предназначенна  дл  обеспечени  запирани  фиксатора 7 торцем 18 кольца 10 после входа фиксатора в паз 9 зубчатого колеса 6. На торце кольца 10 имеетс  также паз 19, обеспечивающий возможность выхода фиксатора 7 из паза 9 колеса 6 при зажиме резцедержател  3.

Зубчатое колесо 6 имеет внутреннюю винтовую нарезку 20, предназначенную дл  зажима и отжима резцедержател  по зубчатой муфте 2.

Смена позиций головки происходит следующим образом.

На фиг. 1 и 2 головка изображена в зажатом положении. При включении двигател  5, например, по команде програ.ммного устройства вращение через двухступенчатый редуктор передаетс  на выходное зубчатое

колесо 6 (фиг. 3). Осуществл етс  раскрытие муфты 2. В этом врем  зубчатое колесо 6 своей торцевой поверхностью скользит по торцу фиксатора 7. Затем паз 9 зубчатого колеса 6 подходит к фиксатору 7 и фиксатор под действием пружины 8 заходит в паз 9, выход  из паза 19 (фиг. 4). В этот момент заканчиваетс  разъединение зубчатой муфты 2 и подъем резцедержател  3. Резцедерж-атель 3 начинает вращатьс  за счет воздействи  пр мой стороны паза 9

зубчатого колеса 6 на выступ 21 резцедержател  3. Под воздействием пружины 17 прижимающей кольцо 10 к фиксатору 12, оно продолжает оставатьс  неподвижным еще некоторый промежуток времени, пока

0 поворотный резцедержатель 3 не использует весь ограниченный ход поворота относительно кольца 10 (фиг. 5). Этим относительным смещением осуществл етс  жесткое запирание фиксатора 7 в пазу 9.

Все это врем , с начала включени  двигател  5, фиксатор 12 находилс  в пазу 11 (фиг. 8). Затем начинаетс  совместное вращение резцедержател  3, кольца 10 и других ЭоПементов, св занных с ними в направлении необходимой позиции. При выходе

0 на заданную позицию конечный выключатель командоаппарата выбора позиции (не показан) выдает команду на реверс двигател . В этот момент паз 11 будет находитс  в положении небольшого перебега фиксатора 12, а зубчатое колесо 6 начнет вращатьс  в противоположную сторону (фиг. 9). Фиксатор 12 при подходе паза И полностью входит в него и останавливает кольцо 10. Резцедержатель 3 продолжает поворот вместе с фиксатором 7, нат гива  пружину 17, и когда нижний конец фиксатора 7 окажетс  напротив паза 19, запирание фиксатора 7 прекратитс . В этот момент торцевые винтовые кулачки 13 кольца 10 и торцевые кулачки 14 резцедержател  3 войдут в соприкосновение . Фиксатор 7 под действием скоса паза 9 начнет выжиматьс  в паз 19, преодолева  усилие пружины 8. Кинематическа  св зь резцедержател  3 с зубчатым колесом 6 прерветс . Но действие инерционных сил заставит поворотный держатель продолжать вращение. После касани  винтовых поверхностей кулачков произойдет их относительное смещение, вызывающее сжатие тарельчатых пружин 16 (фиг. 6). Произойдет демпфирование удара с выделением тепла на контактируемых поверхност х кулачков и в тарельчатых пружинах. Так как винтовые кулачки имеют большую площадь контакта , обеспечиваетс  больща  долговечность демпфирующего устройства.. После сжати  пружин кольцо 10 дойдет в осевом направлении до упора в сепаратор 15 и, так как винтовые кулачки выполнены с несамотормоз щимс  углом винтовой линии,вернетс  в исходное положение. При этом, если часть кинетической энергии вращающегос  поворотного держател  и деталей, св занных с ним, непоглощенной демпфером окажетс  достаточной дл  отскоса держател , то за счет определенной величины ходе (шага ) винтовой передачи 20 резцедержатель при отскоке начнет опускатьс  и, пройд  ход, равный величине зазора между торцами зубьев муфты 2, удержитс  от дальнейщего обратного разворота за счет входа зубьев в верхней полумуфте в соответствующие данной позиции впадины нижней полумуфты (фиг. 10). Дл  этого величина хода (шага ) винтовой передачи 2 должна удовлетвор ть условию:

Г-.

2(.с)

где S - ход (шаг) винтовой передачи;

D - наружный диаметр зубьев зубчатой

муфть ;

Z - число зубьев полумуфты; b - развернута  ширина головки зуба

по диаметру D;

а. -максимальный осевой зазор между

головками зубьев муфты в момент

предварительной фиксации;

с - окружное рассто ние по диаметру D

от оси зуба одной полумуфты до оси

смежной впадины другой полумуфты в момент предварительной фиксации .

На фиг. 10 изображена развертка траектории 22 движени  крайней точки верщины зуба зубчатой полумуфты при отскоке при условии, что скорость отскока посто нна и равна скорости вращени  поворотного держател .

Ввиду того что фактическа  средн   скорость отскоса ниже скорости вращени  поворотного держател , фактическа  траектори  несколько более крута . Эта разница обеспечивает неходимое перекрытие замыкани  вершин полумуфт при ограничении отскока. Далее осуществл етс  окончательный зажим поворотного держател  в заданной позиции (фиг. 7). После этого привод выключаетс . При следующей смене позиций описанный процесс .повтор етс .

Данна  конструкци  позвол ет за счет механического демпфировани  резцедержател  с помощью множества винтовых кулачков , подпружиненных тарельчатыми пружинами и расположенными на большой поверхности кольца с хорошим теплоотводом, повысить надежность работы головки в услови х высокого быстродействи  и значительных инерционных нагрузок при упрощении конструкции и снижении ее габаритов.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Автоматическа  револьверна  головка металлорежущего станка, содержаща  корпус , установленный на корпусе поворотный резцедержатель, привод его поворота, включающий зубчатое колесо, св занное посредством винтовой пары с резцедержателем, механизм периодического соединени  резцедержател  с зубчатым колесом, включающий кольцо и подпружиненный фиксатор, установленный с возможностью взаимодействи  с кольцом и зубчатым колесом, отличающа с  тем, что, с целью повыщени  надежности , кольцо выполнено с винтовыми кулачками , предназначенными дл  взаимодействи  с ответными кулачками, выполненными на резцедержателе, а между кольцом и резцедержателем установлены введенные в головку упругие элементы.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по за вке № 2806668/25-08, кл. В 23 В 29/32, 1979. 9 Ii 1 8 П // // 3 J4 На разжим 7 17 , 3 Ъ7 . ./7 / /5 Фиъ.В б f 9 7 S 17 / / / / /

   12

   Фиг. 8

   Фиг.3

   M-bH