Металлорежущий станок
О П И С A Н И E 5ВЗ15
КЗОБРЕТЕЙ МЯ
Сова Советских
Сониалистических
Республик
Y. ABTQPCNGA43 АРВИДЕ 1 ЕНЬС1ВУ (Г>1) Дополнительное и авт. свнд-ву (22) Заявлено 04.06.74 (21) 2030654 08 (51) М. Кл.2 В 23Q 37/00
В 23В 3/06 с присоединением заяьки ¹
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий
I 23) Приоритет
Опубликовано 30.06,76. Бюллетень ¹ 24
Дата опубликования описания 09.08.76 (53) УДК 621.941-229.3 (088.8) (72) Лвтор изобретения
В, А. Голдинов (71) Заявитель (54) МЕТАЛЛ ОР ЕЖУЩИ й
Изобретение относится к станкам, в частности к токарным, имеющим полый шпиндель с зажимным патроном, кулачки которого радиально перемещаются при вращении центрирующего звена.
Известны станки, в которых центрирую щее звено патрона приводится во вращение индивидуальным реверсивным мотором через планетарную дифференциальную передачу и муфту. Работа на таких станках осуществляется по следующему циклу: зажим заготовки в патроне — пуск главного движения— подвод инструмента к детали — рабочий ход — отвод инструмента — остановка главного движения — разжим заготовки.
Недостаток известных станков состоит в том, что индивидуальный двигатель, используемый для привода центрирующего звена и кулачков, требует большого количества ручных манипуляций, которые не могут выполняться во время рабочего хода станка.
Цель изобретения — использовать для закрепления и раскрепления заготовки в патроне привод главного движения в пусковой и тормозной моменты и обеспечить автоматический переход от режима пуска (зажима) к режиму установившегося движения, а от нето — к торможению (разжиму), а также регулировка усилий зажима — разжима на различных скоростях пуска — торможения.
В соответствии с изобретением, его основная цель достигается за счет того, что станок снабжен дифференциальной передачей, осуществляющей кинематическую связь привода главного движения с центрирующим звеном патрона и тормозным устройством, управление которым сблокировано с управлением пуска и торможения главного движения.
10 Передача состоит из двух взаимосвязанных дифференциалов — одноступенчатого с внутренним и наружным зацеплениями и двуступенчатого с двумя зацеплениями. Одноступенчатый дифференциал связан с при15 водом главного движения и тормозным устройством, а,двуступенчатый дифференциал связан с центрирующим звеном зажимного патрона.
Для регулировки усилий зажима-разжима
2О станок снабжен двумя дисковыми ва риаторами скоростей, двумя группами инерционных звеньев, шариковым дифференциалам и центробежными муфтами.
Кроме того, в станке предусмотрена блокировка управления усилиями зажима-разжима и скоростями шпинделя, а также отключение механизмов зажима-разжима на время рабочего процесса и ручное управлеЗЭ ние центрирующим звеном.
519315
Технико-экономичсские преимущества станка следующие: сокращастся вспомогательное время на,выполнение приемов зажима-разжима в 5 — 7 раз, увеличивается производительность труда в 1,4 1,6 раза; исключаются действия рабочего, направленные на зажимраз>ким заготовки; возможна автоматическая регулировка усилий зажима-разжима; при иопользовании механизма регулировки усилий зажима-разжима повышается качество обработки за счет повышения стабильности размеро в; станок легко может быть переведен на полностью автоматическое или программное управление, а также встроен в автоматическую линию при сохранении его универсальности.
На фиг. 1 показан станок; на фиг. 2 — механизм регулировки; на фиг. 3 — управление путевыми выключателями; на фиг. 4 — блокировка управления усилиями и скоростями.
