Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_3329
.pdf
осуществляться вверх или вниз под управлением вертикальных стопорных фиксаторов и вертикального
реверсивного контактора, в то время как пошаговая подача будет осуществляться справа налево или слева
направо, по желанию, под управлением горизонтального контактора подачи.
Работа машины, как описано выше, включает в себя два сложных движения, управляемых трассером, и
третье движение, пошаговую подачу, управляемое контактором подачи. В условиях горизонтальной работы
основное или горизонтальное движение салазок сочетается с поперечным движением или движением
поперечной салазки внутрь и наружу с помощью трассирующего элемента. Третье, или вертикальное,
пошаговое движение осуществляется под управлением механизма вертикального подающего контактора,
который пошагово перемещает вертикальную направляющую на желаемое расстояние, покрывая таким
образом трехмерную поверхность.
При вертикальном перемещении вертикальное движение сочетается с поперечным движением вперед и
назад, в то время как продольное перемещение основного или горизонтального салазок осуществляется
через контактор горизонтальной подачи для пошаговой подачи, чтобы охватить трехмерную поверхность.
Предусмотрен еще один режим работы, который обозначен как операция контурирования или
профилирования. При таком способе работы горизонтальные и вертикальные перемещения автоматически
суммируются под управлением специальной направляющей головки, которая позволяет станку следовать по
шаблону, установленному в плоскости, параллельной направлениям движения горизонтальных и
вертикальных направляющих. Этот специальный трассер называется контурным трассером, и при его
использовании он устанавливается на кронштейне крепления трассера на поперечной направляющей вместо
ранее описанного трассера. Этот контурный трассировщик является полуавтоматическим, и его работа
осуществляется под руководством оператора станка. Контурный трассировщик обычно используется для
двухмерного профилирования, но если этот метод работы необходимо выполнить на трехмерной
поверхности, пошаговая подача осуществляется перемещением поперечной или режущей головки, так что
операция превращается в серию профилирующих срезов, которые, будучи завершенными, образуют
поверхность контурных линий и эффективно покрывают трехмерную поверхность.
Контурная трассировочная головка снабжена двумя контактными рычагами, расположенными под прямым
углом друг к другу, каждый из которых несет два контакта, взаимодействующих с контактами на вращающейся
головке. Четыре комплекта контактов на вращающейся головке, посредством четырех щеток, воздействующих
на сегменты коммутатора по периферии головки, предназначены для управления цепями через два двойных
реле и четыре магнитных муфты, две в горизонтальном и две в вертикальном корпусах муфт, описанных
ранее, для прямой и обратной горизонтальной и вертикальной подачи соответственно. Один контакт на
каждом рычаге, управляющий прямой подачей, удерживается в замкнутом положении с помощью пружины
натяжения. Поскольку эти два замкнутых контакта относительно трассировочной головки находятся на
расстоянии 90 градусов друг от друга, это приводит к тому, что машина, когда трассировочная головка не
закреплена на обрабатываемой детали, работает одновременно в двух направлениях; например, вверх и
вправо, или вниз и вправо, или вниз и влево, или вверх и влево, в зависимости от положения вращающейся
головки. Это дает нам четыре сложных движения, которые позволят трассеру совершить полный оборот по
кругу.
На концах этих контактных рычагов, напротив замкнутых контактов, контакты разомкнуты на несколько
тысячных долей дюйма, и эти разомкнутые контакты соединены с магнитными муфтами, вращающимися в
противоположном направлении по отношению к магнитным муфтам, управляемым замкнутыми контактами.
Таким образом, будет видно, что при контакте трассера с шаблоном или моделью замкнутый контакт
разомкнется, а разомкнутый контакт замкнется, или же оба контакта могут остаться разомкнутыми. В этих
условиях станет очевидно, что под управлением этой пары контактных несущих рычагов соответствующие
движения будут либо остановлены, либо обращены вспять.
Для обеспечения абсолютной безопасности работы двух комбинированных движений в контурном
трассировщике на его головке установлена пара блокировочных магнитов или реле. Принцип работы этих
магнитов или реле таков, что когда один из реверсивных или обратных контактов на контактном рычаге
замыкается, и движение машины, управляемой этим рычагом, меняется на противоположное,
соответствующий магнит или реле автоматически блокирует движение, перпендикулярное обратному
движению, до тех пор, пока первое движение не выровняется. В этом случае реле обесточивается,
блокировка снимается, что позволяет продолжить выполнение остальных операций. При использовании
контурного трассировщика барабан управления или переключатель поворачивается в положение «контур», и
необходимые реле, переключатели и цепи, управляющие горизонтальными и вертикальными магнитными
муфтами, переходят в рабочее управление контурным трассировщиком по мере вращения головки
оператором, чтобы трассировочная головка следовала за шаблоном.
Все цепи управления, работающие через трассировщики, находятся под напряжением около 12–15 вольт,
чтобы свести к минимуму перегрев или возгорание контактов и обеспечить возможность использования очень
слабого контактного давления с уверенностью. Схема управления напряжением от 12 до 15 вольт также
используется в работе реле, которые управляют магнитными муфтами. Однако все магнитные муфты
работают от обычной цепи освещения напряжением от 110 до 125 вольт.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ (С ИЗМЕНЕНИЯМИ).
Усовершенствования в электрической работе и управлении металлорежущими и аналогичными станками.
