книги из ГПНТБ / Милевский Э.Б. Автоматизация процессов индексирования учеб. пособие для студентов машиностроит. специальностей

При рабочем ходе подпружиненный фиксатор 7 от действияштока 11 входит в гнездо делительного диска 2 и удерживает его в не­ подвижном положении, причем при движении корпуса 1 влево усилие фиксации диска увеличивается.

В конце рабочего хода упор 8, закрепленный на шток-рейке 9 корпуса 1, упирается в неподвижную стойку 9, при этом шток-рейка останавливается, и при дальнейшем движении корпуса 1 вправо пово­ рачивает зубчатый сектор 3 с собачкой 5 по часовой стрелке.

Зубчатый сектор 3 с собачкой 5 свободно сидит на валу 12, а храповое колесо 4 и делительный диск 2 смонтированы жестко на шпонке на валу 12 вместе с поворотным узлом (столом, шпинделем). Поэтому при повороте сектора 3 по часовой стрелке собачка 5 будет просто проскакивать по зубьям храпового колеса 4; делительный диск жестко зафиксирован, т. к. в этот момент происходит обработка детали.

При холостом ходе давление штока 11 на фиксатор уменьшается по мере отхода корпуса 1 влево, и фиксатор под действием своей пружины выводится полностью из гнезда делительного диска. Вслед за этим упор 10 шток-рейки 6 упирается в неподвижную стойку 9 и останавли­ вает этим шток-репку. При дальнейшем перемещении влево корпуса 1 зубчатый сектор 3 начинает поворачиваться по часовой стрелке п своей подпружинной собачкой 5 увлекает за собой храповое колесо 4, а сле­ довательно, и делительный диск 2 с валом 12\ осуществляется поворот и деление на требуемый угол.

После окончания холостого хода поворот индексирующего устрой­ ства прекращается. В начале рабочего хода (т. е. при движении кор­ пуса 1 вправо) фиксатор 7 под действием штока 11 вводится в гнездо делительного диска 2 и удерживает его во время обработки детали; упор 8 наталкивается на стойку 9 и останавливает шток-рейку 6, при этом поворачивается в исходное положение сектор <3 против часовой стрелки вместе с собачкой 5.

Недостатком этого несложного индексирующего устройства явля­ ется использование только одного фиксатора, который воспринимает большие нагрузки в процессе поворота узла п обработки детали; это снижает точность и надежность фиксации. Поэтому устройство приме­ няется только для производства легких работ, при небольших силах резания и невысоких требованиях к точности деления. Более высокую жесткость и точность обеспечивает следующее простое устройство.

б) И н д е к с и р у ю щ е е у с т р о й с т в о с д в о й н о й ф и к с а ц и е и и п р и в о д о м от п о д в и ж н ы х у з л о в о б о р у д о в а н и я , о с у ­ щ е с т в л я ю щ е е д е л е н и е с п о с т о я н н ы м н е б о л ь ш и м у г л о м

чага 1 и 5. Рычаг 5 поворачивается по часовой стрелке и выводит точ­ ный фиксатор 6 из гнезда делительного диска 9. Сразу же вслед за этим рычаг 1 поворачивается по часовой стрелке и перемещает вправо штокрейку 2, при этом реечная шестерня 14 вместе с укрепленной на ней подпружинной собачкой 13 поворачивается против часовой стрелки.

100

Так как реечная шестерня сидит свободно на валу 15, а храповое колесо, делительный диск, и поворотный узел — жестко на валу 15, то при повороте реечной шестерни собачка 13 упрется в зуб храпового ко­ леса 10 и начнет его поворачивать вместе с делительным диском и по­ воротным узлом. Фиксатор-упор 11 выжимается из гнезда делительного диска, преодолевая сопротивление своей пружины 12, и при дальнейшем повороте диска скользит по его цилиндрической поверхности, пока не войдет в очередное гнездо диска. Таким образом фиксатор-упор осу­ ществил предварительную остановку узла и фиксирование заданного по­ ложения.

В следующий момент упор подвижного узла оборудования должен отойти от ползуна, который под действием пружины S получит дви­ жение вверх. При этом рычаг 1 начнет поворачиваться против часовой стрелки и переместит шток-репку 2 влево, реечная шестерня 14 повер­ нется по часовой стрелке и ее собачка 13 будет проскакивать по зубьям храпового колеса. Вслед за этим поворачивается рычаг 5 против часо­ вой стрелки и переместит фиксатор 6 влево, который войдет в гнездо делительного диска. Произойдет окончательное точное фиксирование поворотного узла.

Примечание. В тех случаях, когда делительное устройство устанавливается на подвижном узле оборудования, то упор 7 закрепляется неподвижно.

Аналогичную задачу решает и следующее устройство.

