Устройство автоматической смены инструмента

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 1 ив 4 В 23 Я 3/г ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ но иссллорежущи 1974. ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Экспериментальный научдовательский институт металстанков(54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОЙ СМЕНЫИНСТРУМЕНТА(57) Изобретение относится к областистанностроения и может быть использовано в многооперационных станкахс ЧПУ. Целью изобретения являетсяповышение надежности работы механизма смены инструментальных оправок.Устройство смены инструментальныхоправок содержит промежуточный носитель 40, перемещаемый по направляющим 38 с помощью гидроцилиндра39. В корпусе промежуточного носителя на подшипниках смонтированвал 43, с верхним концом которогосоединена поворотная ручка с захватом спутника, состоящая из платформы 44 с гидроцилиндром и планкой 46, шток 47 гидроцилиндра снабжен кулачком 48 для взаимодействия 1458145с пазом 2 Ь в корпусе 21 спутника.На нижнем конце вала 43 смонтирована шестерня, взаимодействующая с зубчатой планкой, жестко установлен ной на корпусе станка. В процессе перемещения носителя 40 от шпинделя к инструментальному магазину поворотная рука, кинематически связанная с зубчатой рейкой, совершает поворот. 1 з.п, ф-лы, 6 ил.Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в многооперационных станках с ЧПУ.Целью изобретения является повышение надежности рабаты механизма5 смены инструментальных аправок.Промежуточный носитель спутника снабжей валом, при этом один конец вала жестко связан с поворотной рукой с захватом, а на втором конце вала жестко закреплено зубчатое колесо, установленное с возможностью взаимодействия с неподвижной зубчатой рейкой, параллельной направляющим промежуточного носителя, а также механизм зажима оправки в спутнике выполнен в виде рычага, ось качания которого смонтирована в корпусе спутника перпендикулярно продольной оси оправки, внутренняя поверхность переднего конца которого имеет возмож- . ность сопряжения с обращенной .к ней поверхностью канавки на фланце оправки, при этом втоРой конец рычага вза имодействует с пружиной одного из фиксаторов хвостовика инструмента.На фиг.1 показан многоцелевой станок с системой автоматической смены инструментов; на фиг.2 - многоцеле вой станок с автоматической сменой инструментов, вид сбоку; на фиг.З - вид А на фип,2 (на промежуточный носитель в позиции смены инструментов и механическую руку); на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.З (по оси спутника); на фиг.5 - вид сверху на промежуточный носитель позиции у инструментального магазина на фиг.6 - разрез Б.-Б на фиг.5 (по промежуточному носителю в позиции у инструментального магазина). На оановании 1 смонтирована шпиндельная бабка 2 со шпинделем 3. Ипиндельная бабка 2 имеет возможность пе". ремещения по направлякщим 4 салазок 5 вдоль оси шпинделя (координата Е) и вместе с салазками 5 по направляющим Ь - в перпенликулярной оси шпинделя горизонтальной плоскости, По вертикальным направляющим 7 смоншированной на основании 1 стойки 8 перемещается бабка 9 поворотного стола 10 с вертикальной рабочей поверхностью, имеющей возможность поворота относительно горизонтальной оси,На задней стороне стойки 8 смойтирован инструментальный магазин 11, гнезда 12 которого являются звеньями цепи, направляющейся по четырем звездочкам 13 с двумя параллельными дисками, между которыми проходят гнезда 12. Конструкция привода перемещения цепи магазина, связанного с одной из звездочек 13, не показана.Гнездо магазина состоит из корпуса 14 с двумя осями 15, которые слу" жат как для соединения с соседними гнездами, так и для.взаимодействия с впадинами звездочек 13. На корпусе гнезда закреплен ступенчатый кронштейн 16, на котором спереди расположены два фиксирующих штифта 17, а сзади - один .