Силовая головка агрегатного станка

Полезная модель относится к области станкостроения, а именно - к силовым головкам агрегатных станков, в частности, к шпиндельным насадкам силовых головок, применяемых для обработки разнообразных деталей сверлением, растачиванием, фрезерованием, зенкерованием, а также для других технологических операций в автомобильной, авиационной, приборостроительной и других отраслях промышленности, преимущественно в мелкосерийном, серийном и массовом производстве. В технике металлообработки известны силовые головки, содержащие закрепленный подвижно на направляющих основания корпус с размещенными в нем главным приводом вращения обрабатывающего инструмента, средства перемещения обрабатывающего инструмента в позицию обработки и отвода его в исходное положение, а также средства контроля величины перемещения обрабатывающего инструмента в крайних положениях. К корпусу прикреплена шпиндельная насадка с направляющими скалками. В насадке взаимно-параллельно размещены шпиндельные узлы с закрепленными на их валах приводными шестернями. Валы шпинделей установлены в опорах качения. Известные головки трудоемки в перенастройке на новые размеры, отличные от ранее установленных и сложны по своим кинематическим схемам. Предложенная конструкция силовой головки отличается от известных тем, что в ней шпиндельные узлы снабжены эксцентриковыми втулками и сопряженными с ними поводками, выполненными с возможностью поворота вокруг продольной оси шпинделей и снабженными средствами фиксации их в заданных рабочих положениях. Кроме того, направляющие скалки для компенсации возникающих погрешностей установки инструмента при переводе головки из исходного положения в позицию обработки и обратно снабжены компенсирующими пружинами и средствами регулирования усилия пружин на шпиндельные узлы. Предлагаемая конструкция силовой головки касается двухшпиндельной насадки, однако подобный принцип построения ее кинематической схемы может

быть распространен и на насадки с большим числом шпиндельных узлов, что позволяет упростить конструкции агрегатных станков различного назначения, сократить технологическое время переналадки их на другие размеры обработки отверстий в деталях при мелкосерийном, серийном и массовом производстве. Данные конструкторские решения использованы в конструкции силовой головки типа СА 21824 производства ЧП «Ремсервис», г.Глухов, Украина для применения в агрегатном станке, предназначенном для обработки тормозных колодок автомобиля.

Предлагаемая полезная модель относится к области станкостроения, а именно - к силовым головкам агрегатных станков, в частности, к шпиндельным насадкам силовых головок, применяемых для обработки разнообразных деталей сверлением, растачиванием, фрезерованием, зенкерованием, а также при помощи других операций в автомобильной, авиационной, приборостроительной и других отраслях промышленности, преимущественно в мелкосерийном, серийном и массовом производстве.

Силовые головки являются основными узлами агрегатных станков, предназначенных для сообщения режущему инструменту главного движения и движения подачи и должны удовлетворять следующим требованиям: они должны обеспечивать автоматическое выполнение заданного цикла при соблюдении всех его параметров, выдавать внешние сигналы о выполнении отдельных элементов цикла (в частности, о приходе в исходное положение), обеспечивать высокую надежность, быструю переналадку на необходимый обрабатывающий инструмент, высокую точность при повторении однотипных технологических операций. Большое разнообразие обрабатываемых деталей привело к созданию различных по конструкции силовых головок (см. например, [1, 2, 3]), отличающихся по количеству устанавливаемого обрабатывающего инструмента, мощности используемых приводов главного движения и движения подачи и их типов (электрические, гидравлические, пневматические или их сочетание). При использовании в силовых головках нескольких инструментов нашли применение шпиндельные насадки, которые могут включать несколько шпиндельных узлов для закрепления обрабатывающего инструмента.

Многошпиндельное сверление деталей производят на агрегатных станках различной сложности, конструкция которых определяется расположением отверстий,

конфигурацией обрабатываемой летали и другими факторами. В зависимости от положения отверстий обрабатываемых деталей при многошпиндельном сверлении возможны следующие варианты: с параллельно расположенными осями отверстий, с наклонными отверстиями, с боковыми отверстиями и другие (См. например, [4, стр.60-61]). В автомобилестроении, авиастроении, приборостроении наиболее распространены детали, имеющие отверстия с параллельно расположенными осями (крышки, фланцы, корпуса, панели и др.). При малых габаритных размерах деталей (например, при обработке тормозных колодок автомобилей) обработка отверстий затруднена, особенно при наличии малых межцентровых расстояниях, В зависимости от характера производства одновременную обработку этих отверстий производят либо на многошпиндельных сверлильных станках с регулируемым положением шпинделей, либо многошпиндельными силовыми насадками, установленными на силовых головках агрегатного станка.

