CZ2016171A3 - Stavebnicový multifunkční obráběcí stroj - Google Patents

Abstract

Stavebnicový multifunkční obráběcí stroj, zejména pro příčné dělení obrobků prstencovitého nebo diskovitého tvaru, zahrnuje lože (1) s upínacím mechanismem obrobků se svislou osou rotace spojené se stojanem (3) s nejméně jedním vodorovně uspořádaným vřeteníkem (5). Vřeteník (5) s pracovním nástrojem je na stojanu (3) uložen posuvně ve svislém i vodorovném směru, kde podélná osa (o) vřeteníku (5) svírá s rovinou (p) kolmou k čelní rovině stojanu (3) a procházející svislou osou rotace upínacího mechanismu ostrý úhel (.alfa.), přičemž vřeteník (5) je na své čelní ploše uzpůsoben pro upnutí přídavného technologického zařízení. Vřeteník (5) je uložen prostřednictvím křížových saní (4) na boční stěně stojanu (3) zkosené vůči jeho čelní rovině, nebo prostřednictvím křížových saní (4) zkosených vůči čelní rovině stojanu (3). Pracovním nástrojem je pilový kotouč (6) nebo frézovací nástroj nebo vrtací nástroj. Přídavným technologickým zařízením je soustružnický adaptér (7) se soustružnickým nožem (8) nebo držák (9) s vyvrtávací tyčí (10) nebo držák (9) s měřící sondou (11).

Description

Stavebnicový multifunkční obráběcí stroj Oblast techniky

Vynález se týká stavebnicového multifunkčního obráběcího stroje, zejména pro příčné dělení obrobků prstencovitého nebo diskovitého tvaru, zahrnujícího lože s upínacím mechanismem obrobků se svislou osou rotace spojené se stojanem s nejméně jedním vodorovně uspořádaným vřeteníkem.