В металлорежущем станке приводной вал
1 коробки скоростей с помощью, муфты 2 соединяется с одной стороны со шпинделем 3 через кинематические связи коробки скоростей, а с другой стороны — с центрирующим звеном 4 зажимного патрона. Кинематичеокая связь приводного вала 1 со звеном 4 включает два дисковых вариатора скоростей 5 и б и дифференциальную передачу. Последняя состоит из одноступенчатого дифференциала с внутренним и наружным зацеплениями и двуступенчатого дифференциала с двумя зацеплениями. Наружное центральное колесо 7 одноступенчатого дифференциала несет на себе маховик 8 и его водило 9 жестко связано с подвижным диском тормозного устройства
10 и первым центральным колесом 11 двуступенчатого дифференциала, а через вариатор скоростей 5 водило 9 кинематически связано с приводным валом 1. Второе центральное колесо 12 двуступенчатого дифференциала через вариатор скоростей б кинематически связано с центрирующим звеном, а его водило 13 жестко связано с внутренним центральным колесом 14 одноступенчатого дифференциала.
Управление тормозным устройством 10 сблокировано с управлением пуска и торможения главного движения через цепь управления: золотник 15 — электромагнит 16— коне;ный выключатель 17 — рукоятка 18 пуска и торможения главного движения, кинематически связанная с муфтой 2.
Инерционные звенья 19, вырезанные из полого цилиндра, в точках, перемещающихся перпендикулярно к оси вращения, соединены шарнирно с шатунами сдвоенных кривошипно-ползунных прямолинейно-направляющих механизмов.
Одна из центробежных муфт 20 взаимодействует с приводом главного движения и вариатором скоростей 5, а другая муфта 21— с вариатором скоростей 6 и центрирующим звеном патрона.
65 в кинематической связи. Управление кулач1Лиерционныс звенья 22 располагаются соосно со шпинделем на заднем его конце и приводятся от шпинделя через шариковый дифференциал 23. Приводное звено 24 этого дифференциала взаимодействует со,шпинделем через центробежную муфту 21. Инерционные звенья 22 выполнены аналогично звеньям 19 и аналогично соединены с такими же кривошипно-ползунными механизмами.
Соосно с центробежными муфтами 20 и
21 устанавливаются пневмоцилиндры 25, 26, 27, на конические поверхности штоков которых опираются ролики центробежных муфт.
15 Управление пневмоцилиндрами осуществляется либо автоматически,в моменты подводаотвода, поперечного или продольного суппортов, либо вручную. Для этого введена цепь управления, которая состоит из золотника 28, электромагнита 29, путевых переключателей
30 и 31 и управляемых упоров 32 и 33. Введена также дополнительная цепь управления пневмоцилиндром 27, состоящая из золотника 34 и кулачка 35, связанного с системой управления коробкой скоростей.
Путевые переключатели 30 и 31 перемещаются и фиксируются в нужном поло>кении иа направляющих. С ними взаимодействуют упоры 32 и 33, встроенные в поперечный и продольный суппорты и находящиеся между сооой в постоянной кинематической связи как рейка и вал-шестерня. При этом обеспечена такая взаимосвязь деталей, что если один из упоров находится в рабочем положении, то другой в нерабочем, а если один из них в нейтральном положении, то и другой в нейтральном. Это обеспечивает возможность как автоматического, так и ручного управления.
С целью автоматической установки опти4О мальных усилий зажима-разжима при смене режимов обработки, управление вариаторами скоростей сблокировано с управлением коробкой скоростей. Зто осуществляется следующим образом.
45 Дисковые купа:-;ки 36 и 37 профилируются в зависимости От 1-:еооходимого положения центра тяжести инерционных звеньев 19 и 22.
На поверхности этих кулачков опираются подпружиненные ролики 38, принадлежащие кривошипам сдвоенных .кривошипно-ползунных п рямолинейно-направляющих механизмов. С кулачками 36 и 37 жестко связаны зубчатые колеса 39 и 40 соответственно, в кинем атическом сопряжении с которыми находятся рейки 41 и 42. Рейки перемещаются в направляющих и снабжены на концах пазом, с помощью которого они подвижно сопрягаются с буртиками цилиндрических дисков вариаторов 5 и 6. Управление положением ци6О линдрических дисков и подвижными блоками зубчатых колес 43 коробки скоростей осуществляются через подвижно сопряженные с ними рычаги с помощью цилиндричеоких кулачков 44, 45, 46., находящихся между собою
519315 ками осуществляется с помощью штурвала
47.
