RU2011105283A

RU2011105283A - Универсальная система крепления инструмента для центра механической обработки

Info

Publication number: RU2011105283A
Application number: RU2011105283/02A
Authority: RU
Inventors: Барри Джон БОЙС (NZ); Барри Джон БОЙС; Дэвид Аарон БОЙС (NZ); Дэвид Аарон БОЙС
Original assignee: Барри Джон БОЙС (NZ); Барри Джон БОЙС; Дэвид Аарон БОЙС (NZ); Дэвид Аарон БОЙС
Priority date: 2008-08-11
Filing date: 2009-08-07
Publication date: 2012-09-20
Also published as: WO2010019054A3; WO2010019054A2; BRPI0912076A2; JP5545575B2; KR20110042354A; EP2323790B1; ES2654052T3; CN102176992A; CN102176992B; NZ570391A; US8887363B2; EP2323790A2; KR101676885B1; JP2011530421A; US20110137452A1; BRPI0912076B1; RU2521545C2; EP2323790A4

Abstract

1. Универсальная система крепления инструмента для центра механической обработки, содержащая барабан А, установленный на шпинделе В, который, в свою очередь, установлен в подшипниках I, установленных в отливке С, причем в шпинделе В установлены конические втулки F, а на задней поверхности шпинделя В установлен тормозной барабан BE, при этом на передней поверхности отливки С установлен гидравлический цилиндр G, а на ее задней поверхности установлены гидравлические распределительные пластины AY, по меньшей мере один гидравлический цилиндр L, установленный на задней поверхности барабана А, и по меньшей мере одно гнездо Н под инструментальную головку, установленное на передней поверхности барабана А, при этом на барабане А установлены дополнительные инструменты и блоки AR коллектора охладителя, по меньшей мере одну инструментальную головку М1, М2, М3, М4, М5, М6, М7, М8, М9 и М10, установленную в любом порядке и выполненную с возможностью установки в гнезде (гнездах) Н, установленном в барабане А, приводной узел W шпинделя и пошагового перемещения, установленный сбоку от отливки С на соответствующих ему линейных направляющих ВН, приводной серводвигатель AD, установленный в верхней части отливки С и предназначенный для перемещения указанного узла W по соответствующим направляющим ВН, приводной узел АЕ пошагового перемещения, установленный в верхней части отливки С на соответствующих ему линейных направляющих ВН, магнитный тормозной барабанный узел, установленный на гидравлических распределительных пластинах AY, сервоприводной двигатель АК, установленный в задней части отливки С, крышки BJ из листового металла, установленные

Claims

1. Универсальная система крепления инструмента для центра механической обработки, содержащая барабан А, установленный на шпинделе В, который, в свою очередь, установлен в подшипниках I, установленных в отливке С, причем в шпинделе В установлены конические втулки F, а на задней поверхности шпинделя В установлен тормозной барабан BE, при этом на передней поверхности отливки С установлен гидравлический цилиндр G, а на ее задней поверхности установлены гидравлические распределительные пластины AY, по меньшей мере один гидравлический цилиндр L, установленный на задней поверхности барабана А, и по меньшей мере одно гнездо Н под инструментальную головку, установленное на передней поверхности барабана А, при этом на барабане А установлены дополнительные инструменты и блоки AR коллектора охладителя, по меньшей мере одну инструментальную головку М1, М2, М3, М4, М5, М6, М7, М8, М9 и М10, установленную в любом порядке и выполненную с возможностью установки в гнезде (гнездах) Н, установленном в барабане А, приводной узел W шпинделя и пошагового перемещения, установленный сбоку от отливки С на соответствующих ему линейных направляющих ВН, приводной серводвигатель AD, установленный в верхней части отливки С и предназначенный для перемещения указанного узла W по соответствующим направляющим ВН, приводной узел АЕ пошагового перемещения, установленный в верхней части отливки С на соответствующих ему линейных направляющих ВН, магнитный тормозной барабанный узел, установленный на гидравлических распределительных пластинах AY, сервоприводной двигатель АК, установленный в задней части отливки С, крышки BJ из листового металла, установленные на барабане А и отливке С, причем блок числового программного управления обрабатывает программу, обеспечивающую перемещение и контроль указанных компонентов, узлов, гнезд и головок.

2. Универсальная система по п.1, в которой барабан А представляет собой прецизионный делительный барабан, имеющий коническое отверстие, выполненное на задней поверхности барабана А и предназначенное для его установки на шпиндель В, установочное отверстие (отверстия) AQ для гнезда (гнезд) Н под инструментальную головку, глухое отверстие (отверстия) BD, отверстие (отверстия) ВТ под штифты J, окружающее указанные установочные отверстия, и отверстие (отверстия) с зазором под втулку КВ.

