Металлорежущий станок с автоматической сменой инструмента

Союз Севетскнк

Социалистических

Республик

< 727119

{6I) Дополнительный к патенту(22) Заявлено 240478 (21) 2609446/25-08

{23) Приоритет - {32) 25.04.77 (3!) 46799/77 {33) Япония

Опубликовано ОЫ430.Бюллетень Ж 13

Дата опубликования описания 1004.80 (И N. Ил. й

В 23 С) 3/155

Государственнни ссомиссс ссср по аелам исобретсссий и открытий (53) УЛи 62-229 . 2 (088 ° 8) (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Токидзи Симадэири и Хидео Кацубе (Япония) 8ATS

Иностранная фирма Фудзицу Фанук Лимитед (Япония) P1) Заявитель (5 4 ) МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЙ СТАНОК С АВТОМАТИЧЕСКОЙ

СМЕНОЙ ИНСТРУМЕНТА

Изобретение относится к металлорежущим станкам с устройством автоматической смены инструмента.

Известен металлорежущий станок, H котором вращающийся инструментальный магазин перемещается в плоскости, перпендикулярной оси шпинделя. B этом станке инструментальный магазин вращается и перемещается к шпинделю, в результате чего один из хранящихся в нем инструментов располагается соосно со шпинделем, после чего происходитт относит ельн се перемещение между инструментальным магазином и шпинделем вдоль оси шпинделя, вследствие которого инструмент устанавливается в шпинделе (1) .

В этом станке механизм закрепления инструмента в шпинделе должен содержать силовой исполнительный орган, а зто усложняет и удорожает конструкцию.

Пель изобретения — упрощение станка.

Предлагаемый станок, содержащий подвижный шпиндель с механизмом закрепления инструмента и вращающийся инструментальный магазин, установленный с воэможностью перемещения в плоскости„ перпендикулярной оси шпинделя, отличается тем, что на пути перемещения шпинделя расположены кулачок, шарнирно установленный подпружиненный двуплечий рычаг, одно плечо которого взаимодействует с кулачком, а другое — с тягой механизма закрепления инструмента в шпинделе станка. Магазин установлен с возможностью перемещения в направлении движения шпинделя для его сопровождения и зафиксирован от поворота вокруг собственной оси.

На фиг. 1 показан станок с устройством для автоматической смены инструмента, вид сооку; на фиг. 2 станок в различных положениях в процессе смены инструментат на фиг. 3 продольное сечение шпинделя; на фиr.. 4 — механизм подачи и вращения

*) инструментального магазина; на фиг.5частичное сечение A-A на фиг. 4.

Как показано на фиг. 1,металлорежущий станок содержит станину 1 и консоль 2, прикрепленную к станине

1 так, что она может перемещаться в вертикальном направлении. На консоли установлен стол 3, на котором размещается обрабатываемая деталь 4.

Стол может перемещаться в горизонтальном направлении относительно консоли.

727119

На станине 1 установлена шпиндельная головка 5 со шпинделем 6, подвижная в горизонтальном направлении, перпенди кул ярном н аправлению перемещения стола 3. На фиг. 1 инструмент

7 показан установленным в шпиндель б.

Шпиндельная головка 5 перемещается по горизонтальным направляющим 8, выполненным на станине 1, в указанном выше направлении.

Кроме того, на станине закреплена стойка 9, на которой смонтирован ияструментальный магазин 10 с крышкой, закрывающей инструмент. Как будет описано ниже, инструментальный магазин может перемещаться в вертикальном направлении, перпендикулярном направлению оси шпинделя 6, а также вращаться вокруг собственной оси в направлении, указанном стрелкой А, Инструментальный магазин имеет большое количество гнезд 11 или удержи- 2Q вающих инструменты частей, равномерно расположенных по его окружности, Гнездо 11 снабжено двумя подпружиненными фи ксирующими штифтами 12, которые входят во взаимодействие с канавками 13 на инструменте 7, вследствие чего в гнезда можно устанавливать различные типы инструментов с осью, параллельной оси ь пинделя. На фиг. 1 нижнее гнездо 11 пустое и

ЗО располагается над инструментом 7, установленным в шпинделе б.

Рассмотрим теперь процесс смены инструмента со ссылками на фиг. 2, где фиг. 2а соотве=ствует фиг. 1.

Процесс выполн яется последоват ел ьно со следу ющи ми э т апами:

1. Инструментальный магазин 10 движется вниз из положения, показанного на рис. 2а, в результате чего инструмент 7 захватывается гнездом 40

11 магазина (фиг. 26).

2. Шпиндельная головка 5 перемещается от магазина, вследствие чего инструмент вынимается из шпинделя и остается в магазине (фиг. 2в).