Dosavadní stav techniky

Obrobky tvaru prstence, jejichž průměr je větší než výška a tloušťka jejich stěny, které slouží např. jako polotovary pro výrobu ložiskových kroužků, se z technologických důvodů vyrábějí vyšší, než je potřebný polotovar pro finální výrobek. Následně se takový obrobek příčně dělí na dva nebo více kroužků potřebné výšky. Při příčném dělení obrobků malých průměrů na kroužky potřebné výšky je osa rotace obrobku vodorovná. Pro dělení takových obrobků se používají jednoúčelové obráběcí stroje, které jsou podobné horizontálním soustruhům. Tyto stroje jsou vybaveny posuvovou jednotkou, ve které je upnut pilový kotouč, který se pohybuje kolmo na osu rotace obrobku. Toto uspořádání je vhodné pouze pro dělení kroužků malých průměrů. Pro obrobky větších průměrů s vodorovnou osou rotace, tj. od průměru jeden a více metrů, by byl stroj s vodorovnou osou rotace obrobku velmi vysoký, neboť by měl osu rotace upínacího mechanismu vysoko nad podlahou výrobních prostor. Upínací deska s upínacím mechanizmem tohoto stroje by musela být připevněna k vřetenu hřídelového tvaru, které je uloženo v ložiskách zachycujících radiální a axiální síly a klopné momenty, které vyvozuje upínací deska s upínacím mechanizmem uložená letmo na vřetení. Vřeteno by muselo mít dostatečně velký průměr a délku, aby spojení hřídele a upínacího mechanizmu obrobků velkého průměru bylo dostatečně tuhé. Obrobky velkého průměru, se kterými se manipuluje v poloze s vodorovnou osou rotace, by se na takovémto stroji hůře upínaly a ustřeďovaly v upínacím mechanizmu. Pro manipulaci s takovými obrobky v této poloze by byl potřeba jeřáb patřičné výšky a s tím souvisejí další problémy. Po oddělení kroužku by muselo být zajištěno jeho přidržení proti ',. * ‘.. * «.««««« pádu do pracovního prostoru. Takové konstrukční řešení je tedy pro dělení obrobků velkých průměrů naprosto nevhodné. Příčné dělení obrobků velkého průměru na kroužky se obvykle provádí na obráběcím stroji smykadlového typu se svislou orientací smykadla a svislou osou rotace obrobku. Dělení se provádí zapichováním soustružnickým nožem upnutým na konci smykadla. Další typ stroje, na kterém se příčné dělení obrobků provádí, má na konci rovněž vertikálně orientovaného smykadla připevněn pilový kotouč nebo držák se soustružnickým nástrojem, které jsou trvale připevněny ke smykadlu. U obou řešení je výhodou, že se v podstatě jedná o univerzální obráběcí stroje. Nevýhodou je však to, že stroj karuselového typu s vertikální osou smykadla je příliš vysoký. K tomu, aby bylo možné s obrobky velkého průměru manipulovat, musí být výrobní hala značně vysoká. Jeřábová dráha musí být v patřičné výšce tak, aby se nosná konstrukce jeřábu mohla pohybovat nad smykadlem či krytem smykadla v jeho nej vyšší možné horní poloze, aby nedošlo ke kolizi jeřábu a smykadla, popř. jeřábu a krytu smykadla. Další nevýhodou je samotná koncepce stroje karuselového typu, který bývá pro velké obrobky dvoustojanový. Na těchto stojanech je umístěn příčník, na kterém se pohybuje suport se smykadlem. Obrobek velkého průměru ležící na upínací desce na tomto dvoustojanovém stroji karuselové koncepce je zasunut mezi stojany a z velké části je shora zakryt příčníkem. To komplikuje manipulaci pomocí lan jak s oddělenými kroužky, tak zejména s obrobkem před jeho dělením, který je nejrozměmější a nejtěžší. Obvykle tři nebo Čtyři manipulační lana mají od jeřábového háku umístěného nad středem upínací desky stroje šikmý sklon směrem k ploše obrobku, za kterou je obrobek upínán. Toto šikmé paprskovité uspořádání lan od osy obrobku kjeho obvodu komplikuje manipulaci tím, že šikmá lana se nesmí dostat do kolize s příčníkem, popřípadě s jeho krytem. Bezpečnostní předpisy navíc stanovují dovolený sklon lan vůči horní ploše obrobku, se kterým se manipuluje. Řešením je umístit příčník co nevýše, aby manipulační lana byla pod příčníkem, případně mohou být využívány speciální dvouramenné či víceramenné přípravky, které však musí být seřizovány podle průměru upínaného obrobku. Negativním důsledkem vysoko umístěného příčníku nad obrobkem je nutnost velkého vysunutí smykadla. Tento problém nastává rovněž u jednostojanových strojů karuselového typu. Další nevýhodou výše uvedených strojů je jejich omezené využití, tj. především řezání pilovým kotoučem, případně provádění upichovací operace soustružnickým nožem. ...........

Podstata vynálezu Výše uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje stavebnicový multifunkční obráběcí stroj, zejména pro příčné dělení obrobků prstencovitého nebo diskovitého tvaru, zahrnující lože s upínacím mechanizmem obrobků se svislou osou rotace spojené se stojanem s nejméně jedním vodorovně uspořádaným vřeteníkem, v provedení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že vřeteník s pracovním nástrojem je na stojanu uložen posuvně ve svislém i vodorovném směru, kde podélná osa vřeteníku svírá s rovinou kolmou k čelní rovině stojanu a procházející svislou osou rotace upínacího mechanizmu ostrý úhel, přičemž vřeteník je na své čelní ploše uzpůsoben pro upnutí přídavného technologického zařízení.

Ostrého úhlu, který svírá podélná osa vřeteníku s rovinou kolmou k čelní rovině stojanu a procházející svislou osou upínacího mechanizmu je dosaženo tak, že vřeteník je uložen prostřednictvím křížových saní na boční stěně stojanu zkosené vůči jeho čelní rovině. V jiném provedení je možno dosáhnout ostrého úhlu, který svírá podélná osa vřeteníku s rovinou kolmou k čelní stěně stojanu a procházející svislou osou upínacího mechanizmu tak, že vřeteník je uložen na boční stěně stojanu prostřednictvím křížových saní zkosených vůči jeho čelní rovině.

