Устройство для крепления деталей - SU1083899A3

Изобретение относится к станкостроению , в частности к устройствам для крепления деталей во время механической обработки.

Известно устройство для крепления деталей, содержащее неподвижную станину, седло, скользящее на этой станине, шасси, шарнирно закрепленное на седле с возможностью вращения вокруг первой оси почти под прямым углом к станине, планшайбу установленную на шасси с возможностью вращения вокруг второй оси почти под прямым углом к оси отклонения шасси, средства для осуществления указанных перемещений/ а также средства блокировки, позволяющие фиксировать детали устройства в определенном положении относительно друг к другу tl.

Недостатком известного устройств является то, что в нем не обеспечивается достаточная надежность крепления обрабатывающих деталей, вес которых достигает несколько десятков тонн.

Цель изобретения - повьиаение надежности в работе устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для крепления деталей, содержащем неподвижную станину , седло, скользящее на этой , станине, шасси, шарнирно закрепленное на седле с возможностью вращения вокруг первой оси почти под прямым углом к станине, планшайбу,установленную на шасси с возможностью вращения вокруг второй оси почти под прямым углом к оси отклонения шасси, средства для осуществления указанных вы:ае перемещений, а также средства блокировки, позволяющие фиксировать детали устройства в определенном положении по отношению друг к другу, между станиной и седлом установлены цилиндры.для разгрузки балласта, а между шасси и планшайбой - цилиндры для раз грузки балласта и цилиндры, противодействующие разгрузке балласта.

Шасси состоит из плиты, на которой установлена планшайба, и двух боковых щек, установленных по обе O стороны седла, причем на седле расJr положены две группы жидкостных силовых цилиндров, корпуса которых соединены с седлом, а поршневые штоки, образующие тяги, скользят в в выполненных в боковых щеках Т-образных канавках в плоскости, параллельной поверхности щек, центрированных на поворотной оси шасси.

Цилиндры для разгрузки балласта крепятся к седлу или станине и к 0 шасси или планшайбе, а их поршне-, вые штоки содержат элементы качения .

Цилиндры, противодействующие разгрузке балласта, состоят из пары 5.жидкостных силовых цилиндров, при ;этом на шасси установлен рычаг, один конец которого взаимодействует с поршневыми штоками упомянутых ци .линдров, а другой поддерживает эле0 мент качения, прижимающий планшайбу к шасси.

На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на . 5 фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на . :фиг.1;на фиг.З - разрез Г-Г на фиг.1 на фиг.6 - схема гидравлической цепи питания средств деблокировки и разгрузки балласта между седлом 0 и станиной; на фиг.7 - схема гидравлической цепи питания средств деблокировки и разгрузки балласта, противодействия разгрузке между

планшайбой и шасси; на фиг.8 схема гидравлической цепи управлени поворотом шасси относительно седла; на фиг.9 - общая схема гидравлической цепи устройства.

Станок 1 и устройство 2 для крепления деталей устанавливают на платформе 3, выполненной из массивного бетона. Станок 1 может быть отделочно-фрезерным , продольно-фрезерным , копировально-фрезерным или любым другим.

Устройство 2 для крепления деталей состоит из четырех узлов: станины 4, тележки или седла 5, шасси и планшайбы 7. Седло 5 скользит по станине 4 в горизонтальном направлении Х-Х шасси 6 шарнирное и neipeмещается на седле 5, поворачиваясь вокруг горизонтальной оси У-У, под прямым углом относительнонаправления Х-Х, планшайба 7 установлена с возможностью вращения на шасси 6 вокруг оси 2-Z, перпендикулярной плоскости шасси, и под прямым углом к направлению У-У поворота шасси .