Я, Йоран Каргмл Шоу, проживающий по адресу: Вашингтон-стрит, 70, Броклин, Нью-Йорк, Соединенные
Штаты Америки, инженер-механик, гражданин Соединенных Штатов Америки, настоящим заявляю о
характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и
установлены в следующем заявлении: Данное изобретение относится, в частности, к металлорежущим
станкам, в которых предусмотрены винтовые подачи для относительной подачи между заготовкой и
подходящим резцом или фрезой, причем подачи осуществляются в трех координатных плоскостях или в трех
прямолинейных направлениях под прямым углом друг к другу; и мое усовершенствование предусматривает
электродвигатели для управления соответствующими винтовыми подачами посредством вращающихся
электромагнитных муфт, приводящих в движение соответствующие винты, и электрических управляющих
контактных реле и цепей, определяющих относительную подачу в одном или нескольких из трех направлений.
В машинах такого типа желательно изготавливать копии заданной конструкции по моделям или шаблонам, и
поэтому в моей усовершенствованной машине я предусмотрел электрическое управление подачей с
помощью трассировщика, следующего по шаблону или модели, при этом машина снабжена
соответствующими переключателями и реле для автоматической работы машины под управлением
трассировщика или для ручного управления оператором, в зависимости от необходимости.
Мне известно, что магнитные муфты использовались в машинах различных типов и ранее, и я не претендую
на какие-либо конкретные права на магнитные муфты, но считается, что моя модификация вращающихся
магнитных муфт для непосредственного привода шнеков подачи под управлением трассировщика и
автоматического устройства для управления прямой и обратной подачей шнека, как это будет более подробно
описано ниже, является новой и отличается от любого предыдущего применения. Однако мое изобретение не
предусматривает и не включает в себя управление трассировкой с помощью обычных муфт, приводимых в
действие электромагнитами.
Мне также известно, что электротравление конструкций применялось в станках и другом оборудовании для
управления работой определенных элементов. Насколько мне известно, ни один из ранее описанных
трассировщиков не показан в связи с вращающимися магнитными муфтами, приводящими в движение
подающие винты для прямой и обратной подачи, и ни один из них не способен работать в связи с ними.
Поэтому целью моих усовершенствований в электрической работе и управлении металлорежущими и
подобными станками является обеспечение точного и чувствительного управления различными режимами
подачи, как описано ниже, в соответствии с требованиями современной практики машиностроения.
Один из вариантов моих усовершенствованных металлорежущих станков с электрическим приводом и
управлением показан на прилагаемых чертежах, которые демонстрируют конструкцию, механические детали
и электрические соединения моего усовершенствованного штамповочного станка. На рисунке 1 показан вид
спереди моей усовершенствованной машины; на рисунке 2 показан поперечный вертикальный разрез по
линии 2-2 рисунка 1; на рисунке 3 показан боковой вид машины, вид с правого торца; на рисунке 4 —
детальный разрез по линии 4-4 рисунка 1; на рисунке 5 — вид сверху, частично разрезанной; на рисунке 6 —
горизонтальный разрез корпуса сцепления для привода горизонтального ползуна; на рисунке 7 —
горизонтальный разрез корпуса редуктора для горизонтального привода, разрез выполнен по линии 7-7
рисунка 8; на рисунке 8 — вертикальный разрез корпуса редуктора по линии 8-8 рисунков 5 и 7;
9 Рис. 10 представляет собой вертикальное поперечное сечение по линии 9-9 на рис. 8; рис. 10 представляет
собой горизонтальное сечение горизонтального контактора подачи, сечение выполнено по линии 10-10 на рис.
1 и 11; рис. 11 представляет собой боковой вид контактора подачи, частично в разрезе по линии 11-11 на рис.
10; рис. 12 представляет собой схему подключения контактора подачи; рис. 13 представляет собой вид
спереди, частично в разрезе по линии 13-13 на рис. 14, магнитной муфты привода поперечного ползуна; рис.
14 представляет собой горизонтальный разрез корпуса сцепления, по линии 14-14 на рис. 13; рис.
15 На рис. 14 показан фрагмент поперечного сечения по линии 15-15; на рис. 16 представлен продольный
вертикальный разрез трассера по линии 16-16. 17 ; Рис. 17 представляет собой вид спереди трассирующей
головки; Рис.
18 Рис. 16 — это вид спереди в разрезе по линии 18-18 и частично в разрезе по линии 18-18 на рис. 19; рис. 19
— это боковой вид в разрезе, показывающий детали регулировки балансировочной пружины; рис. 20 — это
небольшой фрагмент разреза по линии 20-20 на рис. 17; рис.
21 Рис. 22 — вид спереди, показывающий циферблат барабанного переключателя; рис. 23 — вид сбоку
барабанного переключателя; рис. 23 — поперечное сечение барабанного переключателя на линии 23-23 рис.
22; На рис. 24 показана принципиальная схема электрических соединений с условными обозначениями
различных выключателей и реле, а также вариант барабанного выключателя; рис.
25 На рис. 26 показан фронтальный вид контурного трассера, на разрезе показана одна контактная щетка; на
рис. 26 показан частично отломанный вертикальный разрез по линии 26-26 на рис. 25; на рис. 26 показан
горизонтальный продольный разрез контурного трассера по линии 27-27 на рис. 25, а на рис. 28 показана
схема, иллюстрирующая работу контурного трассера.
