ПОВОРОТНО-ДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО
ROTARY INDEXER

Изобретение относится к станкостроению, а именно к делительным механизмам, которые могут быть использованы на металлообрабатывающих станках, предназначенных для обработки деталей типа тел вращения с многочисленными отверстиями, расположенными по их контуру.
Известен поворотно-делительный стол, содержащий корпус с вертикальной осью, на оси с возможностью вращения установлен стакан, на котором смонтирована планшайба, а также привод ее поворота, включающий мальтийский механизм, и механизм фиксации планшайбы в заданном угловом положении. Механизм фиксации выполнен в виде фиксатора, установленного в корпусе с возможностью поворота и подпружиненного в направлении планшайбы. На боковой поверхности планшайбы имеются пазы для захода фиксатора. На фиксаторе расположен ролик, контактирующий с копиром, закрепленным на валу, смонтированном в корпусе параллельно оси. Привод поворота планшайбы включает червячный механизм, червяк которого имеет возможность кинематического соединения с двигателем, а червячное колесо закреплено на валу, диск с пазами мальтийского механизма выполнен на стакане, а поводок мальтийского механизма установлен на диске, закрепленном на корпусе (см. патент РФ на полезную модель №24965, кл. B23Q 1/00, 2002).
В результате анализа известного поворотно-делительного стола необходимо отметить, что он весьма сложен конструктивно, а привод поворота планшайбы не обеспечивает точной установки планшайбы в заданном угловом положении. Конечно, применение мальтийского механизма обеспечивает безударную работу, то есть плавный переход из состояния покоя в состояние движения, а также плавное торможение, однако применяемость привода ограничена незначительным количеством возможных позиций положения поворотно-делительного стола.
Известно поворотно-делительное устройство, содержащее корпус, на котором установлен стол с размещенной на нем поворотной планшайбой. В корпусе размещен зубчато-реечный привод поворота планшайбы. С планшайбой скреплен смонтированный в корпусе с возможностью поворота вал, на котором свободно установлена шестерня, взаимодействующая со шток-рейкой приводного цилиндра. Между планшайбой и столом расположен подпружиненный фрикционный элемент. Механизм поворота содержит храповое колесо, закрепленное на валу планшайбы. С храповым колесом взаимодействует собачка, расположенная на рычаге, соединенном с шестерней, свободно расположенной на валу планшайбы.
На валу также размещен кулачковый элемент, управляющий работой фиксатора. В корпусе выполнено горизонтальное отверстие, в которое соосно с кулачковым элементом установлен плунжер, один конец которого взаимодействует с кулачковым элементом, а другой - с подпружиненным концом фиксатора - двуплечего рычага, шарнирно закрепленного на корпусе, причем второй конец двуплечего рычага имеет возможность взаимодействия с выполненными на периферии планшайбы пазами.
При работе устройства вначале поджимают с заданным усилием фрикционный элемент к нижней плоскости планшайбы, что обеспечивает в процессе работы плавное торможение планшайбы поворотного стола. При включении приводного цилиндра шток-рейка, двигаясь вперед, поворачивает шестерню, вместе с которой поворачивается рычаг с собачкой. Собачка, зацепляясь с храповым колесом, поворачивает планшайбу. В момент поворота планшайбы собачка, действуя на храповое колесо, преодолевает силу трения между планшайбой и фрикционным элементом, за счет чего обеспечивается постоянный контакт собачки с зубом храпового колеса и плавный поворот планшайбы. Планшайба поворачивается на заданный угол. Плунжер передает усилие от кулачка на двуплечий рычаг. При остановке планшайбы происходит его недоворот, поэтому второе плечо двуплечего рычага, снабженное конической поверхностью, входящей в конический паз, выполненный на периферии планшайбы, при фиксации доворачивает планшайбу, преодолевая силы трения между планшайбой и фрикционным элементом и жестко фиксирует планшайбу в заданном угловом положении (см. патент РФ №2057630, кл. B23Q 16/02, 1996 г. - наиболее близкий аналог).
В результате анализа известного устройства необходимо отметить, что оно весьма сложно конструктивно, используемый в приводе поворота планшайбы храповой механизм не позволяет обеспечить точность углового поворота планшайбы, а наличие фрикционного элемента, подтормаживающего планшайбу в процессе ее поворота, повышает нагрузку на механизмы привода, что снижает срок их эксплуатации. Но самым неприятным моментом в работе поворотно-делительного устройства является инерционный перебег планшайбы на больший угол поворота, чем это необходимо. Инерционный перебег возникает по той причине, что при механообработке используется смазочно-охлаждающая жидкость, а при попадании фракций смазки на поверхность фрикциона торможение планшайбы оказывается зачастую недостаточным.
Техническим результатом настоящего изобретения является разработка поворотно-делительного устройства, простого конструктивно, надежного в эксплуатации в течение длительного времени, а также обеспечивающего большое число делений, высокую точность заданного углового поворота и безударность работы, то есть плавный переход из состояния покоя в состояние движения и затем плавное торможение.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в поворотно-делительном устройстве, содержащем основание, на основании с возможностью поворота и фиксации в заданном угловом положении смонтирована планшайба, по образующей которой выполнены делительные пазы, а также размещенные на основании механизмы поворота и фиксации планшайбы в заданном ее угловом положении, новым является то, что механизм поворота планшайбы выполнен в виде корпуса, имеющего возможность возвратно-поступательного перемещения относительно планшайбы посредством привода, в корпусе с возможностью поворота установлена подпружиненная относительно корпуса ось, на которой с эксцентриситетом установлены ролик и палец, причем ролик имеет возможность контакта с упорной поверхностью, имеющейся на основании, а палец имеет возможность захода в делительный паз планшайбы для обеспечения ее поворота на заданный угол.