Станийа 4 (фиг.З) предназначена для крепления узла устройства, а также для направления седла 5 в осевом перемещении в направлении Х-Х. Эта станина непосредственно смонтирована в грунт на массивном бетоне платформы 3 анкерными болами 8 и с помощью силовых цилиндров 9, позволяющих устанавливать станину на уровне горизонтальной плоскости. Станина, выполненная из чугуна и с ребрами жесткости, имеет ползуны 10, на которые опирается седло 5. На поверхности 11 седла 5 контактирующей с ползунами, расположена бронзовая обшивка 12.

Станина 4 имеет также две полосы 13 из закаленной стали, боковые поверхности 14 которых взаимодействую с направляющими роликами 15, смонтированными на эксцентриках и опертыми на поверхность 11 седла 5. Эти направляющие регулируемые ролики позволяют точно центрировать седло и с большой точностью обеспечивают прямой угол между осью У-У и направлением перемещения Х-Х. Кроме того, они позволяют регулировать предварительное напряжение бокового на-. правления седла относительно станины .

Ползуны 10 .(фиг.1 и 2) защищены телескопическими металлическими листами 16, через которые возможен доступ к устройству.

. В средней части станины 4 одновременно по продольному и Поперечному направлениям имеется неподвижн гайка 17, которая взаимодействует с винтом 18, приводимым во вращение сервомотором 19 (фиг.УК Этот узел обеспечивает перемещение седла относительно станины.

Сещю 5 снабжено неподвижным валом 20, расположенным в верхней его части, на двух концах которого имеются подшипники 21 с коническими роликами, смонтированными попарно и противоположно друг к другу. Вал 20 установлен на двух опорах 22 и 2 с нижней конической шейкой 24, 25, обеспечивающей особо прочную сборку . В зоне опоры 22 вал 20 имеет форму усеченного конуса 26, соответствующего форме этой опоры. Для облегчения разборки вал между двумя опорами и справа от опоры 23 имеет цилиндрическую форму 27. Коническая муфта 28 установлена между этой частью вала и нижней конической шейкой опоры 23 и фиксируется на ней элементами крепления (не показаны). Наружные кольца четырех подшипников 21 выполнены зацело со втулками 29 и 30, которые также крепятся к шасси 6. Две шейки 31 и 32, предусмотренные на концах вала, создают условный (исходный ) уровень и позволяю - точно вы- прямить шарнирную ось У-У шасси седла. Помимо на правом конце вала (фиг.4) закреплен указатель 33, указывающий деления на пластине 34, закрепленной на шасси для первых показаний угла поворота этого шасси.

гаасси состоит из плиты 35 и двух боковых щек 36, расположенных по обе стороны седла 5. Плита 35 разграничивает опорную поверхность 37, расголоже.нную горизонтально фиг.1), на которой смонтирована планшайба 7, поворачивающаяся вокруг оси Z-Z, Эта планшайба присоединена к шасси шаровой цапфой 38 большего размера, выбирающей зазор (фиг.5). Помимо этого предусмотрены направляющая полоса 39 и четыре зажимных элемента 40. Планшайба также имеет венец 41 с внутренними зубьями,, составляющими часть пускового механизма планшайбы, вращающейся вокруг оси Z-Z. Венец, кроме этого, поддерживает кольцо 42 из закаленной стали, взаимодействук)щее с цилиндром для разгоузки балласта,

В планшайбе выполнены канавки 43 Т-образного сечения для крепления обрабатываемой детали. Средства блокировки седла относительно станины в определенном положении (фиг.З и 6) включают четыре регулируемых гидравлических силовых цилиндра 44, корпус 45 которых оперт на седло, а поршневый шток образует тягу 46, входящую в канавку 47 Т-образного сечения. Эти цилиндры обычно прихсимают седло к станине

под действием нормальных элементов (не показаны) и обеспечивают деблокировку , когда они запитываются жидкостью под давлением. Между седлом и станиной также предусмотрены цилиндры для разгрузки балласта, позволяющие, в частности, компенсировать усилие нагрузки за счет обрабатываемой детали в зависимости от положения поворачивакяцегося шасси и планшайбы, крепящей деталь. О Эти цилиндры состоят из пяти пар силовых цилиндров 48-52 (фиг.6), корпус 53 которых оперт на седло 5 (фиг.З). Поршневой шток 54 в этих цилиндрах образует кожух и несет 15 шарикоподшипник 55 с горизонтальной осью вращения, опертой на поверхность качения, образованной верхней поверхностью 14 полосы 13 из закаленной стали.20