фиксирующий штифт 18,В гнездо устанавливается спутник 19 с инструментальной оправкой 20, спутник 19 состоит из корпуса 21 с коническим и цилиндрическим отверстиями для установки инструментальной оправки 20 и фланцем 22, в котором с одной стороны выполнены посадочные отверстия 23, а с другой посадочные3 .14581 отверстия 24. На заднем торце корпуса 21 имеется еще одно посадочное отверстие 25. На корпусе 21 имеется также прямоугольный паэ 26 и Ч-образный паз 27.5Спутник 19 устанавливается в гнезде 12 магазина на .штифтах 17 и 18взаимодействующих соответственно с отверстиями 23 и 25. и удерживается 10 от наклонов в любом направлении этими штифтами, а от осевого смещения - фиксатором 28взаимодвйствукщим с пазом 27.На корпусе 21 имеется также выс туп (не обозначен), в пазу которого на оси 29 смонтирован поворотный рычаг 30 с передним концом, выполненный в виде кулачка 31, имеющего с внутренней стороны профиль, совпадакщий с профилем боковой стороны Ч-образной канавки Фланца.32 инструментальной оправки 20. На боковой стороне переднего конца рычага ймеется также жестко закрепленный цилинд рический штифт 33.Задний конец рычага 30 опирается на пружину 34 одного из двух шариковых фиксаторов 35. взаимодействующих с зажимным элементов (ввертышем) 36 инструментальной оправки.На боковой стороне стойки 8 эакФ реплен кронштейн 37, на верхней стороне которого смонтированы направляющие 38, по которым может перемещаться параллельно оси шпинделя 3 с помощью35 гидроцилиндра 39 промежуточный носитель 40. В корпусе 41 промежуточного носителя на подшипниках 42 смонтирован поворотный вал 43, с верхним концом которого жестко соединена поворотная рука с захватом .спутника, состоящий из платформы 44 с гидроцилиндром 45 и планкой 46. Иток 47 гидро- цилиндра снабжен расположенным на его45 конце кулачком 48 для взаимодействия с пазом 26 в корпусе 21 спутника 19На планке 46 смонтированы два фиксирующих штифта 49 для взаимодействия с посадочными отверстиями 24 на фланце 22 спутника 19.На нижнем конце вала 43 смонтировано зубчатое колесо 50, зацепляющееся с рейкой 51, жестко закрепленной на кронштейне 37 параллельно направляющим 38. На кронштейне 37 установлены также жесткие упоры 52 и 53, определякщие соответственно положение промежуточного носителя у инструмен 4тального магазина 11 и в позиции смены инструментов.На боковой стороне кронштейна 37 закреплен манипулятор 54 с двухзахватной механической рукой 55, имеющей .воэможность поворота на угол м для стыковки с Фланцами 22 инструменталь ных оправок 20 в шпинделе 3 и промежуточном носителе 40, а также осевого перемещения (не показан) и повоорота на 180 для выполнения цикла смены инструментов.Ка захватах 56 и 57 руки 55 имеются жестко закрепленные цилиндрические штифты 58 с конической заходной частью.Работа системы автоматическойсмены инструментов происходит следующим образом.Перед сменой инструментов промежуточный носитель 40 находится в переднем, выдвинутом к шпинделю 3 положении на упоре 53 (позиция смены), рука 55 - в горизонтальном положении (фиг.1 и 2), цепь инструментального магазина перемещается до тех пор. пока в позиции стыковки (фиг.5) с промежуточным носителем не установит" ся гнездо 12, в котором после смены должен быть установлен спутник 19 с инструментальной оправкой 20, находящейся пока в шпинделе 3По команде от устройства ЧПУ на смену инструментов шпиндельная бабка 2, перемещаясь по направляющим 4 и вместе с салазками 5 по направлякщим 6, устанавливается в позицию сиены инструментов. Механическая рука 55 манипулятора 54 поворачивается на угол с, захват 57 стыкуется с Фланцем зажатой в шпинделе оправки 20, захват 56 стыкуется с Фланцем оправки 20, находящейся в спутнике 19. и при этом штифт 58 (фиг.3) воздействует своей цилиндрической частью на штифт 33 и отводит от фланца 32 оправки 20 рычаг 30, преодолевая усилие пружины 34. Фиксаторы 35 удерживают за ввертьпа 36 оправку 20 от смещения, когда кулак 31 рычага 30 выходит из контакта с канавкой фланца 32, обеспечивая правильную стыковку захвата 56 с фланцем оправки, но не препятствует ее выводу с некоторым усилием из спутника.