3. Универсальная система по п.1, в которой барабан А запирается точно в заданном угловом положении вследствие его соединения со шпинделем В и введения конических стопорных штифтов Е гидравлического цилиндра G, установленного в отливке С, в конические втулки F, установленные на поверхности BG шпинделя В, с обеспечением их взаимодействия и образования между ними неподвижного и жесткого соединения, и блокирование поворотного перемещения барабана А снимается, и он совершает круговое пошаговое перемещение к следующей инструментальной головке с выставлением ряда новых используемых режущих инструментов, установленных в соответствующих держателях.

4. Универсальная система по п.1, в которой в гидравлическом цилиндре L имеются конические штифты J, соединенные с расположенным внутри него поршнем, который служит в качестве гидравлического плунжера указанного цилиндра L, и обеспечивающие блокировку поворотного перемещения гнезда (гнезд) под инструментальную головку, установленного в барабане А, при введении конических штифтов J в конические втулки Е.

5. Универсальная система по п.1, в которой гидравлический цилиндр (цилиндры) L замещен серводвигателем или электрическим устройством.

6. Универсальная система по п.1, в которой гнездо (гнезда) под инструментальную головку содержат зубья шестерни, расположенные на его заднем конце и предназначенные для пошагового перемещения инструментальной головки, прикрепленной к указанному гнезду, в следующее пошаговое положение.

7. Универсальная система по п.1, в которой конфигурация LC для размещения и присоединения содержит охватываемую часть и охватывающую часть, предназначенные для прикрепления, установки и перестановки инструментальных головок в гнездах Н под инструментальную головку, причем указанная охватываемая часть расположена на передней поверхности гнезда под инструментальную головку, а указанная охватывающая часть расположена на задней поверхности всех основных корпусов инструментальных головок.

8. Универсальная система по п.1, в которой приводной узел шпинделя и пошагового перемещения выполняет управляемые перемещения в ответ на управляющие сигналы, посылаемые блоком числового программного управления, и действует в качестве приводного узла пошагового перемещения путем его введения в гнездо под инструментальную головку в положении VA, путем перемещения указанного узла вперед по его линейным направляющим в направлении барабана А и путем приведения в действие шарикового винта АВ, так что зубья двух шестерен взаимодействуют друг с другом в гнезде под инструментальную головку и указанном приводном узле W, после чего путем освобождения конических штифтов J, удерживающих гнездо под инструментальную головку в заданном угловом положении, обеспечивается приведение в действие двигателя с числовым программным управлением, расположенного в указанном приводном узле, и при помощи его поликлинового ремня и приводного вала указанный узел выполняет круговое пошаговое перемещение гнезда (гнезд) под инструментальную головку с выставлением следующего или нового режущего инструмента в прикрепленной к нему инструментальной головке.

9. Универсальная система по п.1, в которой приводной узел шпинделя и пошагового перемещения действует в качестве приводного узла шпинделя для инструментальных головок с функцией вращения инструмента путем его введения в гнездо под инструментальную головку в положении VA, путем перемещения указанного узла по его линейным направляющим вперед в направлении барабана А и путем приведения в действие шарикового винта АВ, так что шлицы ХА и ХВ взаимодействуют друг с другом, но зубья НА и НВ шестерен не взаимодействуют друг с другом, при этом шлицы ХВ расположены в заднем конце приводного трансмиссионного вала S, установленного в гнезде под инструментальную головку и проходящего в подшипники, причем указанный вал S выступает из передней поверхности гнезда и соединяется с ведущим зубчатым валом, установленным во всех инструментальных головках с функцией вращения инструмента, после чего путем приведения в действие двигателя с числовым программным управлением, установленного в приводном узле шпинделя и пошагового перемещения, приводной трансмиссионный вал S, который соединен с инструментальной головкой с функцией вращения инструмента, приводится во вращение со скоростями механической обработки при помощи поликлинового ремня и приводного вала указанного узла.

