Шпиндельная бабка токарного автомата

Шпиндельная бабка токарного автомата

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ШПИНДЕЛЬНАЯ БАБКА ТОКАРНОГО АВТОМАТА, содержащая корпус, шпи1уз1ель со шпонкой, шкив с полумуфтой главного привода, тормозную полумуфту с хвостовиком, привод доворота шпинделя, отличающаяс я тем, что, с целью расширения тех нологических возможностей и повышения произво ительности автомата, привод доворота шпинделя вьтолнен в виде двух полумуфт одностороннего действия , установленных на шпонке шпинделя с возможностью перемещения, одна из которых выполнена в виде фрикционной полуму ты с возможностью взаимодействия с поЛумуфтой главного привода, а другая - в виде кулачковой полумуфты с синхронизатором с возможностью взаимодействия с тормозной полумуфтой, причем каждая полумуфта привода доворота шпинделя снабжена механизмом регулировки и настройки контактного давления, выполненным в виде фиксцрующих рычагов с регулируемыми силовыми элементами. 2.Бабка по п.1, о тлич ающ а я с я тем, что она снабжена цилиндрической пружиной растяжения, закрепленной одним концом на корпусе , другим на рычаге переключения фрикционной полумуфты, и механичес (Л ким концевым выключателем, взаимодействующим с соответствующим фиксирующим рычагом. 3.Бабка по п.1, отличающаяся тем, что привод доворота шпинделя снабжен съемным ограничителем поворота тормозной полумуфты CD рессорного типа. at)

„SUÄÄ 1096040

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ БЛИН

3151) В 23 В 19/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Щ Г % ;: у: -. "д

1 И

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3557310/25-08 (22) 28.02.83 (46) 07.06.84. Бюл. В 21 (72) Е.A.Êèòåíêî и N.Â.Ñoëoâåé÷èê (7 1) Ленинградское особое конструкторское бюро автоматов и револьверных станков (53) 621.9.02-229(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 526451, кл. В 23 В 15/00, 1976 (прототип). (54)(57) l. ШПИНДЕЛЬНАЯ БАБКА ТОКАРНОГО АВТОМАТА, содержащая корпус, шпиндель со шпонкой, шкив с полумуфтой главного привода, тормозную полумуфту с хвостовиком, привод доворота шпинделя, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью расширения технологических возможностей и повыше.ния производительности автомата, привод доворота шпинделя выполнен в виде двух полумуфт одностороннего действия, установленных на шпонке шпинделя с возможностью перемещения, одна из которых выполнена в виде фрикционной полумуфты с возможностью взаимодействия с полумуфтой главного. привода, а другая — в виде кулачковой полумуфты с синхронизатором с возможностью взаимодействия с тормозной полумуфтой, причем каждая полумуфта привода доворота шпинделя снабжена механизмом регулировки и настройки контактного давления, выполненным в виде фиксирующих рычагов с регулируемыми силовыми элементами.

2. Бабка по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что она снабжена цилиндрической пружиной растяжения, saкрепленной одним концом на корпусе, другим на рычаге переключения фрикционной полумуфты, и механическим концевым выключателем, взаимодействующим с соответствующим фиксирующим рычагом.

3. Бабка по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что привод доворота шпинделя снабжен съемным ограничителем поворота тормозной полумуфты

I рессорного типа.

Изобретение относится к станкостроению и предназначено для использования в токарно-продольных автоматах, имеющих подвижную шпиндельную бабку с торможением и индексацией шпинделя для выполнения нетокарных операций по циклу токарной обработки изделия, Наиболее близкой к изобретению 1О является шпиндельная бабка пруткового автомата, в которой шпиндель смонтирован на двух опорах в корпусе шпиндельной бабки. На его заднем консольном конце установлена,на шпанке скользящая двухсторонняя трехпозициан ная полумуфта,которая в двух крайних позициях соединяет шпиндель через фрикционную передачу либо со шкивом главного привода, обеспечивал ему рабочее вращение, либо с приводом доворота в режиме индексации. Отличитальной особенностью скользящей полумуфты является наличие с каждой из ее сторон ограниченно подвижных отнасительйо ее 5 корпуса двух конических фрикционных дисков, подпружиненных в осевом направлении равномерно по окружности. Бла-годаря этому в ее средней позиции фрикционные диски расходятся и соединяют шпиндель одновременно с двумя привадаии, производя заводку paGoчей пружины привода доворота. шпинделя и его торможение. Сама рабочая пружина привода доворота шпинделя выпол35 нена в виде цилиндрической пружины растяжения в сочетании с гибким тросиком,,который наматывается на цилиндрический хвостовик тормозной полумуф.ты привода доворота шпинделя в момент@ его заводки, при этом цилиндрическая пружина растягивается и таким образом аккумулирует энергию для доворота шпинделя при его индексации. Устройство механизма доворота шпинделя имеет ограничитель угла поворота тормозной полумуфты в виде "пальца" на ее хвостовике, взаимодействующего в конце хода с "чекой", качающейся на оси и закрепленной на корпусе шпиндельной