Для ручного управления кулачками патрона на момент базирования детали в кулачках или установки их на новый размер в планшайбе патрона смонтирована двусторонняя муфта свободного хода, Ее наружная обойма жестко связана с валом 48, внутренняя — находится в кинематической связи с центрирующим звеном 4 патрона, а поводковая вилка— в кинематичеокой связи с поворотным диском
49, смонтированным подвижно на наружной поверхности планшайбы 50. Это обеспечивает передачу движения как от наружной обоймы к внутренней, так и от внутренней к наружной. При повороте диска 49 поводковая вилка выталкивает ролики одной группы, давит на внутреннюю обойму и расклинивает ролики другой группы, исключая передачу движения на наружную обойму. Внутренняя же обойма, увлекаясь поводковой вилкой, передает движение на центрирующее звено 4 зажимного патрона.
Станок работает следующим образом.
В выключенном состоянии станка рукоятка
18, управляющая муфтой 2, находится в положении, показанном штрих-пунктирной линией на фиг, 1. При этом кулачок рукоятки замыкает конта "ы конечного выключателя
17, муфта 2 занимает нейтральное положение, т. е. при включении двигателя передача движения HB происходит. При нажатии кнопки
«Пуск» включается электродвигатель и движение от него передается через шкивы на вал 1. Одновременно получает питание электромагнит 16, золотник 15 гереместится вправо и диск тормозного устройства 10, а так> <е жестко связанные с ним водило 9 и колесо 11 затормозятся.
При перемещении рукоятки 18 в положение
«Пуск» (на фиг, 1 показано контурнымч линиями) муфта 2 перем .стится вправо (а при обратном вращении — влево) и соединит с валом 1 блок свободно сидящих на нем колес, и движение передастся на центрирующее звено 4 зажимного патрона и на шпиндель 3.
Несколько ранее конечный выключатель 17 разомкнется, питание электромагнита 16 прекратится, золотник 15 займет нейтральное положение, вследствие этого растормозятся диск тормозного устройства и жестко связанные с ним водило 9 одност пенчатого дифференциала и центральное колесо 11 двуст пенчатого дифференциала. При этом вал 48 и,шпиндель 3 начинают вращаться в противоположных направлениях. В результате возникает относительное вращение центрирующего звена и кулачков 51, и они начивают перемещаться до встречи с заготовкой.
Когда выберутся зазоры в сопряжениях и упругие деформации звеньев, межд шпинделем 3 и валом 48 образуется жесткая связь.
С этого момента вал 48, звенья вариатора 6. центральное колесо 12 меняют направление
65 вращения и маховик 8 разгоняется до скорости установившегося движения.
При выключении вращения шпинделя 3 происходит следующее. К моменту выключеí:IH главного движения маховик 8 находится в режиме установившегося движения. При перемещении рукоятки 18 в положение, показанное на фиг. 1 штрих-пунктирной линией, муфта 2 рассоединяется с блоком свободно сидящих на валу 1 колес. Одновременно кулачок рукоятки 18 замкнет контакты концевого выключателя 17, электромагнит 16 переместит золотник 15 вправо. При этом затормозятся диск тормозного устройства 10, водило 9 одноступенчатого дифференциала, центральное колесо 11 двуступенчатого дифференциала. Имеющийся к этому времени на маховике 8 момент будет импульсно передан на центрирующее звено 4, которое получит реверсивное вращение.
Управление механизированным зажимомразжимом осуществляется в момент подводаотвода любого из суппортов к поверхности детали. При этом срабатывает один из упоров 32 или ЗЗ и соответствующий переключатель 30 или 31. Второй переключатель отводится по направляющей в нерабочее положение и отключается. Управление упопами 32 и 33 осуществляется рукояткой 52. Если пецевести ее в нейтральное положение. когча один из упоров уйдет с рабочей линии, а второй еще не выйдет на рабочую линию (положение 1 на фиг. 3), то это положение будет соответствовать ручному управлению, которое осуществляется одним из переключателей при отключенном втором.
