Металлорежущий станок

(6 ополпительное и авт, свнд-в аявлено 04.06.74 (21) 20306540присоединением заяьки М 151) М. Кл.з В 230 37/00В 23 В 3/06 Государственный комите Совета Министров СССР по делам изобретенийн открытий23) ПриоритетОпубликовано 30,06,76. Бюллетень М 2Дата опубликования описания 09.08.76 621.941-229,3(72) Лвтор изобретени В, А. Голдино Заявитель УЩИЙ 4) МЕТАЛЛ го це блонке предусмотрена усилиями зажим шпинделя, а такж в зажима-разжим есса и ручное упр еном,Кроме того, в ста кнровка управления жима и скоростями ключение механизмо время рабочего проц ние центрирующим зве от авлеИзобретение относится к станкам, в частности к токарным, имеющим полый шпиндель с зажимным патроном, кулачки которорадиально перемещаются при вращениинтрирующего звена.Известны станки, в которых центрирующее звено патрона приводится во вращение индивидуальным реверсивным мотором через планетарную дифференциальную передачу и муфту. Работа на таких станках осуществляется по следующему циклу: зажим заготовки в патроне - пуск главного движения - подвод инструмента к детали - рабочий ход - отвод инструмента - остановка главного движения - разжим заготовки.Недостаток известных станков состоит в том, что индивидуальный двигатель, используемый для привода центрирующего звена и кулачков, требует большого количества ручных манипуляций, которые не могут выполняться во время рабочего хода станка.Цель изобретения - использовать для закрепления и раскрепления заготовки в патроне привод главного движения в пусковой и тормозной моменты и обеспечить автоматический переход от режима пуска (зажима) к режиму установившегося движения, а от него - к торможению (разжиму), а также регулировка усилий зажима - разжима на различных скоростях пуска - торможения. В соответствии с изобретением, его основная цель достигается за счет того, что станок снабжен дифференциальной передачей, осуществляющей кинематическую связь при вода главного движения с центрирующим звеном патрона и тормозным устройством, управление которым сблокировано с управлением пуска и торможения главного движения.О Передача состоит из двух взаимосвязанных дифференциалов - одноступенчатого с внутренним и наружным зацеплениями и двуступенчатого с двумя зацеплениями. Одноступенчатый дифференциал связан с при водом главного движения и тормозным устройством, а двуступенчатый дифференциал связан с центрирующим звеном зажимного патрона.Для регулировки усилий зажима-разжима О станок снабжен двумя дисковыми вариаторами скоростей, двумя группами инерционных звеньев, шариковым дифференциалам и центробежными м фтами.65 Технико-экогломичсские преимущества станка следующие: сокращастся вспомогательное время на,выполнение приемов зажима-разжима в 5 - 7 раз, увеличивается производительность труда в 1,4 1,6 раза; исключаются действия рабочего, направленные на зажимразжим заготовки; возможна автоматическая регулировка усилий зажима-разжима; при использовании механизма регулировки усилий зажима-разжима повышается качество обработки за счет повышения стабильности размеров; станок легко может быть переведен на полностью автоматическое или программное управление, а также встроен в автоматическую линию при сохранении сго универсальности.На фиг. 1 показан станок; на фиг. 2 - механизм регулировки; на фиг. 3 - управление путевыми выключателями; на фиг. 4 - блокировка управления усилиями и скоростями. В металлорежущем станке приводной вал1 коробки скоростей с помощью,муфты 2 соединяется с одной стороны со шпинделем 3 через кинематические связи коробки скоростей, а с другой стороны - с центрирующим звеном 4 зажимного патрона. Кинематическая связь приводного вала 1 со звеном 4 включает два дисковых вариатора скоростей 5 и б и дифференциальную передачу. Последняя состоит из одноступенчатого дифференциала с внутреихним и наружным зацеплениями и двуступенчатого дифференциала с двумя зацеплениями. Наружное центральное колесо 7 одноступенчатого дифференциала несет на себе маховик 8 и его водило 9 жестко связано с подвижным диском тормозного устройства 10 и первым центральным колесом 11 двуступенчатого дифференциала, а через вариатор скоростей 5 водило 9 кинематически связано с приводным валом 1. Второе центральное колесо 12 двуступенчатого дифференциала через вариатор скоростей б кинематически связано с центрирующим звеном, а его водило 13 жестко связано с внутренним центральным колесом 14 одноступенчатого дифференциала.Управление тормозным устройством 10 сблокировано с управлением пуска и торможения главного движения через цепь управления: золотник 15 - электромагнит 16 - коне;ный выключатель 17 - рукоятка 18 пуска и торможения главного движения, кинематически связанная с муфтой 2,Инерционные звенья 19, вырезанные из полого цилиндра, в точках, перемещающихся перпендикулярно к оси вращения, соединены шарнирно с шатунами сдвоенных кривошипно-ползунных прямолинейно-направляющих механизмов.