в а и и я.

Подвижной узел оборудования с упором 8 и роликом 7 осуществ­ ляет рабочий ход при поступательном перемещении влево, а холостой ход — вправо. При этом ролик 9 непрерывно нажимает на планку 1. В конце холостого хода подвижного узла ролик начинает нажимать на выступ планки, которая повернется вокруг оси 2 и с помощью рычага 3 отведет из гнезда диска 5 вправо подпружинный фиксатор. Вслед за этим подпружиненная собачка 6 потянет за гнездо делительный диск вверх и повернет его на заданный угол.

При обратном ходе (рабочем) узла оборудования ролик пере­ местится влево и заставит планку занять первоначальное горизонталь­ ное положение. При этом подпружиненная собачка б пойдет вниз, будет проскальзывать по делительному диску, пока не западет в его очередное гнездо. В свою очередь рычаг 3 при своем повороте по часовой стрелке заставит фиксатор 4 войти в гнездо диска и точно его зафиксировать;

Например, необходимо дисковой фрезой 10 прорезать продольные пазы с малым шагом на детале 9, установленной между центрами де­ лительного диска 6 и задней бабки 11.

Устройство имеет два фиксатора 5 и 7 с односторонним скосом, которые попеременно вводятся шестеренчато-реечной передачей в фпк-

101

сирующие отверстия делительного диска 6 и поворачивают его на пол­ шага t между отверстиями.

Плоский копир 3 с фигурным пазом присоединен к неподвижному узлу оборудования (например, фрезерный станок). В паз входит па­ лец 1 рычага 2, который жестко закреплен на одной оси с реечной ше­ стерней 4. В зацеплении с шестерней 4 находятся две рейки фиксаторов 5 и 7. При поступательном движении каретки 8, в которой установлена

реечная шестерня 4, палец 1 перемещается в пазу неподвижного ко­ пира 3 и заставляет поворачиваться рычаг 2, а с ним и шестерню 4 вокруг ее оси в одном или в другом направлении (в конце хода каретки влево или вправо). При повороте реечной шестерни по часовой стрелке фиксатор 7 выводится из отверстия делительного диска 6, а фиксатор 5 вводится, но так как он смещен относительно отверстия на половину шага t между отверстиями, то при входе в отверстие фиксатор 5 пово­ рачивает делительный диск 6, а следовательно, и деталь 9 на половину шага t.

В начале обратного хода каретка 8 снова повернет шестерню 4, но уже против часовой стрелки, причем фиксатор 7 будет выводиться из отверстия диска 4, а фиксатор 5— вводиться и поворачивать диск. По­ скольку один из фиксаторов всегда находится в одном из отверстий диска, это обеспечивает жесткость фиксации диска и обрабатываемой детали.

Применяя принцип, положенный в основу шагового механизма, можно создать приспособления с произвольно малым шагом деления.

102

В этих устройствах каждый фиксатор-рейка снабжается своим делитель­

Рис. 39. Механизм индексации на 90°

Этот механизм устроен весьма просто. Вместо делительного диска здесь используется поворотный квадрат 2, имеющий в сечении клино­ видную форму. Поворот квадрата осуществляется при перемещении вправо штока 1 при холостом движении подвижного узла оборудования.

Вырез штока упирается сначала в край квадрата, а затем попадает в имеющийся в нем вырез. За полный ход штока вправо квадрат пово­ рачивается на угол, несколько меньший 90°. При обратном ходе штока под действием пружины 3 он своим скосом доворачивает квадрат до точного угла 90°, а при дальнейшем движении заклинивает его.

Примечание. Делительное устройство удобно применять для таких операций, как фрезерование квадратов на концах небольших деталей цилиндрической формы. В этом

случае на поворотный кваідрат устанавливается несложный зажим (например, цанго­ вый патрон).

Возможно применять устройство на многоместных приспособлениях для фрезерных, сверлильных и других операций по обработке неболь­ ших деталей.

103

е) А в т о м а т и ч е с к о е д е л и т е л ь н о е п р и с п о с о б л е н и е г о р и з о н т а л ь н о - ф р е з е р н ы х с т а н к а х с п о л у а в т о м а т и ч е ­

момент, когда рычаг 3 храпового механизма 6 поворачивается на своей оси под действием упора 2, закрепленного на неподвижном основании стола.

Рис. 40. Делительное приспособление для фрезерных работ

Заготовка устанавливается на оправке 4, на которой расположены делительный диск 5 с подпружиненным фиксатором-рычагом 7 и хра­ повой механизм 6, осуществляющий ее поворот.

Точность деления ±10'.