Автоматическое управление в моменты подвода-отвода супповтов ос .ществляется следующим обпазом. В нужном положении станав".ивают и Фиксируют один из переключателей 30 или 31 и выводят в пабочее положение соответствч ющий пор 3? или 33.
Рассмотрим работу станка с момента. когда двигатель станка включен. а шпиндель еще не включен. В этом положении конечный выключатель 17 замкнут, электромагнит 6 получает питание, "правляе ый им золотник
15 находится в крайнем пра;ом положении, а диск тормозного с стройст":а 10 затооможен.
При этом с .ппорты отведены. т. е. Hpходятся в исхо,".ном положении. Тогда пепеключатель 30 ил-.. 31 амкн т, и таемь и через него э сктпомагнит ?9 включен, а золотник 28 пасположен так, что полости А. Б, В пнев M0TT, линдпов ?5, 26. ?7 соединены с атмосфепой, а полости O, Б, R — с пневмосетью.
Поэтому колодки м .фт ?О и 21 прижаты пружинами к соответствлощим поверхностям.
Заготовка станавливается в патроне, т. е. кулачки 51 вводятся в контакт с заготовкой.
С помощью шт рвала 47 с стаHBâëèâается н « оР и ло обопотов п пинчеля.
При повороте рукоя-ки 18 в положение
«Пуск» диск тормозного устройства 10 растормаживается, муфта 2 включает главное
519315
7 движение. Происходит закрепление заготовки. Затем осуществляется годвод суппорта.
В момент подвода суппорта упор 32 или 33 переключает путевой переключатель 30 илп
31 в положение «Выключено». Электромагнит 29 отключается, золотник 28 возвращается в равновесное состояние, в результате чего:полости А, Б, В" соединяются с атмосферой, а полости А, Б,  — с пневмосетью. Тогда штоки пневмоцилиндров 25, 26, 27, воздействуя через ролики и рычаги муфт 20 и 21 на колодки, производят рассоединение этих муфт.
Упор 32 или 33 при отводе суппорта переводит путевой выключатель 30 или 31 в положение «Включено». Электромагнит 29, получив питание, выводит золотник 28 из равновесного состояния. Полости А, Б, В пневмоцилинд ров соединяются с атмосферой, а полости А, Б,  — с пневмосетью. Штоки пневмоцилиндров освобождают ролики и пружины муфт вводят колодки в зацепление.
После отвода суппорта следует остановка главного движения. Для этого рукоятку 18 переводят в положение «Стоп». Муфта 2 отключает передачу главного движения по кинематическим цепям. Одновременно с этим замыкается конечный выключатель 17, электромагнит 16 получает питание и выводит из равновесного состояния золотник 15. В результате тормозятся диск тормозного устройства 10, водило 9 одноступенчатого дифференциала, центральное колесо 11 двуступенчатого дифференциала, шпиндель 3 и патрон с заготовкой. Приобретенный маховиком 8 момент импульсно передается на центрирующее звено 4, производя раскрепление заготовки.
При необходимости на последних ступенях скоростей отключить инерционные звенья 22 включается в работу золотник 34, который управляется кулачком 35. На этих ст пенях золотник 34 переместится от кулачка 35 вправо. Вследствие этого шток пневмоцилиндра
27 окажется в крайнем левом положении и отключит муфту 21, так как при этом по.хожении золотника 34 и работе золотника 28 в поежнем режиме полость B пневмопи.чиндПа
27 всегда соединена с пневмосетью. Но так как золотник 28 продолжает работать в прежнем режиме, то полость В пневмоцилиндра
27 поочередно соелиняется. то с пнев<мосетью, то с атмосферой. При этом, когда обе полости пневмоцилиндра 27 оказываются соедичены с пневмосетью, шток пневмоцилигдпа продолжает оставаться в крайнем левом положении, а муфта 21 рассоединена с приводным звеном 24 шарикового дифференциала.