Одна из центробежных муфт 20 взаимодействует с приводом главного движения и вариатором скоростей 5, а другая муфта 21 - с вариатором скоростей 6 и центрирующим звеном патрона. Иг;ерционныс звенья 22 располагаются соосгго со шпинделем на заднем его конце и приводятся от шпинделя через шариковый дифференциал 23. Приводное звено 24 этого дифференциала взаимодействует со,шпинделем через центробежную муфту 21. Инерционные звенья 22 выполнены аналогично звеньям 19 и аналогично соединены с такими же кривошипно-ползунными механизмами. Соосно с центробежными муфтами 20 и21 устанавливаются пневмоцилиндры 25, 26, 27, на конические поверхности штоков которых опираются ролики центробежных муфт.15 Управление пневмоцилиндрами осуществляется либо автоматически,в моменты подводаотвода,поперечного или продольного суппортов, либо вручную. Для этого введена цепь управления, которая состоит из золотника 28, электромагнита 29, путевых переключателей 30 и 31 и управляемых упоров 32 и 33, Введена также дополнительная цепь управления пневмоцилиндром 27, состоящая из золотника 34 и кулачка 35, связанного с системой управления коробкой скоростей.Путевые переключатели 30 и 31 перемещаются и фиксируются в нужном положении ца направляющих. С ними взаимодействуют упоры 32 и 33, встроенные в поперечный и продольный суппорты и находящиеся между сооой в постоянной кинематической связи как рейка и вал-шестерня. При этом обеспечена такая взаимосвязь деталей, что если один из упоров находится в рабочем положении, то другой в нерабочем, а если один из них в нейтральном положении, то и другой в нейтральном. Это обеспечивает возможность как автоматического, так и ручного управления.С целью автоматической установки опти О мальных усилий зажима-разжима при сменережимов обработки, управление вариаторами скоростей сблокировано с управлением коробкой скоростей. Зто осуществляется следующим образом.45 Дисковые кулачки 36 и 37 профилируютсяцентра тяжести иг;ерционных звеньев 19 и 22.На поверхности этих кулачков опираются подпружиненные ролики 38, принадлежащие кривошипам сдвоенных кривошипно-ползунных прямолинейно-направлягощих механизмов. С кулачками 36 и 37 жестко связаны зубчатые колеса 39 и 40 соответственно, в кинематическом сопряжении с которыми находятся рейки 41 и 42. Рейки перемещаются в направляющих и снабжены на концах пазом, с помощью которого они подвижно сопрягаются с буртиками цилиндрических дисков вариаторов 5 и 6. Управление положением ци О линдрических дисков и подвижными блокамизубчатых колес 43 коробки скоростей осуществляются через подвижно сопряженные с ними рычаги с помощью цилиндричеоких кулачков 44, 45, 46., находящихся между собою в кинематической связи. Управление кулачками осуществляется с помощью штурвала 47.Для ручного управления кулачками патрона на момент базирования детали в кулачках или установки их на новый размер в план- шайбе патрона смонтирована двусторонняя муфта свободного хода, Ее наружная обойма жестко связана с валом 48, внутренняя - находится в кинематической связи с центрирующим звеном 4 патрона, а поводковая вилка - в кинематичеокой связи с поворотным диском 49, смонтированным подвижно на наружной поверхности планшайбы 50. Это обеспечивает передачу движения как от наружной обоймы к внутренней, так и от внутренней к наружной. При повороте диска 49 поводковая вилка выталкивает ролики одной группы, давит на внутреннюю обойму и расклинивает ролики другой группы, исключая передачу движения на наружную обойму. Внутренняя же обойма, увлекаясь поводковой вилкой, передает движение на центрирующее звено 4 зажимного патрона.Станок работает следующим образом.В выключенном состоянии станка рукоятка 18, управляющая муфтой 2, находится в положении, показанном штрих-пунктирной линией на фиг, 1. При этом кулачок рукоятки замыкает конта сы конечного выключателя 17, муфта 2 занимает нейтральное положение, т. е. при включении двигателя передача движения не происходит. При нажатии кнопки Пуск включается электродвигатель и движение от него передается через шкивы на вал 1. Одновременно получает питание электромагнит 16, золотник 15 тпереместится вправо и диск тормозного устройства 10, а также жестко связанные с ним водило 9 и колесо 11 затормозятся.При перемещении рукоятки 18 в положение Пуск (на фиг, 1 показано контурными линиями) муфта 2 перем.