RU2235004C1

RU2235004C1 - Multispindle milling machine tool

Info

Publication number: RU2235004C1
Application number: RU2003109471/02A
Authority: RU
Inventors: Е.С. Милехин (RU); Е.С. Милехин; Н.В. Еремин (RU); Н.В. Еремин; А.Н. Коротков (RU); А.Н. Коротков; А.Н. Кирилин (RU); А.Н. Кирилин; Н.П. Родин (RU); Н.П. Родин; Л.В. Иванова (RU); Л.В. Иванова
Original assignee: Милехин Евгений Степанович; Еремин Николай Владимирович; Коротков Анатолий Николаевич; Кирилин Александр Николаевич; Родин Николай Петрович; Иванова Людмила Васильевна
Priority date: 2003-04-07
Filing date: 2003-04-07
Publication date: 2004-08-27

Abstract

FIELD: machine engineering, manufacture of low-rigidity body parts such as fuel tanks with cellular background.

SUBSTANCE: milling machine tool includes two columns. Each column supports drive carriage that may perform vertical reciprocation motion. Machine tool also includes crosspiece mounted on carriages; annular table for mounting worked and mounted itself on crosspiece with possibility of rotation by means of drive unit also secured to crosspiece; brackets, each bracket supports milling head and tracking support arranged mutually opposite. In order to enhance milling accuracy, to lower metal consumption and reduce surface area designed for each milling machine tool, each carriage is provided with separate drive for moving it. Machine tool also includes mechanism for loading worked part to milling zone. Said mechanism is in the form of two paired beams having members for gripping part mounted with possibility of motion in carriages.

EFFECT: enhanced working accuracy, lowered metal consumption, reduced surface area of production room for mounting machine tool.

3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении корпусных деталей малой жесткости, например топливных баков с ячеистым фоном.The invention relates to mechanical engineering and can be used in the manufacture of body parts of low rigidity, for example, fuel tanks with a cellular background.

Известен многошпиндельный фрезерный станок, содержащий основание, выполненное в виде кольца с установленными на нем с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости секторами, на которых шарнирно закреплены скобы, имеющие возможность радиального смещения. На каждой скобе установлены фрезерная головка и опора слежения за контуром обрабатываемой детали.A multi-spindle milling machine is known, comprising a base made in the form of a ring with sectors mounted on it with the possibility of moving in a horizontal plane on which brackets are pivotally mounted, with the possibility of radial displacement. Each bracket has a milling head and a tracking support for the contour of the workpiece.

Станок также содержит портал, установленный с возможностью перемещения по рельсам и выполненный в виде двух колонн, расположенных по разные стороны основания. Сверху колонны соединены друг с другом поперечиной.The machine also contains a portal mounted with the ability to move on rails and made in the form of two columns located on opposite sides of the base. On top of the column are connected to each other by a cross member.

На колоннах с возможностью вертикального перемещения посредством привода смонтированы две каретки, на которых шарнирно закреплена траверса. На траверсе смонтирован кольцевой стол с элементами для закрепления обрабатываемой детали, а привод вращения стола размещен на траверсе.On the columns with the possibility of vertical movement by means of a drive, two carriages are mounted on which the yoke is pivotally mounted. An annular table with elements for fixing the workpiece is mounted on the traverse, and the table rotation drive is mounted on the traverse.

При загрузке станка портал смещают по рельсам на расстояние, достаточное для того, чтобы цеховыми транспортными средствами опустить в пространство между плечами скоб обрабатываемую деталь. Затем портал возвращают в исходное состояние и фиксируют в этом положении. Включают привод перемещения кареток и опускают их (а следовательно, траверсу и стол) до контакта стола с подлежащей обработке деталью. Закрепляют деталь на столе, после чего, перемещением кареток вверх поднимают траверсу и стол с закрепленной на нем деталью в исходное для осуществления обработки положение.When loading the machine, the portal is displaced along the rails by a distance sufficient to allow the workshop part to lower the workpiece into the space between the arms of the brackets. Then the portal is returned to its original state and fixed in this position. The drive for moving the carriages is turned on and they are lowered (and therefore, the traverse and the table) until the table contacts the part to be processed. The part is fixed on the table, after which, by moving the carriages up, the traverse and the table with the part fixed on it are raised to the initial position for processing.

