Кузнецов Ю.Н. Станки с ЧПУ (986783), страница 42
Текст из файла (страница 42)
Магазины-накопители бывают линейные, кольцевые, дисковые, барабанные и цепные. Применяются также патроны с автоматической сменой комплекта кулачков из кассеты. Сменный патрон 8 системы САМ фирмы «сгагие(» (Франция) (рне. 6.11) базируется на шпинделе 1 станка по корот- Йбо кому конусу, Перед установкой патрона на шпиндель патрон позиционируется промышленным роботом (ПР) соосно шпинделю (поэ.
1), после чего две трубы 4 и б, смонтированные внутри шпинделя и соединенные е вращающимся гидроцилиндром, закрепленным на заднем конце шпинделя, перемещаются вправо, входят в отверстие патрона н поворачиваются на угол 60', при этом нх выступы входят в прорези байонетного замка в патроне 8 (поз. П).
Затем трубы 4 и 5 перемещаются влево, прижимая патрон к торцу шпинделя (поз. ШП. Датчик 2 контролирует положение патрона. В автоматически сменяемых патронах фирмы «батат» (Франция) на торце постоянной части, закрепляемой на шпинделе станка, имеются зубья. Эти патроны хранятся в четырехместном поворотном накопителе. Поворотные накопители применяются для автоматической смены за.
жимных кулачков патронов фирмы «л(агая А!сэ(рис. б.12). 6.3. Конструирование и расчет механизмов автоматического звкреппения режущего инструмента Основные требования, предъявляемые к механизмам азтоматического закрепления инструмента (МАЗИ): точность и жесткость крепления; быстродействие зажима; надежность крепления; минимальные габариты; возможность кодирования и декодирования н т. д. Автоматическое закрепление режущего инструмента в многооперационных станках для обработки корпусных деталей осуществляется в патронах (при цилиндрическом хвостовике) и промежуточных оправках с коническим хвостовиком. Применяемые стандартные инструменты имеют хвостовики разных размеров и форм.
Для возможности аакрепления их в шпинделе многооперационного станка применяют переходные оправки, имеющие хвостовики по шпинделю станка и отверстия, соответствующие различным хвостовикам нормализованных инструментов. Для обеспечения авто. магической смены инструментов в шпинделях обычно не применяют самотормозящие конусы Морзе. Часто используют сопряжение хвостовиков оправок с отверстием шпинделя по несамотормозящему конусу, например 7 ~ 24.
Иногда хвостовики оправок выполняют цилиндрическими согда они в шпинделе базируются в осевом направлении п; торцам, а в радиальном — цанговым устройством. Крутящие моменты передаются от шпинделя оправке с помощью торцевых шпонок на шпинделе и соответствующих пазов на оправках нли зубчатых венцов с наружным зацеплением на оправках и с внутренним — на шпинделе. На переходных оправках для автоматически сменяемого инструмента предусматриваются специальные поверхности для захвата их автооператором в виде кольцевых канавок, ориентирующих оправки в осевом направлении.
Оправки с инструментом в шпинделе часто закрепляются силой упругости пакета тарельчатых пружин, а отжимаются гидро- или пневмоприводом либо шпиидельиой головкой. Крепление инструмента может осуществляться устройством с геометрическим замыканием либо самоторможением элементов, например резьбовым шомполом с электромеханическим приводом. На рис. 6.13 приведены примеры автоматических устройств зажима переходных оправок с коническим хвосговиком 1381. Хвостовик оправки 1 (рис. 6.13, а) затягивается в конус шпинделя 2 силой упругости пакета тарельчатых пружин 4 с помощью стержня и шарикового захвата.
Крутящий момент передается оправке торцевыми шпонками, В случае отсутствия оправки в шпинделе стержень 3 упирается через втулку 5 в гайку б. При вращении шпинделя масло в гидроцилиидр ие подается; положение корпуса 7 гидроцилиндра вдоль своей оси фиксируется по бурту тарельчатой пружины 3 малой жесткости; детали узла шпинделя не касаются деталей гидроцилиидра д ) Ь.
Для смены инструмента шпиндель останавливают, подают масло в гидроцилиндр, его поршень перемещается влево и шток отжимает стержень 3, а корпус 7 отжимается вправо до упора гайки У в гайку б и соединяется со шпинделем Ь )а+ Ь +с. При давлении стержня 3 влево захват освобождает и в конце своего хода выталкивает оправку из конуса шпинделя. При отсутствии оправки шарики удерживаются плуижером 1О, После ввода в кокуя шпинделя следующей оправки с инструментом полость гидроцилиндра соединяют со сливом и оправка закрепляется в шпинделе пакетом тарельчатых пружин.
На рис. 6.13, б показана конструкция цангового захвата оправки, В торец оправки 1 ввернут винт 8 с цилиндрической шейкой и головкой. С торцом головки винта контакп тирует четырехлепестковая цанга 4, навинченная на коне- стержня 6. Пакет тарельчатых пружин 6 передает осевую силу через стержень на цангу и затягивает хвосговик оправки в конус шпинделя 2. Самопроизвольное раскрытие цанги при замкнутой оправке исключает втулка 3, охватывающая головку цанги. Для освобождения оправки с помощью гидроцилиндра дополнительно сжимаются пружины 6, стержень 6 и цанга 4 перемещаются влево. При этом цанга раскрывается конусом втулки 7, своим торцом упирается в винт 3 и выталкивает оправку. На рис.
