RU166940U1

RU166940U1 - LASER TURNING-MILLING-GRINDING MACHINING CENTER

Info

Publication number: RU166940U1
Application number: RU2015141033/02U
Authority: RU
Inventors: Игорь Александрович Зябрев
Original assignee: Игорь Александрович Зябрев
Priority date: 2015-09-28
Filing date: 2015-09-28
Publication date: 2016-12-20

Abstract

Лазерный токарно-фрезерно-шлифовальный обрабатывающий центр, содержащий станину с установленной на ней колонной, токарные, фрезерную и шлифовальную шпиндельные бабки с соответствующими шпинделями, установленные с возможностью заданного перемещения, блок лазерной обработки, соединенный посредством оптоволоконной связи с лазерным излучателем, и технологический стол, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью осуществления легирования, наплавки и сварки обрабатываемой детали с помощью блока лазерной обработки, при этом он снабжен дозаторами присадочного порошка и присадочной проволоки, а упомянутый блок лазерной обработки снабжен сканатором лазерного излучения, коаксиальным соплом и боковым соплом со сканатором газопорошковой струи.Laser turning and milling and grinding machining center, containing a bed with a column mounted on it, turning, milling and grinding spindle heads with corresponding spindles, mounted with the possibility of a given movement, a laser processing unit connected by means of fiber optic communication with a laser emitter, and a technological table, characterized in that it is made with the possibility of alloying, surfacing and welding of the workpiece using the laser processing unit, while n dispensers filler powder and the filler wire, and said laser processing unit is provided with a Coordinate Scanning Devices laser, Lateral and coaxial nozzle with a nozzle jet gaspowder Coordinate Scanning Devices.

Description

Полезная модель относится к станкостроению и оборудованию для лазерной обработки материалов, а именно к устройствам для выполнения токарных, фрезерных, сверлильно-расточных, шлифовальных операций с термообработкой, легированием, наплавкой, сваркой обрабатываемой детали и может быть использована в медицинской, автомобильной, машиностроительной и других отраслях промышленности в мелко-серийном, серийном и крупносерийном производстве при изготовлении высокоточных деталей сложной пространственной формы из неметаллических материалов, цветных и черных металлов, а также специальных сталей с применением современного инструмента.The utility model relates to machine tools and equipment for laser processing of materials, and in particular to devices for turning, milling, drilling and boring, grinding operations with heat treatment, alloying, surfacing, welding of the workpiece and can be used in medical, automotive, engineering and other industries in small-scale, serial and large-scale production in the manufacture of high-precision parts of complex spatial shapes from non-metallic materials, non-ferrous and ferrous metals, as well as special steels using modern tools.

Известен токарно-фрезерный центр, содержащий станину с направляющими, каретку, установленную на направляющих станины с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно станины, шпиндельные бабки с патронами, одна из которых закреплена на станине неподвижно, суппортный узел, связанный с вертикальной стойкой и имеющий возможность вертикального возвратно-поступательного перемещения, и суппортный узел со средствами для закрепления инструмента, связанный с направляющими и имеющий возможность возвратно-поступательного перемещения относительно направляющих станины, главные приводы шпиндельных бабок, вспомогательные приводы, систему ЧПУ, независимые токарные и фрезерные части, причем фрезерная часть образована суппортным узлом, связанным с вертикальной стойкой, выполненной в виде колонны, закрепленной на станине неподвижно, кареткой, связанной с направляющими, на которой консольно установлены шпиндель-мотор и фрезерная шпиндельная бабка со шпинделем, а также главный привод шпиндельной бабки фрезерной части, связанный с этой шпиндельной бабкой через ременную передачу, и крестовым столом, связанным с направляющими станины с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно последней, а токарная часть образована суппортным узлом с названным крестовым столом, имеющим возможность продольной и поперечной подачи, кареткой, на которой размещен названный крестовой стол, установленной на направляющих станины с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно последней, шпиндельной бабкой токарной части, оборудованной главным приводом и закрепленной на станине неподвижно, причем крестовый стол оснащен средствами закрепления инструмента при обработке на токарной части центра или приспособлениями для фиксации заготовок при их групповой обработке на фрезерной части. (RU 2013111183 А 20.09.2014)Known turning and milling center containing a bed with rails, a carriage mounted on the rails of the bed with the possibility of reciprocating movement relative to the bed, spindle head with chucks, one of which is fixed to the bed fixedly, a caliper assembly connected with a vertical rack and having the possibility of vertical reciprocating movement, and caliper assembly with means for securing the tool, associated with the guides and having the ability to reciprocate movements relative to the guides of the bed, the main drives of the headstock, auxiliary drives, the CNC system, independent turning and milling parts, the milling part being formed by a support assembly connected to a vertical strut made in the form of a column fixed to the bed fixedly, a carriage connected to the guides, on which the spindle motor and the milling headstock with the spindle are cantilevered, as well as the main drive of the milling head headstock connected to this spindle head via transfer gear, and a cross table connected with the guides of the bed with the possibility of reciprocating movement relative to the latter, and the turning part is formed by a caliper assembly with the said cross table, with the possibility of longitudinal and transverse feeding, a carriage on which the named cross table is mounted on the guides bed with the possibility of reciprocating movement relative to the last spindle headstock of the turning part, equipped with the main drive and fixed to the mill it is not stationary, and the cross table is equipped with tools for securing the tool during processing on the turning part of the center or devices for fixing the workpieces during their group processing on the milling part. (RU 2013111183 A 09/20/2014)

Недостатком данного устройства является отсутствие возможности термообработки, легирования, наплавки и сварки при изготовлении детали.The disadvantage of this device is the lack of heat treatment, alloying, surfacing and welding in the manufacture of parts.

