Автоматическая револьверная головка металлорежущего станка

Автоматическая револьверная головка металлорежущего станка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е 297!61

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимый от патента ¹

Заявлено 01.IX.1966 (№ 1100298!25-8) МП К В 23Ь 7/04

Приоритет 02.1Х.1965, № 20432/65. Италия

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.9-229.24-52 (088.8) Опубликовано 02.111.1971. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 4.П.1972

Автор изобретения

Иностранец

Джорджио Оллеаро (Италия) Иностранная фирма

«Инг. Оливетти энд Ко. С,п. А.» (Италия) ВПТБ

ФМ3 3КЖИЯ

Заявитель

АВТОМАТИЧЕСКАЯ РЕВОЛЬВЕРНАЯ ГОЛОВКА

М ЕТАЛЛ О Р Е)КУЩЕ ГО СТА Н КА

Известны станки с автоматическими револьверными головками, содержащие магазин с набором инструментов, шпиндель, источник мощности, электрические и механические системы управления механизмами станка.

Предлагаемая автоматическая револьверная головка позволяет существенно сократить время на замену инструмента и осуществить точную автоматическую центровку инструмента путем соединения элементов контроля и выбора в противоположном по отношению к инструментам порядка и применения ступенчатого кулачка для управления указанными элементами в магазине с набором инструментов.

На фиг. 1 предсгавлен в аксонометрии станок с автоматической револьверной головкой; на фиг. 2 — продольный разрез станка; на фиг. 3 — механизм перемещения шпинделя и вращения барабана; на фиг. 4 — схематически показан разрез по А — А на фиг. 2; на фиг. 5 — один из вариантов положения кулачка; на фиг. 6 — частичный разрез по А — А на фиг. 2; на фиг. 7 — частично план станка; на фиг. 8 — узел станка, в плане.

Станок содержит основание 1, на котором установлен подвижный суппорт 2, перемещаемый в горизонтальной плоскости в двух направлениях с помощью цифровой системы управления, подъемную колонну 8, снабженную двумя призматическими направляющими 4, на которых свободно установлена рабочая головка 5, Она может перемещаться в вертикальной плоскости вдоль направляющих 4 и стопориться в определенном полоукении рукояткой б способом, известным как рег se.

Рабочая головка 5 снабжена шпинделем 7

10 (см. фиг. 2), который вращается вокруг вертикальной оси 8. Кроме того, головка имеет магазин с набором режущего инструмента, образованный барабаном в форме усеченного конуса 9, который вращается вокруг оси 10

1б барабана, пересекающейся с осью 8 шпинделя 7 и наклонной по отношению к ней на определенный угол а.

Барабан 9 имеет боковую поверхность 11, образующую с осью 10 угол р, который яв20 ляется дополнительным углом угла а.

Боковая поверхность 11 снабжена по периферии двенадцатью гнездами 12 для инструмента. Каждое гнездо приспособлено для установки державки или патрона 13 с раз25 личными режущими инструментами ИА, 14Â, „141., ось которого 14 перпендикулярна поверхности 11, в такое положение, что барабан 9 при его вращении обеспечивает совпадение осей различных инструментов И

30 с осью 8 шпинделя 7, 297161

60

gr

С барабаном 9 соединена втулка 15, которая вращается на валу 16, закрепленном на раме 17 головки 5 (см. фиг. 1). На барабане имеется кольцевая выточка 18, в которую входит кольцевой выступ 19 рамы 17. К втулке 15 прикреплено червячное колесо 20, соединенное с червяком 21 (см. фиг. 7), который связан с валом 22, вращающимся в раме 17. Передаточное отношение между червяком 21 и червячным колесом 20 таково, что при каждом обороте вала 22 барабан 9 поворачивается на шаг 30 .