6.13, в приведена конструкция захвата оправки с цангой, составленной из отдельных лепестков. В оправку 1 ввернут хвостовик-винт 2 с конической головкой, который взаимодействует с лепестками 3, расположенными между выступами штока-крестовины 4. Пружины 6 и 7 разжимают лепестки. Крестовина соединена резьбой со стержнем 6, перемещаемым тарельчатыми пружинами. Прн затяжке оправки хвостовик-винт 2 и крестовина контактиру>от с лепестками по коническим поверхностям. Когда оправка зажата, головки лепестков упираются в цилиндрическую поверхность отверстия шпинделя 9.
При движении стержня 6 влево головки лепестков попадают в кольцевую проточку шпинделя 9, оправка освобождается, хвостовик-винт 2 и оправка выталкиваются торцом крестовины. Для облегчения монтажа цанги служит пружинное кольцо 3. На рис. 6.13, г показано устройство, применяемое в многооперационном станке фирмы «Монарх», для зажима в шпинделе автоматически сменяемого инструмента. Зажим оправки 2 с инструментом производится с помощью шариков 4, расположенных в радиальных отверстиях шпинделя 1.
При перемещении вверх специальным приводом зажимной муфты 3 фасонный профиль ее внутренней поверхности вызывает перемещение шариков 4 к оси шпинделя, а это вследствие контакта шариков с поверхностью фасонной кольцевой канавки оправки вызывает затяжку последней в конус шпинделя. При окончании зажима оправки шарики 4 находятся в контакте с поверхностью муфты 3, близкой к цилиндрической — механизм имеет геометрическое замыкание, муфта разгружена от осевых сил. Наибольшие отклонения размеров различных оправок вызывают некоторые отклонения в силе их зажима. Крутящий момент передается оправке зубчатым зацеплением! на оправке 2 выполнен зубчатый венец наружного зацепления; а в фланце 6 шпинделя — внутреннего зацепления. Перемещения оправки осуществляют муфтой 3.
Ряс. 6,И. Расчетная схема для определения спл зажима а МАЗИ в лепестками Силу зажима инструмента в устройстве !например (рис. 6.13, в)1 определяют исходя нз действующих сил резания по расчетной схеме (рнс. 6.14), согласно которой тре. буемая осевая сила на хвостовике-винте 2 должна удовлетворять условиям Т > К„,Р„, Т>" «! ~'+ 61 К(Р+т), (6.7) где К... — коэффициент запаса; Р, — осевая составляющая силы резания; Ь вЂ” длина контакта конусов шпинделя 9 и оправки; г,— наименьший радиус конуса на длине 44 р — угол между образующей и осью конуса; ~р — угол трения; р — требуемое удельное давление в коническом стыке.
Зависимость между силами 5 на штоке-крестовине 4 и Т на хвостовике-винте 2 определяют из рассмотрения условия равновесия левой и правой частей лепестка 8 при пренебрежении членами второго порядка, чтодопустимодля реальных конструкций, у которых угол контакта рычагов а ~ 45', а коэффициент трения ) ~ 0,2. Уравнения равновесия левой части рычага: М,(сола+~я!п а) )ч,) Я; Ух(З!П а — Г СОЗ а) = Й;! правой части рычага: Фз(соз а + гз1п а) Яа = (1; Уа(З! П а — Г СОЗ а) =* т(а.
т ТТ 2! и —. Таким образом получаем при зажиме и соот разжиме (вытягивании) ( +~7~0~); ~' = 1 2, 1+ 2г 1К Для разгрузки лепестка 8 от нзгибающе обходимо соблюдать геометрические соотнош ляемые условием равновесиях Ь + Гй, — а (соз а + 2Г з1 и а) з~ Мпа — /сова По осевой силе и перемещению штока рас кет тарельчатых пружин. Одно из требован емых к широкодиапазонным МАЗИ с гидр приводом (зажим — пакетом пружин„разж ческий)„— необходимость разгрузки опор шп вой силы разжима и минимальный расход э Для этого гидропривод выполняется д (рис. 6.)5), в котором поршень 1 развивает у тия тарельчатых пружин прн освобождении о рументами, а поршень 2 создает усилие, нео разгрузки опорных подшипников шпинделя гильзы от действия первого усилия.
В последнее время с появлением автоматической смены инструмента в токарных модулях начали использовать устройства автоматического закрепления инструмента (невращающегося Н вращающегося), к которым предъявляются 'Рис. 6.1о. МАЗИ с двухпоршиевым гидромехзиичесиим приводом и разгрузной опор шпиидепя следующие требования: компактность, точность крепления и ее стабильность; достаточная жесткость и универсальность; наличие поверхностей для захвата манипулятора; быстросменность и возможность размещения кодируемых элементов для идентификации головок системой управления и ориентации режущей кромки в различных направлениях; технологичность в изготовлении и возможность встраивания в стандартные системы крепления инструмента на станках с ЧПУ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
