Револьверная головка с дополнительным вращением режущего инструмента
Предлагаемая конструкция револьверной головки предназначена для использования на металлорежущих станках с ЧПУ преимущественно токарной группы с целью значительного расширения их технологических возможностей.
Сущность полезной модели состоит в том, что револьверная головка с поворотным инструментальным диском снабжена приводом дополнительного вращения осевого режущего инструмента от отдельного электродвигателя с регулируемым числом оборотов, установленного на внешней части корпуса револьверной головки с закрепленным на его выходном валу зубчатым колесом, входящим в зацепление с зубчатым колесом, установленным на хвостовой части цанговой оправки, при этом цанговая оправка выполнена универсальной и предназначена для закрепления режущего инструмента, работающего при подаче револьверной головки, как в осевом, так и в радиальном направлении.
Кроме того отличия состоят еще в том, что зубчатые колеса, используемые для различных видов инструментов, выполнены либо одинакового, либо разного размера, а габаритные размеры, в том числе по их делительным диаметрам определяются прочностными характеристиками зубьев, а инструментальный диск выполнен с возможностью медленного поворота при одновременном вращении зубчатого колеса на выходном валу электродвигателя с числом оборотов равным 50-60 об/мин для безударного зацепления зубчатых колес, при этом универсальная цанговая оправка выполнена с возможностью установки в ней трехступенчатого валика и конических зубчатых колес, для передачи вращения на режущий инструмент, работающий при радиальном его расположении.
Предлагаемая конструкция револьверной головки предназначена для использования на металлорежущих станках с ЧПУ преимущественно токарной группы с целью значительного расширения их технологических возможностей.
Из уровня техники известны конструкции револьверных головок с приводом вращения осевого инструмента и на которые были получены авторские свидетельства СССР на изобретения, опубликованные в период с 1979 по 1989 годы и патенты за рубежом до 2012 г., при этом все они имеют муфты или полумуфты для включения вращения осевых инструментов.
Как правило, револьверные головки с дополнительным приводом вращения инструмента имеют два двигателя, один из которых обеспечивает поворот револьверной головки на нужный угол, а второй двигатель предназначен для осуществления дополнительного вращения инструмента при использовании сложной кинематики или карданного вала.
Недостатками таких конструкций револьверных головок является сложная кинематика и наличие специальных механизмов для включения вращения осевых режущих инструментов.
Так, например в изобретении по авторскому свидетельству SU 1323245 А1, опубл. 15.07.87 г. имеется поворотная часть с инструментальными шпинделями, приводимыми во вращение от одного регулируемого электродвигателя через зубчатый блок и приводные колеса, передающие вращение на вал с полумуфтой, сцепляющейся с полумуфтами инструментальных шпинделей.
Недостатками этого аналога является сложная кинематика с передачей вращения на осевые инструменты через зубчатые колеса и полумуфты приводного вала и вала шпинделя вращающегося инструмента.
Подобная система включения вращения инструментов имеет место и в конструкции револьверной головки по патенту RU 2077412 С1, опубл. 20.04.1997 г., принятому нами за прототип.
Револьверная головка по этому патенту содержит корпус, установленную в нем поворотную часть с инструментальными шпинделями (планшайбу) и силовой цилиндр, шток которого, при осевом перемещении расфиксирует планшайбу с инструментами, поводком смещает зубчатый блок до входа его в зацепление с зубчатым колесом электродвигателя, обеспечивающего вращение поворотной планшайбы и, одновременно, смещает конечный вал, имеющего на окончании, обращенном к поворотной планшайбе, зубчатое колесо, входящее в зацепление с зубчатым колесом инструментальной оправки, выводя это зубчатое колесо из зацепления.
В рассматриваемом прототипе, используется один электродвигатель.
Использование гидроцилиндра усложняет конструкцию станка, вызывая необходимость дополнительно формировать систему гидрооборудования, включающую гидробак, точную управляющую аппаратуру, насос, металлические трубки или шланги высокого давления и т.д.
Кроме того, в рассматриваемой конструкции револьверной головки необходимо надежно решить вопрос о подводе масла от гидросистемы станка к револьверной головке, размещенной на суппорте, который имеет линейные перемещения по двум направлениям.
Недостатками такой конструкции револьверной головки являются:
- необходимость использования силового цилиндра, а, следовательно, и гидравлической системы в станке, используемого для расфиксации планшайбы с инструментами и последующего его поворота на нужный угол;
- наличие конечного вала с зубчатым колесом, при осевом смещении которого от специального поводка, обеспечивается введение в зацепление зубчатого колеса вала с зубчатым колесом инструментальной оправки;
- необходимость иметь подшипник в конструкции поводка с тем, чтобы конечный вал мог иметь вращение в отверстии неподвижного поводка;
- отсутствие гарантированного введения в зацепление зубьев зубчатого колеса конечного вала при осевом его перемещении с зубчатым колесом, закрепленном на хвостовой части оправки с инструментом из-за возможности торцевого соударения зубьев зубчатых колес;
- исключение муфт используемых для включения привода вращения инструментов.
Задачей полезной модели является существенное упрощение кинематики привода вращения осевого инструмента с возможностью использования режимов резания, соответствующих различным видам инструментов, путем выноса механизма привода вращения инструментов из корпуса револьверной головки.