Этот станок, который иногда называют гравировальным или штамповочным станком, по принципу действия
представляет собой разновидность фрезерного станка и включает в себя литой станинный узел 101 (см. рис.
1, 3 и 5), задняя часть 102 которого снабжена Т-образными пазами 103 для удержания заготовки А или
пластины или кронштейна для поддержки заготовки и модели или образца В, подлежащего воспроизведению.
Передняя часть станины 101, расположенная в горизонтальной плоскости, снабжена горизонтальными
направляющими 104, параллельными плоскости опорной плиты заготовки (и Т-образным пазам 103), на
которых установлен и перемещается в горизонтальном направлении направляющий элемент 105, несущий
колонну 106, жестко прикрепленную к нему. Одна из граней этой колонны 106, расположенная поперечно
горизонтальной опоре 101, обработана для формирования вертикальных направляющих 107 для
вертикального салазок или седла 108. Седло 108, предназначенное для скольжения вверх и вниз по
вертикальным направляющим 107, выполнено с выступающей полкой 109 вдоль нижнего края, причем как
верхняя поверхность 110 полки, так и вертикальная поверхность 111 седла, перпендикулярные полке,
обработаны таким образом, чтобы образовывать направляющие для горизонтально перемещающегося
поперечного салазка 112, на котором установлен шпиндель 113, несущий резец или фрезу 114, и кронштейн
115 для поддержки трассера 116, а также двигатель 117 для вращения шпинделя резца 113.
Как видно, данная конструкция позволяет создать машину, обеспечивающую горизонтальное перемещение
вправо или влево, вертикальное перемещение вверх или вниз, а также горизонтальное поперечное
перемещение под прямым углом к первому упомянутому горизонтальному перемещению, которое можно
обозначить как перемещение внутрь и наружу относительно заготовки А и шаблона В. Три описанных ранее
направляющих 105, 108 и 112 удерживаются на своих направляющих с помощью соответствующих
направляющих пластин, снабженных регулируемыми коническими направляющими, обычным способом.
Перемещение соответствующих направляющих в горизонтальном, вертикальном и поперечном направлениях
осуществляется с помощью ходовых винтов, вращающихся в подшипниках, прикрепленных к станине или к
соответствующим направляющим, и приводящих в движение различные направляющие посредством
соответствующих винтовых гаек, прикрепленных к соответствующим направляющим.
Вертикально перемещающаяся направляющая или седло 108, на которой установлена поперечная
направляющая 112, на которой закреплены режущая головка 114 и трассер 116, уравновешивается
противовесом 118 (рис. 1), воздействующим на направляющие 119 колонны 106 и прикрепленным к
направляющей седла 108 цепью 120, проходящей через шкив или ролик 121 в верхней части колонны.
Питание каждого из трех ходовых винтов осуществляется с помощью соответствующих редукторов и
магнитных муфт с электроприводом, которые будут описаны далее; сначала будет описан горизонтальный
механизм подачи, как показано ниже (см. рис. 1, 5, 6–9). Механизмы и муфты, приводящие в движение
горизонтальный направляющий механизм 105, опираются на выступы или удлинители станины на одном
конце (левом на рис. 1) направляющей 104 и приводятся в движение электродвигателем 122, расположенным
в задней части торца направляющей части станины 101. Двигатель 122 соединен через пару прямозубых
шестерен 123 и 124 с одним концом короткого горизонтального вала 125 (рис. 6), вращающегося в
соответствующих подшипниках 126 и несущего на противоположном конце коническую шестерню 127. Эта
коническая шестерня входит в зацепление с парой кольцевых конических зубчатых колес 128 и 129, каждое из
которых установлено на магнитной муфте 130 и 131 и закреплено на ней. Таким образом, будет видно, что
шестерня 127, вращаемая двигателем 122 и работающая через кольцевые конические шестерни 128-129,
будет вращать две магнитные муфты 130-131, расположенные друг напротив друга, в противоположных
направлениях.
Магнитные муфты 130-131 вращаются на штифтах 132 и 133, установленных на корпусе редуктора муфты
134, и удерживаются на месте соответствующими упорными подшипниками 135-136.
Между поверхностями этих муфт, скользяще закрепленными на валу 137, проходящем через
вышеупомянутые штоки 132 и 133 и имеющем в них подшипники, расположен двусторонний якорь 138,
которому допускается небольшой боковой люфт между поверхностями муфт, так что при подаче напряжения
на любой из магнитов муфты 130 или 131 он будет притягивать якорь 138 и удерживать его и вал 137, вращая
их синхронно с подающим напряжение магнитом муфты.
Ток для питания магнитов муфты подается к ним через угольные щетки 139, установленные на корпусе муфты
134 и прижимающиеся к изолированным коллекторным кольцам 140, расположенным на оболочках
соответствующих магнитных муфт.