Pracovním nástrojem může být pilový kotouč nebo frézovací nástroj nebo vrtací nástroj. Přídavným technologickým zařízením může být soustružnický adaptér se soustružnickým nožem nebo držák s vyvrtávací tyčí nebo držák s měřicí sondou. Základní funkcí stavebnicového multifimkčního obráběcího stroje je příčné dělení obrobků prstencovitého anebo diskovitého tvaru, přičemž vybavenost stroje lze rozšiřovat podle potřeb jeho uživatele, a tím na stroji provádět další technologické operace. Stavebnicový multifunkční obráběcí stroj je uzpůsoben pro umístění vodorovného vřeteníku buď vpravo/ nebo vlevo na jedné boční zkosené stěně stojanu, nebo vpravo i vlevo na každé zkosené boční stěně stojanu, případně lze použít zkosených saní. Tím je dosaženo zmenšené půdorysné zástavby stroje při zachování velikosti jeho pracovního prostoru. Prostorové uspořádání vodorovných vřeteníků vzhledem k upínací desce stroje zajišťuje ničím neomezenou manipulaci s obrobky, což je zvláště výhodné u hmotných obrobků největších možných rozměrů, které lze na stroji dělit a obrábět. Rovněž vnější kryty stroje spolu s dveřmi do pracovního prostoru jsou uzpůsobeny pro ničím neomezující manipulaci s obrobky při jejich nakládání a vyjímání ze stroje, a to jak v horizontálním, tak vertikálním směru. Při manipulaci s obrobky není nutné využívat speciální manipulační přípravky. Stroj lze díky malé výšce ' , < *««««** umístit do nízké haly či pod nízkou jeřábovou dráhu, což umožňuje pohyb jeřábu v těsné výšce nad stojanem stroje. Výška stroje je neměnná.

Na čelo vřeteníku lze umístit přídavná technologická zařízení, která umožňují realizovat další soustružnické nebo měřicí operace. Zdvih vřeteníku ve svislém směru je účelně zvýšen o délku nejdelšího nástroje orientovaného svisle, který je součástí přídavného technologického zařízení a který je na stroji používán.

Stroj v provedení se dvěma vřeteníky vybavenými např. pilovými kotouči nebo soustružnickými zapichovacími noži, které jsou současně v řezu, výrazně zvyšuje produktivitu práce při příčném dělení obrobků.

Objasnění výkresů

Stavebnicový multifunkční obráběcí stroj, zejména pro příčné dělení obrobků prstencovitého nebo diskovitého tvaru, podle vynálezu, je znázorněn na připojených výkresech. Na obr. 1 až 4 jsou schematicky znázorněny příklady provedení tohoto stroje, v půdorysu, kde na obr. 1 je tento stroj s jedním vřeteníkem uloženým pomocí křížových saní na zkosené boční stěně stojanu, na obr. 2 je tento stroj se dvěma vřeteníky uloženými na bočních zkosených stěnách stojanu, na obr. 3 je stroj s jedním vřeteníkem uloženým na boční stěně stojanu prostřednictvím zkosených křížových saní a na obr. 4 je stroj se dvěma vřeteníky uloženými na bočních stěnách stojanu prostřednictvím zkosených křížových saní. Na obr. 5 je stavebnicový multifunkční obráběcí stroj bez krytování se dvěma vřeteníky, každý s pilovým kotoučem a čelní plochou bez přídavného technologického zařízení, v axonometrickém pohledu, obr. 6 a 7 znázorňují krytování stavebnicového multifunkčního obráběcího stroje, kde na obr. 6 je tento stroj s otevřeným pracovním prostorem a na obr. 7 s uzavřeným pracovním prostorem a pohledem do pracovního prostoru přes okno ve dveřích, oba v axonometrickém pohledu, a na obr. 8 je přední část vřeteníku s pilovým kotoučem a s příklady přídavného technologického zařízení připojitelného na čelní plochu vřeteníku, rovněž v axonometrickém pohledu. Příklac/uskutečnění vynálezu