Вал 22 может приводиться с помощью электромагнитной муфты 28 через второе червячное колесо 24, соединенное с червяком

25 (см. фиг. б и 7), закрепленным на вертикальном валу 26. Этот вал через пару конических шестерен 27 приводится от горизонтального вала 28, который через вторую пару конических шестерен 29 (см. фиг. 3) получает вращение через вертикальный вал 80 от трехзвенного индукционного электродвигателя 81, приспособленного для вращения в любом направлении.

Первое реле дистанционного управления

TX (см. фиг. 4) приспособлено для включения контакта TXI, который приводит во вращение электродвигатель 81, причем направление вращения двигателя таково, что барабан вращается по часовой стрелке. Подобным образом второе реле ТУ предназначено для включения контакта TYl, который приводит электродвигатель во вращение в противополо>кную сторону так, что барабан 9 вращается против часовой стрелки. Два реле RX u R Y предназначены для включения контактов ЯХ, и ЛУ, соответственно в цепь реле ТХ и TY Кроме того, оба реле ТХ и TY снабжены цепью, держащей катушки, которая замыкается через контакты ТХ2 и ТУ2 соответственно.

Два реле RX u R Y также приспособлены для раздельного замыкания .контактов ЯХ, и

ЛУ,. соответственно, включенных в цепь электромагнита ЕЕ„управляющего электромагнитной муфтой 23 (см. фиг. 7) . Наконец, электромагнит ЕЬ (ом. фиг. 4) снабжен цепью удержания катушки, которая замыкается через контакт Е1.ь Переключатель 82, включенный в названную схему удержания катушки, нормально держится в разомкнутом положении прорезью, образованной на диске 88 (см. фиг. 2), закрепленном на валу

22, благодаря чему, когда каждый ре>куц;ий инструмент 14 находится на одной оси со шпинделем 7, цепь удержания катушки разомкнута.

На неподвижной раме станка располо>кен ряд индивидуальных избирательных элементов или контактов 84А, 84 В, ..., 84 L (см. фиг, 4), связанных с режущими инструментами 14 А, 14 В, ..., 14 L. Каждый контакт 34 может автоматически управляться известным способом в соответствии с заданной программой, которая может быть зарегистриро5

4 вана на суппорте и содержать обозначение инструмента, а также указание рабочей операции, выполняемой каждым выбранным инструментом 14.

К неподвижному валу. 16 (cM. фиг. 2) крепится плита 85, на которой установлены трехпозиционные электропереключатели 86 А, 86 B, ..., 86 L, связанные с инструментами 14А, l4 В, „., 14 L, ïðичем каждый переключатель

86 соединен с соответствующим контактом 84.

Переключатели 86 расположены соосно с барабаном 9 в обратном порядке относительно инструментов 14 и обычно пружиной передвинуты в поло>кение по направлению от центра, в котором замкнут соответствующий контакт 86 Х, включенный в цепь 37, показанную сплошными линиями, которая соединена с реле RX.

К барабану 9 ;прикреплен кулачок 88, включающий участок 39 (см. фиг. 4), предназначенный для взаимодействия с половиной без одного переключателей 86, и второй участок 40, предназначенный для взаимодействия каждый раз с одним переключателем

86. Переключатели 86, взаимодействующие с участком 89 кулачка 88, удерживаются в наиболее близком к оси положении, в котором они замыкают соответствующий контакт 86Х, включенный в цепь 41, показанную пунктирными линиями и соединен ную с реле RY, Переключатель 86, взаимодействующий с участком 40 кулачка 88, удерживается в промежуточном положении между двумя крайними положениями, при этом оба контакта

86Х и 86 У разомкнуты.

Червяк 25 (см. фиг. б) входит в зацепление с червячным колесом 42, предназначенным для вращения диска 48 на 180 с помощью электромагнитной муфты (см. фиг. 2).