Оба конца вала якоря 137, о котором идет речь, выступают за пределы корпуса редуктора 134, а на заднем
конце 137a вала якоря расположен еще один аналогичный дисковый якорь 141, скользяще закрепленный на
нем и предназначенный для взаимодействия с тормозным магнитом 142, по существу аналогичным магнитам
сцепления 130-131, описанным ранее, за исключением того, что он жестко закреплен в точке 143 на внешней
стороне рамы корпуса сцепления. Упомянутый выше тормозной магнит 142 и связанный с ним дисковый якорь
141 образуют магнитный тормоз, предотвращающий чрезмерное перемещение горизонтального винта подачи
в любом направлении, и электрически соединены соответствующими цепями и реле (см. схему подключения
на рис. 24) таким образом, чтобы срабатывать, когда магнитные муфты 130-131 не работают, то есть
тормозной магнит находится под напряжением в момент отключения магнитов муфт, и он отключается, когда
одна из магнитных муфт в корпусе муфты 134 находится под напряжением.
Благодаря такой конструкции видно, что тормозной магнит будет спокойно останавливать вал якоря при
отпускании любой из магнитных муфт, предотвращая тем самым перекатывание вала и чрезмерное
перемещение машины (горизонтального направляющего) в рабочих условиях.
Конец вала якоря 137, который простирается к передней части машины, то есть конец, противоположный
тормозному магниту, соединен с коротким валом 144, выступающим из корпуса редуктора 154 и имеющим в
нем подшипники (рис.).
7). Этот короткий вал, расположенный внутри корпуса, несет червяк 146, взаимодействующий с червячным
колесом 147, установленным на горизонтальном валу 148 под прямым углом к червяку или короткому валу
144. Передний конец короткого или червячного вала 144, расположенный за червяком 146 (рис. 7), несет
коническую шестерню 149, которая зацепляется с конической шестерней 150, закрепленной на горизонтально
расположенной втулке 151, вращающейся на валу 152, имеющем подшипник 153 в корпусе переключающего
механизма 154, причем конец этой втулки снабжен зубьями 155, образующими один из элементов кулачковой
муфты.
Упомянутый ранее вал 148, несущий червячное колесо 147, параллелен оси последней упомянутой втулки
конической шестерни 151, имеющей зубья кулачковой муфты, и на этом валу червячного колеса 148 на его
наружном конце, то есть на конце, противоположном концу, несущему червячное колесо, установлена
прямозубая шестерня 156, которая взаимодействует с другой прямозубой шестерней 157, установленной на
вращающейся втулке 158 и закрепленной на ней, расположенной в одной оси с втулкой муфты 151,
упомянутой ранее как несущая коническую шестерню 150, причем конец этой втулки 158 снабжен
аналогичными зубьями кулачковой муфты 159. Две последние упомянутые прямозубые шестерни 156 и 157
установлены на своих валах и втулках таким образом, чтобы их можно было легко снимать и заменять
другими шестернями с различными передаточными числами, что позволяет работать на машине с различной
скоростью, в зависимости от необходимости или оптимальной для выполняемой работы.
Через две втулки 151 и 158, снабженные зубьями кулачковой муфты 155 и 159, проходит упомянутый ранее
вал 152, имеющий подшипники во втулках, установленных на втулках 158 и отливке 153, при этом
центральная часть этого вала снабжена двухсторонней шпулей кулачковой муфты 160, скользяще
установленной на ней и удерживаемой для вращения вместе с валом соответствующими шпонками, такими
как 161 (рис. 7).
Этот золотниковый муфтовый элемент 160 может быть смещен продольно относительно своего вала таким
образом, чтобы он мог входить в зацепление либо со втулкой 151 конической шестерни 150, либо со втулкой
158, на которой установлена зубчатая шестерня переключения передач 157. Благодаря такой конструкции
легко получить широкий диапазон изменения скорости. Когда золотник сцепления 160 находится в зацеплении
со втулкой конической шестерни 151, вал золотника сцепления 152 вращается с гораздо большей скоростью,
чем когда золотник сцепления находится в зацеплении со втулкой 158, на которой установлена зубчатая
шестерня переключения передач 157, которая, как объяснялось ранее, получает свое более медленное
движение через червяк 146 и червячное колесо 147.
Вал 152, несущий золотник муфты 160, соединен посредством муфты 162 непосредственно с концом главного
горизонтального ходового винта 163, который установлен на соответствующих подшипниках 164 (см. рис. 1)
на передней стороне станины 101 и, как объяснялось ранее, приводит в движение направляющую колонны
105.
Двухсторонний кулачковый механизм муфты 160, предназначенный для регулирования скорости вращения
горизонтального ходового винта 163, приводится в действие в продольном направлении для зацепления
одной из муфтовых втулок 151-158 посредством колодок 165, установленных в вилке 166 на конце рычага 167.
Обычно этот рычаг переключения сцепления удерживается с помощью пружины сжатия 168, при этом
зажимные губки золотника сцепления находятся в зацеплении с втулкой 158 низкоскоростного сцепления, на
которой установлен механизм переключения 157, а золотник сцепления перемещается в противоположном
направлении для включения конической зубчатой муфты 151 с помощью электромагнита 169. Когда
электромагнит обесточен, золотник сцепления 160 будет возвращен в исходное положение пружиной 168.
Верхний конец рычага переключения сцепления 167 имеет контактную планку 170, которая обеспечивает
электрические соединения на обоих концах своего хода с различными блокировочными переключателями 171
(рис. 24), упомянутыми далее при пояснении электрического оборудования.