Силовые цилиндры 44 деблокировки и цилиндры разгрузки балласта запитываются жидкостью под давлени-, ем из трубопровода 56 непосредственно для цилиндров 44, а для осталь-25 ных - через редуктор 57 давления и трехпозиционный распределитель 58 с электрическим управлением. На питающем трубопроводе этих силовых цилиндров также предусмотрен манометр JQ 59. Положение коробки распределителя управляется двумя электромагнитами 60 и 51 и двумя указателями 62 и 63 положения (фиг.1), смонтированными на седле и задействуемыми поворотной станиной. Этот механизм управления включен в общую гидравлическую цепь. I ,

Механизм, обеспечивающий поворот шасси 6 относительно седла 5, 40 состоит из симметрично расположенных с двух сторон седла двух гидравлических цилиндров 64, корпуса 65 которых выполнены зацело с седлом, а поршневые штоки 66 присоединены к 45 асси. Эти два силовых цилиндра запитываются по гидравлической схеме , показанной на фиг.8. Управление силовыми цилиндрами 64 обеспечивается трубопроводом 67 по двум це- -л пям 68 и 69, из которых цепь 68 быстрого перемещения с большим расходом , а цепь 69 с небольшим изменяющимся расходом. Цепь быстрого перемещения состоит из трехпозицинного распределителя 70 с электри- еским управлением. Камеры 71 силоых цилиндров 64 присоединены к этоу распределителю магистралью, соержащей установленный регулируемый задерживающий клапан 72 с электричес-60 КИМ управлением и обратный клапан 73, . а также два управляемых обратных клапана 74 и 75, смонтированные не осредственно на силовых цилиндрах обеспечивающие надежность цепи и 65

максимальную герметичность. Другие камеры 76 силовых цилиндров 64 также присоединены к распределите1Ю 70 магистралью, содержащей расположенные параллельно задерживающий клапан 77 с электрическим управлением обратный клапан 78, а также два управляемых обратных клапана 79 и 80. Управление клапанами 72 и 77 обеспечивается двумя указателями 62 и 6 положения, смонтированными на седле и задействуемыми посредством шасси во время его поворота.

Цепь 69 расположемвя с малым расходом состоит в из регулятора 81 расхода с электрическим управлением из Ф2 ехпозиционного распределителя 82 с электрическим высокочувствительным управлением, направляющим поток жидкости неиосредственно к камерам 71 и 76 силовых цилиндров, расположенных после упраляемых обратных клапанов 74, 75, 79 и 80.

Между шасси и седлом предусмотрены средства блокировки (фиг.1 и 2). Шоковые щеки 36 поворотного шасси имеют каждая на внутренней поверхности по четыре канавки 83 Т-образного сечения, проходящие по дугам окружности, центром которой является ось поворота У-У. Кроме того, седло имеет а своей верхней сторон две группы из четырех силовых цилиндров 84, корпуса 85 которых выполнены зацело с седлом, поршневые .штоки 86 образуют тяги, а концы их расположены в канавках 83.

Между планшайбой 7 и шасси 6 предусмотрены средства блокировки. Они состоят иэ четырех силовых цилиндров 87 ГФИГ.7). Корпуса 88 этих силовых цилиндров выполнены зацело с шасси, а их поршневые штоки образуют тяги 89,входящие в круглые канавки 90 Т-образного сечения, имеющиеся в нижней части планшайбы .

