[1]Предлагаемая полезная модель относится к машиностроению и может использоваться на металлорежущих станках с ЧПУ, преимущественно токарной группы.
[2]Из уровня техники известны конструкции револьверных головок с механическими и гидравлическими системами, обеспечивающими осевое перемещение и поворот на заданный угол диска револьверной головки с режущими инструментами, защищенные охранными документами и опубликованные как в России, так и за рубежом в период с 1979 до 2012 годы.
[3]Как правило, револьверные головки имеют двигатель и механизм для продольного перемещения и вращения револьверной головки или изготовленные в гидрофицированном исполнении с гидроцилиндром для осевого движения револьверной головки и гидроцилиндром (или гидродвигателем) для углового поворота диска револьверной головки.
[4]Недостатками таких конструкций револьверных головок является сложная кинематика механизмов, размещенных в корпусе головки, или наличие гидравлических цилиндров для выполнения необходимых движений для смены инструментов, заключающихся в расфиксации головки при осевом ее смещении и повороте на угол, зависящий от числа гнезд под установку инструментов.
[5]Гидравлические приводы упрощают кинематику механизмов револьверных головок, но требуют оснащения станков дополнительным оборудованием, таким как: гидробак, насос высокого давления, управляющая гидроаппаратура, соединительные шланги для подвода масла к револьверной головке, расположенной на суппорте, имеющем продольное и поперечное перемещения. Все это приводит к повышению стоимости станка.
[6]Кроме того, гидрофицированные головки снабжены специальным цилиндром, расположенным в поворотном инструментальном диске. Он предназначен - для подвода штока с коническим зубчатым колесом к оправке инструмента для передачи ей вращения через приводной вал от механизма, расположенного в корпусе револьверной головки. Вращение приводного вала осуществляется от электродвигателя через цилиндрические зубчатые колеса и передается на коническое зубчатое колесо, установленное на другом его конце, которое при зацеплении с коническим колесом штока, введенного в зацепление с инструментальной оправкой, передает вращение инструменту.
[7]Механическая система такой конструкции описана в изобретении по авторскому свидетельству SU 1323245 A1, опубликованному 15.07.1987 г. У головки имеется поворотная часть с инструментальными шпинделями, приводимая во вращение от одного регулируемого электродвигателя через зубчатый блок и приводные колеса, передающие вращение на вал, соединенный с диском револьверной головки для его поворота, а также имеется возможность от этого же двигателя передать вращение на оправку с осевым инструментом для обеспечения вращения этого инструмента.
[8]Недостатками этого аналога является сложная кинематика с передачей вращения на осевые инструменты через зубчатые колеса и полумуфты приводного вала.
[9]Подобная система включения вращения инструментов имеет место и в конструкции револьверной головки, принятой нами за прототип по патенту RU 2077412 C1, опубликованному 20.04.1997 г.
[10]Револьверная головка по этому патенту содержит корпус, установленную на нем поворотную часть (планшайбу) с инструментальными шпинделями и силовой цилиндр, шток которого, при осевом перемещении расфиксирует планшайбу с инструментами; поводком смещает зубчатый блок до входа его в зацепление с зубчатым колесом электродвигателя, обеспечивающего вращение поворотной планшайбы. Одновременно, смещает конечный вал, имеющий на окончании, обращенном к поворотной планшайбе, зубчатое колесо, входящее в зацепление с зубчатым колесом инструментальной оправки, выводя это зубчатое колесо из зацепления.
[11]В рассматриваемом прототипе, используется один электродвигатель для выполнения всех рабочих движений, обеспечивающих возможность обработки различными инструментами.