Через шестерни 172, 173, 174, 175, 176 или через 172, 173, 174 и 177 (рис. 10 и 11) к втулке 158 муфты
холостого хода, которая приводит в движение вал муфты 152 и, следовательно, ходовой винт 163,
расположен небольшой вал 178, вращательно установленный в корпусе 179, поддерживаемом кронштейном
180 на корпусе переключающего механизма 154. Этот небольшой вал вращается с помощью одной из
промежуточных шестерен переключения скоростей 176 или 177, двух из упомянутых ранее шестерен,
имеющих разные размеры. Шестерни 176 и 177 закреплены на втулке 181, имеют шпоночное крепление и
скользят по малому валу 178, а также могут переключаться для зацепления шестерни 177 с шестерней 174
или шестерни 176 с шестерней 175, обеспечивая таким образом две скорости. Небольшой вал 178 несет
множество зубчатых дисков 182, зубья 183 которых имеют кулачковидную форму, причем каждый диск
снабжен разным количеством зубьев. Над дисками или с одной стороны от них расположен стержень 184,
закрепленный в раме 179 и несущий соответствующее множество контактных рычагов 185,
взаимодействующих с соответствующими зубчатыми кулачковыми дисками 182 для управления пошаговой
подачей основного или горизонтально перемещающегося салазок 105.
Контактные рычаги 185, несущие контакты 186, предназначены для удержания пружинами 187 в замыкающем
контакте с винтами 188, установленными в стержнях 189 из изоляционного материала, каждый из которых
соединен проводом 190 (рис. 12) с одной из серии контактных головок 191, установленных на диске 192 из
изоляционного материала. Для замыкания цепи 24 на принципиальной схеме 24 через любую из контактных
головок 191 предусмотрен вращающийся палец 193 в зависимости от требуемой величины пошаговой подачи,
которая, конечно же, определяется количеством зубцов на соответствующем диске 182. Зубья дисков 182 и
промежутки между ними одинаковы, так что контакты соответствующих контактных рычагов 185 остаются
замкнутыми или разомкнутыми при одинаковом вращении вала 178 и, следовательно, при одинаковой подаче
или вращении подающего винта 163. Контактные рычаги 185 управляют реле 302, которое через реверсивный
переключатель 296 (как описано далее) управляет включением магнитных муфт 130, 131, так что последние
будут осуществлять пошаговую подачу.
Схема цепи якоря реле 302, через реверсивный переключатель, устроена таким образом, что подача будет
осуществляться попеременно путем вращения диска 185 на расстояние между зубьями, а затем на
расстояние между зубьями при каждом переключении реверсивного переключателя 296.
Описанный выше механизм, состоящий из кулачкового диска и контактного рычага, называется контактором
горизонтальной подачи и, находясь в рабочем состоянии, управляет пошаговой горизонтальной подачей либо
вправо, либо влево. Для выбора контактного несущего рычага и диска, обеспечивающих необходимую подачу,
предусмотрены соответствующий диск 194 и рифленая кнопка 195, а поворотом рифленой кнопки в
различные положения можно привести в действие один или другой из множества кулачковых дисков с
зубцами для управления пошаговой подачей.
При непрерывной горизонтальной резке заготовки горизонтальный суппорт 105 совершает
возвратно-поступательное движение относительно станины, сначала в одном направлении, а затем в другом.
Величина непрерывного перемещения подачи в любом направлении ограничивается реверсивным
контактором 196 (рис. 1), снабженным рычагом переключателя 197, удерживаемым по центру пружинами 198
(см. рис. 24), причем рычаг снабжен контактной планкой 199, взаимодействующей с расположенными
напротив друг друга контактами листовых пружин, обозначенными на принципиальной схеме как 7 и 8,
которые предназначены для замыкания накоротко одного или другого из пары магнитов, далее именуемых
реверсивным переключателем. Рычаг реверсивного контактора 197, как будет более подробно показано на
рис. 1, предназначен для взаимодействия с регулируемыми фиксаторами 200, ограничивающими движение
горизонтальной направляющей в обоих направлениях. Собаки 200 установлены на перекладине 201,
закрепленной кронштейнами 202 на передней части кровати 101. В целях безопасности и для
предотвращения чрезмерного перемещения ползунка 105 в любом направлении, верхний конец рычага 197
снабжен ромбовидным выступом 203 из изоляционного материала, предназначенным для установки между
одним или другим из двух противоположно расположенных замкнутых пружинных контактов 27271 и 29-291
(см. схему подключения на рис. 24), расположенных в цепях соответствующих магнитов муфты 130-131,
управляющих продольной подачей горизонтального ползунка 105.
Благодаря такой конструкции станет очевидно, что чрезмерное перемещение рычага реверсивного контактора
197 разорвет цепь магнитной муфты, которая в данный момент управляет подающим винтом, и остановит
подачу.
Далее будет описан механизм вертикальной подачи. Седло или вертикальный направляющий механизм 108,
установленный на колонне 106 на горизонтальном направляющем механизме 105 и движущийся в
вертикальном направлении, приводится в движение, как указывалось ранее, вертикальным ходовым винтом
204, установленным на колонне. Этот ходовой винт установлен в литом кронштейне 205, закрепленном на
верхней части колонны, и снабжен верхним и нижним шариковыми упорными подшипниками, которые могут
быть отрегулированы для устранения люфта. Нижний конец ходового винта 204 (рис. 4) соединен
посредством муфты 206 с коротким валом 207, на котором установлена коническая шестерня 208,
взаимодействующая с конической шестерней 209, установленной на горизонтальном валу 210. Этот
горизонтальный вал (210) установлен в подшипниках 211 в горизонтальном направляющем механизме 105 и
заканчивается на конце 212 квадратным выступом для крепления рукоятки, благодаря чему вертикальный
направляющий механизм или седло 108 могут приводиться в движение вручную.
