АВТОМАТИЧЕСКАЯ РЕВОЛЬВЕРНАЯ ГОЛОВКА

Предлагаемая полезная модель относится к области станкостроения и может быть использована в металлорежущих станках с автоматической сменой инструмента.
Как правило, все автоматические револьверные головки включают в себя механизмы поворота и зажима резцедержателя в корпусе в заданной рабочей позиции обрабатывающего инструмента. Контроль позиции инструмента осуществляется датчиком положения резцедержателя в корпусе. Чаще всего фиксация инструмента в рабочей позиции происходит за счет взаимодействия сцепных зубчатых полумуфт механизма зажима, закрепленных на корпусе, и резцедержателе револьверной головки. Угол поворота резцедержателя в таких конструкциях всегда кратен шагу расположения зубьев сцепных полумуфт, а точность позиционирования инструмента, т.е. повторяемость угла поворота резцедержателя в одну и ту же позицию при многократном повторении цикла зависит от усилия прижима сцепных полумуфт друг к другу.
На Рязанском станкозаводе проводились многочисленные испытания револьверных головок, и было выявлено, что необходимая точность позиционирования резцедержателя может быть обеспечения при сжатии сцепных полумуфт усилием до 3000 КГС и выше. Кроме того, проведенные исследования установили закономерность повышения надежности и долговечности работы револьверных головок, которая определяется снижением усилия прижима сцепных полумуфт. Задача понижения усилий зажима резцедержателя, что следует из технической литературы по револьверным головкам, решается, в основном, двумя способами:
оптимальным построением кинематических цепей механизма зажима и повышением качества изготовления рабочих поверхностей сцепных полумуфт.
Известна автоматическая револьверная головка [1], содержащая корпус с зубчатой полумуфтой, резцедержатель с зубчатой полумуфтой, кинематически связанный посредством зубчатой передачи с приводом поворота, и механизм зажима резцедержателя, выполненный в виде вала-штока, жестко связанного с корпусом, гильзу с закрепленной на ней зубчатой полумуфтой и фланцем, установленным на валу-штоке с возможностью осевого перемещения. При этом зубчатая полумуфта гильзы предназначена для взаимодействия с зубчатыми полумуфтами корпуса и резцедержателя. Револьверная головка имеет датчик положения резцедержателя в корпусе.
Повышение надежности в известной автоматической револьверной головке достигается оптимизацией кинематической цепи механизма зажима, однако, известное техническое решение не решает кардинальным образом проблему снижения усилия зажима резцедержателя, а следовательно, и повышения долговечности устройства. Кроме того, угол поворота резцедержателя в известной револьверной головке определяется кратностью шага расположения зубьев на сцепных полумуфтах, что ограничивает ее технические возможности.
Целью предлагаемой полезной модели является повышение долговечности автоматической револьверной головки и расширение ее функциональных возможностей.
Поставленная цель достигается за счет того, что в автоматической револьверной головке, содержащей корпус со сцепной полумуфтой, резцедержатель со сцепной полумуфтой, кинематически связанный посредством зубчатой передачи с приводом поворота, и механизм зажима резцедержателя, выполненный в виде штока, связанного с корпусом, приводом зажима и сцепной полумуфтой, установленной на штоке с возможностью осевого перемещения, а также датчик положения резцедержателя в корпусе, рабочие поверхности сцепных полумуфт выполнены в виде конусов, а привод поворота снабжен контуром обратной связи углового положения резцедержателя в корпусе.
На чертеже представлена кинематическая схема предлагаемого технического решения автоматической револьверной головки.
Автоматическая револьверная головка содержит корпус 1 со сцепной полумуфтой 2, резцедержатель 3 со сцепной полумуфтой 4, механизм поворота резцедержателя 3 со следящим приводом 5, датчиком 6 положения резцедержателя 3,в корпусе 1, шестерни 7 и 8, механизма зажима резцедержателя с приводом 9, штоком 10, сцепной полумуфтой 11, рычагами 12 и 13, а также механизм вращения инструмента 14 с шестернями 15, 16, 17, 18.
Следящий привод 5 снабжен контуром обратной связи положения резцедержателя в корпусе револьверной головки (на чертеже он не показан), т.е. на вход регулятора усилителя мощности, приводящего во вращение мотор механизма поворота заведены для суммирования сигналы от устройства числового программного управления и датчика 6 положения резцедержателя. Связь датчика 6 положения с регулятором усилителя мощности и образует контур обратной связи положения резцедержателя в корпусе. При необходимости он может быть разомкнут.
В предлагаемой револьверной головке могут быть использованы две сцепные полумуфты вместо трех: 2, 4, 11. В этом случае изменения конструкции головки несущественны, поэтому чертеж измененной конструкции не приводится в материалах заявки.
Работает предлагаемая револьверная головка следующим образом. В исходном состоянии сцепные полумуфты 2, 4 и 11 расклинены. С заданием номера позиции режущего инструмента (угла поворота резцедержателя 3) устройство числового программного управления выдает команду следящему приводу на вращение. Привод 5 через шестерни 7 и 8 приводит во вращение резцедержатель 3, мгновенное положение которого контролируется датчиком 6 с ценой деления (например, 1/360000). После поворота режущего инструмента 14 в заданную позицию следящий привод 5 удерживает резцедержатель 3 в пределах угла отработанного поворота с отклонениями
+/- 1 деление датчика 6 положения. В предлагаемой револьверной головке резцедержатель может быть повернут на любой угол без учета кратности шага расположения зубьев на сцепных полумуфтах, поскольку таковые зубья отсутствуют.
По завершении цикла выбора позиции инструмента 14 начинается цикл зажима резцедержателя 3. Для этого привод 9 зажима через шток 10, систему рычагов 12, 13 с поворотом вокруг центра Б вводит сцепные полумуфты 2, 4, 11 в зацепление и цикл работы следящего привода заканчивается. Отжим резцедержателя 3 и поворот в другую позицию происходит в обратной последовательности, только разворот системы рычагов 12, 13 будет происходить вокруг центра А. Такая конструкция рычажной системы учитывает неравенство сил трения движения при зажиме полумуфт и сил трения покоя при их отжиме, обеспечивая создание меньшего усилия привода при зажиме резцедержателя 3 и большего усилия при его отжиме.
В предлагаемой револьверной головке легко реализуется возможность обеспечения вращения инструмента. Для этого шестерня 7 выводится из зацепления с шестерней 8 и привод 5 через шестерни 8, 15, 16, 17 и 18 приводит во вращение инструмент 14, при этом следящий режим привода 5 отключен. В револьверной головке помимо вращающихся инструментов предполагается использование и невращающихся резцов для токарных работ.
Предлагаемая автоматическая револьверная головка имеет ряд преимуществ в сравнении с известной. В ней базирование резцедержателя после позиционирования происходит по образующим конусов, а не по среднему диаметру сцепных полумуфт, что исключает необходимость создания больших усилий сжатия последних для обеспечения точностных характеристик револьверной головки. Такое техническое решение в значительной степени повышает долговечность револьверной головки. Кроме того, предлагаемая револьверная головка, обладая способностью разворота оси вращения инструмента под любым углом к поверхности
обрабатываемой детали, не кратным шагу расположения зубьев сцепных полумуфт, существенно расширяет свои функциональные возможности.
Библиография
1. Автоматическая револьверная головка по а.с. СССР №2051012, кл. В 23 В 29/32.