Токарный автомат

фее юн АИ Е пц 768570 Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет нием Государственный комит СССР делам изобретений43) Опубликова 45) Дата опубл но 07,10,80. Бюллетень37 53) УДК 621.941: :62-82(088.8) открытии писания 07.10.80 ова 72) Автор взобретения Е, Г, Липочки Заявител вскии завод автотракторного электрооборудовани) ТОКАРНЫЙ АВТОМ чивает по- кинематиогда переостоянной, ока, меньобес атяга лока. льше вого ого автомата - матического управмкость, значительцательно сказывах характеристиках прощение консавтоматическ Изобретение относится к токарным, патронным, одношпиндсльным автоматическим станкам с приводами исполнительных органов от среды под давлснием.Известен токарный автомат для обра ботки внутренних и торцевых поверхностей тел вращения, содержащий шпиндель, автооператор для загрузки заготовок, устройство для их зажима, отводящий лоток, выталкиватель, а также инструментальную 10 головку с резцовым блоком, подвижным вдоль оси шпинделя по накладным направляющим консольного кронштейна автомата и связанным для его круговой подачи с зубчатым колесом, находящимся в зацеп ленни с двумя рейками, закрепленными на штоках приводных гидроцилиндров 11).Автооператор, зажимное устройство, отводящий лоток, инструментальная головка приводятся в действие средой под давле вием и управляются с помощью известных средств.Для управления круговым движением рсзцового блока использован принцип, при котором резцовый блок постоянно находит ся под действием двух сил встречных направлений, - в прототипе это рейка, связанная с двумя цилиндрами, один из них нагружен постоянной силой (сжатым воздухом), а другой - переменной - гидро цилиндром. Такая связьстоянство направленияческой цепи резцовогоменная составляющая бидет рабочий ход резцше - холостой ход.Недостатки известсложность системы автоления, высокая металлоные габариты, что отрется на эксплуатационньавтомата.Цель изобретения -рукции автомата и спстго управления. Цель достигается тем, что и осевое перемещение инструментальной головки, и поворот резцового блока, а также рабочая подача осуществляется от одного гидро- цилиндра трехцилиндровой гидросистемы, работающей в два автоматических полу- цикла. Для этого шток силового цилиндра жестко связан с инструментальной головкой, а корпус кинематически - с резцовым блоком, при этом корпус гидрорегулятора рабочей подачи в виде одноштокового гидроцилиндра жестко связан с корпусом силового цилиндра, шток связан жестко с бабкой, а его штоковая полость каналом3связана с безштоковой полосотыо силового цилиндра.На фиг, 1 предлагаемый автомат, общий вид; на фиг. 2 - вид сбоку на фиг. 1; на фиг. 3 - объемная гидрокинематическая схема автомата; на фиг. 4 - плоская гидрокинематическая схема станка с кинематикой привода инструментальной головки в положении, предшествующем ускоренному вводу ее в рабочую зону; на фиг. 5 - инструментальная головка с приводом, исполнительные органы находятся в положении конца ускоренного хода; на фиг. 6 - то жс, в положении конца рабочей подачи.Автомат (фиг, 1, 2) состоит из трех основных блоков; рабочий блок 1, несущий все основные и вспомогательные органы станка с приводами, тумбу 2, являющуюся основанием для установки рабочего блока, над рабочим блоком помещен шкаф 3 с электрооборудованием, а также транспортная магистраль 4 заготовок.Основу рабочего блока 1 составляет корпус шпиндельной бабки 5 со шпинделем 6, несущем зажимное устройство с приводом от вращающегося пневмоцилиндра 7, связанного с приводным шкивом 8, установленным консольно ца заднем конце шпинделя, В проушинах бабки 5 исподвижно установлены две цилиндрические штанги 9, выполняющие функции направляющих для инструментальной головки 10,В развале проушин бабки 5 (фиг, 3, 4) установлен автооператор 11 с силовым гидроцилиндром 12 и механизм преобразования возвратно-поступательного перемещения штока цилиндра в сложные движения руки автооператора.