На верхнем конце вертикального ходового винта 204 расположена коническая шестерня 213,
взаимодействующая с конической зубчатой передачей 214, закрепленной на горизонтальном валу,
вращательно установленном в кронштейне или отливке 205 в верхней части колонны, в которой установлен
ходовой винт 204. Упомянутый последний вал, соответствующий цифре 228 на рисунке 14, входит в корпус
магнитной муфты 215, в котором установлен механизм магнитной муфты, идентичный показанному на
рисунках 13 и 14 и описанному в связи с поперечным подающим винтом 228. На схеме подключения (рис. 24)
пара магнитных муфт (двигатель 216), приводящих в движение вертикальный ходовой винт 204, обозначена
на рисунке 217.
«Этот механизм привода с магнитной муфтой по существу имеет ту же конструкцию, устройство и принцип
работы, что и описанный ранее (рис. 6) в связи с работой горизонтального ползуна 105, за исключением того,
что в связи с ним не используется магнитный тормоз».
На корпусе 215 магнитных муфт, приводящих в действие вертикальный ходовой винт 204 для вертикального
ползуна 108, установлен небольшой корпус 218 (рис. 1, 3 и 5), содержащий контактор подачи для пошаговой
вертикальной подачи, соответствующий и имеющий ту же конструкцию, что и контактор горизонтальной
пошаговой подачи 179 (рис. 10-12), описанный ранее в связи с механизмом горизонтальной подачи. Этот
вертикальный подающий контактор 218, как и горизонтальный подающий контактор 179, имеет зубчатую
передачу, приводимую в действие валом якоря магнитной муфты, вращающим вертикальный подающий винт
204 (рис. 1), а вращение подающего винта передается через систему скользящих переключающих передач,
работающую аналогично системе переключающих передач 174–177 (рис. 10 и 11) для горизонтального
подающего контактора 179, для передачи на малый вал 178, несущий кулачковые зубчатые контакторные
диски 182, одной или другой из двух скоростей.
Аналогичный градуированный циферблат 219 и рифленая головка 220 предназначены для выбора желаемого
шага подачи. Следует понимать, что этот вертикальный контактор подачи 218 предназначен для пошагового
управления подачей вверх или вниз только тогда, когда горизонтальный контактор подачи не работает.
(См. схему подключения, цепь 22, на рис.
24). Иными словами, одновременно работает только один контактор ступенчатой подачи.
Реверсивный колитактор 221, ограничивающий непрерывную подачу в любом направлении вертикального
ползуна 108, идентичен по конструкции и принципу работы ранее описанному реверсивному колитактору 196,
но в этом случае рычаг переключателя 222 (соответствующий 197) приводится в действие вертикально
перемещающейся планкой 223 (см. рис. 1), на которой установлены ограничительные фиксаторы 224,
расположенные таким образом, чтобы взаимодействовать с выступом или пальцем 925, выступающим из
вертикального ползуна 108. Рычаг реверсивного контактора 222, как показано на принципиальной схеме (рис.
24), снабжен аналогичной контактной планкой 226, взаимодействующей с пружинными контактными
элементами, обозначенными как 7v и 8-v, для замыкания накоротко соответствующих магнитов реверсивного
выключателя, как описано ниже. Верхний конец рычага 222 имеет аналогичный ромбовидный выступ 227,
взаимодействующий с пружинными контактными пальцами, обозначенными как 47-471 и 48-481, и
предназначенный для их открытия и закрытия (рис.).
24), которые включены в цепи соответствующих магнитов муфты 217, управляющих вертикальным подающим
винтом 204, тем самым предотвращая перебег вертикального ползуна.
Поперечное или прямое движение подачи для режущего инструмента 114 и трассера 116 осуществляется
путем перемещения ходового винта 228 (рис. 2 и 3), установленного на вертикальной направляющей или
седле 108 и зацепляющегося с гайкой на поперечной направляющей 112, которая, как было описано ранее,
скользит между стенкой или вертикальной поверхностью 111 седла и полкой 109, выступающей из ее нижнего
края. Как уже говорилось ранее, магнитные муфты для вертикальной и поперечной подачи практически
идентичны. Поперечный ходовой винт 228 приводится в движение в любом направлении (см. рис. 13-15)
электродвигателем 229, работающим через магнитные муфты 230 в корпусе муфты 230а и якорь муфты 231
на валу 232, соединенном с ходовым винтом 228, через шестерню 233 и зубчатое колесо 234. Поскольку
конструкция и принцип работы этого механизма магнитной муфты практически идентичны описанным в связи
с горизонтальным и вертикальным ходовыми винтами, поэтому нет необходимости повторять здесь описание
этого механизма.
Основные отличия от показанной на рис. 6-9 заключаются в том, что магнитные муфты 230 приводятся в
движение от двигателя 229 через промежуточные шестерни 235, 236, 237, 238, вращающие шестерню 239; а
магнитные щетки муфты 240 установлены на рычагах 241 таким образом, что их можно откидывать наружу,
вынимая стопорный штифт 242 (рис. 15).