стится вправо (а при обратном вращении - влево) и соединит с валом 1 блок свободно сидящих на нем колес, и движение передастся на центрирующее звено 4 зажимного патрона и на шпиндель 3. Несколько ранее конечный выключатель 17 разомкнется, питание электромагнита 16 прекратится, золотник 15 займет нейтральное положение, вследствие этого растормозятся диск тормозного устройства и жестко связанные с ним водило 9 одностпентятого дифференциала и центральное колесо 11 двусттпенчатого дифференциала. При этом вал 48 и,шпиндель 3 начинают вращаться в противоположньтх направлениях. В результате возникает относительное вращение центрирующего звена и кулачков 51, и они нацивают перемещаться до встречи с заготовкой.Когда выберутся зазоры в сопряжениях и упругие деформации звеньев, межд шпинделем 3 и валом 48 обрязуется жесткая связь. С этого момента вал 48, звенья вариатора 6. центтральное колесо 12 меняют направление5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 вращения и маховик 8 разгоняется до скорости установившегося движения.При выключении вращения шпинделя 3 происходит следующее. К моменту выключения главного движения маховик 8 находится в режиме установившегося движения. При перемещении рукоятки 18 в положение, показанное на фиг. 1 штрих-пунктирной линией, муфта 2 рассоединяется с блоком своболно сидящих на валу 1 колес. Одновременно кулачок рукоятки 18 замкнет контакты концевого выключателя 17, электромагнит 16 переместит золотник 15 вправо. При этом затормозятся диск тормозного устройства 10, водило 9 одноступенчатого дифференциала, центральное колесо 11 двуступенчатого дифференциала. Имеющийся к этому времени на маховике 8 момент будет импульсно передан на центрирующее звено 4, которое получит реверсивное вращение.Управление механизированным зажимомразжимом осуществляется в момент подвода- отвода любого из суппортов к поверхности детали. При этом срабатывает один из упоров 32 или ЗЗ и соответствующий переключатель 30 или 31, Второй переключатель отводится по направляющей в нерабочее положение и отключается. Управление упорами 32 и 33 осуществляется рукояткой 52. Если перевести ее в нейтральное положение, когча один из упоров уйдет с рабочей линии, а второй еще не выйдет ня рабочую линию (положение 1 на фиг. 3), то это положение будет соответствовать ручному управлению, которое осуществляется одним из переключателей при отключенном втором,Автоматическое управление в моменты подвода-отвода суппортов ос ществляется следующим образом. В нлкном положении станавлттвятот и Жиксиртот один из переключателей 30 или 31 и выводят в рабочее положение соответствующийпор 32 или 33.Рассмотрим работу станка с момента. когда двигатель станка включен. а шпиндель еще не включен. В этом положении конечный выключатель 17 замкнут, электромагнит6 получает питание, управляемый им золотник 15 находится в крайнем пря;ом положетттти, я диск тормозного сстройст":я 10 зяторможетт. При этом сппортьт отведет т-.т. т. е. няхоттятся в исходном положении. Тогда переключатель 30 или 31 амкнт, и ттяемьтй через него эчсктромягнит 29 вклточетт, я золотнттк 28 расположен тат, что тто;тости А, Б, В пневмоттилиндров 25, 26. 7 соединены с атмосфепой, а полости А, Б, В - с пневмосетью. Поэтому колодки м фт 20 и 21 прижаты пружттттями к соответствлощим поверхностям.Заготовка станавливается в патроне, т. е. клячки 51 вводятся в контакт с заготовкой. С помощью штт, рвала 47 с станавливяется н"ктгое тттгло обопотов птттттттче,тя.При повороте рукоя-ки 18 в положение Пустяк диск тормозного устройства 10 растормаживается, муфта 2 включает главноеФормула изобретения1, Металлорежущий станок, напоимер токарный, содержащий привод гчавного движения, полый шпиндель. который 1 находится в кинематической связи с приводом и несет на себе зажимной самоцентрирующий патрон,60 % 7движение, Происходит закрепление заготовки. Затем осуществляется годвод суппорта. В момент подвода суппорта упор 32 или 33 переключает путевой переключатель 30 илп 31 в положение Выключено. Электромагнит 29 отключается, золотник 28 возвращается в равновесное состояние, в результате чего полости А, Б, В" соединяются с атмосферой, а полости А, Б, В - с пневмосетью, Тогда штоки пневмоцилиндров 25, 26, 2, воздействуя через ролики и рычаги муфт 20 и 21 на колодки, производят рассоединение этих муфт.Упор 32 или 33 при отводе суппорта переводит путевой выключатель 30 или 31 в положение Включено, Электромагнит 29, получив питание, выводит золотник 28 из равновесного состояния. Полости А, Б, В пневмоцилиндров соединяются с атмосферой, а полости А, Б, В - с пневмосетью. Штоки пневмоцилиндров освобождают ролики и пружины муфт вводят колодки в зацепление.