Известна конструкция силовой головки агрегатного станка (см. например, [4, стр.65-68]), содержащие на направляющих основания корпус с размещенными в нем главным приводом вращения инструмента, средства перемещения обрабатывающего инструмента в позицию обработки и отвода его в исходное положение, средства контроля величины перемещения обрабатывающего инструмента в его крайних положениях, закрепленную на корпусе шпиндельную насадку с направляющими скалками и параллельно размещенными шпиндельными узлами, снабженными опорами качения и закрепленными на шпиндельных валах шестернями привода их вращения.

Известная двухшпиндельная силовая головка имеет возможность изменения расстояния между шпинделями за счет установки подшипниковых опор в обойме поворотной шайбы, подвижно закрепленной в корпусе, а вращающий момент на шпиндели передается от валика главного привода через шестерни, закрепленные на валах шпинделей.

Головка имеет сложную кинематику, что затрудняет ее быструю переналадку на

иной, отличный от первоначально установленного размера между осями инструментальных шпинделей, а также узкий диапазон переналадки.

Целью предлагаемой полезной модели является расширение ее технологических возможностей, сокращение времени переналадки головки на иные, относительно ранее установленных настроек обрабатывающего инструмента и упрощение кинематической схемы.

Поставленная цель достигается тем, что в известной силовой головке агрегатного станка, содержащей корпус с размещенными в нем приводом вращения инструмента, его перемещения относительно обрабатываемой детали в позицию обработки и быстрого отвода в исходное положение, элементов контроля величины перемещения пинолей в виде конечных выключателей, сопряженную с корпусом шпиндельную насадку с направляющими скалками и параллельно размещенными шпиндельными узлами, снабженными опорами качения и закрепленными на шпиндельных валах шестернями привода их вращения шпиндельные узлы снабжены эксцентриковыми втулками и сопряженными с ними поводками, выполненными с возможностью поворота вокруг продольной оси шпинделей, причем поводки снабжены средствами фиксации в заданных рабочих положениях, а направляющие скалки снабжены компенсирующими пружинами и средствами регулирования усилия компенсации перемещения шпиндельных узлов на позиции обработки.

Предлагаемая силовая головка представлена на чертежах, где:

- на Фиг.1 представлен общий вид силовой головки в аксонометрической проекции;

- на Фиг.2 представлено конструктивное выполнение шпиндельной насадки в аксонометрической проекции;

- на Фиг.3 представлен вид в аксонометрической проекции на шпиндельную насадку при минимальном расстоянии между продольными осями шпинделей;

- на Фиг.4 представлен вид в аксонометрической проекции на шпиндельную насадку при максимальном расстоянии между продольными осями шпинделей;

- на Фиг.5 представлен вид на шпиндельную приставку слева для случая при минимальном расстоянии между продольными осями шпинделей;

- на Фиг.6 показана кинематика зубчатых зацеплений в приводе шпинделей шпиндельной насадки.

Силовая головка содержит (см. Фиг.1) корпус 1 с размещенными в нем приводом вращения инструмента, его перемещения относительно обрабатываемой детали в позицию обработки и быстрого отвода в исходное положение, элементов контроля величины перемещения пинолей (на чертежах не показаны), основания 2 с направляющими 3 и ходовым винтом 4. Силовая часть головки имеет выходной вал 5 снабженный шипом. С корпусом головки сопряжена шпиндельная насадка (см. Фиг.1, 2, 3) содержащая корпус, состоящий из фланца 6, задней крышки 7, передней крышки 8 и опоры 9. Элементы 6, 7, 8 установлены через прокладки 10, 11. Между задней, передней крышками и фланцем образована полость, которая заполняется смазкой через пробку 12. При помощи опоры 9 насадка посредством винтов 13 прикрепляется к корпусу 1. Между задней и передней крышками размещены элементы зубчатых зацеплений, включающие шестерню 14 размещенную на промежуточном валу 15, при сопряжении насадки с корпусом 1 соединяемого посредством шипового соединения с приводным валом 5, закрепленные на шпиндельных валах 16, 17 шестерни 18, 19 привода шпинделей и промежуточных (паразитных) шестерен 20, 21, 22. Шпиндельные валы, приводной вал и промежуточные шестерни снабжены опорами качения. Для увеличения жесткости шпиндельной насадки она снабжена скалками 23. С целью повышения точности установки инструмента на позицию обработки после отвода насадки в исходное положение скалки снабжены компенсаторами, выполненными в виде пружин 24, 25 с регуляторами натяжения 26, 27. Шпиндели 16, 17 снабжены эксцентриковыми гильзами 28, 29 и поводками 30, 31 с установочными отверстиями 32, 33 и фиксирующими винтами 34, 35. В передней крышке 8 выполнены резьбовые установочные отверстия 36, 37. В пинолях 38, 39 шпиндельных валов закрепляется

обрабатывающий инструмент (в данном случае на приводимых чертежах показаны инструменты для сверления отверстий - сверла, однако могут быть установлены фрезы, зенкеры, развертки и другой обрабатывающий инструмент) 40, 41. Силовая головка устанавливается на агрегатный станок и закрепляется своим основанием 2 на станине агрегатного станка известными средствами.