Сущность заявленного изобретения поясняется графическими материалами, на которых:
- на фиг.1 поворотно-делительное устройство, вид сбоку;
- на фиг.2 - поворотно-делительное устройство, вид сверху;
- на фиг.3 - сечение А-А по фиг.2;
- на фиг.4 - сечение Б-Б по фиг.3;
- на фиг.5 - вид В по фиг.3;
- на фиг.6 - положение элементов деления перед началом поворота;
- на фиг.7 - положение элементов деления в процессе поворота;
- на фиг.8 - положение элементов деления после окончания поворота.
Поворотно-делительное устройство содержит основание 1, на котором на оси 2 установлена планшайба 3. Планшайба 3 установлена с возможностью поворота относительно оси 2 (либо вместе с осью 2) и фиксации в заданном угловом положении. Фиксация планшайбы осуществляется механизмом фиксации 4, установленным на основании 1. Поворот планшайбы на заданный угол осуществляется механизмом поворота 5, установленным на основании 1.
По образующей планшайбы 3 выполнены делительные пазы 6, а также отверстия 7 для фиксации планшайбы 3 в заданном угловом положении фиксатором механизма фиксации. Механизм 4 фиксации планшайбы может быть выполнен различным известным образом и содержит фиксатор, имеющий возможность возвратно-поступательного перемещения и периодического ввода в отверстия 7 при фиксации планшайбы в заданном положении после окончания ее делительного поворота.
Механизм 5 поворота планшайбы 3 выполнен в виде корпуса 8, размещенного с возможностью прямолинейного перемещения посредством привода по скалкам 9, закрепленным на основании 1. Привод 10 перемещения корпуса может быть выполнен различным известным образом. В корпусе 8 вертикально с возможностью поворота смонтирована подпружиненная относительно корпуса 8 ось 11. На одном конце оси 11 имеется эксцентриковый палец 12, а на другом - эксцентриковый ролик 13. В корпусе 8 имеется упор 14 для ограничения угла разворота подпружиненной оси 11. Эксцентриковый ролик 13 имеет возможность периодического взаимодействия с торцевой упорной поверхностью 15 основания 1, а эксцентриковый палец 12 имеет возможность периодического взаимодействия с пазами 6 планшайбы 3.
Поворотно-делительное устройство работает следующим образом.
Работу устройства рассмотрим на примере финишной обработки отверстий в детали. Деталь имеет 90 расположенных равномерно по окружности подлежащих обработке отверстий. Количество выполненных на планшайбе пазов 6 и отверстий 7 равно количеству обрабатываемых отверстий в обрабатываемой детали, для данного случая пазы 6 и отверстия 7 на планшайбе выполнены через каждые 4 градуса. Инструментальная головка, посредством которой осуществляется обработка отверстий, схематично показана на фиг.1 и фиг.2. Описание работы начнем с того, что все элементы механизма 5 поворота находятся в исходном положении и осуществляется технологический процесс обработки отверстия в детали. Планшайба зафиксирована в заданном угловом положении механизмом фиксации 4. По окончании обработки отверстия инструмент отводят из зоны обработки. Срабатывает механизм фиксации 4, который выводит фиксатор из отверстия 7, освобождая планшайбу 3. Включают привод 10 и корпус 8 начинает перемещение (фиг.6) по направляющим скалкам 9 в направлении к планшайбе 3. В процессе движения корпуса 8 выбирается зазор между торцевой упорной поверхностью 15 и эксцентриковым роликом 13. В момент касания роликом 13 упорной поверхности 15 (фиг.7), палец 12 находится в пазу 6 планшайбы 3. Учитывая, что эксцентриковый ролик 13 уперт в торцевую упорную поверхность 15 и не имеет возможности дальнейшего перемещения, происходит разворот (фиг.8) подпружиненной оси 11, в результате которого находящийся в пазу 6 эксцентриковый палец 12 передает момент вращения планшайбе 3. Планшайба 3 поворачивается на одну позицию, притом переход с позиции на позицию происходит безударно. Положение эксцентричного пальца 12 относительно делительного паза 6 и совмещение отверстия 7 относительно механизма фиксации 4 выставляется изначально при наладке поворотно-делительного устройства и остается неизменным. При этом очень важно угловое положение пальца 12 относительно ролика 13. Радиальное положение пальца 12 и ролика 13 зависит от количества делительных пазов 6 планшайбы 3.
По окончании поворота планшайбы срабатывает механизм фиксации 4 и вводит фиксатор в очередное отверстие 7 планшайбы 3. Корпус 8 посредством привода 10 отводится в исходное положение (фиг.6) и выводит эксцентриковый палец 12 из зоны паза 6. При этом подпружиненная ось 11 под действием пружины разворачивается до контакта с упором 14, который удерживает подпружиненную ось 11 в исходном положении (фиг.5). Цикл поворота с позиции на позицию планшайбы 3 завершен. Включают подачу инструмента, который обрабатывает следующее отверстие, после чего осуществляют поворот планшайбы на следующий шаг (угол) и так до тех пор, пока не будут обработаны все отверстия детали.
Устройство просто конструктивно, так как работает от одного привода, надежно в эксплуатации, обеспечивает работу в автоматическом цикле. В процессе работы устройства функционирование его узлов осуществляется в мягком режиме, то есть безударно. Конструктивная простота обеспечивает надежность эксплуатации.