Диск 48 снабжен эксцентричным кольцевым пазом 44 (см. фиг. б), связанным с роликом

45, вращающимся на оси 46, перемещаемой ползуном 47, скользящим в вертикальном направлении по раме 17. Ось 46 находится сзади ползуна 47 (с левой стороны) и предназначена для сколь>кения вдоль осевого паза 48,втулки 49. Последняя вертикально скользит по раме 17 вместе со шпинделем 7, который .вращается внутри втулки 49 в подшипниках 50.

Втулка 49 снабжена рейкой 51, которая входит в зацепление с шестерней 52, закреппленной на валу 58, вращающемся в раме

17. Кроме того, к валу 58 крепится другая шестерня 54 (см. фиг. 3), входящая в зацепление с рейкой 55, которая крепится к вертикальному ползуну 56 позиционного измерительного трансформатора 57. Ползун 56 соединен через цепь 58 с поршнем 59, перемещающимся в цилиндре 60. Пружина сжатия

61, установленная между поршнем 59 и крышкой 62, располо>кенной в верхней части цилиндра 60, отжимает поршень 59 вниз.

297161

Рейка 51 втулки 49 входит также в зацепление со второй шестерней 68, управляющей рабочим перемещением шпинделя 7.

Устройство изменения скорости 64 (см. фиг. 7) работает от электромагнитной муфты известным способом. Оно расположено между шестерней 63 и валом 65, который с другой стороны через червячное колесо бб электромагнитную муфту, не показанную на чертеже, приводится от горизонтального вала 28.

Верхний конец шпинделя 7 (см. фиг. 2) снабжен шлицами 67, на которых установлена втулка 68, враща|ощаяся B раме 17. К втулке 68 крепится колесо 69, вращающееся or вала 70 (см. фиг. 3), соединенного с валом двигателя 80 через редуктор 71, который управляется известным способом в соответствии с заданной программой работы. Кроме того, нижний конец шпинделя 7 (см. фиг. 21 снабжен двумя выступами 72, входяшими в два паза 78, образованные в патроне 18 ка>кдого инструмента 14.

В каждом патроне 18 имеются также две канавки или пазы 74 и 75, противоположно расположенные в двух раз.чичных п.чоскостях, в которые вставлены два кулачка 76 и 77 (см. фиг. 8).

Каждый кулачок 76 и 77 имеет два (см. фиг. 2) торца 78 и 79 соответственно с зубцами, B которые входят с противо Io.÷î>«Bûõ сторон две шестерни 80, вращающиеся на осях

81, закрепленных на барабане 9. Поэтому оба кулачка 76 и 77 всегда одновременно перемещаются в противоположныx направлениях.

Кулачок 76 нормально связан с подпружиненным шариковым фиксатором 82 и снао>кен выступом 88, имеюпгим паз 84, пре IIIBчначенный для взаимочействия с фланпем 85, соединенным с якорем 86 электромагнита 87, закрепленного на раме 17. Якорь 86 нормально поджат пружиной 88.

Ка>к дый патрон также снабжен конусом 8", который входит в коническое отверстие 90 шпинделя 7. Конус 89 имеет резьбовое отверстие 91, в которое может BBpI> TbIB 3 Tbc B резьбовой конец 92 стержня 98, вращающегося на одной оси внутри отверстия в шпинделе 7. Стержень 98 имеет переходник 84, который входит в расточку 95 полого шпинделя.

Участок 96 стержня 98 с гранями ооычно входит в отверстие с гранями втулки 97, постоянно соединенной таким >ке спосооом с концом вала 98 (см. фиг. 3) вспомогательного электродвигателя 99, устройство которого обеспечивает его вращение в двух направлениях. Наконец, втулка 97 снабжена двумя фланцами 100, между которыми установлен ролик 101 рычага 102, качающегося на неподвижной оси 108. Рычаг 102 прижат пру>киной 104 к неподвижному упору и через палец и паз соединен с якорем 105 электромагнита 106.