Предлагаемая силовая головка работает следующим образом.

Силовая головка основанием (см. Фиг.1) 2 закрепляется на станине агрегатного станка, в пинолях 38, 39 закрепляется обрабатывающий инструмент 40, 41 и при помощи поводков 30, 31 путем поворота их в эксцентриковых гильзах 28, 29 устанавливается размер между продольными осями обрабатывающего инструмента и поводки закрепляются винтами 34, 35. Затем силовая головка при помощи ходового винта 3 при крайнем правом положении шпиндельной насадки устанавливается в исходное положение, определяющее глубину обработки отверстия, в свою очередь зависящую от установки величины хода пиноли, размещенной в корпусе 1 и связанной с выходным валом 5, после чего включается привод главного движения головки и в пробной заготовке выполняется технологическая операция в соответствии с установленным инструментом, при этом осуществляется двойной ход шпиндельной насадки влево и отвод ее вправо (в исходное положение) и головка останавливается для замера точности выполнения технологической операции и в случае необходимости производится коррекция установки величины хода шпиндельной насадки, а также компенсация возможной ошибки в глубине обработки в результате неодинакового хода шпиндельной насадки по скалкам 23 из крайнего правого ее положения в крайнее левое и обратно. Компенсация производится регуляторами 26, 27 натяжения пружин 24, 25, после чего силовая головка готова к выполнению технологических операций на товарных заготовках. При необходимости изменения размера между продольными осями шпинделей (изменения межцентрового расстояния отверстий) поводки разворачиваются на 180 градусов угловых и закрепляются, после чего головка

готова для осуществления необходимой технологической операции.

Предлагаемая конструкция силовой головки выполнена для двухшпиндельной насадки, однако подобный принцип построения кинематической схемы насадки может быть использован и для насадок с большим количеством шпиндельных узлов, что упрощает конструкцию агрегатных станков различного назначения в целом, сокращает технологическое время на переналадку, повышает качество обрабатываемых деталей.

Предложенное техническое решение применено в конструкции силовой головки типа СА 21824 агрегатного станка производства ЧП "РЕМСЕРВИС" г.Глухов, Украина, предназначенного для обработки тормозных колодок автомобиля.

Библиографические ссылки.

1. «Нормализованные узлы агрегатных станков», каталог, изд-во «Центральный институт научно-технической информации машиностроения государственного комитета СМ СССР по координации научно-исследовательских работ», М., 1962 г., стр.7-21, 53-56,66-70.

2. «Агрегатные станки и автоматические линии», серия С-1, выпуск 3, под ред. М.М.Бермана, изд-во «Министерство станкостроительной и инструментальной промышленности СССР, главное техническое управление. НИИмаш», М., 1970 г., стр.29-39.

3. Л.C.Брон, «Автоматические линии и агрегатные станки для серийного, крупносерийного и массового производства», обзор, серия С-1, Станкостроение, изд-во «Министерство станкостроительной и инструментальной промышленности, НИИмаш», М., 1979 г., стр.40-47.

4. И.М.Шевяков, В.Д.Мельниченко, «Обработка деталей на агрегатных и специальных станках». М., «Машиностроение», 1981 г., стр.60-61, 65-68.

1. Силовая головка агрегатного станка, содержащая закрепленный подвижно на направляющих основания корпус с размещенными в нем главным приводом вращения обрабатывающего инструмента, средства перемещения обрабатывающего инструмента в позицию обработки и отвода его в исходное положение, средства контроля величины перемещения обрабатывающего инструмента в его крайних положениях, закрепленную на корпусе шпиндельную насадку с направляющими скалками и параллельно размещенными шпиндельными узлами, снабженными опорами качения и закрепленными на шпиндельных валах шестернями привода их вращения, отличающаяся тем, что в ней шпиндельные узлы снабжены эксцентриковыми втулками и сопряженными с ними поводками, выполненными с возможностью поворота вокруг продольной оси шпинделей, причем поводки снабжены средствами фиксации в заданных рабочих положениях.

2. Силовая головка по п.1, отличающаяся тем, что направляющие скалки снабжены компенсирующими пружинами и средствами регулирования их усилия компенсации перемещения шпиндельных узлов на позиции обработки.