Stavebnicový multifunkční obráběcí stroj sestává z lože \, na kterém je uložena upínací deska 2 obrobku, a které je pevně spojeno se stojanem 3. Upínací deska 2 s obrobkem se otáčí ve směru pohybu PL Obě boční stěny stojanu 3 jsou vůči jeho čelní rovině zkoseny. Na každé takto zkosené boční stěně stojanu 3 jsou uloženy svisle posuvné křížové saně 4, na kterých je uložen vodorovně posuvný vřeteník 5 s pracovním nástrojem, kterým je pilový kotouč 6. Podélná osa o každého vřeteníku 5 svírá s rovinou p kolmou k čelní rovině stojanu 3 a procházející svislou osou rotace upínací desky 2 ostrý úhel a. Oba vřeteníky 5 jsou vůči čelní rovině stroje skloněny tak, aby spolu se stojanem 3 zabíraly co nejmenší půdorysnou plochu. Čelní plocha vřeteníku 5 je uzpůsobena pro upnutí přídavného technologického zařízení, které rozšiřuje spektrum výrobních operací, které lze na stroji realizovat. Přídavným technologickým zařízením může být např. soustružnický adaptér 7 se soustružnickým nožem 8 pro realizaci vertikálních a horizontálních soustružnických operací, nebo držák 9 s vyvrtávací tyčí 10 nebo držák 9 s měřicí sondou J_1. Křížové saně 4 spolu s vřeteníkem 5 se mohou pohybovat svisle ve směru pohybu P2. Svislé přestavení vřeteníku 5 umožňuje nastavit pilový kotouč 6 do potřebné výšky nebo uděluje přídavnému technologickému zařízení svislý pohyb. Křížové saně 4 zajišťují, že vřeteník 5 se může pohybovat vodorovně radiálně vzhledem k ose rotace obrobku ve směru pohybu P3. Radiální pohyb vřeteníku 5 umožňuje pohyb pilového kotouče 6 do řezu, nebo uděluje přídavnému technologickému zařízení vodorovný pohyb. V každém vřeteníku 5 je umístěn náhon 12 pilového kotouče 6, který uděluje pilovému kotouči 6 rotační pohyb P4.

Vnější kryty J_3 stroje a vnitřní kryty _14 stroje jsou vytvořeny tak, že při otevření dveří 15 do pracovního prostoru stroje je umožněno bezproblémové nakládání obrobků do pracovního prostoru a jejich vykládání, a to jak zepředu stroje ve směru pohybu P5, tak shora ve směru pohybu P6.

Vnější kryty 13, vnitřní kryty 14 ani dveře 15 nepřevyšují celkovou výšku stroje vzhledem k jeho stojanu 1, což umožňuje umístit stroj do nízké výrobní haly. Příčné dělení obrobku prstencovitého nebo diskovitého tvaru ve stavebnicovém multifunkčním obráběcím stroji probíhá tak, že se obrobek dopraví do tohoto stroje při jeho otevřených dveřích 15, které oddělují pracovní prostor stroje od prostoru obsluhy, buď zepředu stroje ve směru pohybu P5, nebo shora ve směru pohybu P6. Obrobek se upne na upínací desku 2 se svislou osou rotace. Dveře 15 stroje se uzavřou. Oba vřeteníky 5 s pilovými kotouči 6 se umístí do požadované polohy pro příčné dělení obrobku na kroužky menší výšky než je výška obrobku. Vřeteníky 5 se při dělení pohybují ve vodorovném směru radiálně vzhledem k ose rotace obrobku. Pilové kotouče 6 přitom vykonávají hlavní řezný pohyb. Vedlejší řezné pohyby sestávají z rotace upínací desky 2 s obrobkem kolem její svislé osy a z posuvu křížových saní 4 do řezu. Po ukončení řezu lze pak při otevřených dveřích 15 oddělenou část obrobku jednoduše vyjmout ze stroje.

