Файл: Маталин, А. А. Многооперационные станки.pdf

3)горизонтальным перемещением гиль'-ш, шпинделя в направ­ лении от стола освобождают инструмент из шпинделяотрабо­ тавший инструмент остается в магазине;

4)инструментальный магазин, поворачиваясь, подводит оче­ редной инструмент в позицию перегрузки;

5)при перемещении гильзы по направлению к столу очеред­

ной инструмент захватывается и зажимается в шпинделе; 6) каретка с магазином перемещается вверх в исходное по­

ложение.

Смена инструмента происходит примерно в течение 1 мин. Преимуществом такой системы является отсутствие автоопера­ тора. Недостатками таких механизмов автоматической смены ин­ струмента являются очень большое время смены, увеличение га­ баритов колонны, а следовательно, и веса станка, увеличение объема программы, так как смена инструмента связана с пози­ ционированием каретки и шпиндельной бабки. Вследствие этих недостатков такие механизмы распространения не получили.

Примером расположения механизма автоматической смены инструмента вне станка может служить многооперациониый ста­ нок, показанный на рис. 12, который скомпонован путем добавле­ ния автономного узла инструментального магазина и автономно­ го узла автооператора к серийному станку с программным управ­ лением. Инструментальный магазин дискового типа емкостью от 66 до 138 инструментов установлен на отдельном основании и смонтирован на перемещающейся каретке. Магазин имеет от­ дельный привод вращения, а за магазином на неподвижной ко­ лонне смонтирована перемещающаяся в горизонтальном направ­ лении гильза, которая выдвигает выбранный инструмент из его гнезда перед захватом его рукой автооператора (рис. 112). В ма­ газине применена система кодирования гнезд. Автооператор так­ же смонтирован на отдельном основании и представляет собой двухзахватную руку, которая может поворачиваться вокруг вер­ тикальной и горизонтальной осей с помощью гидропривода.

Несмотря на крупные недостатки (значительное увеличение веса всего агрегата, увеличение занимаемой площади, увеличе­ ние объема программы в связи с необходимостью позиционирова­ ния магазина и др.), такие механизмы автоматической смены ин­ струмента обладают серьезным достоинством: добавляя их к се­ рийным станкам с программным управлением, удается без ка­ ких-либо изменений превращать эти станки в мпогооперациоиные с очень большой емкостью магазина.

Комбинированные механизмы автоматической смены инстру­ мента представляют собой устройства второй группы в сочетании с револьверной головкой, несущей два шпинделя и более. Шести­ позиционная револьверная головка имеет несколько стационар­ ных (несменных) шпинделей, в которых смонтированы постоян­ ные плансуппортные головки, а в остальных позициях инстру­ мент поступает из магазина дискового типа, расположенного за

2 4 6

К конструкциям механизмов крепления инструментов в шпин­ делях многооперационных станков предъявляются следующие требования: 1) высокое быстродействие; 2) надежность крепле­ ния инструмента и 3) минимальный увод оси инструмента после его закрепления.

В большинстве многооперационных станков инструмент в шпинделе закрепляется с помощью мощных пружин, а отжи­ мается толкателем (шомполом) с гидроили пневмоприводом, либо движением шпиндельной головки. Зажимное усилие пружи­ ны выбирается из условия нераекрытия стыка шпиндель — инст­ румент с учетом составляющих сил резания, возникающих при обработке плоскостей спиральными цилиндрическими фрезами либо при обратных цековках и др.

Имеются также конструкции механизмов крепления, в кото­ рых зажим и отжим инструмента осуществляются резьбовым шомполом. К недостатку последних систем следует отнести боль­ шое время зажима, трудности отжима, а также износ резьбы. Су­ ществуют комбинированные механизмы крепления, в которых ис­ пользуется байонет для захвата инструмента и резьба для окон­ чательного его зажима (рис. 116). Выбор схемы механизма зависит от расположения шпинделя. В случае горизонтального шпинделя инструмент после установки его в шпиндель не нуж­ дается в предварительном закреплении, т. е. рука загрузки мо­ жет без остановки продолжать цикл смены. В станках с верти­ кальным шпинделем рука остается под шпинделем до тех пор, пока инструмент не будет предварительно закреплен.