На барабане 9 (см. фиг, 2) в плоскости, содержащей ось. 10 и ось инструмента 14, за5

65 креплен установочный элемент, образованный ступенчатым барабаном (гребенкой) 107, предназначенным для ручной установки с помощью соответствующей ручки 108 после снятия крышки 109 с барабана 9.

Б ар абаи 107, соответствующий инструменту 14, соосному со шпинделем 7, может быть связан с чувствительным элементом, образованным ступенчатым участком 110, уступы на котором противоположны уступам на барабане 107, который перемещается с помощью ползуна 111 параллельно шпинделю 7 íà раме станка 17.

Верхний конец ползуна 111 снабжен пазом !

12 (см. фиг. б), скользящим по оси 46, Пружина сжатия 118, установленная между отверстием 114 ползуна П1 и нижним конусом ползуна 47 вокруг стер>кня 115, подж им ае т ползун 111 до упора с осью 46 через верхний край паза 112. Кроме того, ползун 111 снаб>кен зубчатым краем 116, зубцы которого входят в зацепление с зубчатым колесом 117, коfopop с другой стороны входит в зацепление с шестерней 118. Эта последняя крепит-я на валу 119, вращающемся на раме 17 с закрепленным рычагом 120 с пальцем 121, который входит в паз 122 горизонтального ползуна

128, предназначенного для управления устройством регулирования скорости 64 (см. фиг. 7), которое управляет перемещением шпинделя 7.

Головка со сиенцыAI инструментом работает следующим образом. В начале рабочего цикла определенного режущего инструмента 14 (см. фиг. 2) шпиндель 7 расположен B крайнем верхнем положении и благочаря этому не соединен с инструментом 14. Согласно установленной программе работы замыкается контакт >4, соответствующий инструменту 14.

Предположим, что барабан 9 расположен так, что инструмент 14А находится на одной оси 8 шпинделя 7, как показано на фпг. 4, и что контакт 84 замкнут. Так «ак соответствующий переключатель 86 1 замыкает контакт

86Л, то замыкается цепь 87, тем самым подавая напряжение к реле RX. Это последнее с одной стороны через контакт RX, включает реле дистанционного управления ТХ, благодаря чему двигатель 81 начинает вращаться в направлении, при котором барабан 9 вращается по часовой стрелке, а с другой стороны контакт RA включает электромагнит EL, которым вводит в работу муфту 28 (см, фиг. 7), Вал 80 (см. фиг. 3) двигателя 81 через конические шестерни 29, вал 28, конические шестерни 27 (см. фиг. 7), вал 26, червяк 25, «олесо 24 и муфту 28 приводит во вращение вал 22 и червяк 21. Последний передает вращение колесу 20 (см. фиг. 2) вместе с барабаном 9 по часовой стрелке, как показано на фиг. 4, один шаг на каждый оборот вала 22.

В конце каждого оборота вала 22 диск 88 размыкает контакт 82. Однако электромагнит

297161

EL остается под напряжением через контакт

RX реле RX.

Когда участок 40 кулачка 88 войдет в соприкосновение с переключателем 361, как показано на фиг. 5, этот переключатель переместится в промежуточное положение, благодаря чему контакт 86Х разомкнется, и реле RX обесточится. Тогда контакты RXi и RX» разомкнутся, однако и реле дистанционного управления ТХ, и электромагнит Е1 останутся под напряжением через соответствующую цепь удержания катушки. В тот момент, когда вырез на диске 83 разомкнет контакт

82, электромагнит EL (см. фиг. 4) обесточится и отключит муфту 23 (см. фиг. 7). Поэтому барабан точно остановится, когда выбранный инструмент 141 (см. фиг. 5) совпадет с осью шпинделя 7 (см. фиг. 2), в то время как двигатель 31 продолж ает вр ащаться для управления последующими фазами цикла.

Наоборот, предположим, что режущий инструмент 14 А (см. фиг. 4) расположен на одной оси со шпинделем и что контакт 34 Д замкнут. При этом цепь 41 включена через переключатель 36 Д и включено реле R Y.