После этого происходит разжим оправки 20 в шпинделе, замена ее с помощью манипулятора на новую оправ14581 50 ку 20 и ее эажим в шпинделе. При вдвигании оправки 20 н спутник штифт 59 фиг.2), воздействуя своей конической частью на штифт 33 отводит кулак 31 рычага 30, обеспечивая возможность ввода хвостовика оправки 20 в спутник. По окончании цикла смены рука 55 снова устанавливается в горизонтальное положение, после 10 чего возможно проведение обработки новым инструментом. При отводе захвата от фланца оправки освобождается штифт 33 и рычаг 30 запирает оправку в спутнике 19. 15Одновременно начинавтся цикл установки отбработавшей инструментальной оправки в магазин и перенос следующей в позицию смены.Промежуточный носитель 40 с по мощью цилиндра 39 перемещается в положение у инструментального магазина (фиг.6) на упоре 52Во время перемещения промежуточного носителя благодаря тому, что зубчатое колесо 25 50 находится в зацеплении с рейкой 51, происходит поворот вала 43 и вместе с ним платформы 44 со спутником 19, зафиксированным на штифтах 49 и зажатым с помощью цилиндра 45 между планкой 46 и кулаком 48. Жесткий упор 52 отрегулирован таким образом, что при взаимодействии с ним промежуточного носителя 40 ось спутника 19 с оправкой становится парал; лельной оси гнезда магазина. При этом оси штифтов 17 и 18 кронштейна совмещаются с осями отверстий 23 и 25 в спутнике. Затем шток 47 цилиндра 45 смещается вниз и кулак 48, воздействуя на заднюю стенку паза 26 в,корпусе 21 спутника, сдвигает спутник со штифтов 49 промежуточного носителя на штифты 17 и 18 гнезда (длины и взаимное расположение штиф 45 тов подобраны таким образом, чтобы спутник всегда опирался на какие-либо из них и в то же время полностью освобождался в конце соответствующего хода от штифтов на гнезде или промежуточном носителе), При этом фиксатор 28 западает в Ч-образный паз 27, досыпает спутник до утора в тррец кронштейна 16, и в дальнейшем удерживает спутник в гнезде магазина от самопроизвольного выпалания.При установке спутника в магазин между боковыми сторонами паза 26 и 45 6кулака 48 под действием фиксатора 28 устанавливаются зазоры, благодаря чему возможен свободный проворот цепи магазина для поиска гнеэпа со следующим по программе инструментом, который и выводится в цоэицию стыковки с промежуточным носителем.Затем с помощью цилиндра 45 кулак 48 выдвигается, переталкивает новый спутник на штифты 49 и прижимает его к планке 46 носителя. После этого цилинлр 39 перемещает промежуточный носитель вперед до упора 53, а платформа 44 при этом пол действием того же перекатывающегося по рейке 51 зубчатого колеса 50 поворачивается, устанавливая спутник с новой оправкой в позицию смены инструментов, параллельную оси шпинделя. Точность установки в позицию смены регулируется упором 53. В этой позиции промежуточный носитель, как уже описывалось, остается по окончания следующего цикла смены инструментов. Формула .иэ об рете ния 1. Устройство автоматической смены инструмента, содержащее магазин с гнездами для спутников инструментальных оправок, установленный на направляющих промежуточный носитель спутников инструментальных оправок с приводом его перемещения и поворотной рукой с захватом для спутников, а также манипулятор с двухзахватной рукой и механизм зажима оправки в каждом спутнике, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности за счет упрощения конструкции, поворотная рука промежуточного носителя снабжена закрепленным на ней соосно оси ее поворота зубчатым колесом, кинематически связанным с установленной на основании станка дополнительно введенной зубчатой рейкой, расположенной параллельно направляю щим промежуточного носителя спутников.2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что механизм зажима инструментальной оправки в спутнике выполнен в виде рычага, один конец которого расположен с возможностью взаимодействия с проточкой, выполненной на фланце оправки, а другойс пружиной фиксатора хвостовика инструмента в спутнике.1458145 ЗЗ 29 30 20 32 Составитель А.Логвинов Редактор Н. Горва Тех Тираж 892 Подписноествениого комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 ГКНТ СССР графическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 производственно-пол Заказ 303/1ВНИИПИ Госуд 9 Фигб