Рассмотрим механизм крепления инструмента в станке мод.

А-А

250

Рис. 117. Шпиндель многооперацион­

ного станка мод. 243ВМФ2 (СКБПС, г. Одесса)

Рис. 1/8. Механизм вращения шомпо­ ла многооперационного станка мод. 243ВМФ2

втулка 2, а на верхнем смонтирован пакет тарельчатых пружин 3, усилие которых регулируется гайками 4. Зуб планки 5, взаимо­ действуя с шестерней 6, закрепленной на шомполе /, препятст­ вует случайному провороту байонета. В верхней части колонны 6 (рис. 118) крепится механизм вращения шомпола. Механизм представляет собой червячный редуктор, выходной вал 5 которо­ го сцепляется с шомполом, когда шпиндельная головка и гильза шпинделя находятся в верхнем положении, контролируемом ми­ кропереключателем 2, через втулку 8, штырь 7 и рычаг /. Привод­ ным электродвигателем механизма вращения шомпола команду­ ет микропереключатель, расположенный на механизме смены инструмента так, что приводной двигатель включается и выклю-

251

чается только в положении руки под шпинделем. Усилие прижи­ ма выходного вала к шомполу (величина деформации пакета пружин) настраивается гайкой 4 и контргайкой 3.

Зажим инструмента осуществляется в следующем порядке: 1) гильза перемещается в крайнее верхнее положение, кон­ тролируемое микропереключателем, расположенным на шпин­

дельной головке;

2)шпиндельная головка поднимается в верхнее положение до срабатывания микропереключателя 2; в этом положении шом­ пол 1 (см. рис. 117) упирается в торец выходного вала механиз­ ма вращения и отжимает отработавший инструмент из конуса; инструмент остается «висеть» на байонетном замке;

3)при захвате рукой этого инструмента включается привод­ ной двигатель вращения шомпола, инструмент выпадает из байонета и повисает в руке; при ходе руки вниз инструмент извле­ кается из шпинделя и зажимается в руке;

4) после поворота руки на 180° новый инструмент подается в шпиндель; так как шомпол вращается, то зуб инструмента не­ избежно западает в байонет; при дальнейшем совместном вра­ щении ведущие выступы шпинделя западут в пазы инструмента.

Таким образом, инструмент фиксируется в шпинделе, а шом­ пол, продолжая вращаться, замыкает байонетный замок и оста­ навливается. До остановки приводного двигателя происходит про­ скальзывание между торцом шомпола и выходного вала 8. Рука, таким образом, достигает крайнего верхнего положения, которое контролируется микропереключателем 4 (рис. 119). Осевое пере­ мещение руки б осуществляется рычагом 1, расположенным в по­ воротном корпусе автооператора механизма смены инструмента. Движение на рычаг 1 передается рейкой от шестерни 7, враща­ емой от кулаков смены инструмента. Рычаг 1 разъединен от ру­ ки б в осевом направлении пружиной 5. Если при установке оче­ редного инструмента в шпиндель его ведущие выступы сразу по­ падают в пазы инструмента, то осевое перемещение вверх рыча­ га 1 стержня 3 и руки б будет синхронным, они одновременно коснутся рычага 2 и начнут его приподнимать. Микропереключа­ тель 4 остается нажатым, т. е. цикл смены инструмента не пре­ рывается. При попадании ведущих выступов шпинделя в поясок инструмента осевое перемещение руки б прекращается, а рычаг / продолжает перемещаться вверх, сжимая пружину 5. При этом рычаг 2 поворачивается вокруг точки Б и включает толчковое вращение шпинделя до тех пор, пока выступы шпинделя не сов­ падут с пазами инструмента и рука под действием пружины 5 не поднимется в крайнее верхнее положение. При этом под действи­ ем пружины 8 рычаг 2 поворачивается вокруг точки А, включает микропереключатель 4, и цикл смены инструмента продолжается.

