Металлорежущий станок с автоматической сменой инструмента

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик п 1 770736(51) М. Кл; В 23 9 3/155 с присоединением заявкиГосударственный комитет СССР(23) Приоритет лв делам нэобретеннй н открытнй(53) УДК 621 9 02- -22 9 (088. 8) Дата опубликования описания 18 10 80(71) Заявитель Ордена Трудового Красного Знамени экспериментальный научно-исследовательский институт(54) МЕТАЛЛОРЕЖУШИЙ СТАНОК,С А ВТОМ А ТИ НЕС КОЙ СМ ЕНОЙИ НСТР УМ ЕНТА Изобретение относится к области станкостроения, а именно к устройствам автоматической смены птструментд для многоцелевых сверлильно-фрезерно-расточных станков с ЧПУ.5Известно устройство автоматической смены инструментов, содержащее каретку с блоком механизмов поворота и выдвижения двухзахватной руки с управляемыми зажимными губками, которая переме д щается от магазина к шпиндельной бабке по закрепленной на ней траверсе. Это позволяет осушествлять смену инструмента в любом положении шпиндельной бабки. Однако механизм выдвижения двухзахват-, ной руки и связднный с ним механизм поворота жестко закреплены нд корпусе каретки, в связи с чем не имеют возМожности поворота на 90 ф в вертикальной плоскости. 20Перемещение каретки по траверсе и поворот двухздхвдтной руки осуществлены от различных приводов, несмотря на то, что их работа по времени не совмещендт.1). Недостатком этого устройства является невозможность смены инструмента в вертикально расположенном шпинделе станка.Для этого шпиндель необходимо перевес ти в горизонтальное положение, что предусмотрено специальной конструкцией шпин дельной бабки. Такой дополнительный по ворот шпиндельной бабки увеличивает вспомогательное время, снижая производительность станка в целом, и также снижает точность обработки. Кроме того, осушест вление перемещения каретки и поворота двухзахватной руки от индивидуальных приводов усложняет конструкцию и снижает надежность работы устройства и станка в целом.Целью настоящего изобретения является обеспечение возможности смены инст рументд нд станке с горизонтально или вертик ально расположенным шпинделем.Для этого двухзахвдтная механическая рука установлена на каретке с возможностью поворота в вертикальной плоскос7707е ц ти, перпендикулярной направлению ее пер мешения, и снабжена закрепленной на корпусе цапфой, с размещенным в ней валом и установленной с возможностью поворота во втулке, закрепленной на корпусе каретки, причем втулка снабжена кулачковой полумуфтой внутреннего зацепления, цапфа установленной с возможностью перемещения в относительнонее двухсторонней кулачковой муфтой, а вдл - кулач ковой полумуфтой внешнего зацепления и связан с приводом перемещения каретки,На фиг, 1 представлен сверлильно-фрезерно-расточный станок с ЧПУ и автоматической сменой инструмента в одностоечном исполнении; на фиг. 2 - вид А нафиг,1 (при двтооператоре, расположенном у шпиндельной головки цля смены инструмента в горизонтальном шпинцеле);на фиг. 3 - виц А на фиг. 1 (при автоопера торе, расположенном у шпиндельной головки цля смены инструмента в вертикальном шпинцеле); на фиг. 4 - кинематическая схема привода перемещения каретки по траверсе и привода поворота; г 5 ,нд фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 4;:на фиг. 6 - разрез В-В на фиг. 5; на фиг. 7 - вид Г на фиг. 4.Станок состоит из станины 1, на которой расположены стол 2 для закреп- зО ления обрабатываемого изделия и стойка 3 с вертикально перемещающейся шпиндельной бабкой 4, которая снабжена поворачивающейся головкой 5. Поэтому шпиндель может занимать горизон- З 5 тальное (см. фиг. 2) или вертикальное (см.фиг. 3) положение. К шпиндельной бабке 4 крепится траверса 6, по которой перемешается устройство автоматичеокой смены инструмента, состоящее из 40 каретки 7 с корпусом 8, в котором смонтирован привоц вращательного цвижения 9, а также поворотный блок 10 с механизмами поворота и выдвижения двуъ, захватной руки 11, 45 Привоц вращательного движения включает в себя двигатель 12, вецуший вал 13, на котором смонтированы фрикционные муфты 14 и 15 и шестерня 16, взаимодействующая с муфтой 14, С шестерней 16 взаимосвязана шестерня 17, закрепленная на вертикальном приводном валу 18, которая в свою очередь вздимодействует с рейкой 19, закреплен ной нд траверсе 20. Вал 13 посрецством муфты 15 связан с валом червячной передачи 21, размещенной в корпусе 8, а вал 22 червячного колеса пере 36 4ачи 21 размещен в цапфе 23,закрепленной на корпусе 24 блока 10. раифасмонтирована с возможностью поворотаро втулке 25, закрепленной на корпусе 8,На цапфе смонтирована двухсторонняя кулачковая муфта 26 с зубьямивнутреннего 27 и наружного 28 зацепления. Она перемещается вцоль осииндивидуальным привоцом 29, Зубья внутреннего зацепления муфты 26, перемещаясьпо цапфе вдоль оси, взаимодействуют сзубьями наружного зацепления полумуфты 30, закрепленной на валу 22, а зубьянаружного зацепления муфты 28 взаимосвязаны с зубьями внутреннего зацепления полумуфты 31, закрепленной на втулке 25.