50 бабки. Это обеспечивает рабату привода доворота шпинделя в пределах одного оборота, которого вполне достаточно для индексации шпинделя во всем диапазоне расположения изделия для

55 нетокарной обработки, так как индексирующие элементы шпинделя (силовые кулачки) устанавливаются на хвос-голике тормозной полумуфты 1 .

Однако рабочие параметры пружины привода доворота шпинделя лимитируются как по максимальным, так и по минимальным усилиям Лаксил1альнае усилие на которое оНа заводится, определяет— ся крутящим моментом, получаемым от главного привода автомата„ а минимальное усилие, настраиваемое предварительным натяжением, должно обеспечивать номарльную работу гривада доворота шпинделя в конце цикла индексации.

Этими двумя граничными условиями ре— гламентируется предельно допустимая крутизна характеристики рабочей пружины, которая определяет ее комплектность.

Скользящая палумуфта в крайних позицияХ обеспечивает передачу полномерного крутящего момента ат обоих приводов, а в средней позиции, при заводке рабочей пружины привода доворота шпинделя от главного привода автомата, через фрикцианную муфту передается ослабленный крутящий момент, которого явно недас".аточно для преодоления избыточ .огo cQTIpo тивления механизма доворота в переходном режиме с учетом крутизны характеристики его рабочей пружиньI.

Ьеличина ослабленного крутящего момента у прототипа лимитирована пружинами осевого давления, воздействующими HQ ограниченно подвижные фрикционные диски скользящей палумуфты. Следовательно, и этот недостаток прототипа можно охарактеризовать, как не отвечающий требованию кампактнасги силовых элементов механизма.

Кроме того, расположение индексирующих кулачков на хвостовике тормозной полумуфты, связанной со шпинделем через фрикцион, допускающий угловое смещение шпинделя с изделием относительно фиксированной позиции за счет проскальзывания во фрикционе, неизбежно приводит к потере точности нетокарной обработки изделия, Таким образом, рабочая пружина привода доворота шпинделя не отвечает требованию кампактностй с учетом рабочих параметров привода доварота, заводка ес ослабленным крутящим моментом скользящей полумуфтой в среднем положении неэффективна, а осуществление доворота шпинделя через фрикционную муфту,,цопускающую относительное проскальзывание, приво040 4 шпиндельной бабки 1 соосно со шпинделем 2, охватывая его бесконтактно.

1096

Полумуфта 7 контактирует с тормозной полумуфтой 10 привода доворота шпинделя и образует кулачковую муфту сцепления с синхронизатором. Синхроцизатор с блокировкой инерционного типа в кулачковой муфте предназначен для уравнивания угловых скоростей зубцев сцепляющихся полумуфт безударным включением. С этой целью в муфте предусмотрены конические поверхности сцепления, образующие дополнительную тормозную муфту фрикционного действия, допускавшую относительное проскальзывание. На хвостовике тормозной полумуфты 10 закреплен один из концов рабочей пружины 11 ленточного типа, навитой по спирали Архимеда„ и установлен упор 12. Указанный тип рабочей пружины выбран исходя из условия компактности и необходимой пологости ее характеристики.