Между планшайбой и шасси также предусмотрены цилиндры для разгрузки балласта, подобные тем, что предусмотрены между седлом и станиной . Они состоят из двух пар силовых цилиндров 91 и 92 (фиг.7). Корпуса 93 этих силовых цилиндров выполнены зацело с шасси, а их поршневые штоки 94 (фиг.5) выполняют роль корпуса, в котором смонтированы с возможностью вращения вокруг горизонтальных осей игольчатые подшипники 95, наружное кольцо которых может соприкасаться с коль .цом 42, опертым на венец 41 план11 айбы . Помимо этого два силовых цилиндра 96 противодействуют разгрузке балласта, они действуют на венец 97 из закаленной стали с помощью рычага 98, удваивающего усилие с помощью игольчатого подшипника 99 Силовые цилиндры 87, 91, 92 и 96 запитываются по схеме (фиг.7) От трубопровода 100 подачи жидкости под давлением и с помощью редуктора 101 давления и трехпозиционного распределителя 102 с электрическим Управлением. Распределитель 102 снабжен двумя электромагнитами 103 и 104 и управляется двумя указателями 62 и 63 положения, эадействующими шасси. Он также снабжен маноме ром 105. Гидравлическая цепь устройства состоит из бака 106, насоса. 107, задействуемого двигателя 1Q8 и подающего через главный трубопровод 109 гидравлическую жидкость под давлением. Два фильтра 110 и 111 соответственно предусмотрены на сто роне всасывания и нагнетания насо са. Также предусмотрен на нагнетательной стороне насоса редукционнь1й канал 112 для возвращения в кожух лишней жидкости, пропускаемой через другой фильтр 113. На главном . трубопроводе смонтированы параллель но три трубопровода 114-116, которы соответственно питают цепи 117-119, служащие соответственно для перемещения седла относительно станины, вращения планшайбы относительно шасси и поворота шасси относительно седла. Эти три цепи по своему выполнению очень похожи. « Внутренняя цепь 117 состоит из двухпозиционного распределительного .вентиля 120 с электрическим упра лением и двумя положениями под действием пружины и давления. За этим вентилем находится регулятор 1 давления и рапсределитель 122, прис единенный к сервомотору, управляющему перемещением седла относительно станины. Между распределительным еентилем 120 и регулятором 121 давления подключен маностат 123 для контроля и сигнализации давления, который обеспечивает действие сервомотора 19 перемещения. . Максимсшьный ход седла относител но статины определяется двумя указателями 124 и 125 положения, взаимодействующими с кулачками 126 и 127 (фиг.1). Цепь 118, которая управляет вращением планшайбы, состоит из двухпозиционного распределительного вен тиля 128 с электрическим управленй . ем, который в нормальном положений, прекращает запитывание 118 через клапан 129, устанавливающий в цепи определенное давление, достаточное для обеспечения запитывания силовых цилиндров 87 деблокиров ки, регулятора 101 давления силовых цилиндров 91, 92 и 96, распределителя 130, присоединенного к сервомотору 131, который управляет вращением планшайбы, и маностата 132 для контроля и сигнализации давления , обеспечивакядего функционирование сервомотора 131. Цепь 119, которая управляет поворотом шасси, состоит из нормально закрытого распределительного вентиля 133, клапана 134, устанавливающего определенное давление в цепи, достаточное для управления силовыми цилиндрами 84 деблокировки, и маностата 135, допускающего функционирование распределителей 70 и 82, которые соответственно управляют цепями быстрого перемещения и расположения шасси относительно седла . Устройство работает следующим образом. Для перемещения седла 5 относительно станины 4 (фиг.