[12]К недостаткам конструкции по прототипу можно отнести следующее:
[13]- использование в нем гидроцилиндра усложняет конструкцию головки, вызывая необходимость дополнительно оснащать станок гидрооборудованием, включающим: гидробак, точную управляющую аппаратуру, насос, металлические трубки или шланги высокого давления, фильтры очистки масла;
[14]- необходимо надежно решить вопрос о подводе масла от гидросистемы станка к револьверной головке, размещенной на суппорте, который имеет линейные перемещения по двум направлениям;
[15]- наличие конечного вала с зубчатым колесом, при осевом смещении которого с помощью специального поводка, обеспечивается введение в зацепление зубчатого колеса вала с зубчатым колесом инструментальной оправки;
[16]- необходимость иметь подшипник в конструкции поводка с тем, чтобы конечный вал мог иметь вращение в отверстии неподвижного поводка;
[17]- отсутствие гарантированного введения в зацепление зубьев зубчатого колеса конечного вала при осевом его перемещении с зубчатым колесом, закрепленном на хвостовой части оправки с инструментом из-за возможности торцевого соударения зубьев зубчатых колес;
[18]- наличие муфты включения привода вращения инструментов.
[19]Задачей полезной модели является существенное упрощение кинематики револьверной головки путем исключения сложных механических приводов или не менее сложных гидравлических механизмов для приводов рабочих движений револьверной головки, за счет применения цилиндра с дешевым энергоносителем - сжатым воздухом и шарико-винтовой пары (ШВП) для поворота инструментального диска револьверной головки на необходимый угол.
[20]Технический результат состоит в том, что исключение сложных механических или гидравлических механизмов повышает долговечность работы револьверных головок, кроме того, снижается трудоемкость обслуживания и их ремонта при сокращении стоимости изготовления и обеспечении возможности использования различных инструментов, в том числе и вращающихся осевых.
[21]Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами, на которых изображено:
[22]на фиг. 1 - револьверная головка в сборе с пневматическим приводом и ШВП для поворотного движения инструментального диска;
[23]На фиг. 2 - храповой механизм револьверной головки;
[24]На левой части гайки (см. фиг. 2) сформированы зубья, взаимодействующие с подпружиненным храповиком, удерживающим винтовую гайку ШВП от вращения вместе с валом при движении вала в левую сторону.
[25]На фиг. 3 - вилка, закрепленная на штоке основного пневматического цилиндра и взаимодействующая с помощью роликов, входящих в паз винтовой гайки;
[26]На фиг. 4 - внутренняя торцевая поверхность инструментального диска с отверстиями под крепление оправок с режущими инструментами и отверстиями с установленными в них втулками для фиксации инструментального диска;
[27]Сущность предложенной полезной модели заключается в том, что револьверная головка с пневматическим механизмом и винтовой парой для токарного станка с числовым программным управлением (ЧПУ), содержит корпус с крышкой, поворотный инструментальный диск, гнезда которого предназначены для размещения оправок с режущими инструментами, и привод, обеспечивающий вращение поворотного инструментального диска, отличие согласно полезной модели состоит в том, что она снабжена шарико-винтовой парой (ШВП), выполненной в виде вала, на выходной части которого, установлен поворотный инструментальный диск, и гайки с винтовыми канавками и зубчатым венцом на части гайки, основным пневмоцилиндром, размещенным в крышке корпуса револьверной головки, ось поршня которого параллельна оси ШВП, закрепленной на штоке поршня основного пневмоцилиндра вилкой, храповиком, установленным в корпусе револьверной головки с противоположной стороны основного пневмоцилиндра, двумя пневмоцилиндрами, закрепленными на диаметрально противоположных сторонах внутри корпуса револьверной головки, штоки поршней которых соединены с фиксаторами, выполненными с коническими заходными частями, при этом винтовая гайка ШВП при движении поршня основного пневмоцилиндра для поворота упомянутого инструментального диска имеет возможность перемещения относительно вала ШВП без вращения, за счет стопорения храповиком и поворота вала с инструментальным диском на необходимый угол с последующей фиксацией его положения двумя упомянутыми фиксаторами.