Включают привод поворота стола, привод вращения фрезы фрезерной головки и осуществляют обработку детали. Слежение за обрабатываемым контуром осуществляется следящей опорой (см. патент РФ №1630144, кл. В 23 С 3/00, 1996 г.) - наиболее близкий аналог.The drive includes turning the table, the drive rotation of the cutter of the milling head and process the part. Tracking the processed circuit is carried out by a tracking support (see RF patent No. 1630144, class B 23 C 3/00, 1996) - the closest analogue.

В результате анализа конструкции известного станка необходимо отметить, что из-за наличия многочисленных подвижных стыков и постоянного нарушения базирования перемещаемых узлов, снижается точность обработки детали. Конструкция станка, выполненная по этой схеме, неоправданно утяжелена и занимает излишнюю производственную площадь. Наличие портала, на котором размещен раздаточный редуктор привода кареток утяжеляет станок - увеличивая его металлоемкость, а применение раздаточного редуктора удлиняет кинематическую цепь, ухудшая тем самым динамическую характеристику одной из координат станка, что также приводит к снижению точности обработки.As a result of the analysis of the design of the known machine, it should be noted that due to the presence of numerous movable joints and the constant violation of the basics of the moving nodes, the accuracy of the workpiece is reduced. The design of the machine, made according to this scheme, is unreasonably weighted and takes up excessive production area. The presence of a portal on which the transfer gearbox drive transfer gearbox is placed makes the machine heavier - increasing its metal consumption, and the use of the transfer gearbox lengthens the kinematic chain, thereby impairing the dynamic response of one of the machine coordinates, which also leads to a decrease in processing accuracy.

Задачей настоящего изобретения является разработка конструкции многошпиндельного фрезерного станка, обеспечивающей высокую точность обработки детали, снижающей его металлоемкость и занимаемую производственную площадь.The objective of the present invention is to develop the design of a multi-spindle milling machine that provides high precision machining parts, reducing its metal consumption and occupied production area.

Поставленная задача достигается тем, что в многошпиндельном фрезерном станке, содержащем две колонны, на каждой из которых установлена приводная каретка, имеющая возможность возвратно-поступательного вертикального перемещения, траверсу, смонтированную на каретках, кольцевой стол для установки подлежащей обработке детали, размещенный на траверсе с возможностью поворота посредством привода, расположенного на траверсе, а также скобы, на каждой из которых оппозитно установлены фрезерная головка и опора слежения, новым является то, что каждая каретка снабжена самостоятельным приводом ее перемещения, причем станок снабжен механизмом загрузки подлежащей обработке детали в зону обработки, выполненным в виде двух спаренных балок с элементами для захвата детали, смонтированных с возможностью перемещения на каретках, причем каждая балка установлена в роликах, смонтированных на каретках, а привод перемещения каждой каретки смонтирован на колонне, на которой установлена приводимая им каретка.The problem is achieved in that in a multi-spindle milling machine containing two columns, each of which has a drive carriage having the possibility of reciprocating vertical movement, a beam mounted on the carriages, an annular table for installing parts to be processed placed on the beam with the possibility turning by means of a drive located on the traverse, as well as brackets, on each of which the milling head and tracking support are mounted opposite, the new is that the waiting carriage is equipped with an independent drive for its movement, and the machine is equipped with a mechanism for loading the part to be processed into the processing zone, made in the form of two paired beams with elements for gripping the part mounted for movement on the carriages, each beam being installed in rollers mounted on the carriages, and the movement drive of each carriage is mounted on a column on which the carriage driven by it is installed.

При проведении патентных исследований не обнаружены решения, идентичные заявленному, а следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию “новизна”.When conducting patent research, no solutions were found that are identical to the claimed, and therefore, the claimed invention meets the criterion of “novelty”.

Считаем, что сущность заявленного решения не следует явным образом из известных решений, а следовательно, заявленное решение соответствует критерию “изобретательский уровень”.We believe that the essence of the claimed solution does not follow explicitly from the known solutions, and therefore, the claimed solution meets the criterion of “inventive step”.

Сведений, изложенных в материалах заявки, достаточно для практического осуществления изобретения.The information set forth in the application materials is sufficient for the practical implementation of the invention.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, на которых:The invention is illustrated graphic materials on which:

на фиг.1 показан общий вид станка;figure 1 shows a General view of the machine;

на фиг.2 - станок, вид в плане.figure 2 - machine, view in plan.