Задачей полезной модели является создание лазерного токарно-фрезерно-шлифовального обрабатывающего центра, позволяющего производить термообработку, легирование, наплавку и сварку непосредственно при изготовлении детали.The objective of the utility model is the creation of a laser turning, milling and grinding machining center, which allows heat treatment, alloying, surfacing and welding directly in the manufacture of the part.

Технический результат, на который направлена полезная модель, заключается в расширении возможностей, сокращение времени полного цикла обработки детали и повышение производительности обрабатывающего центра.The technical result that the utility model is aimed at is expanding capabilities, reducing the time of a full cycle of processing a part, and increasing the productivity of a processing center.

Данный технический результат достигается за счет того, что в зоне обработки детали устанавливается специальный лазерный блок с дозаторами присадочных материалов и технологический лазер непосредственно рядом с обрабатывающим центром.This technical result is achieved due to the fact that in the processing zone of the part a special laser unit with dispensers of filler materials and a technological laser are installed directly next to the processing center.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан общий вид лазерного токарно-фрезерно-шлифовального обрабатывающего центра.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, where in FIG. 1 shows a general view of a laser turning, milling and grinding machining center.

Лазерный токарно-фрезерно-шлифовальный обрабатывающий центр состоит из станины 1 с направляющими 2, вертикальной стойкой 3, шпиндельной бабкой 4 токарной части, со шпинделем 5 и патроном 6, оборудованной главным приводом 7, суппортным узлом 8, имеющим возможность продольной и поперечной подачи, кареткой 9, на которой размещен технологический стол 10 с устройством вращения 11 и средствами закрепления инструмента (на фиг. 1 не показано) при обработке на токарной части центра или приспособлениями для фиксации заготовок при их групповой обработке на фрезерной части. Фрезерная часть образована суппортным узлом 12, связанным с вертикальной стойкой 3, выполненной в виде колонны, закрепленной на станине неподвижно, кареткой 13, связанной с направляющими 14, на которой консольно установлены шпиндель-мотор 15 и фрезерная шпиндельная бабка 16 со шпинделем 17, а также главный привод 18 шпиндельной бабки фрезерной части. На шпиндельной бабке 16 на направляющих 19 установлено устройство вращения 20 с закрепленным на нем блоком лазерной обработки 21. На направляющих 2 установлена задняя бабка 22. Лазерный токарно-фрезерно-шлифовальный обрабатывающий центр находится внутри защитной кабины 23, на стене которой установлены дозирующие устройства порошка 24, проволоки 25 и накопитель сменного инструмента 27. Рядом с защитной кабиной 23 установлен технологический лазер 26.The laser turning-milling-grinding processing center consists of a bed 1 with guides 2, a vertical stand 3, a headstock 4 of the turning part, with a spindle 5 and a chuck 6, equipped with a main drive 7, a support unit 8, with the possibility of longitudinal and transverse feed, a carriage 9, on which the technological table 10 with a rotation device 11 and means for securing the tool (not shown in FIG. 1) is placed during processing on the turning part of the center or with devices for fixing workpieces during their group processing milling parts. The milling part is formed by a support assembly 12 connected to a vertical strut 3, made in the form of a column fixed to the bed, a carriage 13 connected to the guides 14, on which the spindle motor 15 and the milling headstock 16 with the spindle 17 are mounted, and main drive 18 headstock milling part. A rotation device 20 is mounted on the spindle head 16 on the guides 19 with a laser processing unit 21. The tailstock 22 is mounted on the guides 2. The laser turning-milling and grinding processing center is located inside the protective cabin 23, on the wall of which powder dosing devices 24 are mounted , wire 25 and the drive of the interchangeable tool 27. Next to the protective cabin 23 is installed technological laser 26.

Лазерный токарно-фрезерно-шлифовальный обрабатывающий центр работает следующим образом:Laser turning, milling and grinding machining center operates as follows:

1. Выполнение токарных операций производится на токарной части центра - заготовка закрепляется в патроне 6 и при включении главного привода 7 с помощью сменного инструмента из накопителя 27, закрепленного в суппортном узле 8, имеющим возможность продольной и поперечной подачи осуществляется обработка. При обработка длинномерных валов используется закрепление в задней бабке 22, которая имеет возможности перемещения по направляющим 2.1. Turning operations are performed on the turning part of the center - the workpiece is fixed in the chuck 6 and when the main drive 7 is turned on using a removable tool from the drive 27, mounted in the caliper assembly 8, with the possibility of longitudinal and transverse feeding, processing is carried out. When processing long shafts, a fastening is used in the tailstock 22, which has the ability to move along the guides 2.