10. Универсальная система по п.1, в которой приводной узел пошагового перемещения представляет собой блок предварительного пошагового перемещения, выполняет управляемые перемещения в ответ на управляющие сигналы, посылаемые от блока числового программного управления, и входит в гнездо под инструментальную головку в положении VB и выполняет его круговое пошаговое перемещение путем перемещения указанного узла АЕ вперед по его линейным направляющим в направлении барабана А вследствие приведения в действие расположенного в нем гидравлического цилиндра, так что зубья шестерни, расположенные на приводном валу указанного узла, взаимодействуют с зубьями шестерни гнезда под инструментальную головку, после чего путем освобождения конических штифтов J, удерживающих гнездо под инструментальную головку в заданном угловом положении, обеспечивается приведение в действие двигателя с числовым программным управлением, расположенного в узле пошагового перемещения, и выполнение им при помощи его поликлинового ремня и приводного вала кругового пошагового перемещения гнезда под инструментальную головку к следующему заданному положению, так что при наличии прикрепленной к гнезду инструментальной головки она выставляет следующий или новый режущий инструмент.

11. Универсальная система по п.1, в которой одна или более из указанных инструментальных головок М1, М2, М3, М4, М5, М6, М7, М8, М9 и М10 прикреплены к одной или более поверхностям барабана А или другого барабана.

12. Универсальная система по п.1, в которой многорезцовая расточная головка М10 содержит основание СА, имеющее один или более Т-образных пазов, в нижней части которых выполнено прорезное резьбовое отверстие, предназначенное для регулировки, и в которых установлен Т-образный блок (блоки) CL, регулировочный винт CD, расположенный под Т-образным блоком CL, установленный на основании СА держатель DA борштанги с установленным в нем потайным винтом DD, винт DC вертикальной регулировки, присоединенный к указанному держателю DA, пластину DB вертикальной регулировки, в которой установлены потайные винты DD, соединенные с винтом DC вертикальной регулировки, борштанги DG, установленные в держателе DA и пластине DB, винты DE, удерживающие держатель DA в основании СА при помощи Т-образного блока CL, установленные в основании СА наконечник СК для подачи охладителя и впускной разъем CN, концевую режущую пластину DF, установленную в борштанге, кронштейн DI борштанги, установленный в борштангах DG при помощи винтов DJ, удерживающее кольцо DH, установленное в указанном кронштейне DI также при помощи винтов DJ, а также встроенную систему охлаждения.

13. Универсальная система по п.12, в которой все прикрепленные борштанги регулируются по двум направлениям, а именно по направлению радиального прохода, при этом регулировочный винт, расположенный под Т-образным блоком и соединенный с прорезным резьбовым отверстием, выполненным в нижней части Т-образных пазов основания, обеспечивает регулировку держателя борштанги вдоль Т-образного паза путем поворота указанного винта в направлении по часовой стрелке или против часовой стрелки, и по высоте, при этом борштанга свободно удерживается в держателе борштанги и крепко удерживается в пластине вертикальной регулировки, так что при повороте винта вертикальной регулировки в направлении по часовой стрелке или против часовой стрелки высота борштанг регулируется путем перемещения в направлении к держателю борштанги или от него.

14. Универсальная система по п.12, в которой кронштейн борштанги прикреплен к борштангам, при этом удерживающее кольцо прикреплено к кронштейнам борштанги при помощи винтов для удерживания борштанг в неподвижном состоянии с обеспечением уменьшения вибрации, возникающей под действием сил резания в процессе механической обработки деталей.

15. Универсальная система по п.12, которая при эксплуатации регулируется и настраивается либо выполняется без регулируемых элементов с обеспечением выполнения одной из трех основных предусмотренных функций, первая из которых заключается в облегчении растачивания ступенчатых каналов в детали или заготовке, в которой за один проход головки в продольном направлении создается ступенчатый профиль каналов с различными увеличивающимися диаметрами, вторая заключается в скоростном нарезании резьбы на частичную или полную глубину детали или заготовки, а третья заключается в выполнении операций по обдирке канала, во время которых применяется несколько инструментов для скоростного растачивания отверстия в детали или заготовке с получением единого увеличенного диаметра при очень высоких скоростях подачи.

16. Универсальная система по п.1, в которой многорезцовая токарная головка М9 содержит основание СА, имеющее один или более Т-образных пазов, в нижней части которых выполнено прорезное резьбовое отверстие, предназначенное для регулировки, и в которых установлен Т-образный блок (блоки) СС, регулировочный винт CI, расположенный под Т-образным блоком СС, при этом в основании СА установлена стойка СЕ, в которой установлены винты CJ, обеспечивающие ее крепление в Т-образном блоке СС и основании СА, блок CF выдвижения инструмента, а также присоединенные винт CQ вертикальной регулировки и блоки СО направляющих стоек, причем все указанные элементы присоединены к стойке СЕ при помощи потайного винта CR, прикрепляющего блок CF выдвижения инструмента к стойке СЕ, упрочняющую стойку CV, прикрепленную к основанию СА, удерживающее кольцо CS, прикрепленное к верхней части стойки СЕ и удерживаемое винтами СТ и винты CU, при этом к основанию СА прикреплены впускной разъем CN и наконечник СК для подачи охладителя, а также встроенную систему охлаждения.