З, 6 и 9) задействуется распределительный вентиль 120 так, чтобы он устанавливался в положение, запитывания цепи. Клапан определяет в той части цепи, которая расположена впереди него, давление запитывания средств и де- . блокировки и удаления (разгрузки) балласта. Все четыре силовых цилинд-. ра 44 деблокировки при этом запитываются , что c имaeт усилие блокировки седла 5 станины ,4, оказываемое тягами 46 (цилиндры разгрузки бал- . ласта, предусмотренные между станиной 4 и седлом 5, предназначены для компенсации изменяющихся усилий, вызванных нагрузкой, цоддерживающей планшайбу). Действительно эти усилия изменяются,в основном, в зависимости от положения поворота шасси 6 и планшайбы относительно седла 5. Результирующая этих усилий разгрузки балласта оказывает сопротивление меняющейся нагрузки как по интенсивности, так и по положению. Такая разгрузка балласта управляется редуктором 57 давления и манометром 59 (фиг.6). Трехпозиционный распределитель 58, который устанавливается двумя указателями 62 и 63 положения, управляет в зависимости от положения поворота шасси 6 и планшайбы 7 силовые цилиндры, вызывающие усилие для разгрузки балласта. При положении планшайбы на шасси между О и 45 (фиг.1) указатель 62 управляет электромагнитом 69 распределителя 58 и перемещает коробку этого распределителя так, что разгрузка балласта осуществляется тремя парами силовых цилиндров 49, 51 и 52, находящимися на нижней поверхности седла 5. Когда наклон планшайбы и .шасси находится в пределах 45-60°, распределитель находится в нейтральном положении (фиг.6) и разгрузка балласта осуществляется пятью парами силовых цилиндров 48-52. Когда наклон планшайбы и шасси находится в пределах 60-90 , указатель 63 управ ляет электромагнитом 61 и распределителем 58, перемещая коробку это го распределителя так, что разгрузка балласта осуществляется тремя парами силовых цилиндров 48-50, рас положенных впереди седла 5. При этом единичная сила каждого целиндра для разгрузки балласта может регулироваться в пределах 0-4400 дН, например, в зависимости от значения нагрузки, выдерживаемой планшайбой 7. Так как такие деблокировки и раз грузка балласта осуществляются автоматически, в зависимости от положения поворота шасси и планшайбы можно обеспечить питание сервомотор 19 в должном направлении для переме щения седла 5 в том или другом направлении , располагая распределител 122 в соответствующем положении. Для поворота планшайбы 7 относи ,тепьно шасси 6 вокруг оси Z-Z пита ние цепи 118 осуществляется действи ем распределительного вентиля 128 для установки его в открытое положение . Давление, усзтанавливаемое перед клапаном 129, применяется для . управления цилиндрами деблокировки, разгрузки балласта и.противодействи разгрузки балласта (фиг.7). Все-четыре цилиндра 87 деблокировки запитываются , в результате чего снимает ся блокировочное усилие, оказываемое на тяги 89, что отделяет планшайбу от шасси 6. . .. В случае удаления балласта со ста нины усилие разгрузки балласта, развиваемое силовыми цилиндрами 91 и 92 и противодействие этой разгрузке бал ласта, оказываемое силовыми цилиндрами 96.между планшайбой 7 и шасси 6 зависят от наклона шасси и планшайбы относительно устройства. Такая разгрузка балласта и противодействие разгрузке оказывают сопротивление моменту переменного поворота, вызванного нагрузкой, приложенной к планшайбе. Положение поворота планшайбы и шасси определяет, какие силовые цилиндры должны осуществлять разгрузку балласта или противодействие разгрузке, балласта с помощью рас пределителя 102 с двумя электромагнитами 103 и 104, причем этот распределитель управляет двумя указателями 62 и 63 положения. Когда наклон планшайбы находится в пределах 0-45 (фиг.1), указатель 62 положения возбуждает электро магнит 103, Разгрузка балласта при этом осуществляется двумя парами силовых цилиндров 91 и 92, установленных н.