217177

2 7177 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РеспубликПриорит Комитет по делагх изобретений и открцти при Совете Министрое СССР, Бюллетень15 исания 15 Л 11.1968 Дата оп кования Авторыизобретения емьянов, А. С. Задонин и В, А. Нефедов Заявите ЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СМЕНЫ ИНСТРУМЕНТА УСТРОЙ Известны устройства для автоматической смены инструмента в металлорежущих станках, содержащие магазин с горизонтальной осью поворота, у которых для совмещения шпинделя станка с загрузочно-разгрузочной позицией барабана необходимо перемещение шпиндельной бабки,Предложенное устройство обеспечивает экономию вспомогательного времени и повышает точность обработки, исключая ошибку повторной установки шпинделя в рабочее положение. Оно отличается тем, что содержит механическую руку, которая передвигается от загрузочной позиции к шпинделю станка по качающейся раме в виде кулисы. Последняя шарнирно закреплена на шпиндельной бабке и поддерживается опорой, шарнирно установленной на подвижном основании магазина.На фиг. 1 схематично представлен общий вид станка и устройства; на фиг. 2 и 3 - кинематическая схема устройства.Стойка 1 станка фиг. 1) перемещается в горизонтальном направлении. По стойке передвигается в вертикальном направлении шпиндельная бабка 2 со шпинделем 3. Стол 4, на который устанавливают обрабатываемые детали, перемещается вдоль оси шпинделя 3. Рядом со станком установлен поворотный магазин 5 с гнездом б для инструментов. Рама 7 с двумя цилиндрическими направляющими 8 и 9 правым концом шарнирно закрепленана шпиндельной бабке 2 в точке 10, а левыйее конец скользит в качалке 11, шарнирно за- крепленной рядом с магазином 5 в точке 12.5 С правой стороны рамы 7 имеется упор 13. Понаправляющим 8 и 9 рамы перемещается каретка 14 с механической рукой 15, на концахкоторой расположены одинаковые захваты 1 би 17 с пружинными шарнирными губками для10 захвата инструмента. Расстояния от точки 10до оси шпинделя и от точки 12 до оси гнездамагазина 5 в позиции 18 равны радиусу руки15, Каретка 14 в крайних положениях устанавливается так, что ось руки 15 проходит15 соответстве,о через точки 10 и 12.На неподвижном кронштейне 19 закрепленсдвоенный цилиндр 20 поворота руки (фиг, 2).Он имеет два поршня 21 и 22, причем площадь поршня 21 больше площади поршня 22.20 При ходе вверх поршень 22 упирается в шток23 поршня 21, а при ходе вниз шток 24 поршня 22 упирается в гайку 25, установленную настержне 2 б, который закреплен в штоке 23,Перемещение поршня 21 смещает эти упоры,25 благодаря чему поршень 22 со штоком 24 может занимать четыре положения: первоепри подводе масла в полости 27 и 28; второе -при подводе его в полости 28 и 29; третье -при подводе в полости 29 и 30 и четвертое -ЗО при подводе в полости 27 - 30,65 3Конец штока 24 является рейкой, зацепляющейся с зубчатым колесом 31, опора которого размещена в кронштейне,19 (фиг. 3). Колесо 31 связано через колесо 32 с колесом 33. На одной оси с колесом 33 сидит коническое колесо 34, зацепляющееся с колесом 35, Опоры колес 32 - 35 размещены в корпусе качалки 11.Через шлицевое отверстие колеса 35 проходит шлицевой вал 36, вращающийся в подшипниках 37 и 38 (фиг, 2) рамы 7. Этот вал проходит через шлицевое отверстие колеса 39 (фиг. 3), опора которого расположена в каретке 14. Колесо 39 зацепляется с рейкой 40, которая, в свою очередь, зацепляется с колесом 41, закрепленным на поворотной втулке 42. Вдоль оси этой втулки может перемещаться по шпонке гильза 43 цилиндра 44, несущая на конце механическую руку 15. Шток 45 цилиндра 44 закреплен в корпусе каретки 14.На каретке установлен гидродвигатель 46 (фиг, 2), связанный с червяком 47, который зацепляется с червячным колесом 48. На оси червячного колеса сидит зубчатое колесо 49, которое зацепляется с рейкой, нарезанной на цилиндрической направляющей 8. Червячное колесо 48 соединено с осью через предохранительную фрикционную муфту (не показана),На каретке 14 установлен следящий золотник 50, который при крайнем левом положении каретки находит на упор 51, расположенный на корпусе качалки 11.Исходное положение устройства для автоматической смены инструмента показано на фиг. 1. Положение в магазине 5 гнезда с инструментом 52, который надо установить в шпиндель, произвольное. В шпинделе установлен инструмент 53, который должен быть перемещен в магазин,Шток 24 сдвоенного цилиндра 20 находится в первом положении - крайнем верхнем (фиг. 2), Гильза 43 цилиндра 44 утоплена в корпусе каретки 14 (фиг, 3).Положение руки 15 не зависит от перемещений стойки 1 и шпиндельной бабки 2, при которых угол наклона рамы 7 к горизонту изменяется, При повороте рамы вместе с ней поворачивается качалка 11, а зубчатое колесо 32 обкатывается вокруг колеса 31, которое удерживается от вращения рейкой штока 24. Вращение от колеса 32 передается через колеса 33 - 35, шлицевый вал 36, колесо 39, рейку 40 и колесо 41 на втулку 42, а вместе с ней и на гильзу 43, несущую руку 15, Поскольку передаточное отношение перечисленных передач равно единице, рука 15 повернется на тот же угол, что и рама, но в другую сторону, Таким образом, предлагаемый механизм может работать при любых положениях стойки 1 и бабки 2, а также одновременно с их перемещением.