Multifunkčnosti stroje je dosaženo pomocí přídavného technologického zařízení, které lze umístit na čelní plochu vřeteníku 5. Podle druhu technologických operací, které jsou součástí výrobního postupu, se na čelní plochu vřeteníku 5 připevní např. soustružnický adaptér 7 se soustružnickým nožem 8 nebo držák 9 s vyvrtávací tyčí 10. Část obrobku, která po oddělení horního prstence zůstane upnuta na upínací desce 2, tak může být zarovnána soustružením, mohou být na ní sraženy hrany, udělány zápichy, vyvrtány otvory apod.

Na čelní plochu vřeteníku 5 je rovněž možné připevnit držák 9 s měřicí sondou Π. a provádět potřebné kontrolní a měřicí operace.

Průmyslová využitelnost

Stavebnicový multifunkční obráběcí stroj podle vynálezu je určen zejména pro příčné dělení obrobků prstencovitého nebo kotoučovitého tvaru různých průměrů, případně pro jejich další opracování. Zvláště vhodný je pro příčné dělení a opracování obrobků velkých průměrů a hmotností.

Seznam použitých vztahových značek 1 lože 2 upínací deska 3 stojan 4 křížové saně 5 vřeteník 6 pilový kotouč 7 soustružnický adaptér 8 soustružnický nůž 9 držák 10 vyvrtávací tyč 11 měřící sonda 12 náhon pracovního nástroje 13 vněj ší kryty stroj e 14 vnitřní kryty stroje 15 dveře stroje PÍ rotační pohyb upínací desky P2 svislý pohyb saní P3 vodorovný pohyb vřeteníku P4 rotační pohyb pilového kotouče P5 směr nakládání a vykládání obrobku zepředu stroje P6 směr nakládání a vykládání obrobku shora stroje o podélná osa vřeteníku p rovina kolmá k čelní stěně stojanu a úhel, který svírá podélná osa vřeteníku s rovinou kolmou k čelní rovině stojanu

Claims (5)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Stavebnicový multifunkční obráběcí stroj, zejména pro pněné dělení obrobků prstenco vitého nebo disko vitého tvaru, zahrnující lože s upínacím mechanismem obrobků se svislou osou rotace spojené se stojanem s nejméně jedním vodorovně uspořádaným vřeteníkem, vyznačující se tím, že vřeteník (5) s pracovním nástrojem je na stojanu (3) uložen posuvně ve svislém i vodorovném směru, kde podélná osa (o) vřeteníku (5) svírá s rovinou (p) kolmou k čelní rovině stojanu (3) a procházející svislou osou rotace upínacího mechanizmu ostrý úhel (a), přičemž vřeteník (5) je na své čelní ploše uzpůsoben pro upnutí přídavného technologického zařízení.
2. 2. Stavebnicový multifunkční obráběcí stroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že vřeteník (5) je uložen prostřednictvím křížových saní (4) na boční stěně stojanu (3) zkosené vůči jeho čelní rovině.
3. 3. Stavebnicový multifunkční obráběcí stroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že vřeteník (5) je uložen na boční stěně stojanu (3) prostřednictvím křížových saní (4), zkosených vůči jeho čelní rovině.
4. 4. Stavebnicový multifunkční obráběcí stroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že pracovním nástrojem je pilový kotouč (6) nebo frézovací nástroj nebo vrtací nástroj.
5. 5. Stavebnicový multifunkční obráběcí stroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že přídavným technologickým zařízením je soustružnický adaptér (7) se soustružnickým nožem (8) nebo držák (9) s vyvrtávací tyčí (10) nebo držák (9) s měřící sondou (11).