Как указывалось ранее, режущая головка, несущая режущий шпиндель 113, установлена на поперечной
направляющей 112, которая, в свою очередь, установлена на седле 108 и полке 109 и может перемещаться
вперед и назад с помощью описанного выше механизма поперечной подачи (винтового механизма 228).
Фрезерная головка или ползун 112, установленный на поперечных направляющих 110-111, представляет
собой прямоугольную коробчатую отливку 243 (рис. 2), снабженную трубчатой оболочкой 244, в которой в
точке 245, приблизительно через центр, просверлено отверстие для образования кольцевых подшипников
скольжения, несущих втулку главного шпинделя 246.
Основная втулка шпинделя 246 скользит в отверстии 245 режущей головки и снабжена продольной зубчатой
рейкой 247, которая непосредственно на ней нарезает материал и зацепляется с прямозубой шестерней 248,
последняя имеет вращательное крепление для регулировки положения шпинделя внутрь и наружу. Втулка
шпинделя 246 имеет на каждом конце коническую втулку 249, образующую подшипники для шпинделя фрезы
113, который вращательно установлен в ней. Задний конец шпинделя фрезы, то есть сторона, обращенная к
опорной плите или кронштейну заготовки, снабжен обычным коническим отверстием для размещения
конических хвостовиков различных фрез 114, фрезерных станков или других режущих инструментов,
необходимых для работы станка. Другой, или передний, конец шпинделя фрезы значительно выступает за
конец втулки шпинделя 246 и снабжен оперением 250, проходящим вдоль шпинделя на несколько дюймов,
что позволяет регулировать шпиндель и втулку шпинделя вперед и назад относительно головки с помощью
шестерни 248 и зубчатой рейки 247, связанных со втулкой шпинделя, как описано ранее.
Острый конец шпинделя фрезы входит в зубчатую передачу 251, установленную в соответствующих
подшипниках 252 на переднем конце литой головки 243, причем зубчатая передача 251 снабжена шпоночным
пазом, в который входит острие 250 на конце шпинделя 113. Эта зубчатая передача приводится в движение
посредством прямозубой шестерни 253, вращающейся на штифте 254, причем прямозубая шестерня
снабжена удлиненной ступицей 255, имеющей паз и шпонку для установки одной из различных сменных
шестерен 256. Еще один штифт 257, также установленный на головке блока цилиндров параллельно первому
упомянутому штифту 254, несет аналогичную прямозубую шестерню 258 с удлиненной ступицей или втулкой
259, имеющей посадочное место для другой шестерни переключения 260, предназначенной для
взаимодействия с ранее упомянутой шестерней переключения 256. Зубчатое колесо 258, несущее эту вторую
втулку, непосредственно входит в зацепление с шестерней 261 на валу 262 двигателя 117 для привода
режущего инструмента 114; двигатель, как описано ранее, установлен на верхней части вышеупомянутой
прямоугольной коробчатой отливки головки 243 (см. рис. 1, 2 и 3).
Таким образом, все эти детали перемещаются вместе с поперечным направляющим 112 внутрь и наружу
седла 108 при работе поперечного подающего винта 228. Таким образом, видно, что шпиндель фрезы 113
приводится в движение двигателем 117 на поперечном суппорте через промежуточную шестерню, зубчатые
колеса переключения и соединение 250 шпинделя с зубчатой передачей 251.
Как указывалось ранее, поперечная направляющая 112 на седле 108 имеет кронштейн 115 для крепления
трассирующего элемента (рис. 1, 2 и 3), закрепленный на отливке головки шпинделя 243. Этот кронштейн
снабжен вертикально регулируемой направляющей 263, расположенной непосредственно над шпинделем
фрезы, и на этой направляющей регулируемо установлен другой направляющий кронштейн 264, к которому
прикреплен электрический трассер 265 для управления перемещениями подачи режущей головки, поскольку
точка трассера 116 следует за рисунком, который должен быть воспроизведен фрезой. Поскольку резец и
трассировщик установлены таким образом, чтобы двигаться синхронно, следует понимать, что в станке,
имеющем три описанных ранее движения подачи, а именно горизонтальное, вертикальное и , трассировщик
может точно следовать любой трехмерной поверхности, а резец (114), движущийся синхронно с ней, будет
воспроизводить поверхность модели или шаблона в изделии.
Управление этим станком осуществляется исключительно электрическим способом и предпочтительно с
помощью нескольких кнопочных переключателей на панели управления 266 (рис. 3 и 24), установленной на
блоке шпинделя 243 поперечной салазки 112 в пределах легкой досягаемости оператора. Различные
переключатели 267 традиционно показаны на рис. 24, а то, что они контролируют, будет более подробно
рассмотрено далее.
Помимо ручного управления, станок может работать в автоматическом режиме под управлением
трассировщика 265, и в этом случае трассировщик или управляющий элемент станка будет следовать за
моделью или рисунком, которые должны быть воспроизведены режущим инструментом из стали или другого
металла, и оставаться в контакте с ними, в зависимости от необходимости.