2. АВТОМАТИЧЕСКОЕ ИНДЕКСИРОВАНИЕ С ПЕРЕМЕННОЙ УГЛОВОЙ СКОРОСТЬЮ НА ОСНОВЕ МЕХАНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ

Как уже говорилось выше, для сокращения времени поворота и для снижения действия удара при фиксации, автоматические поворотные устройства в начале и в конце поворота должны иметь минимальную скорость. Это требование удовлетворяют в различной степени механиз­ мы поворота типа мальтийских, кулачковых и кулисных.

104

И ндексирование на основе кулачковы х механизмов

Принцип действия этих механизмов в системе автоматического индексирования основан на вращении дисковых или торцовых кулач­ ков, которые в заданный момент времени воздействуют на рычаг и поворачивают его вокруг оси, являющейся также осью стола или бло­ ка, на необходимый угол деления.

В ряде случаев второе плечо поворотного рычага представляет зубчатый сектор, находящийся в зацеплении с шестерней, сидящей на одном валу с блоком или столом или передающей ему вращение че­ рез ряд зубчатых передач. Иногда второе плечо рычага связано с хра­ повой собачкой, вращающей соответствующую храповую шестерню, жестко закрепленную на валу блока или стола.

ну и характер изменения угловой скорости при делении. Рычаг 2 при-

105

жимается к поверхности профиля кулачка мощной пружиной 3, и ра­ диус соответствующей дуги определяет круговое положение шпиндель­ ного блока 4 приспособления.

Однако деление на основе кулачковых механизмов непосредствен­ ного действия имеет существенный недостаток: наличие большого диа­ метра дискового кулачка, который увеличивается с увеличением угла поворота рычага. Применение промежуточных звеньев (например, зуб­ чатой передачи) между рычагом и шпиндельным блоком приспособле­ ния уменьшает диаметр кулачка, но и снижает и без того невысокий КПД кулачкового механизма.

мер, при нарезании зубьев мелкомодульных шестерен).

Механизм деления имеет подвижную каретку 4 (рис. 41, б), несу­ щую шпиндель 11, к которому присоединяется обрабатываемая заго­

На шпинделе делительного устройства закреплены храповой 10 и делительный 6 диски. В конце холостого хода стола влево храповое колесо встречает собачку 8, закрепленную с помощью кронштейна 9 на подпружиненный фиксатор 5, усилие пружины которого к этому вре- В результате поворота из паза делительного диска выжимается подпружиненный фиксатор 5, усилие пружины которого к этому вре­ мени ослабленно. После деления каретку 4 приспособления перемещает­ ся вправо. Усилие пружины фиксатора, запавшего в очередное гнездо делительного диска, возрастает и становится достаточным, чтобы про­

тиводействовать повороту шпинделя под действием сил резания.

При полном повороте делительного диска выступ 7 нажимает на конечный выключатель КВ, и станок выключается.

в) К у л а ч к о в ы й и н д е к с и р у ю щ и й м е х а и и з м п р и м е- н я е т с я в п р и с п о с о б л е н и и д л я с в е р л е н и я р я д а о т в е р с ­ тий в ц и л и н д р и ч е с к и х д е т а л я х из м я г к о г о с п л а в а

(рис. 42).

Корпус приспособления устанавливается на столе сверлильного станка так, что короткая оправка 2, вставленная в отверстие шпинде­ ля 1 станка, сцепляется своими кулачками с соответствующими кулач­ ками на приводном валу 18 приспособления, на котором жестко укреп­ лены шкив 3 и червяк 17. Шкив 3 предназначен для передачи враща­ тельного движения сверлильному шпинделю 4 приспособления, а чер­ вяк 17— для передачи этому шпинделю возвратно-поступательного движения — рабочей подачи сверла и быстрого его отвода. Кроме того, червяк обеспечивает деление заготовки — поворот ее после каждого ра­ бочего цикла на некоторый угол для сверления очередного отверстия.

306

Червяк 17 через червячное колесо 16 и цилиндрическую зубчатую передачу 15-13 вращает кулачок 12, к которому пружиной 20 прижи­ мается ролик, установленный на конце рычага 22. Под действием ку­ лачка ролик приподнимается и, поворачивая рычаг 22 вокруг его оси, с помощью рычага 7, тяги б и рычага 5 вызывает быстрый отвод шпин­ деля с сверлом. Рабочая подача инструмента осуществляется пружи­ ной 20 по мере того, как профиль кулачка это допускает.

Рис. 42. Кулачковый механизм индексирующего сверлильного приспособ­ ления

Во втулке, на которой расположены шестерня 13 и кулачок 12, сво­ бодно вращается ось 23, на которой закреплены храповая шестерня 11 и тормозной диск 21. К этой же оси с помощью соответствующего при­ способления присоединяется обрабатываемая заготовка. Обод тормоз­ ного диска 21 охватывается стальной лентой, стягиваемой вокруг обо­ да пружиной 14.