В начале цикла смены инструмента магазин 5 (фиг, 1) поворачивается от привода (не показан) так, чтобы гнездо с инструментом 52, который надо установить в шпиндель, встало в позицию 18,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4Затем поршень 22 (фиг, 2) сдвоенного цилиндра 20 занимает второе положение и с помощью рейки штока 24 и рассмотренной выше кинематической цепи поворачивает руку 15 против часовой стрелки (фиг. 1), заставляя ее сцепиться своим захватом 16 с инструментом 52, находящимся в позиции 18 магазина 5, Далее рука 15 выдвигается с помощью цилиндра 44 (фиг. 3) и вынимает инструмент из гнезда. После этого поршень 22 со штоком 24 (фиг. 2) занимает первое положение, поворачивая руку 15 по часовой стрелке. Затем рука утапливается цилиндром 44, Включается гидродвигатель 46 (фиг. 2), который через червяк 47, червячное колесо 48, колесо 49 и рейкуна направляющей 8 перемещает каретку 14 по направлению к шпинделю 3. При этом из-за незначительной массы каретки ее скорость может быть значительно меньше скорости координатных перемещений. В конце перемещения скорость замедляется путевым дросселем (не показан), и каретка находит на упор 13, В этом положении рука 15 вновь поворачивается против часовой стрелки и сцепляется захватом 17 с инструментом 53 в шпинделе 3.Инструмент в шпинделе отжимается, Затем рука 15 выдвигается цилиндром 44 и вынимает инструмент из шпинделя. Далее поршень 22 сдвоенного цилиндра 20 занимает третье положение и поворачивает руку на 180 против часовой стрелки, При этом новый инструмент 52, размещенный в захвате 1 б,располагается соосно со шпинделем 3. Рука 15 утапливается, устанавливая новый инструмент в шпиндель, где он зажимается. Затем поршень 22 стано. вится в четвертое положение и поворачивает руку 15 по часовой стрелке. Вновь включается гидродвигатель 46, каретка 14 перемещается в сторону магазина 5, пока упор 51 не нажмет на следящий золотник 50, который, управляя гидродвигателем, будет держать каретку,14 в данном положении в следящем режиме, В конце перемещения скорость каретки замедляется путевым дросселем. Когда каретка 14 находилась около шпинделя 3, магазин повернулся, устанавливая в позицию 18 гнездо 54 для инструмента 53, вынутого из шпинделя (фиг. 1),После прихода каретки к магазину рука 15 выдвигается, поршень 22 становится в третье положение и поворачивает руку против часовой стрелки, Рука утапливается, устанавливая инструмент в гнездо магазина, и поворачивается в исходное положение, для чего поршень 22 становится в четвертое положение.После этого может начаться цикл смены следующего инструмента, который протекает аналогично описанному, за исключением положений поршня 22 сдвоенного цилиндра 20, поскольку конечное положение поршня 22 (четвертое) не соответствует его начальному положению (первому).Для поворота руки против часовой стрелки в следующем цикле поршень 22 приходит в третье положение до поворота на 180 и во5второе - после поворота на 180. Для поворота по часовой стрелке - в четвертое положение до поворота на 180 и в первое положение - после поворота на 180, Для поворота на 180 он проходит во второе положение, причем поворот происходит в отличие от предыдущего цикла по часовой стрелке. По окончании цикла поршень 22 оказывается в первом положении. Таким образом, цикл работы сдвоенного цилиндра 20 меняется через раз.Если каретка 14 находится у магазина 5, а рама 7 движется вследствие перемещений стойки 1 или шпиндельной бабки 2, то следящий золотник 50, управляя гидродвигателем 4 б, обеспечивает неизменное положение каретки относительно качалки 11. При этом ось руки 15 находится в точке 12 и остается неподвижной. Если же следящий золотник 50 отключен или неисправен, а рама 7 движется влево, то каретка, пройдя незначительное расстояние, упирается в качалку 11. При дальнейшем движении рамы зубчатое колесо 49 начинает вращаться, а поскольку червячная передача в приводе перемещения каретки 14 217177 самотормозящаяся, начинает пробуксовывать фрикционная муфта, соединяющая червячное колесо с его осью, предохраняя механизм от поломок.Устройство и работа предлагаемого механизма для случая, когда шпиндель перемещается в одном направлении, перпендикулярном его оси, совершенно аналогичны.Предмет изобретенияУстройство для автоматической смены инструмента в металлорежущих станках, включающее магазин с горизонтальной осью поворота, имеющий загрузочно-разгрузочную пози цию, отличающееся тем, что, с целью сокращения вспомогательного времени и сохранения неизменным рабочего положения шпинделя, оно содержит механическую руку, перемещающуюся от загрузочной позиции к шпин делю станка по качающейся раме, выполненной в виде кулисы, шарнирно закрепленной на шпиндельной бабке и поддерживаемой с помощью опоры, установленной шарнирно на неподвижном основании магазина.530открытийСерова, д и Сове пография, пр. Сапунова, 2 Редактор Б, Федот Заказ 196417ЦНИИПИ Комитета по Тиражам изобретениймосква, Центр, п Подписноинистров СССР