Технический результат состоит в том, что осевые инструменты: типа сверл различных видов, зенкеров, метчиков, концевых фрез и т.д., при использовании на токарных станках в револьверных головках с дополнительным приводом их вращения обеспечивают возможность осуществления полной обработки отверстий и фрезерование плоскостей, пазов, а также сложных контуров, на торцевых и наружных поверхностях деталей типа дисков, фланцев и др.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами, на которых изображено:
фиг.1 - револьверная головка с дополнительным вращением режущего осевого инструмента;
фиг.2 - вид по стрелке А торцевой поверхности корпуса радиально расположенного осевого инструмента.
В предлагаемой револьверной головке (Фиг.1) механизм поворота и фиксации инструментального шпинделя может быть любым из известных и применяемых в других револьверных головках без дополнительного привода вращения осевых инструментов, что позволяет выбрать наиболее дешевую и надежную конструкцию механизмов.
Предлагаемая револьверная головка состоит из корпуса 1 с присоединенным к нему инструментальным диском 2 с размещенными в нем в цанговых оправках 3, 4 и 5, в которых закреплены радиальные 6 и осевые 7 инструменты, имеющие возможность вращения (а также не вращающиеся инструменты, не показанные на фиг.1), причем на оправках 3 и 4, смонтированы конические зубчатые колеса 8 и 9 привода вращения радиально установленного инструмента 6, а на хвостовых частях цанговых оправок 3 и 5 размещены цилиндрические зубчатые колеса 10, входящие в зацепление с зубчатым колесом 11, установленном на выходном валу электродвигателя 12, с регулируемым числом оборотов, который размещен на внешней стороне корпуса 1 револьверной головки.
Для установки конического зубчатого колеса 8, используется наименьшая по диаметру шейка трехступенчатого валика 13, закрепляемого в цанговой оправке 3, с последующим монтажом промежуточного корпуса 14 и закреплением зубчатого колеса 8 на шейке трехступенчатого валика 13.
Радиально расположенный осевой инструмент 6 закреплен в цанговой оправке 4, которая на хвостовой части имеет шейку с установленным на ней коническим зубчатым колесом 9, входящим в зацепление с коническим зубчатым колесом 8 при соединении корпуса 15 с радиальным инструментом 6 с промежуточным корпусом 14 и инструментальным диском 2, причем присоединение этих корпусов 14 и 15 к инструментальному диску 2 осуществляется болтами 16, показанными на фиг.2.
Работа предлагаемой револьверной головки с дополнительным вращением осевых инструментов 6 и 7 осуществляется следующим образом.
По команде от системы ЧПУ станка осуществляется расфиксация инструментального диска 2 и его поворот с помощью механизма, размещенного в корпусе 1 револьверной головки на необходимый угол, зависящий от числа гнезд в инструментальном диске 2. Например, если инструментальный диск 2 имеет шесть гнезд, то угол его поворота будет равен 60°. При количестве гнезд равном 8, угол поворота будет составлять 45° и т.д.
В процессе перемещения инструментального диска 2, цанговая оправка 5 с установленным в ней осевым инструментом 7 и имеющая на концевой части зубчатое колесо 10, переместится на заданный угол, обеспечив введение в зацепление двух зубчатых колес 10 и 11.
После фиксации инструментального диска 2 в рабочем положении, по команде от системы ЧПУ станка включается заданное по программе вращение вала регулируемого электродвигателя 12 с числом оборотов, соответствующих намеченному технологическому переходу.
Использование предложенной полезной модели обеспечит снижение затрат на изготовление револьверной головки с дополнительным приводом вращения инструмента за счет упрощения кинематики передачи им вращения, с обеспечением оптимальных чисел оборотов для использованных осевых инструментов.
1. Револьверная головка с дополнительным вращением режущего инструмента, предназначенная для установки на токарном станке с ЧПУ и содержащая поворотный инструментальный диск, в котором размещены режущие инструменты, и привод дополнительного вращения режущих инструментов, отличающаяся тем, что она снабжена цанговыми отправками для установки режущих инструментов, при этом привод дополнительного вращения режущего инструмента выполнен в виде отдельного электродвигателя с регулируемым числом оборотов, установленного на внешней части корпуса с закрепленным на его выходном валу зубчатым колесом, на хвостовой части цанговых оправок установлено цилиндрическое зубчатое колесо, имеющее возможность входа в зацепление с зубчатым колесом, установленным на выходном валу упомянутого электродвигателя, при этом цанговые оправки выполнены с возможностью закрепления режущего инструмента, работающего при подаче револьверной головки как в осевом, так и в радиальном направлениях.
2. Револьверная головка по п.1, отличающаяся тем, что инструментальный диск выполнен с возможностью медленного поворота при одновременном вращении зубчатого колеса на выходном валу электродвигателя с числом оборотов, равным 50-60 об/мин, для безударного зацепления зубчатых колес, до момента фиксации инструментального диска в рабочем положении с последующим включением от системы ЧПУ чисел оборотов, соответствующих виду осевого режущего инструмента.
3. Револьверная головка по п.1, отличающаяся тем, что универсальная цанговая оправка выполнена с возможностью установки трехступенчатого валика и конических зубчатых колес для передачи вращения на режущий инструмент, работающий при радиальном его расположении.