В период времени, когда кулачок заставляет сверлильный шпин­ дель приспособления отходить вверх, поворот рычага 22 с помощью рычага 8 заставляет собачку 9 повернуть храповое колесо на угол не­ сколько больше требуемого. При обратном ходе собачки возвратная пружина 19 с помощью тормозной ленты повернет храповую шестер­ ню несколько назад до упора соответствующего зуба в подпружинен­ ный фиксатор 10.

107

Примечание. В случае необходимости в таком приспособлении может быть преду­ смотрено дополнительное устройство, выключающее приспособление по окончании сверления всех отверстий на цилиндрической поверхности детали.

Индексирование на основе мальтийских механизмов.

Вращающийся вал 1 передает движение делительной цепи через подпружиненную муфту 3. Когда стопорный палец 4 выходит из выточ­ ки муфты 3, пружина 5 перемещает муфту 3 влево и включает ее с муфтой 2, которая жестко сидит на валу 1. Движение от муфты 3 пе­ редается через коническую и цилиндрическую передачи 6 на палец 7, который является водило.м мальтийского креста 13, закрепленного на одной оси с револьверной головкой 11. Крест имеет шесть радиальных пазов, и за один оборот водила он, а вместе с ним н револьверная го­ ловка, повернется на Vs часть окружности.

ся под фиксатором, последний входит в него и фиксирует головку в заданном положении.

Для поворота головки на одно гнездо требуется один оборот води­ ла 7. В ряде автоматов муфта 3 за это же время делает тоже один обо­ рот (однооборотная муфта).

Выключение муфты 3 после полного своего одного оборота осу­ ществляется следующим образом. При выходе стопорного пальца 4 из выточки муфты 3, как уже говорилось выше, последняя под действием пружины 5 включается с муфтой 2 и передает вращение делительной цепи. В следующее мгновение воздействие на палец прекращается, и под действием своей пружины он занимает свое первоначальное поло­ жение. В результате осевого смещения муфты 3 палец попадает в уши­ ренную часть канавки, и скользит по ней, пока под ним не окажется сужение канавки. Войдя в это сужение, палец при дальнейшем поворо­ те муфты встречает наклонную боковую поверхность канавки, отводит муфту назад вдоль ее оси и выводит из зацепления с ведущей муфтой 2.

С целью предохранения муфты от проворачивания, а следователь­ но, и делительного механизма под действием сил инерции, на цилинд­ рической поверхности муфты сфрезерован V— образный паз для под­ пружиненного фиксатора.

J 08

Автоматическое индексирование на основе кривош ипно-кулисны х механизмов

кулисы вокруг ее оси заставляет повернуться вместе с ней и блок. За­ тем кулиса опускается, чтобы устранить связь между ней и роликом блока при возвращении кулисы в исходное положение. Для этого ку­ лиса должна иметь возможность одновременного осуществления кача­ ния вокруг своей оси и поступательного перемещения.

Кулисный механизм применяется на вертикальных многошпин­ дельных автоматах типа 1284, где кулиса 1 качается вокруг своей оси 3 кривошипом 2 и одновременно нм же перемещается в продольном на­ правлении. Для этого нижний конец кулисы имеет продольный паз, в который входит неподвижная ось.

Деление совершается в течение одного оборота кривошипа. Абсо­ лютное значение скорости кулисы в момент захвата ею ролика имеет значение чуть более нуля. Затем скорость падает до нуля и далее рез­ ко возрастает, достигая максимума в середине поворота блока. Даль­ нейшее вращение кривошипа вызывает довольно плавное падение ско­ рости до нуля, а затем небольшое ее возрастание к моменту прекра­ щения деления.

Следовательно, в начале и в конце деления возникают динамичес­ кие нагрузки, но так как значение скорости близко к нулю, то величи­ на этой нагрузки незначительна.

Примечание. Кулисные механизмы применяются для сравнительно небольших уг­ лов автоматического деления в тех случаях, когда угол поворота ведущего звена жестко не ограничен.

Б. АВТОМАТИЧЕСКИЕ ИНДЕКСИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА С ПРИМЕНЕНИЕМ ДЕЛИТЕЛЬНЫХ ДИСКОВ И С ОТДЕЛЬНЫМ

СИЛОВЫМ ПРИВОДОМ

Использование для автоматического поворота и деления отдельно­ го привода дает возможность полной независимости индексирующего

в ряде случаев значительно уменьшает продолжительность деления и поворота. С этой целью применяют гидравлические, пневматические и электрические приводы.

I. ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ИНДЕКСИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

Гидроприводы в автоматизированных индексирующих механизмах используются в нескольких случаях: 1) только для поворота блока или стола; 2) только для поворота и фиксации узла в заданном положе-

109