Закрепление обрабатываемых деталей

Для автоматизации зажима заготовок в шпинделе токарного станка при его загрузке используются быстрозажимные патроны с механическим приводом. Однако такие патроны, как правило, обладают малым диапазоном зажимаемой детали, что создаёт трудности при переходе к обработке деталей с изменившимся диаметром зажима. Решение этой задачи достигается применением промежуточных патронов, автоматической заменой зажимных кулачков патрона с использованием промышленного робота и применением быстропереналаживаемых автоматических патронов.

В первом случае обрабатываемые заготовки предварительно вручную закрепляются в промежуточном патроне со стандартной посадочной частью, за которую этот промежуточный патрон зажимается в патроне станка (рис. 99, 1 – быстрозажимной патрон станка; 2 – промежуточный вспомогательный патрон; 3 – заготовка; Dk – диаметр зажима промежуточного патрона; DЗ – диаметр заготовки). Промежуточный патрон выбирается для конкретной конфигурации заготовки и может быть двух-, трёх-, четырех- или шестикулачковым, рассчитанным на зажим как по наружному, так и по внутреннему диаметрам. Точность установки заготовок с использованием промежуточного патрона достаточно высока и погрешность зажима лежит в пределах 20 мкм.

Недостатком системы является необходимость в трудоёмкой ручной операции предварительного закрепления заготовок в промежуточном патроне и последующего освобождения обработанных деталей.

Чаще в токарных станках ГПМ для обработки тел вращения используются быстропереналаживаемые кулачковые патроны с механическим приводом (рис. 100).

В корпусе 1 по направляющим перемещается кулачки 3, привод которых осуществляется диском 2 с торцевой спиралью. Диск 2 имеет зубчатый венец внутреннего закрепления, с которым зацепляются сателлиты 8. Водило сателлитов соединено с червяным колесом 6, которое входит в зацепление с червяком 7, образуя самотормозящуюся червяную передачу.

При вращении снаружи ключом головки червяка 7, последний поворачивает водило сателлитов, которые, обкатываясь по центральному зубчатому колесу 4, поворачивают спиральный диск 2. Это является наладочным перемещением кулачков 3 на требуемый диаметр зажима заготовки.

Механизм быстрого зажима и разжима кулачков обеспечивает небольшой их рабочий ход и включает центральное зубчатое колесо 4, шлицевую втулку 5 с винтовыми шлицами и тягу 9 механизированного привода, закрепленного на заднем конце шпинделя станка. При движении тяги 9 влево вместе с ней движется и втулка 5, поворачивая своими винтовыми шлицами центральное колесо 4 планетарной передачи. При этом водило 6 остаётся неподвижным, а сателлиты 8 вращаются и поворачивают спиральный диск 2, обеспечивая рабочий ход кулачков. Разжим кулачков происходит при перемещении тяги 9 вправо.

Описанный патрон требует ручной наладки на конкретный диаметр зажимаемой заготовки. Однако трудоёмкость такой переналадки невелика. Используются и другие способы автоматизации зажима обрабатываемых заготовок.

В патроне, изображенном на рис. 101, а, под управлением устройства ЧПУ станка происходит автоматическая переналадка кулачков. Шпиндель станка поочерёдно фиксируется в трёх положениях, при которых шток поршня цилиндра 1 располагается соосно с одним из трёх отверстий патрона 2. При ходе штока вниз он выводит клиновую штангу из зацепления с зубцами кулачка 3.

После этого захват 4, установленный в одной из этих позиций револьверной головки, подходит к торцу патрона, входит в торцевое отверстие кулачка и перемещает последний в радиальном направлении на требуемую величину. После чего поршень цилиндра 1 возвращается в исходное положение, обеспечивая зацепление клиновой штанги с кулачком патрона и его фиксацию в требуемом положении.

Автоматическая смена кулачков патрона, заранее настроенных на нужный размер, показана на схеме (рис. 101, б). Сменные кулачки 3 располагаются в магазине 6 и автооператором 5 перемещаются в патрон 7 станка.