На переднем торце бабки 5 установлено устройство 13 выталкивания заготовки, охватывающее передний конец шпинделя 6. Исполнительный орган устройства 13 под действием силового цилиндра, рейки зубчатого венца и винтового паза 14 совсршаст винтовые перемещения.На инструментальной головке 10 (фиг. 3, 4) смонтирован поворотный резцовый блок 15, связанный через зубчатый венец с двумя рейками: рабочего хода 15 и холостого 17. Рейка 17 холостого хода нагружена силой в сторону холостого хода резцового блока, например пневмоцилиндром 18. Рейка 16 рабочего хода, помещенная в пазу инструментальной головки 10, постоянно контактирует или с направляющей 19, жестко связаннои с бабкой 5, или с ведомым клином 20, помещенным в пазу направляющей 19,Ведущий клиновой элемент 21, корпус силового цилиндра 22, корпус цилиндра 23 регулятора рабочей подачи связаны жестко в единый блок, перемещающийся в осевом направлении по штанге 9. Штоковая полость цилиндра 23 и безштоковая цилиндра 22 связаны каналом, а обе полости цилинд 50 10 15 20 25 Зо 35 40 45 55 00 65 4ра 23 между собой сообщены двумя параллельными гидролиниями, в одной из которых установлен регулируемый дроссель 24,а в другой - обратный клапан 25,В тумбе 2 автомата помещена гидростанция 26 с распределителем 27 гидросистемы и распределителем 28 системы пневмозажима. На боковой стенке тумбы 2смонтирован электродвигатель 29 приводаглавного движения, связанный клиноремен.ной передачей со шкивом 8 шпинделя(фиг. 3, 4),Общее представление о взаимосвязяхинструментальной головки, ее привода исвязь с общей гидросистемой автомата дается в плоском изображении на фиг. 4.Гидроцилиндр 22 привода инструментальной головки 10 для работы в автомати.ческом цикле автомата имеет связь черезтри канала с гидроцичиндрами 12 и распределителем 27,Пространственное положение основныхмеханических узлов автомата, их связи сгидросистемой и размещение инструментальной головки, ее жесткие связи даютсяна фиг. 3,Инструментальная головка автоматаимеет элемент, дающий сигнал в гидросистему автомата через путевой переключатель 31,Автомат работает следующим образом,Работа инструментальной головки осуществляется в два автоматических полуцикла, каждый из которых определяется заданной последовательностью срабатываниятрех цилиндров гидросистемы автомата.По завершению срабатывания полуцикловинструментальная головка принимает статическое состояние.Один пз полуциклов заканчивается обработкой заготовки (фиг. 6). Рсзцовыйблок 15 занимает крайнее рабочее положенис, поршень цилиндра 18 - исходноеположение. Елин 20 частично вводится впаз инструментальной головки 10, клиновойэлемент 21, совместно с корпусом цилиндра22, занимает правое положение. Инструментальная головка 10 находится на жестком упоре 32, Устройство 13 выталкивания - в исходном положении, автооператор11 - в исходном.Сигнал об окончании полуцикла осуществляется инструментальной головкой вконце рабочего хода через конечный переключатель ЗЗ и командоаппарат передаетсяна реверс среды под давлением гидросистемы и пневмозажима. При этом нагнетающая магистраль подключается к бсзштоковой полости цилиндра 22 инструментальной головки 10, а сливная - к безштоковойполости цилиндра 12 автооператора 11.Масло одновременно создает давлениекак па цилиндр 22 влево (по чертежу),так и иа поршень направо. Но поршеньжестко связан с инструментальной голов15 20 25 5кой 10, а клин 20 находится одновременно и в пазу направляющсй 19, связанной жестко с бабкой 5, и в пазу инструментальной головки 10, что исключает осевое перемещение поршня цилиндра 22, Следовательно, может перемещаться только корпус цилиндра 22 и связанный с пим корпус регу.