Многошпиндельный фрезерный станок содержит две неподвижные колонны 1 с вертикальными направляющими, на которых смонтированы с возможностью перемещения каретки 2. Каждая каретка снабжена индивидуальным регулируемым приводом 3, совместная работа которых обеспечивает возможность синхронного перемещения кареток в вертикальной плоскости (линейная координата станка). На каретках 2 смонтирована траверса 4 с кольцевым столом 5, к планшайбе которого крепится подлежащая обработке деталь. Для вращения стола (круговая координата станка) на траверсе смонтирован привод 6. Между колоннами на стойках (позициями не обозначены) установлены шарнирно скобы 7 с возможностью их радиального смещения при изменении размера обрабатываемой детали. На плечах каждой скобы в торцевой ее части, устанавливаются попарно фрезерная головка 8 и опора слежения 9 за контуром обрабатываемой детали. Такое устройство позволяет вести обработку вафельного фона нежестких заготовок и обеспечивать довольно жесткие допуски на толщину остаточного полотна донышка ячейки, от величины которого во многом зависит разброс весовых характеристик обрабатываемых деталей 10. Смещение скоб в радиальном направлении производят по салазкам 11. Для облегчения работ, связанных с установкой детали в рабочее положение, на каретках смонтировано загрузочное устройство 12, позволяющее, не смещая колонн, производить установку детали для ее обработки. С помощью этого же устройства производят и разгрузку станка. Загрузочное устройство представляет собой имеющую возможность перемещения в горизонтальной плоскости спаренную балку 13, на которой установлены элементы 14 захвата подлежащей обработке детали. Элементы балки 13 установлены в роликах 15, смонтированных на каретках 2. Удаление стружки из станка можно производить, например, с помощью гидросмыва, накопление которой происходит в стружкосборнике 16.The multi-spindle milling machine contains two fixed columns 1 with vertical guides on which the carriage 2 is mounted with the possibility of moving. Each carriage is equipped with an individually adjustable drive 3, the joint operation of which enables the simultaneous movement of the carriages in a vertical plane (linear coordinate of the machine). A traverse 4 with an annular table 5 is mounted on the carriages 2, to the faceplate of which the part to be processed is attached. To rotate the table (circular coordinate of the machine), the drive 6 is mounted on the traverse. Between the columns on the uprights (positions are not indicated), the brackets 7 are mounted pivotally with the possibility of their radial displacement when changing the size of the workpiece. On the shoulders of each bracket in its end part, a milling head 8 and a tracking support 9 for the contour of the workpiece are installed in pairs. Such a device allows processing the wafer background of non-rigid blanks and provides fairly tight tolerances on the thickness of the residual web of the cell bottom, the magnitude of which largely determines the spread of the weight characteristics of the workpieces 10. The staples are shifted in the radial direction along the slide 11. To facilitate work associated with installation of the part in the working position, a loading device 12 is mounted on the carriages, allowing, without shifting the columns, to install the part for processing. Using the same device, the machine is also unloaded. The loading device is a twin beam 13 that can be moved in a horizontal plane, on which the gripping elements 14 of the part to be processed are mounted. The elements of the beam 13 are installed in the rollers 15 mounted on the carriages 2. Removing chips from the machine can be done, for example, using a hydraulic wash, the accumulation of which occurs in the chip collector 16.