[28]Предлагаемая револьверная головка состоит из корпуса 1, устанавливаемого на суппорте токарного станка с числовым программным управлением (ЧПУ) для подвода режущего инструмента, закрепленного в поворотном инструментальном диске 2 револьверной головки по поверхностям отверстий Ε к обрабатываемой детали. Инструментальный диск 2, соединен через шпонку и закреплен с помощью болта и шайбы 4 на выходной части вала 3 установленного в корпусе 1 на двух радиально упорных подшипниках 5 с исключением возможности его осевого смещения. На наружной поверхности вала 3, расположенной между двумя подшипниками 5, сформирована винтовая канавка, по которой перемещаются шарики, взаимодействующие с винтовой гайкой 6, которая вместе с валом 3 образуют шарико-винтовую пару (ШВП).
[29]На винтовой гайке 6 ШВП на одной из ее сторон, сформирован кольцевой паз, в который входят ролики вилки 7, закрепленной на штоке основного пневматического цилиндра 8, благодаря которому вилка 7 может перемещать винтовую гайку 6 ШВП в осевом направлении. С другой стороны винтовой гайки 6 нарезаны зубья храпового механизма взаимодействующего с храповиком 9, установленным на жестко закрепленную за счет винта, вворачиваемую в корпус 1, втулку 10. Между храповиком 9 и корпусом 1 установлена пружина 11 с торцевым зацеплением с храповиком 9.
[30]На диаметрально противоположных сторонах внутри корпуса 1 револьверной головки закреплены два корпуса пневмоцилиндров 12, штоки поршней которых соединены с фиксаторами 13, выполненными с коническими заходными частями, входящими, при необходимости центрирования инструментального диска 2 во втулки 14. Втулки 14 с коническими заходными поверхностями под фиксаторы 13 расположены между гнездами под оправки с режущими инструментами и в количестве, соответствующем количеству, размещаемых в инструментальном диске 2, гнезд под оправки с режущими инструментами.
[31]По периферии корпуса 1 револьверной головки, примыкая к торцу инструментального диска 2, размещена круговая резиновая манжета 15, исключающая попадание в стык между корпусом 1 и торцом инструментального диска 2 загрязнений.
[32]Работа предлагаемой револьверной головки осуществляется следующим образом.
[33]По команде от системы ЧПУ токарного станка осуществляется расфиксация инструментального диска 2 при подаче воздуха в полости пневмоцилиндров 12, обеспечивающих перемещение фиксаторов 14 в крайнее положение. Затем включается подача воздуха в полость основного пневмоцилиндра 8 и вилка 7 начинает перемещать винтовую гайку 6 ШВП. В этот момент храповик 9 удерживает винтовую гайку 6 ШВП, исключая ее вращение, что приводит к повороту вала 3 относительно винтовой гайки 6 ШВП без его осевого перемещения. Угол поворота вала 3 и, следовательно, инструментального диска 2, зависит от числа гнезд под оправку инструментов в инструментальном диске 2 и ограничивается величиной хода поршня основного пневмоцилиндра 8, связанного с вилкой 7. После поворота инструментального диска 2 на определенный угол, от системы ЧПУ металлорежущего станка поступает команда на подачу воздуха в полости пневмоцилиндров 12, фиксаторы 13 которых входят во втулки 14 инструментального диска 2 и обеспечивают его угловую фиксацию. Винтовая гайка 6 ШВП возвращается в исходное положение при движении поршня основного пневмоцилиндра 8 при не вращающемся вале 3. Это обеспечивается свободным вращением винтовой гайки 6 за счет проскакивания храповика 9 по зубчатой поверхности, сформированной на части винтовой гайки 6 ШВП. После возврата винтовой гайки 6 ШВП в крайнее положение, механизмы револьверной головки готовы к повторению рабочего цикла.
[34]После завершения обработки детали соответствующим инструментом этот цикл работы револьверной головки повторяется.
[35]Таким образом, используя в народном хозяйстве предлагаемую полезную модель с простой конструкцией револьверной головки, в которой поворот инструментального диска осуществляется от пневмоцилиндра с помощью винтовой пары, позволит отказаться от сложных механизмов, размещенных в корпусе револьверной головки, использовать дешевый энергоноситель, повысить производительность обработки на металлорежущих станках при исключении необходимости использования традиционных конструкций револьверных головок.