Упор 12 во взаимодействии с ограничителем 13 рессорного типа, жестко закрепленным в корпусе шпиндельпой бабки 1, ограничивает поворот тормозной полумуфты 10 на угол примерно в

360 (т.е. на 1 оборот), заключен— ный между двумя его крайними положениями. Первое положение, соответствующее предварительному натягу рабочей пружины 11 до ее заводки, обеспечивает работу привода доворота шпинделя в конце цикла нетокарной обработки, вторбе — окончание заводки пружины 11 с учетом ее инерционного перебега. Для регулировки и удобства настройки величины предварительного натяга рабочей пружины ll ограничитель 13 выполнен съемным.и рессорным для гашения энергии удара инерционных сил в момент торможения шпинделя при столкновении с упором 12 в его крайних положениях.

Упор 12 выполняет также еще одну функцию: обеспечивает отключение главного привода шпинделя 2 в конце заводки пружины 11 до начала цикла нетокарной обработки через толкатель 14.

Перечисленные элементы, начиная с полумуфты 7 и включая толкатель 14, составляют привод доворота шпинделя.

Указанные фрикционная и кулачковая муфты снабжены устройствами регулировки и настройки контактного. давления, а также фиксации крайних положений скользящих полумуфт 6 и 7 Ус г

На чертеже изображена кинематическая схема предлагаемого устройства.

Шпиндельная бабка токарного автомата с торможением, доворотом и индексацией шпинделя состоит из литого корпуса 1,в котором монтируется непод- 45 вижно в осевом направлении шпиндель 2 на опорах качения 3 и 4. На задней части шпинделя 2 на общей шпош<е 5 насажены две двухпозиционные скользящие полумуфты 6 и 7. 50

Полумуфта 6 со своей ответной частью на шкиве 8 главного привода образует фрикционную муфту односторонне- го действия. Шкив 8 смонтирован из подшипника качения на полой оси 9 55 неподвижно в осевом направлении относительно шпинделя 2. Ось 9 в свою очередь жестко закреплена в корпусе дит к потере кинематической точности индексации шпинделя.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей и повышение производительности автомата.

Поставленная цель достигается тем, что в шпиндельной бабке токарного автомата, содержащей корпус, шпиндель со шпонкой, шкив с полумуфтой 10 главного привода, тормозную полумуфту с хвостовиком, привод доворота шпинделя, последний выполнен в виде двух полумуфт одностороннего действия, установленных на шпонке шпинде- 15 ля с возможностью перемещения, одна из которых выполнена в виде фрикционной полумуфты с возможностью взаимодействия с полумуфтой главного яривода, а другая — в виде кулачковой 20 полумуфты с синхронизатором с возможностью взаимодействия с тормозной полумуфтой, причем каждая полумуфта привода доворота шпинделя снабжена механизмом регулировки и настройки 25 контактного давления, выполненным в виде фиксирующих рычагов с регулируемыми силовыми элементами.

При этом шпиндель снабжен съемным ограничителем поворота тормозной полумуфты рессорного типа.

Бабка снабжена цилиндрической пружиной растяжения, закрепленной одним концом на корпусе, другим на рычаге переключения фрикционной поЛумуфты, и механическим концевым выключателем, взаимодействующим с соогветству|ощим фиксирующим рычагом.

1096040 ройство содержит фиксирующие рычаги

15 и 16 с роликами 17 и 18 и регулируемые силовые элементы, например, пружины 19 и 20.. Для отключения муфты главного привода шпинделя 2 в 5 конце заводки пружины 11 в устройстве предусмотрены механический конеч4плй выключатель, состоящий из толкате ря 14 и регулируемого упора 21, установленного на фиксирующем ры- 10 чаге 15, и цилиндрическая пружина растяжения 22, закрепленная одним концом на корпусе шпиндельной бабки, а другим на вилке 23 переключения скользящей полумуфты 6. 35

Отключение полумуфты 7 от сцепления с тормозной полумуфтой 10 происходит одновременно с включением в сцепление полумуфты 6 с ответной частью приводного шкива 8, так как торцы полумуфт 20

6 и 7 прижаты друг к другу,цилиндри-, ческой пружиной растяжения 22.

Процесс переключения приводов происходит от тех же звеньев устройст- р5 ва, что и процесс индексации шпинделя 2 по командам, поступающим от распредвала автомата.

Четырехплечий блокировочный рычаг 24, закрепленный на оси поворота

25, имеет на одном плече вилку 26 для переключения полумуфты 7, на втором— специальный кулачок 27 для фиксации крайних положений полумуфты 7 и самого блокировочного рычага 24.