а шасси 6. Когда наклон шасси находится в пределах 45-60, распределитель 102 находится в нейтральном положении и только оба силовых цилиндра 9}., ближе всего расположенные от вала 20, запитываются и обеспечивают разгрузку балласта. Когда наклон шасси находится в пределах 60-90°, что соответствует положению, при котором момент поворота оказывается самым интенсивным, указатель 63 положения возбуждает электромагнит 104. При этом распределитель расположен так, что оба силовых цилиндра 91 постоянно эапитываются ., обеспечивая разгрузку балласта, и оба силовых цилиндра 96 также запитываются и противодействуют разгрузке балласта с помощью рычагов 98 и игольчатых подшипников 99, опертых на венец 97 из закаленной стали. Планшайба может непрерывно поворачиваться вокруг оси Z-Z с переменной скоростью при непрерывной механической обработке либо устанавливаться под углом дифференциально, с минимальн{ )1м значением. Гидравлическое управление поворота узла, состоящего из шасси 6 и планшайбы 7, на которую оперта обрабатываемая деталь, осуществляется следующим образом. Распределительный вентиль 133 (фиг.9) устанавливается в положение запитывания цепи, а впереди клапана 134 устанавливается достаточное давление для запитывания силовых цилиндров 84, снимая таким образом блокировочное усилие, . развиваемое тягами. . цепь 6В позволяет осуществить еремещение, связанное с быстрым поорОтом шасси 6, относительно седа 5. Когда шасси и планшайба нахоятся в горизонтальном положении, то ля поворота шасси кверху необходио возбуждать распределитель таким бразом, чтобы коробка этого расределителя помещалась справа (фиг.8). Гидравлическая жидкость од давлением при этом проходит чееэ распределитель 70, а затем доодит до камер 71 двух силовых цииндров 64 через обратные клапаны 73 75. Жидкость из камер 76 силовых илиндров может вытекать и возврааться в бак через обратные клааны 79 и 80, так как они управлятся и удерживаются в открытом состонии . В начале этого поворота, покольку наклон шасси оказывается еньше 45°, указатель 62 положения правляет электромагнитом клапана 77 ак, что этот клапан открыт и жидкость , вытекающая из камер 76, не подвергается обратному давлению. Когда наклон шасси превьшиает 45°, клапан 77 уже больше не управляется и действует в зависимости от регулировки , оказывая обратное давление , которое задерживает и пойорачиваёт узел, противодействуя моменту , развиваемому нагрузкой. Во время спуска, например начин от вертикального положения, изображенного на фиг.1 смешанными линиями коробка распределителя 70 перемещается влево и камеры 76 силовых далиндрой 64 запитываются жидкостью под давлением через клапаны 78-80, причем жидкость может вытекать из камер 71, учитывая, что обратные клапаны 74 и 75 управляются и остаются открытыми. Если наклон планшайбы находится в пределах 60-90 то указатель 63 положения управляет электромагнитом клапана 72 так, что этот клапан открывается, а жид кость, находящаяся в камерах 71 силовых цилиндров, не подвергает ,ся обратному давлению. Свьние упофиг .З :мяяутого наклона, т.е. между О и клапан 72 уже не управляется л вызывает обратное давлен 1е, . противодействующее повороту подвижного узла. Устройство позволяет обеспечить вполне надежное функционирование , поскольку осуществляется задержание , если нагрузка перемещается. Цепь 69 отличается более простым действием. Регулятор 81 подачи регулирует слабую подачу, а трехпозйционный распределитель 82 направляет подачу жидкости либо к камерам 71 г либо к камерам 76. Таким образом, предлагаемое устройство для крепления деталей позволяет располагать относительно головки инструментального станка об-; рабатываемую деталь большого веса. Перемещение детали в результанте комбинации из нескольких движений (смещение параллельно движению Х-Х, поворот вокруг оси Z-Z) позволяет установить деталь в любом положении без разборки или перестановки для обработки ее по всем поверхностям .: Д с 3S 23 21 .22 ZitZS 25 23 28 21 30 уг,

ГМ

I41ll.(IT

Г Л-ir S ifM- - :iz:i:::z V

5 57

1 / 59

55 J

Qiut.S

Я

3,fSi.--

7«

91

.J7

.ж.1«.

rS - «

V-JLl - - -Jrf W

9s T iw

да

(3

)

&

9ut.7