Тогда контакт RY> включит реле дистанционного управления TY. благодаря чему двигатель 31 начнет вращаться в противоположную сторону, тогда как контакт RY> включиг электромагнит EL, как было описано выше.

Барабан 9 теперь вращается против часовой стрелки, и, когда участок 40 кулачка 88 выйдет из контакта с переключателем 36Д, этог последний войдет в соприкосновение с учасгком 40 кулачка 88 и передвинется в промежуточное положение, благодаря чему реле

RY обесточится. Затем, когда вал 22 (см. фиг. 2) совершит оборот, диск 88 откроет контакт 82, что приведет к остановке барабана, в то время как двигатель 31 будет продолжать вращаться описанным выше способом. При остановке барабана 9 муфта включится известным способом, и диск 43 через червяк 25 (см. фиг. 6), колесо 42 и муфту повернется на 180 в любом из двух направлений в зависимости от выбранного ранее направления вращения двигателя 31. Эксцентричная канавка 44 HB диске 48 через ролик 45 и ось 46 передвинет ползун 47 вниз на величину, равную эксцентриситету канавки 44.

Тогда ось 46 (см. фиг. 2) передвинет вниз втулку 49 вместе со шпинделем 7. Этот последний охватит коническим отверстием 90 участок 89 патрона 18, в то время как два .выступа 72 войдут в пазы 78. С другой стороны стержень 98 переместится вместе со шпинделем 7 под действием собственного веса, упираясь в резьбовое отверстие 91 патрона 18. Ползун 47 в конце своего хода известным способом приведет во вращение вспомогательный двигатель 99 (см. фиг. 3) в такое направление, чтобы стержень 98 ввернулся в отверстие 91 патрона 18. Когда переходник

94 стержня 93 упрется в буртик 95, шпиндель

45 и

7 упрется в патрон 13. При этом момент двигателя 99 (см. фиг. 2) возрастет, и двигатель отключится обычным способом.

С этого момента к электромагниту 87 подается напряжение, и якорь 86 через фланец 85 переместит кулачок 76 влево.

Последний через его зубчатый торец 78 (см. фиг. 8), две шестерни 80 и зубчатый торец 79 переместит кулачок 77 вправо, благодаря чему патрон 13 освободится. Одновременно электромагнит 106 (см. фиг. 3) окажется под напряжением и опустит якорь 105. При этом рычаг 102 повернется по часовой стрелке и поднимет втулку 97, которая при этом выйдет из зацепления с участком 96 стержня 98.

Ползун 47 (см. фиг. 2), находясь в нижнем положении, через пружину 113 передвинет ползун 111 вниз, до тех пор пока ступенчатый участок 110 не достигнет ступенек барабана 107. Ползун 111, таким образом, совершит ход согласно углово»y положению, в которое был установлен барабан 107. Обратный ход ползуна 111 (см. фиг. 7) через колесо 117, шестерню 118, вал 119, рычат 120 и палец 121 передается ползуну 123, который управляет устройством изменения скорости 64 в соответствии с подачей, о пределяемой инструментом 14.

В это время двигатель 81 (см. фиг. 3) IBpaщается в направлении, определяемом инструментом 14, и через устройство для измене ния скорости 71, которое было автоматически известным способом пере ключено, вращает зубчатое колесо 69 вместе с втулкой 68. Эта последняя лри водит во вращение шпиндель вместе с:инструментом 14, прикрепленным к нему через стержень 98. Одновременно через устройство для изменения скорости 64 (см. фиг. 7) и шестергпо 68 втулка 49 перемещается в низ .вместе со шпи нделем 7.