3. Инструментальный магазин поворачивается на один или заданное число шагов, в результате чего заранее выбранный новый инструмент устанавливается соосно со шпинделем 6 (фиг. 2г) .

4, Шпиндельная головка 5 перемещается к магазину, вследствие чего новый инструмент устанавливается в .шпиндель 6 (фиг, 2д) .

5. Инструментальный магазин под- 55 нимается, оставляя тем самым инструмент в шпинделе и завершая процесс смены инструмента.

Как показано на фиг. 3, в шпинцельной головке 5 установлен возбуж- щ дающий магнит 14, прикрепленный внутри к ее корпусу, вокруг шпинделя 6 намотана катушка 15 якоря, 1йагнит 14 и катушка 15 образуют двигатель постоянного тока, приводящий 65 в действие шпиндель 6, который одновременно является валом якоря. На переднем конце шпинделя выполнено коническое отверстие 16, в которое устанавливаются держатели 17 инструмента 7. Через шпиндель б подвижно проходит тяга 18, которая под действием тарельчатых пружин 19 отжимается влево пс фиг. 3, Тяга 18 приводится в действие с помощью кулачка 20„ прикрепленного к станине 1, и двуплечего рычага 21.

Рычаг 21 шарнирно прикреплен к корпусу шпиндельной головки 5 на оси

22 и снабжен пружиной 23, Когда шпиндельная головка перемещается назад с помощью двигателя 24 и ходового -.ала 25, рычаг 21 поворачивается под действием кулачка 20 вокруг оси 22, преодолевая усилие пружины 23, пс часовой стрелке и тем самым смещает задний конец т .ги 18. В результате этого тяга смещается, преодолевая усилие пружин 19, и тем самым освобождает держатель инструмента.

В процессе освобождения инструмен— та он и инструментальный магазин 10 должны перемещаться вместе со шпиндельной головкой 5 на определенное расстояние. С этой целью магазин имеет крепление плавающего типа ча валу 26. . На фиг. 3 показаны также подшипники 27 и 28, трубки 29, установленные в шпинделе для охлаждения, радиаторные пластины 30 и охлаждающий их вентилятор 31.

Рассмотрим теперь механизлн пере— мещения и вращения инструментально-о магазина со ссылками на фиг. 4 и 5. На стойке 9 имеется опора 32 с двумя направляющими штангами 33. По штангам перемещается каретк= 34.

На последней выполнена направляющая

35 в форме ласточкиного хвоста, по которой перемещаются салазки 36.

Вал 26 прикреплен к салазкам. Карет.ка 34 снабжена упором 37 и пружиной

38. Следовательно, салазки 36 обычно удерживаются пружиной 38 в положении, B котором их нижний конец упи— рается в упор 37, как показано на фи г. 4.

Кроме того, опора 32 снабжeíà упором 40 для салазок 36. Упор расположен так, что, когда салазки упираются в него, магазин 10 находит ся в положении, показанном на фиг.

26 — 2д, в котором выбр анное гнездо или инструмент в инсрументальном магазине располагается соосно со шпинделем 6 .

Каретка 34 перемещается по верти— кали с помов ью приводного механизма, включающего двигатель 41 и ходовой винт 42. Величина перемещения каретки определяется механизмом управления, включающим конечные выключатели 43;. 44, прикрепленные к

727119 опоре 32, которые срабатывают под действием собачек 45 и 46 соответственно, прикрепленных к каретке 34.

Как показано на фиг. 5, инструментальный магазин вращательно закреплен на валу 26 с помощью шариковых подшипников 47. Механизм вращения магазина включает рычаг 48, храповое колесо 49, соединение 50 и собачку 51. Одним концом рычаг 48 прикреплен к каретке 34. Храповое колесо 49 установлено на валу 26 с помощью шарикового подшипника, в результате чего оно может вращаться независимо от инструментального магазина 10. Соединение 50, прикрепленное сбоку к храповому колесу 49, состоит из двух пластин, между которыми установлен свободный конец рычага

48, Собачка 51 шарнирно прикреплена сбоку к магазину и взаимодействует с храповым колесом. M

Механизм перемещения и вращения инструментального магазина работает следующим образом.

Когда дви гатель 41 работает для перемещения каретки 34 вниз с помощью ходового винта 42, салазки 36 вместе с кареткой движутся вниз в том же направлении до -ех пор„ пока их нижний конец не достигнет упора 40. B результате такого перемел1, щения либо выбранное гнездо 11 магазина 10 подводится для захвата инструмента, находящегося в шпинделе, либо выбранный из магазина инструмент устанавливается соосно

cG шпи нделем.