17. Универсальная система по п.16, в которой стойка имеет круглую наружную поверхность и одну или более плоских боковых поверхностей, проходящих по длине стойки и предназначенных для прижатия к ней блоков СО направляющих, а также для ограничения поворотного перемещения блока выдвижения инструмента, при этом блок выдвижения инструмента имеет полость для размещения концевых режущих пластин, выполненное в его центре отверстие для установки указанного блока на стойку, а также одну или более полостей, которые расположены вокруг указанного отверстия, предназначены для установки в них блоков направляющих и в которых выполнены отверстия под потайные винты, так что при соответствующем затягивании потайного винта в указанном отверстии он удерживает блок направляющих на месте, а также удерживает блок выдвижения инструмента в заданном положении по высоте на стойке.

18. Универсальная система по п.16, в которой все концевые режущие пластины могут регулироваться по двум направлениям, а именно по направлению радиального прохода, при этом регулировочный винт, расположенный под Т-образным блоком и соединенный с прорезным резьбовым отверстием, выполненным в нижней части Т-образных пазов основания, обеспечивает регулировку стойки вдоль Т-образного паза путем поворота указанного винта в направлении по часовой стрелке или против часовой стрелки, и по высоте, при этом винт вертикальной регулировки, прикрепленный к регулировочной пластине, соединенной с верхней частью стойки, поворачивается в направлении по часовой стрелке или против часовой стрелки с обеспечением скольжения блока выдвижения инструмента и соединенного с ним блока направляющих вверх и вниз по стойке с перемещением к основанию или от него.

19. Универсальная система по п.16, в которой удерживающее кольцо прикреплено к верхней части стоек и заперто на месте при помощи винтов для удерживания стоек в неподвижном состоянии с обеспечением уменьшения вибрации, возникающей под действием сил резания в процессе механической обработки деталей.

20. Универсальная система по п.16, которая при эксплуатации регулируется и настраивается либо выполняется без регулируемых элементов с обеспечением выполнения одной из трех основных предусмотренных функций, первая из которых заключается в облегчении обтачивания диаметров детали, в которой за один проход головки в продольном направлении создается ступенчатый профиль с различными уменьшающимися диаметрами, вторая заключается в скоростном нарезании резьбы на детали, а третья заключается в выполнении операций по обдирке прутков, во время которых применяется несколько инструментов для скоростного обтачивания детали с получением единого уменьшенного диаметра при очень высоких скоростях подачи.

21. Универсальная система по п.1, в которой на барабане А установлены один или более инструментов.

22. Универсальная система по п.1, в которой гнездо (гнезда) Н под инструментальную головку независимо приводится в действие и выполняет пошаговое перемещение при помощи управляемого двигателя без использования приводного узла W шпинделя и пошагового перемещения и приводного узла АЕ пошагового перемещения.

23. Универсальная система по любому из предыдущих пунктов, в которой многорезцовая расточная головка М10 и многорезцовая токарная головка М9 автоматизированы и управляются при помощи программирования с числовым программным управлением.

24. Универсальная система крепления по п.1, которая при установке в токарной конфигурации имеет общую центральную линию IG, на которой расположены, в различных положениях вдоль нее, ось вращения шпинделя, установленного в передней бабке, и ось вращения установленного перед ним зажимного патрона заготовки, ось вращения шпинделя, установленного в пиноли задней бабки (не показана), и ось вращения установленного перед ним зажимного патрона заготовки (не показана), ось вращения барабана А, ось вращения гнезда Н под инструментальную головку в положении VA и ось вращения прикрепленной к нему инструментальной головки, при этом положение VA также расположено на указанной линии IG, и вся геометрия детали, обрабатываемой резанием, находится в надлежащем положении резания на центральной линии IG, причем зазоры между соседними инструментальными головками, передней бабкой, зажимными патронами, задней бабкой, пинолью и другими инструментами, установленными на барабане А, максимальны при нахождении инструментальной головки или дополнительного инструмента в положении VA на общей центральной линии IG, при этом силы резания и нагрузки, действующие на инструменты, направлены по центральной линии IG к центру барабана А с обеспечением устойчивого состояния механической обработки.