2. Выполнение фрезерных операций производится на фрезерной части центра - заготовка закрепляется на технологическом столе 10, суппортный узел 12 закреплен на стойке 3, каретка 13, перемещается по направляющим 14, на каретке 13 консольно установлены шпиндель-мотор 15 для фрезерных и расточных видов обработки и имеет номинальную частоту вращения в пределах 18000 до 24000 об/мин, что позволяет производить шлифовальные работы и фрезерная шпиндельная бабка 16 с главным приводом 18, приводящим в движение шпиндель 17 и с помощью закрепленного на нем сменного инструмента из накопителя 27 производится обработка детали. Смена режущего инструмента из накопителя 27 производится вручную оператором или автоматически манипулятором (на фиг. 1 не показан).2. Milling operations are performed on the milling part of the center - the workpiece is fixed on the technological table 10, the support unit 12 is mounted on the rack 3, the carriage 13 is moved along the guides 14, the spindle motor 15 is mounted on the carriage 13 for milling and boring types of processing and has a nominal speed of between 18,000 and 24,000 rpm, which allows grinding work and a milling headstock 16 with a main drive 18, which drives the spindle 17 and using a removable and fixed strument of the drive 27 performs machining parts. Changing the cutting tool from the drive 27 is done manually by the operator or automatically by the manipulator (not shown in Fig. 1).

3. Выполнение операций по термообработки, легирования, наплавки, сварки производится с помощью лазерного блока 21. Излучение от технологического лазера 26 по оптическому тракту (зеркальному для твердотельных и газовых лазеров и волоконному для волоконных лазеров) (на фиг. 1 не показан) поступает в лазерный блок, где фокусируется на обрабатываемой поверхности производя термообработку или сварку. При легировании, наплавке и сварке в зону обработки подается защитный газ и присадочный материал от дозаторов порошка 24 (с помощью газа) или дозатора проволоки 25. Лазерный блок 21 имеет возможность вертикального перемещения по направляющим 19 и поворота с помощью устройства вращения 20. Лазерная обработка производится без переустановки детали после токарных или фрезерных работ с последующим шлифованием (при необходимости) после завершения операции термообработки, легирования, наплавки или сварки. Для дополнительного вращения детали при лазерной обработке на технологическом столе 10 установлено устройство вращения 11. Лазерный блок 21 оснащен сканатором лазерного излучения, коаксиальным соплом и сканатором газопорошковой струи для бокового сопла (на фиг. 1 не показаны).3. The operations of heat treatment, alloying, surfacing, welding are performed using the laser unit 21. Radiation from the process laser 26 through the optical path (mirror for solid-state and gas lasers and fiber for fiber lasers) (not shown in Fig. 1) enters a laser unit, where it focuses on the surface to be treated, making heat treatment or welding. During alloying, surfacing and welding, protective gas and filler material are supplied to the treatment zone from powder dispensers 24 (using gas) or wire dispenser 25. The laser unit 21 has the ability to vertically move along the guides 19 and rotate using a rotation device 20. Laser processing is performed without reinstalling the part after turning or milling, followed by grinding (if necessary) after the completion of the heat treatment, alloying, surfacing or welding. For additional rotation of the part during laser processing, a rotation device 11 is installed on the technological table 10. The laser unit 21 is equipped with a laser radiation scanner, a coaxial nozzle and a gas-powder jet scanner for the side nozzle (not shown in Fig. 1).

Управление лазерного токарно-фрезерно-шлифовального центра осуществляется по заданным командам и программам обработки с ЧПУ.Laser turning-milling-grinding center is controlled by given commands and CNC processing programs.

Использование лазерного токарно-фрезерно-шлифовального обрабатывающего центра позволит производить термообработку, легирование, наплавку и сварку непосредственно при изготовлении детали, что позволит расширить возможности, сократить время полного цикла обработки детали и повысить производительность обрабатывающего центра.The use of a laser turning-milling-grinding machining center will allow heat treatment, alloying, surfacing and welding directly in the manufacture of the part, which will expand the capabilities, reduce the time of the full cycle of the workpiece and increase the productivity of the processing center.

Claims

Laser turning and milling and grinding machining center, containing a bed with a column mounted on it, turning, milling and grinding spindle heads with corresponding spindles, mounted with the possibility of a given movement, a laser processing unit connected by means of fiber optic communication with a laser emitter, and a technological table, characterized in that it is made with the possibility of alloying, surfacing and welding of the workpiece using the laser processing unit, while n dispensers filler powder and the filler wire, and said laser processing unit is provided with a Coordinate Scanning Devices laser, Lateral and coaxial nozzle with a nozzle jet gaspowder Coordinate Scanning Devices.