После отвода суппорта следует остановка главного движения. Для этого рукоятку 18 переводят в положение Стоп. Муфта 2 отключает передачу главного движения по кинематическим цепям. Одновременно с этим замыкается конечный выключатель 17, электромагнит 16 получает питание и выводит из равновесного состояния золотник 15. В результате тормозятся диск тормозного устройства 10, водило 9 одноступенчатого дифференциала, центральное колесо 11 двуступенчатого дифференциала, шпиндель 3 и патрон с заготовкой. Приобретенный маховиком 8 момент импульсно передается на центрирующее звено 4, производя раскрепление заготовки,При необходимости на последних ступенях скоростей отключить инерционные звенья 22 включается в работу золотник 34, который управляется кулачком 35, На этих ст пенях золотник 34 переместится от кулачка 35 вправо. Вследствие этого шток пневмоцилиндра 27 окажется в крайнем левом положении и отключит муфту 21, так как при этом положении золотника 34 и работе золотника 28 в поежнем режиме полость В пневиоплиндпа 27 всегда соединена с пневмосетью. Но так как золотник 28 продолжает работать в прежнем режиме, то полость В пневмоцилиндра 27 поочередно соелиняется, то с пневмосетью, то с атмосферой. При этом, когда обе полости пневмоцилиндра 27 о называются соедичены с пневмосетью, шток пневмоцилигдпа продолжает оставаться в крайнем левом положении, а муфта 21 рассоединена с приводным звеном 24 шарикового дифференциала.Г 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 кулачки которого радиально перемещаются при вращении, связанного с ними центрирующсго звена, и привода звена, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью использования пускового и тормозного моментов главного движения для реверсивного вращения центрирую- щего звена, он снабжен тормозным устройством, управление которым сблокировано с управлением главного движения и дифференциальной передачей, состоящей из одноступенчатого дифференциала с внутренним и наружным зацеплениями и двуступенчатого дифференциала с двумя зацеплениями, причем наружное центральное колесо одноступенчатого дифференциала несет на себе маховик, а его водило кинематически связано с приводом главного движения и жестко - с диском тормозного устройства и первым центральным колесом двуступенчатого дифференциала, второе центральное колесо которого в свою очередь кинематически связано с центрирую;цим звеном зажимного патрона, а водило жестко связано с внутренним центральным колесом одноступенчатого дифференциала,2. Станок по п, 1, о тл и ч а ю щ и й ся тем, что, с целью регулировки усилий раскрепления и закрепления на разных скоростях пуска и торможения, он снабжен двумя дисковыми вариаторами скоростей, двумя группами инерционных звеньев, тремя центробежными муфтами и шариковым дифференциалом, причем один вариатор взаимодействует с приводом главного движения и водилом одноступенчатого дифференциала, второй вариатор - со вторым центральным колесом двуступенчатого дифференциала и центрируюшим звеном зажимного патрона; одна группа инерционных звеньев взаимодействует с первым вариатором скоростей и водилом одноступенчатого дифференциала, вторая группа - со шпинделем;дна муфта взаимодействует с приводом главного движения и первым вариатором скоростей, вторая муфта со вторым вариатором и центрирующим звеном зажимного патрона, третья муфта - со шпинделем и приводным звеном шарикового дифференциала, который в свою очередь взаимодействует со шпинделем и второй группой инерпионных звеньев.3. Станок по и. 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью включения и отключения механизмов, осуществляющих зажими-разжии, соосно с центробежными муфтами установлены пневмоцилиндры, управляемые через электромагниты, золотники и п тевые переключатели, установленные на путях перемещения суппортов в станках, причем штоки пневмоцилиндров взаимодействуют с рычагами муфт.4. Станок по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что для облегчения ручного правления пентрирующнм звеном, в планшайбе патрона смонтирована двстооонняя муфта свободного хода, напускная обойма которой находится в кинематической связи со вторым цен51931,5 10 15 1 Г 8 пральным колесом двуступенчатого дифференциала, внутренняя обойма жестко связана с центрирующим звеном патрона, а поводковая вилка Кинематически связана с поворотным диском, смонтированным на подшипниках на наруЖной, поверхности планшайбы,5. Станок по пп. 1 - 4, отл и ч а ю щий с я тем, что, с целью упрощения управления, он снабжен механизмом блокировки, содержащим цилиндрические кулачки, сопряженные через профильный паз с рычагами, которые подвижно сопряжены с блоками коробки скоростей и с цилиндрическими дисками вариаторов, а также дисковые кулачки и жестко связанные с ними зубчатые колеса, находя щиеся в зацеплении с рейками, подвижносопряженными через пазы с буртиками цилиндрических дисков вариаторов, причем на поверхность дисковых кулачков опираются ролики, установленные на концах кривошипов 10 сдвоенных кривошипно-ползунных механизмов, несущих инерционные звенья.