При последующем включении двигателя 41 cт:eM же направлечием вращени . дальше вниз перемещается только каретка 34, преодолевая усилие пружины 38. Затем рычаг 48 через 4() соединение 50 поворачивает храговое колесо 49 на заданный угол по стрелке А на фиг. 4. В результате вращения храпового колеса и взаимодействия с ним собачки 51 в этом же 45 направлении вращается магазин 10.

После взаимодействия конечного выключателя 44 с собачкой 46 двигатель

41 останавливается, Таким образом, магазин 10 поворачивается на один 50 шаг-инструмент, вследствие чего следующий выбранный инструмент устанавливается соосно со шпинделем 6.

После установки в шпиндель нового инструмен та в результате перемещения вперед шпиндельной головки двигатель 41 реверсируется, вследствие чего каретка 34 движется вверх до тех пор, пока нижний конец салазок

36 не достигнет упора 37. Во время этого процес, а рычаг 48 и соедине- 6О ние 50 вращают храповое колесо 49 назад против стрелки Л; тем самым собачка 51 вводится в зацепление с продвинувшимся на один инструментальный шаг храповым кол.сом 49. После 65 взаимодействия упора 37 с салазками

36 каретка 34 вместе с салазками 36 перемещается вверх до тех пор, пока конечный выключатель 43 не сработает под действием собачки 45 и двигатель 41 не остановится. В этом слуФ чае магазин 10 оставляет инструмент в шпинделе.

Как показано на фиг. 5, на свобсцном конце вала 26 закреплена индексирующая плита 52 с осевыми углублениями по окружноcòè с таким же шагом, что шаг инструментов, в которые под действием пружины 53 входит фиксирующий шарик 54. Следовательно, при вращении с помощью храпового колеса

49 и собачки 5 i инструментальный магазин 10 останавливается точно з заданном положении.

Инструментальный магазин 0 установлен на валу 26 с помощью шариковой танкетки 55 с возможностью свободного перемещения, вследствие чего он может перейещаться в осевом направлении (плавающее, сопровождающее движение). Танкетка 55 может свободно перемещаться по отношению к валу

26 в осевом направлении, но не может вращаться. Кроме того, вал 26 имест кольцевую канавку 56, а втулка 57 содержит стальной фиксирующий шарик 58, смещающийся под действием пружины 59. Кроме того, между танкеткой 55 и индексирующей плитой

5? установлена пружина 60 так, что магазин 10 обычно находится в осевом положении, при котором фиксирующий шарик 58 входит в канавку 56

B процессе, в котором шпиндельная головка 5 перемещается от инструментального магазина, причем инструмент, находящийся в шпинделе, удер.:.:;=.ается магазином, магазин смещает:я налево по фиг. 5 до тех пор, пока тяга 38 под действием рычага 21 не освободит инструмент. В этом случае фиксирующий шарик 58 выходит из канавки 56 и располагается на поверхности вала 26,- сбеспечивая тем самым магазину 10 возможность смешаться в осевом направлении до тех пор, пока втулка 57 не упрется во фланец

61 вала 26. При последующем цикле, при котором шпиндельная головка 5 возвращается к инструментальному магазину с тем, чтобы в шпиндель установить новый инструмент, магазин 10 смещается вправо по фиг. 5, а фиксирующий шарик 58 входит в канавку 56.

Как показано на фиг 5, к шариковой танкетке 55 прикреплен диск 62, расположенный между магазином 10 и храповым колесом 49. В диске 62 установлены стальные шарики 63, диаметр которых чуть больше, чем толщина диска. Шарик 63 вместе с окружными канавками, выполненными на противоположных сторонах магазина 10, и храповым колесом 49 образует известный

727119

Формула изобретения

1

Риг. / противообгонный механизм. Инструментальный магазин сн абже н тормозным устройством 64, Из описанного следует, что перемещение шпинделя обеспечивает освобождение инструмента посредством 5 кулачка и двуплечего рыча-.а, в результате чего отпадает необходимость в приводе для освобождения от зажима инструмента в шпинделе станка °

Металлорежущий станок с автоматической сменой инструмента, содержащий подвижный шпиндель с механизмом закрепления инструмента и вращающийся инструментальный магазин, установленный с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной оси шпинделя, .о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения конструкции Станка путем исключения силового привода для освобождения от зажима инструмента в шпинделе станка, последний снабжен расположенными на пути перемещения шпинделя кулачком и шарнирно установленным подпружиненным двуплечим рычагом, одно плечо которого взаимодействует с укаэанным кулачком, а другое — с тягой механизма закрепления инструмента в шпинделе станка, при этом магазин установлен с воэможностью перемещения в направлении перемещения шпинделя для его сопровождения и зафиксирован от проворота вокруг собственной оси.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании 91408131, кл. В 3 В, 197 .