Многошпиндельный фрезерный станок работает следующим образом. Деталь, подлежащую обработке, размещают около станка на подставках. Путем выдвижения загрузочного устройства 12 размещают элементы 14 захвата над торцом подлежащей обработке детали. Включением приводов 3 кареток 2 опускают последние вниз и элементами 14 производят захват детали. Движением каретки вверх (при реверсировании приводов 3) снимают деталь с опорной площадки и обратным ходом загрузочного устройства заводят ее под траверсу. Перемещают каретки вниз и опускают деталь между плечами скоб 7 до упора и освобождают ее от захватов. Поднимают загрузочное устройство 12 с помощью кареток на уровень выше уровня скоб, переводят загрузочное устройство с захватами в нейтральное положение и опускают траверсу 4 вниз до соприкосновения планшайбы кольцевого стола с обрабатываемой деталью. Производит крепление детали 10 к планшайбе 5 кольцевого стола, используя для этих целей необходимую оснастку. После проведения этих операций движением траверсы вверх выводят обрабатываемую деталь в исходное положение. Обработку ячеек в кольцевых рядах начинают, как правило, с нижних рядов, обеспечивая тем самым наибольшую жесткость обрабатываемой детали. Обработка ячеек в кольцевом ряду в зависимости от их размеров ведут либо одновременно всеми фрезерными головками, например, четырьмя, когда размеры ячеек одинаковы, либо по выбору - одной, двумя, тремя в зависимости от рисунка вафельного фона. Обработав, первый кольцевой ряд, деталь опускают на шаг, предварительно отведя фрезерные головки на необходимую величину. По завершении обработки вафельного фона деталь, отведя опоры слежения и фрезерные головки, опускают до упора вниз, удаляют крепежные элементы, соединяющие деталь с планшайбой, поднимают траверсу на необходимую величину, обеспечивая зазор для введения захватов загрузочного устройства в зону обработанной детали. Движением каретки вниз совмещают захваты с торцом детали, производят захват, движением каретки вверх выводят обработанную деталь из скоб и перемещают в зону разгрузки. Опустив деталь на подставку, производят ее освобождение и возврат загрузочного устройства в нейтральной положение, не мешающее транспортировке обработанной детали цеховыми грузоподъемными средствами на следующий участок обработки. Накопленную в процессе обработки стружку вывозят в отведенное место. Смыв и транспортирование стружки в приемный бункер производят от автономной насосной станции, используя замкнутый цикл обращения воды.Multi-spindle milling machine operates as follows. The part to be processed is placed near the machine on supports. By extending the loading device 12, gripping elements 14 are placed above the end of the part to be machined. By turning on the drives 3, the carriages 2 lower the last ones down and the elements 14 carry out the gripping of the part. By moving the carriage up (when reversing the drives 3), the part is removed from the support platform and the reverse of the loading device is brought under the traverse. Move the carriage down and lower the part between the shoulders of the brackets 7 to the stop and release it from the grips. Raise the boot device 12 with the help of carriages to a level higher than the level of the brackets, move the boot device with the grippers to the neutral position and lower the yoke 4 down until the faceplate of the ring table comes into contact with the workpiece. Mounts the part 10 to the faceplate 5 of the annular table, using the necessary equipment for these purposes. After carrying out these operations, the traverse moves upward to bring the workpiece to its original position. The processing of cells in the annular rows begin, as a rule, from the lower rows, thereby ensuring the greatest rigidity of the workpiece. The processing of cells in an annular row, depending on their size, is carried out either simultaneously by all milling heads, for example, four, when the cell sizes are the same, or, optionally, one, two, three, depending on the pattern of the waffle background. After processing, the first annular row, the part is lowered by a step, after allotting the milling heads by the required amount. Upon completion of the processing of the wafer background, the part, having withdrawn the tracking supports and the milling heads, is lowered all the way down, the fasteners connecting the part to the faceplate are removed, the traverse is raised by the necessary amount, providing a gap for introducing the grips of the loading device into the area of the processed part. By moving the carriage down, the grippers are combined with the end of the part, they are gripped, by moving the carriage up, the processed part is removed from the brackets and moved to the unloading zone. By lowering the part onto the stand, it is released and the loading device is returned to the neutral position, which does not interfere with the transportation of the treated part by workshop lifting equipment to the next processing section. The chips accumulated during processing are taken to a designated place. Flushing and transportation of chips to the receiving hopper is carried out from an autonomous pumping station using a closed cycle of water circulation.

Использование станка предлагаемой конструкции обеспечивает повышение точности обработки по полотну и ребрам примерно на 30%; увеличит производительность станка не менее чем на 25%; снизит вес металлоконструкций станка на 20% и занимаемую площадь на 40%.Using the machine of the proposed design provides an increase in the accuracy of processing along the web and ribs by about 30%; increase machine productivity by at least 25%; will reduce the weight of machine tool metal by 20% and the footprint by 40%.

Claims

1. A multi-spindle milling machine containing two columns, each of which has a drive carriage with the possibility of reciprocating vertical movement, a beam mounted on the carriages, an annular table for installing the workpiece to be machined, placed on the beam with the possibility of rotation by means of a drive located on the traverse, as well as staples, on each of which the milling head and tracking support are mounted opposite, characterized in that each carriage is equipped with an independent vodom its movement, wherein the machine is provided with a mechanism for loading items to be treated in the treatment zone, designed as a two paired beams with elements for gripping parts, mounted movably on the carriage.

2. The multi-spindle milling machine according to claim 1, characterized in that each beam is installed in rollers mounted on carriages.

3. The multi-spindle milling machine according to claim 1 or 2, characterized in that the movement drive of each carriage is mounted on a column on which the driven carriage is mounted.