На третьем плече рычага 24 имеются два регулируемых упора 28 для блокировки и управления храповиками 29 и 30 рычажного типа с пружинами 31 и 32, создающими натяжение храповикам для взаимодействия с кулачками индекса- ции 33 и 34, установленными на хвостовике тормозной полумуфты 10.

kla четвертом плече рычага 24 имеется вилка с регулируемыми упорами 35 и 36, воспринимающими управляющие воздействия на весь .рычаг 24 в целом от командных кулачков барабана 37 распределительного вала 38 автомата.

На барабан 37 устанавливаются при

50 налаживании автомата сменные командные элементы, например кулачки 39-42, управляющие переключением приводов и командами по циклу индексации шпинделя 2; кулачок 39 управляет включением полумуфты 7 и тем самым подает

55 команду на начало цикла нетокарной обработки; кулачок 40 через пальцевый упор 43 рычага 44 подает команду на окончание цикла нетокарной обработки путем выключения полумуфты 7 и включения полумуфты 6; кулачок 41 через ролик 45 и рычаг 44 подает команду на фиксацию первой и последующих нечетных позиций шпинделя 2; кулачок 42 через пальцевый упор 43 и рычаг 44 подает команду на фиксацию четных позиций шпинделя 2.

На схеме изображено по одному сменному кулачку 41 и 42. В действительности их может быть гораздо больше — количество кулачков 41 равно количеству нечетных позиций шпинделя 2, уменьшенному на один, а количество кулачков 42 равно количеству четных позиций шпинделя 2. Конструктивно высота рабочего профиля кулачков 39 и 40 примерно в два раза выше рабочего профиля кулачков 41 и 42, чем обеспечивается прохождение управляющих воздействий как на переключение приводов, так и.на индексацию шпинделя 2 чер".э одни и те же командные элементы устройства.

Двуплечий рычаг 44, имеющий качательную степень свободы на оси 46, закрепленной на станине станка, снабжен продольным относительно оси шпинделя желобом, предназначенным для перемещения сухаря 47 трехплечего рычага 48 при перемещении шпиндельной бабки по станине. Так как трехплечий рычаг 48 имеет тоже качательную степень свободы на своей оси 49, закрепленной на корпусе шпиндельной бабки, то он воспринимает управляющие воздействия от рычага 44 через шарнирное соединение сухаря 47 с желобом рычага 44 в любом положении шпиндельной бабки относительно станины станка. При этом, если качательное движение трехплечему рычагу 48 поступает от кулачка 39, то происходит включение сцепления скользящей полумуфты 7 с тормозной полумуфтой 10 от воздействия плеча 50 рычага 48 на упор 35 блокировочного рычага 24. Если же это качательное движение трехплечему рычагу 48 поступает от кулачка 40, то происходит переключение приводов: с привода доворота шпинделя на главный привод, так как в этом случае происходит отключение сцепления скользящей полумуфты 7 при одновременном включении сцепления скользящей полумуфты 6 от воздействия того же

1096040

45 плеча 50 рычага 48 на упор 36 блокировочного рычага 24. И, наконец, возможен такой вариант, когда качательное движение трехплечему рычагу 48 поступает от кулачков 41 либо

42, которые имеют более низкий рабочий профиль. В этом случае его плечо 50 при качательных движениях не достигает контакта ни с упором 35, ни с упором 36, т.е. плечо 50 трех10 плечего рычага 48 как бы исключено из управления. В этом случае второе и третье плечи рычага 48 через регулируемые упоры 51 и 52 передают поочередно команды на храпови15 ки 29 и 30 для управления циклом индексации шпинделя 2 в режиме нетокарной обработки.

Цикл работы устройства начинается с воздействия-кулачка 39, закрепленного на барабане 37 распределительного вала 38 автомата. Это кол мандное воздействие передается через следующие звенья кинематической цепи: 45, 44, 47, 48, 50 и 35 четырехплечему блокировочному рычагу 24.