Зажим инструментальной оправки в патроне вертикального шпинделя многооперационного станка (рис. 120) осуществляется четырьмя подвижными колодками 4, пазы которых охватывают

252

ремещаются по радиальным пазам в направлении центра шпинделя под действием четырех ползушек 2, которые могут пе­ ремещаться вниз, преодолевая усилия четырех пружин 7, при подаче сжатого воздуха в кольцевую полость 6. Воздух в камеру поступает через наклонное сверление в шпинделе и вмонтирован­ ный в его осевое отверстие трубопровод. Утечку воздуха предот­ вращают уплотнением в шпинделе и поршне. Для разжима оправки давление воздуха снимается, и ползушки 2 под дейст­ вием пружин 7 скользят вверх. При движении шпинделя вверх после окончания процесса резания захват челнока механизма крепления инструмента 9 нажимает на фланец оправки и выни­ мает оправку из шпинделя, колодки 4 разводятся выступами оправки 1. Для передачи вращения инструментальной оправки 1 на планшайбе 8 имеется внутренняя зубчатая поверхность 5, которая контактирует с соответствующей наружной зубчатой поверхностью, нарезанной на хвостовике оправки 1.

Автоматический зажим инструмента в шпинделе горизонталь­ ного многооперацнонного станка мод. 6906ВМФ2 (рис. 121) осу­ ществляется аналогично зажиму в станке мод. 243ВМФ2, одна­ ко конструктивно его удается выполнить проще, так как отпадает необходимость в предварительном закреплении инструмента. Здесь требуется лишь вставить инструмент в шпиндель, а затем, вращая шпиндель, добиться совпадения ведущих шпонок с паза­ ми инструмента, после чего рука может продолжать цикл смены.

При движении шпиндельной головки вверх рычаг 1, упираясь в упор колонны, поворачивается и через рычаг 2 производит пе­ ремещение шомпола 3 и гильзы 6 вправо на 10 мм. При этом

253

Рис. 121. Шпиндель многооперационного станка мод. 6906ВМФ2 (СКБПС, г. Одесса)

сжимается пакет тарельчатых пружин 4, собачки .5 выходят из взаимодействия с нажимной втулкой 7 и инструмент правым торцом шомпола выжимается из конуса шпинделя; подхо­ дит рука и извлекает его из шпинделя. Собачки 5 при этом приподнимаются, так как на них давит грибок инструмента 8. При установке последующего инструмента его грибок захваты­ вается собачками 5 под действием втулки 7 и пружины 9 и рука

254

ухолит. При движении шпиндельной головки вниз рычаг / отхо­ дит от упора колонны, шомпол под действием пакета пружин 4 смещается влево, собачки под действием скосов втулки 7 полу­ чают дополнительное радиальное смещение, полностью захваты­ вают инструмент, и при дальнейшем осевом смещении происхо­ дит окончательная затяжка инструмента в шпинделе.

На рис. 122 показано крепление инструмента в многоопера­ ционном станке. Зажим инструмента производится пакетом та­ рельчатых пружин через шарики, а отжим — гидроцилиндром, смонтированным в шпиндельной головке; при отжиме инструмен­ та механизм подачи шпиндельной головки не нагружается.

Фирма Berg (ФРГ) разработала гамму электромеханических зажимных устройств, легко встраиваемых в самые различные узлы станков. Основой силового агрегата зажимного устройства является электродвигатель и планетарный редуктор с регулируе­ мым передаточным отношением. Приводной электродвигатель фирмы Demag снабжен системой эффективного торможения, срабатывающей в случае исчезновения напряжения. Диапазон крутящих моментов таких нормализованных устройств на вра­

Рис. 122. Шпиндель многооперационного станка мод. МС-Т (фирма Collet — Minor)

25 5