Формула изобретения
1. Металло режущий станок. напоимер токарный, содержащий привод г.чавного движения. полый шпиндель. который 1находится в кинематической связи с приводом и несет на себ зажимной самоцентрирующий патрон, 1О
55 кулачки которого радиально перемещаются при вращении, связанного с ними центрирующсго звена, и привода звена, о т л и ч а ю— ц; и и с я тем, что, с целью использования пускового и тормозного моментов главного движения для реверсивного вращения центрирующего звена, он снабжен тормозным устройством, управление которым сблокировано с управлением главного движения и дифференциальной передачей, состоящей из одноступенчатого дифференциала с внутренним и наружным зацеплениями и двуступенчатого дифференциала с двумя зацеплениями, причем наружное центральное колесо одноступенчатого дифференциала несет на себе маховик, а его водило кинематически связано с приводом главного движения и жестко — с диском тормозного устройства и первым центральным колесом двуступенчатого дифференциала, второе центральное колесо которого в свою очередь кинематически связано с центрирую;цим звеном зажимного патрона, а водило жестко .связано с внутренним центральным колесом одноступенчатого диффе ренциала.
2. Станок по п. 1, отличающийся тем, что, с целью регулировки усилий раскрепления и закрепления на разных скоростях пуска и торможения, он снабжен двумя дисковыи<и вариаторами скоростей, двумя группами инерционных звеньев, тремя центробежными муфтами и шариковым дифференциалом, причем один вариатор взаимодействует с приводом главного движения и водилом одноступенчатого дифференциала, второй вариатор — со вторым центральным колесом двусту пенчатого дифференциала и центрируюшим звеном зажимного патрона; одна группа инерционных звеньев взаимодействует с первым вариатором скоростей и водилом одноступенчатого дифференциала, вторая группа — со шпинделем; < дна муфта взаимодействует с приводом главного движения и первым вариатором скоростей, вторая муфта со вторым вариатором и центрирующим звеном зажимного патрона, третья муфта — со шпинделем и приводным звеном шарикового дифференциала, который в свою очередь взаимодействует со шпинделем и второй группой инерпионных звеньев.
3. Станок по и. 2, отличающийся тем, что, с целью включения и отключения механизмов, осуществляющих зажим-разжим, соосно с центробежными муфтами установлены пневмоцилиндры, управляемые через электромагниты, золотники и п .тевые переключатели, установленные на путях перемещения суппортов в станках, причем штоки пневмоцилиндров взаимодействуют с рычагами муфт.
4. Станок по пп. 1 — 3, отличающийся тем, что для облегчения ручного правления пентрирующнм звеном, в планшайбе патрона смонтирована д в стооонняя муфта свободного хода, нар жная обойма которой находится в кинематической связи со вторым цен51931,5
М
7 8
Уаг. 7
wl пральным колесом двуступенчатого дифференциала, внутренняя обойма жестко связана с центрирующим звеном патрона, а поводковая вилка Кинематически связана с поворотным диском, смонтированным на подшипниках на наружной, поверхности планшайбы.
5. Станок по пп. 1 — 4, отличающийся тем, что, с целью упрощения управления, он снабжен механизмом блокировки, содержащим цилиндрические кулачки, сопряженные через профильный паз с рычагами, которые
У г
l
l
/
1
l я 11 Q /2 подвижно сопряжены с блоками коробки скоростей и с цилиндрическими дисками вариаторов, а также дисковые кулачки и жестко связанные с ними зубчатые колеса, находя5 щиеся в зацеплении с рейками, подвижно сопряженными через пазы с бу-ртиками цилиндрических дисков вариаторов, причем на поверхность дисковых кулачков опираются ролики, установленные на концах кривошипов
10 сдвоенных кривошипно-ползунных механизмов, несущих инерционные звенья.
0m rva303 i ,, "4,,гл p,", 1,- Р ( (1 ., ! ., 1 г
: --,:. . 3-
i(",:.„, = Р „"=" =т -1! ".- - .
-; -Л, Л
1
Ф у
"> / / / д .1
L Ъд 12
ЯЪг 2