Последний, поворачиваясь вокруг своей оси в опоре 25, с одной стороны. плечом с вилкой 26 через связующие поводки производит включение З0 скбльзящей полумуфты 7 в кулачковое сцепление с тормозной полумуфтой 10 и тем самым. начинается цикл заводки рабочей пружины 11 главным приводом, а с другой стороны вторым плечом с двумя регулируемыми упорами 28 снимет блокирующее воздействие с храповиков 29 и 30,и тем самым подготавливает делительную цепь устройства к работе в режиме индексации 40 шпинделя 2. При этом рычажный фиксатор 15 отведен кулачком 27,и ролик 17 под действием пружины 19 фиксирует это положение четырехплечего блокировочного рычага 24. !

В указанных позициях скользящих полумуфт 6 и 7, когда они обе одновременно находятся в сцеплении со своими ответными полумуфтами, проис50 ходит заводка рабочей пружины 11 от главного привода через вращающийся вхолостую шпиндель 2 и общую шпонку 5.

В конце процесса заводки пружины 11 упор 12 нажимает на механический конечный выключатель в виде толка- .

55 теля 14 и регулируемого упора 21 и пропускает управляющее воздействие на рычажный фиксатор 15, в результате чего усилие пружины 19 преодол»но и ролик 17 отведен. Тем самым вилка 23 расфиксирована, и пружина 22 отключает скользящую полумуфту 6 из сцепления с полумуфтой приводного шкива 8, переводя ее в правую крайнюю позицию до упора в полумуфту 7, находящуюся в сцеплении с тормозной полумуфтой 10. Таким образом, главный привод отключен, а шпиндель 2 заторможен и подготовлен к работе в режиме индексации. При этом рессорный ограничитель 13 смягчает жесткий удар упора 12 при окончательном торможении шпинделя 2 в конце заводки рабочей пружины 1 I, а разблокированные храповики 29 и 30 под действием своих пружин 31 и 32 стремятся войти в контакт со своими первыми кулачками 33 и 34. Этому .препятствуют лишь упоры 51 и 52 трехплечего рычага 48, а если точнее, То в каждый момент какой-то один из них. В момент торможения шпинделя ,трехплечий рычаг 48 занимает такое положение, что упор 52 нажимает на храповик 30 и удерживает его от контакта с кулачком 34, а храповик 29 свободен от упора 51 и под действием своей пружины 31 стремится войти в контакт с кулачком 33, зафиксировав первую угловую позицию шпинделя 2. Таким образом начинается выстой шпинделя с изделием для выполнения первой операции нетокарной обработки согласно карте наладки автомата.

После ее окончания поступает команда от кулачка 42 (кулачки четных позиций шпинделя), которая проходит через кинематические звенья 43, 44 и 47 и поступает на трехплечий рычаг 48. Последний, воздействуя упором 51 на храповик 29, отводит его от контакта с кулачком 33, одновременно упор 52 отходит и освобождает храповик 30, дав тем самым ему возможность под действием пружины 32 войти в.контакт с кулачком 34. Так фиксируется вторая угловая позиция шпинделя 2, который в момент смены храповиков поворачивается на угол, I заключенный между кулачками 33 и Зч, под действием заведенной рабочей пружины 11.

Подобные индексирующие движения шпинделя 2 чередуются до тех пор, пока не выполнены все операции не10

1096040

3706/6 ное токарной обработки изделия, предусмотренные настройкой автомата согласно карте его наладки.

После окончания цикла нетокарной обработки поступает команда от кулач- 5 ка 40 через кинематические звенья 43, 44, 47, 48, 50 и 36 на рычаг 24.

Последний переключает полумуфту 7 и 6, а значит происходит переключение вращения шпинделя 2 с привода доворота на главный привод. Одновременно происходит блокировка храповиков 29 и 30 двумя упорами 28 на блокировочном плече рычага 24. На этом цикл нетокарной обработки, а следовательно, и работа предлагаемого устройства заканчивается и начинается цикл дальнейшей токарной обработки изделия.

Применение предлагаемого устройства позволяет повысить эффективность завода рабочей пружины привода доворота шпинделя полномерным крутящим моментом при сохранении кинематической точности индексации шпинделя в режиме нетокарной обработки.

Кроме того, устройство обеспечивает простоту управления в переключении приводов путем автоматического отключения муфты главного привода, а также улучшает удобство зксплуатации при настройке автомата согласно технологической карте наладки.

Филиал ППП "Патент", г Ужгород ул Проектная 4