Общий принцип работы трассировщика лучше всего понять, описав механизм его действия в связи с
оперативным управлением машиной. Трассер 265, который, как указывалось ранее, установлен на
кронштейне трассера 115 на поперечной направляющей 112, над шпинделем режущего инструмента 113,
должен быть отрегулирован таким образом, чтобы его точка 116 находилась в той же вертикальной плоскости,
что и режущий инструмент. Трассировщик (см. рис. 16–20) включает в себя трассировочную точку 116,
установленную на конце шпинделя 268, который, в свою очередь, оснащен шаровым шарниром 269,
расположенным вблизи середины шпинделя, для обеспечения универсального бокового перемещения его
концов. Шпиндель трассера 269, вращающийся на шаровом шарнире, поддерживается в втулке 270,
являющейся частью корпуса трассера. Конец шпинделя трассера, обращенный к передней части станка и
противоположный точке трассировки, заканчивается полусферическим закаленным наконечником 271,
который опирается на коническую чашку или седло 272, установленное в нижнем или коротком конце 273
контактного рычага 274, шарнирно соединенного в точке 275 с литой головкой или рамой 276, установленной
на переднем конце опорной втулки шпинделя 270.
Контактный рычаг 274 электрически соединен с головкой 276 таким образом, что при замыкании одного из
контактов, расположенных на нем, цепь замыкается через корпус трассировщика и раму машины.
Аккумулятор или генератор для низковольтного тока также соединены с рамой машины таким образом, что
последняя образует обратную цепь.
Верхняя и более длинная часть контактного рычага 274, на нижнем конце которого находится коническое
седло чашки 272, снабжена двумя контактными точками 277 и 278, установленными на противоположных
сторонах спереди и сзади, расположенными таким образом, чтобы взаимодействовать с контактными винтами
279 и 280 соответственно. Одна из этих точек, 279, изолирована от кронштейна 281 на трассирующей головке
276 и жестко закреплена на нем, а другая, 280, в изолирующей втулке, удерживается вторичным или
плавающим рычагом 282, шарнирно закрепленным в точке 282a на кронштейне 283, установленном на
трассирующей головке 276, но изолированном от нее (Рисунок 16). Передние или жесткие контакты 277, 279
установлены перед рычагом 274, несущим контакты, на противоположной стороне рычага от конической
чашки 272, и рычаг притягивается к переднему контакту 279 с помощью подходящей пружины или пружин,
например, в точке 284, а пружина 285 упирается в нижний конец 273 рычага, а натяжение соответствующих
пружин регулируется соответствующими винтами 286 и 287.
Пружинное натяжение на этом контактном рычаге 274 также удерживает центрирующее коническое седло или
чашку 272 в контакте с полусферическим концом 271 трассирующего шпинделя 268 и вдавливает шпиндель в
продольном направлении в его шаровое седло 288. Шаровой шарнир 269 шпинделя имеет полусферическую
форму, а посадочное место 288 также имеет полусферическую форму, переходящую в цилиндрическое
удлинение в точке 289, что позволяет осуществлять небольшое продольное перемещение шпинделя
трассера против действия пружинного натяжения, ранее упомянутого как воздействующее на контактный
рычаг и удерживающее шпиндель в его посадочном месте.
Таким образом, будет видно, что продольное давление вдоль оси шпинделя трассера 268, вызванное
контактом точки трассера 116 с рисунком, будет перемещать шпиндель против натяжения пружин (пружины
284 и 285), удерживающих контактный рычаг 274, и последний будет перемещаться вокруг своей оси и
размыкать передний или нормально замкнутый контакт 277, 279. Этот передний контакт управляет цепью
33-35 реле 290 (см. рис. 24), которое управляет цепью 35-36-37, работающей через магнитную муфту 230, для
подачи поперечного салазок на седле, и разрыв этого контакта остановит подачу трассировщика и резака в
направлении рисунка и заготовки соответственно.
— Это произойдет, когда наконечник трассировщика зацепится за рисунок, а шпиндель трассировщика будет
перемещен в продольном направлении, как только что было описано. Когда передний контакт 277, 279 снова
замыкается, как это обычно происходит, подача трассировщика и режущего инструмента будет направлена
внутрь или к заготовке.
Второй контакт 278, установленный на задней части контактного рычага 274, как объяснялось ранее,
взаимодействует с контактом 280 на вторичном или плавающем рычаге 282, который находится позади
первого рычага.
Этот задний контакт 280 соединен проводом 291 с клеммой 292 (рис. 17) и управляет цепями 52-51 на
принципиальной схеме рис. 24 через другой магнитный зажим 230, обозначенный как «выход» на рис.
24, так что при замыкании контакта 278,280 шпиндельная головка, несущая трассер 116 и резец 114, будет
двигаться в противоположном направлении (наружу) и отводить резец от заготовки. Этот плавающий рычаг
282 имеет вторичный контакт 293 на своем верхнем конце, взаимодействующий с неподвижным контактным
винтом 294, проходящим через изолирующую втулку на кронштейне 281 на головке трассера; эти контакты
размыкаются под действием пружины 295 на конце регулируемого ограничительного винта 295a, когда
давление на плавающий рычаг 282 со стороны основного контактного рычага 274 (за счет контакта 278 с
контактным винтом 280) становится чрезмерным из-за движения шпинделя трассера 268. Цепь через рычаг
282 замыкается через винт 31 (рис. 16 и 18). Разрыв этих плавающих контактов рычага 293-294 останавливает
движение горизонтальной направляющей 105 через цепи 32-31, 19, 18, как показано на принципиальной схеме
на рис. 24.
Соседние файлы в папке патенты