лятора рабочей подачи.Корпус цилиндра 22 перемещается влево, а вместе с ним в ту же сторону и свя:занный с ним клин 21, Под действием сяатого воздуха цилиндра 18 рейка 17 поворачивает резцовый блок против часовой стрелки, осуществляя вывод резцов из рабочей зоны. Рейка 16 при этом выталкивает клиновой элемент 20 из паза инструментальной головки 10. При завершении этого процесса клин 20 полностью вводится в паз направляющей 19. При этом резцовый блок 15 полностью выводит инструмент из контакта с обрабатываемым изделием и освобождает инструментальную головку 10 от жесткой связи с бабкой 5. Зажимное устройство разжимает деталь. Под действием поршня цилиндра 22 инструментальная головка 10 перемещается вправо. Крайнее его правое положение соответствует открытому поршнем каналу, связывающему нагнетающую магистраль со штоковой полостью цилиндра 28 выталкивателя и центральный канал цилиндра 12 автооператора, перекрытого в этот момент поршнем. Среда под давлением, следовательно, может воздействовать только на поршень цилиндра 30 выталкивателя, что приводит в действие устройство 13, Обработанная деталь выталкивается из зажимного устройства.Крайнее рабочее положенис поршня цилиндра 30 соответствует открытому каналу, связывающему нагнетательную магистраль со штоковой полостью цилиндра 12 автооператора, что приводит его в движение в сторону безштоковой полости. Авто- оператор включился в работу. Перемещение поршня цилиндра 12 на некоторую величину подключает нагнетающую магистраль к безштоковой полости цилиндра 30 выталкивателя, что приводит к выравниванию давлений в обеих полостях этого цилиндра - оно становится рабочим, но разность активных площадей со стороны штоковой и безштоковой полостей этого цилиндра ведет к направленному перемещению поршня в сторону штоковой полости, а это обеспечивает возвращение устройства 13 в исходное положение. Заяимное устройство готово для приема очередной заготовки.Поршень цилиндра 12 автооператора 11 продолжает перемещаться влево, подавая очередную заготовку в заяимное устройство,Перемещением поршня цилиндра 12 автооператора в крайнее рабочее положение завершается полуцикл работы системы. зо 35 40 45 50 55 60 65 6На фиг. 4 изображены элементы инст- рументальной головки и привода в конце второго полуцикла, где блок цилиндров 22, 23 и клиновой элемент 21 - в левом крайнем положении, инструментальная головка 10 с резцовым блоком 15 - в правом крайнем положении; рейка 16 привода резцового блока поднята вверх, рейка 17 опущена вниз, поршень цилиндра 18 - в нижнем положении.Сигнал об окончании полуцикла от автооператора через конечный переключатель 33, командоаппарат передается на рсверс среды под давлением гидросистемы и пневмосистемы зажима. При этом пневмосистема зажимает деталь в зажимное устройство, нагнетающая магистраль гидросистемы распределителем 27 подключается к безштоковой полости цилиндра 12 автооператора, а сливная, соответственно, - к безштоковой полости цилиндра 22 инструментальной головки. Поршень цилиндра 12 автооператора перемещается в сторону исходного положения, перемещая и исполнительный орган автооператора 11.Крайнее исходное положение этого поршня соответствует открытому каналу, связывающему нагнетающую магистраль с безштоковой полостью цилиндра 30 выталкивателя и штоковую полость цилиндра 22 инструментальной головки 10. Давление среды на поршне цилиндра 30 выталкива. теля со стороны безштоковой полости соз. дает усилие на удержание устройства 13 в исходном полояении, ибо это положение он занял в предыдущем полуцикле.