На валу 22 закреплена коническаяшестерня 32, взаимодействующая с коническим колесом 33, закрепленном на ступице 34, снабженной упором 35 с возможностью ограниченного винтами 36 и37 поворота в корпусе блока 24,Шток 38 силового цилиндра жесткозакреплен в корпусе 24 блока, а гильза 39 имеет возможность поворота иосевого перемещения и связана со ступицей 34 посредством шлицевого соединения. Двухзахватндя рука 11, несущаяинструмент 40, жестко закреплена нагильзе 39.Работает устройство следуюшим образом.При расположении устройства в промежуточной межцу магазином сменныхинструментов и шпинцелем станка позиции включением двигателя 12 и муфты 1при включенной муфте 15 приводится шестерня 17, и каретка 7 с корпусом 8, блоком 10 и цвухзахватной рукой 11 перемешается по траверсе 20 от магазинасменных инструментов к шпинделю станка(вниз в плоскости фиг. 2).При поцходе к шпинделю станка муфта 14 выключается, каретка 7 останавливается, а свободные губки (на чертежене обозначены) цвухзахватной руки 11захватывают инструмент, установленныйв шпинделе станка (на чертеже не показан). Затем подают давление в поршневую полость цилиндра и гильза 39 извлекает инструмент из шпинделя.Далее включается муфта 15 и вращательное движение от блока 1 О передается через червячную передачу 21 на вал 22, коническую шестерню 32 и колесо 33, которое посреаством ступицы 34736 6ние, расцепляя муфтч 26 с полумуфгой30 и сцепляя ее с полумуфтой 31.Затем производится обмен инструментами двухзахватной руки с вертикачьнымшпинделем и каретка возвращается в промехуточную позицию. Здесь блок аналогично описанному возвращается в горизонтальное положение и в последующем производится обмен инструментами авухэахватной О руки с магаэпом. 5 770 поворачивает гильзу. 39 и двухзахватную руку 11 на 180 до упора в винт 37.После этого муфта 15 выключается и подается давление в штоковую полость цилиндра, гильза 39 возвращается.в исходное положение, устанавливая при этом инструмент 40 в шпиндель станка.Одновременным включением двигателя12 в противоположном направлении и муфты 14, каретка 7 с пвухэахватной 1 рукой 11, несущей извлеченный иэ шпинделя инструмент, возвращается к магазину сменных инструментов, в котором происходит смена инструмента, аналогичная приведенной. Выше был описан цикл 15 смены инструмента пля станка с горизонтально расположенным шпинделем, при условии, что в магазине сменных инструментов, последние расположены также в горизонтальной плоскости. 20Для станка с вертикальным расположением шпинделя и горизонтальным расположением инструментов в магазине цикл смены будет следующим.В промежуточной позиции (см. фиг.6) 25 при остановленном двигателе 12 подается давление в привод 29, который перемешает муфту 26 в положение, обозначенное пунктиром. При этом зубья 28 нарукного зацепления муфгы 26 расцепляются ЗО зубьями внутреннего зацепления полу- муфты 31, а зубья 27 внутреннего за-. цепления муфты 26, оставаясь в зацеплении с цапфой 23, зацепляются такжес зубьями наружногозацепления полумуф- зты 30.После этого включается двигатель 12 и муфта 15 (муфта 14 выключена пере- пает вращение от вала 13 через червячную передачу 21, вал 22, полумуфгу 30, щ муфту 26 на цапфу 23 "и жестко закреп-. ленный с ней блок 10. Блок 10 поворачивается в соответствующую сторону на 90 до упора (на чертеже не показан), в результате чего ось инструмента 40 занимает вертикальное положение, а двух- захватная рука 11 при этом находится в нижнем положении (см. фиг. 1). Привод 29 возвращается в исходное положеФормула изобретения Металлорежу 1 ций станок с автоматической сменой инструмента, содержащий. шпиндельную бабку с поворачивающейся Головкой и устройство пля автоматичес кой смены инструмента, выполненное в виде подвижной по траверсе, закрепленной на шпиндельной бабке, каретки, несу. щей пвухзахватную механическую руку и снабженной механизмом ее перемещенияпо траверсе, выполненным в виде зубчат- реечной передачи, и механизмом стабилизации ее положения при перемещении, отличающийся тем,что,с целью обеспечения возможности смены инструмента на станке с горизонтальноили вертикально расположенным шпинделем, двухзахватная механическая рукаустановлена на каретке с возможностьюповорота в вертикальной плоскости, перпендикулярной направлению ее перемещения, и снабжена закрепленной на корпусецапфой, с размещенным в ней валом иустановленной с возможностью поворотаво втулке, закрепленной на корпусе каретки, причем втулка снабжена кулачковойполумуфФой внутреннего зацепления; цапфа - установленной с возможностью перемещения относительно нее двухстороннейкулачковой муфтой, а вал - кулачковойполумуфтой внешнего зацепления и связанс приводом перемещения каретки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент франции М 0 2307615,кл. В 23 Й 3/155, 1976,770736 2 Муска 7353/15 Тираж 1160 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д,4/