Инструмент 14 остается в работе и отводится в исходное, положение под контролем позиционного измерительного трансформатора

57 (см. фит. 3) способом, известным под названием рег se. Когда ш пиндель 7 воз вращается вертикально в первоначальное положение, два устройства изменения скорости 64 и 81 отключены, так как электромагнит 87 обесточен. Тогда пружина 88 с "вооо>кдает якорь 8б,,и кулачки 76 и 77 захватывают шпиндель (патрон) 13, m то время как шпиндель 7 все еще продол>кает гращаться по инерции. Кулачки 76 и 77 по:юностью захваты вают патрон 18 только тогда, когда патрон

13 достигнег углового поло>кения, в котором пазы 74 и 75 совпадут с кулачками 76 и 77, как показано на фиг. 2. Сле.-овательно, каждый инструмент 14 за креплен на барабане 9 всегда в одном и том же угловом .положении.

Затем электромагнит 106 обесточи вается, и,пру>кина 104 по ворачизает рычаг 102 против ча совой стрелки в:положение, показанное на фиг. 3. Тогда рычаг 102 возвращает втул297161 ку 10б в нижнее положение, где в iree входит граненый участок 9б стержня 98.

Двигатель 99 за пускается и вращается в направлении, при котором стержень 98 вывертывается из резьбового отверстия 81 патро на 18. Наконец, муфта 5 включается и поворачивает диск 48 на 180 и возвращает ползун 47 is его верхнее положение. Затем ось 4б возвращает ползун 111 в верхнее flioложение, тогда как пружина б1 через цепь 58, ползун 55 и шестерню 54,возвращает втулку

49 в:верхнее положение вместе со шпинделем 7, таким о бразом заканчивая рабочий цикл выбранного инструмента 14.

Для некоторых режущих инструментов необходимо контролируемое перемещение шпи нделя 7 (только во время его хода, вниз для, например, 14Д и 14С:или во время обоих ходов для, на пример, метчиков 14А, 14 С). Чтобы изменить программу работы в соот ветствии с выбранным инструментом так, чтобы иметь или не иметь контролируемое перемещение ш пинделя 7 во время его обрат ного хода, ступенчатый 1барабан 107 снабжен двумя похожими ступенчатыми участками 124 и

125, пред назначенными для установки в рабочее,проложение вращением рукоятки 108 в соответспвующем направлении, причем участо к 124 относится к сверлам, а участочек 125— к метчи кам. Кроме того, барабан 107 снабжен кулачком 12б, пред назначенным для включения переключателя 127, укрепленного на раме 17, только тогда,,когда барабан 107 установлен таким образом, что в рабочем по10 ложении находится участок 125. Тогда выключатель 127 замыкает цепь, вызывая перемещение шпинделя 7 вверх через устройство для регулирования скорости по способу, из5 вестному как per se.

Предмет изобретения

10 1. Автоматическая револьверная головка металлорежущего станка с вращающимся в двух направлениях источником мощности, магазином, в котором в заранее о пределенном положении установлены режущие инстру15 менты, подаваемые в рабочее положение из указанного магазина при помощи элементов контроля и,выбора, отличающаяся тем, что, с целью сокращения времени на замену,инструмента, элементы контроля, закрепленные

20 соосно с элементами выбора, установлены в проти вополож ном по отношению к инструментам |порядке.

2. Головка по . п. 1, отличающаяся тем, что на магазине закреплен кулачок, выполненный

25 в виде полуокружности с двумя участками, один из которых взаимодействует с половиной без одного элементо|в контроля, другой с одним элементом контроля, соответствующим рабочему положению инструмента, причем

30 элемент контроля, соединенный с элементом выбора, включает соответствующий источник мощности так, чтобы, вращать магазин в ту или другую .сторону для подачи инструмента в .рабочее положение iso кратчайшему пути.

29716i

Z7 Z5 25

Фиг 7

Составитель А. Андриянов

Техред Е. Борисова Корректоры: Е. Ласточкина и В. Петрова

Редактор T. Ларина

Типография, пр. Сапунова, 2

Изд. № 1380 Тираж 473 Подписное

БНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5