Подключение же среды под давлением к штоковой полости цилиндра 22 инструментальной головки создает усилие на перемещение корпуса цилиндра 22 вправо, а штока - влево. Перемещению штока влево препятствий нет - оно равно трениюинструментальной головки по цилиндрическим направляющим 9, а корпусу цилиндра 22 вправо - есть перемещению его вправо препятствует жесткая связь с корпусом цилиндра 23 регулятора рабочей подачи. А он может перемещаться только передавливая масло из бештоковой полости в штоковую через дросселирующее отверстие 24.Подключение нагнетающей магистрали к штоковой полости цилиндра 22 инструментальной головки 10 приведет к перемещению поршня влево, а следовательно и инструментальной головки 10, Крайнее левое полояенис инструментальной головки 10, ограниченное жестким упором 32, соответствует положению, когда клин 20 оказывается в зоне ведущей рейки 16, пазы их совмещены, созданы условия для перемещения корпуса цилиндра 22 вправо, Положение элементов инструментальной головки и привода изображено на фиг. 5. Корпус цилиндра 22 перемещается - перемешается и клиновой элемент 21, который взаимо7действует с клином 20 и рейкой 16 поворачивает резцовый блок 15 против часовой стрелки, при этом поршень цилиндра 18 перемещается в сторону исходного положения, осуществляется рабочая подача инструмента, Регулировка величины рабочей подачи осуществляется регулировкой величины дроссельного отверстия 34 цилиндра 23. При этом масло из безштоковой полости цилиндра 23 передавливается в штоковую полость этого цилиндра. Компенсация изменяющегося суммарного рабочего объема штоковой и безштоковой полости осуществляется связью штоковой полости цилиндра 23 с безштоковой полостью цилиндра 22.При реверсе среды под давлением нагнетающая магистраль одновременно с подключением к безштоковой полости цилиндра 22 инструментальной головки подключается и к штоковой полости цилиндра 23 регулятора рабочей подачи. Способствует ускоренному перемещению корпуса цилиндра 22 в исходное положение наличие обратного клапана 34, подключение нагнетающей магистрали к регулятору. рабочей подачи и разность активных площадей штоковой и безштоковой полостей цилиндра 23.Формула изобретения1. Токарный автомат, содержащий шпиндельную бабку с приводом главного движения, зажимное устройство, инструментальную головку с поворотным резцовым блоком, автооператор и выталкиватель детали и гидрорегулятор рабочей подачи, отличающийся тем, что, с целью 8упрощений Конструкции и управлЕния, внеден силовой цилиндр, шток которого связанс инструментальной головкой, а корпус -с резцовым блоком, при этом бсзштоковая15 полость цилиндра связана с гидрорегулятором рабочсй подачи, взаимодействующимс резцовым блоком на участке рабочей подачи,2, Автомат по и. 1, отл и ч а ю щи й с я10 тем, что корпус силового цилиндра связанс резцовым блоком через два клиновыхэлемента, установленных под углом друг кдругу, при этом ведущий клиновой элементзакреплен на корпусе цилиндра, а ведомый15 клиновой элемент кинематически связан срезцовым блоком.3, Автомат по п, 2, отличающийсятем, что бабка имеет направляющую с пазом, а инструментальная головка - паз,20 при этом ведомый клиновой элемент в исходном положении размещен в пазу направляющей, а в рабочем положении - в пазуинструментальной головки,4. Автомат по п. 1, отл и ч а ю щи й с я25 тем, что гидрорегулятор рабочей подачивыполнен в виде одноштокового гидроцилиндра, шток которого связан с бабкой,корпус жестко связан с силовым цилиндром, а полости сообщены между собой двуЗ 0 мя параллельными гидролиниями, в однойиз которых установлен регулируемыйдроссель, а в другой - обратный клапан.Источники информации,З 5 принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР264107, кл. В 23 В 7/14, 1969.768570 Редактор И, Гохфе Корректор О. Тюри 1 одписное Заказ 7 агорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома оставитель Е, Липочки Техред О. ПавловаИзд,52 ВНИИПИ Гос по делам г 113035, Москва