RU38126U1 - Металлорежущий станок для комплексной пятикоординатной обработки - Google Patents

Abstract

1. Металлорежущий станок для комплексной пятикоординатной обработки, содержащий вертикальный основной шпиндель с шпиндельной головкой на своем нижнем конце, станину, имеющую основание, несущую систему для установки основного шпинделя, включающую траверсу, выполненную о-образной и смонтированную горизонтально подвижно на направляющих на верхней поверхности несущей системы для движения вдоль первой оси, каретку, смонтированную горизонтально подвижно на траверсе и направляемую парой рельс, установленных на траверсе для движения вдоль второй оси, перпендикулярной первой оси, стол с фиксирующими устройствами, смонтированный на основании станины, для зажима заготовки (детали), при этом основной шпиндель с помощью ползуна смонтирован внутри каретки для движения на направляющих вдоль третьей оси (вертикальной - Z), перпендикулярной первой и второй осям, устройство автоматической смены инструмента, включающее поворотный и подвижный вдоль оси дисковый магазин с гнездами для инструмента, отличающийся тем, что станина выполнена с неподвижным столом и несущей системой для установки основного шпинделя, включающей четыре вертикальные колоны, выполненные с замкнутым поперечным сечением в виде прямоугольника, установленные нижними концами жестко на основании станины по ее углам, и несущие на своих верхних концах жестко связанную с ними раму, выполненную сварной конструкции коробчатого сечения, траверса установлена на верхней поверхности рамы, а шпиндельная головка выполнена наклонно-поворотной и состоящей из кронштейна, поворачивающегося вокруг вертикальной оси, и корпуса со встроенными мотор-шпинделем и устр

Description

I. UK . -. Ч-/;

I :j 1В(|дw e -,rv.;v j-;.- . .; .- 7;. ;;.,l -. -;, - jii...: -f,

MnKB23Q 1/00

Металлорежущий станок для комплексной пячит оординагной обработки

Область техники

Полезная модель относится к металлообработке, более конкретно, к металлорежущим станкам, в частности к конструктивным элементам, входящим в общую компановку.

Полезная модель может быть использована в станках с числовым программным управлением, предназначенных для комплексной механообработки призматических и объёмных сложных изделий авиакосмической, автомобильной, судостроительной и других отраслей промышленности, требующих для своего формообразования до пяти управляемых координат, для улучшения их эксплуатационных характеристик и повышения точности обработки.

Уровень техники.

Известен металлорежущий портальньГй станок, предназначенный для фрезерованияи содержащий станину с установленными на ней стойками, несущими портал с кареткой, в которой перемещается шпиндель с фрезерной головкой. ( См. А.С.. СССР № 1808602, B23Q 1/00,). Станок реализует 3-х координатную обработку( за счёт перемещения стола в 2-х горизонтальных направлениях), и не может быть использован для обработки деталей сложной конфигурации.

Известен металлорежущий станок с вертикальным шпинделем, реализующий комплексную обработку деталей за счёт перемещения шпидельной головки по четырём координатам и использования дополнительного горизонтального шпинделя. ( См. ЕР 1116548 А2, B23Q 1/01, 2001г.) Станок, имеющий вертикальный основной шпиндель, содержит:

Основание станины, имеющее нижнюю часть и пару боковых стенок, выполненных вертикально от обоих концов нижней части, боковые стенки, имеющие

верхнюю монтажную поверхность на них, выполненную на пластине, закреплённой на верхних плоскостях боковых стенок, первый ползун(каретка), выполненный о-образным и смонтированный горизонтально подвижно на. монтажной поверхности для движения вдоль первой оси;

второй ползун, смонтированный горизонтально подвижно на первом ползуне и направляемый парой рельс, установленных на первом ползуне для движения вдоль второй оси перпендикулярной первой оси;

фиксирующее устройство со столом, смонтированное на основании станины для зажима заготовки (детали) в положении ниже , чем первый ползун; и шпиндельная головка, удерживаемая вертикально основным шпинделем, смонтированны внутри второго ползуна для движения вдоль третьей оси, перпендикулярной первой и второй осям, основной шпиндель , движущийся вдоль третьей оси между наггравляющими рельсами;

устройство автоматической смены инструмента, включающее поворотный и подвижный вдоль оси дисковый магазин с гнёздами для инструмента.

Известный станок реализует комплексную механообработку деталей. Однако, для обработки боковых сторон необходимо использовать дополнительно устанавливаемый горизонтальный щпиндель. Это обстоятельство приводит к усложнению станка, затрудняет его эксплуатацию, снижает его производительность.

Раскрытие полезной модели

Задачей полезной модели является создание высокопроизводительного металлорежущего станка для комплексной пяти-координатной обработки деталей сложной конфигурации за счёт управляемого движения щпиндельной головки по пяти координатам при неподвижном столе.

Более того, станок должен быть удобным в эксплуатации, позволять вести обработку крупногабаритных, массивных деталей с высокой точностью.

координатной обработки, содержащем вертикальный основной шпиндель с шпиндельной головкой на своём нижнем конце, станину, имеющую основание, несущую систему для установки основного шпинделя, включающую траверсу, выполненную о-образной и смонтированную горизонтально подвижно на направляющих на верхней поверхности несущей системы для движения вдоль первой оси, каретку, смонтированную горизонтально подвижно на траверсе и направляемую парой рельс, установленных на траверсе для движения вдоль второй оси перпендикулярной первой оси, стол с фиксирующими устройствами, смонтированный на основании станины, для зажима заготовки (детали), при этом, основной шпиндель с помощью ползуна смонтирован внутри каретки для движения на. направляющих вдоль третьей оси (вертикальной - Z), перпендикулярной первой и второй осям, устройство автоматической смены инструмента, включающее поворотный и подвижный вдоль оси дисковый магазин с гнёздами для инструмента, станина выполнена с неподвижным столом и несущей системой для установки основного шпинделя, включаюшей четыре вертика-льных колоны, выполненные с замкнутым поперечным сечением в виде прямоугольника, установленные нижними концами жёстко на основании станины по её углам, и несущие на своих верхних концах жёстко связанную с ними раму, выполненную сварной конструкции коробчатого сечения, траверса установлена на поверхности рамы, а шпиндельная головка, выполнена наклонно-поворотной и состоящей из кронщтейна, поворачивающегося вокруг вертикальной оси , и корпуса со встроенными мотор-шпинделем и устройством фиксации инструмента, расположенного внутри кронштейна, отклоняющегося от горизонта вверх-вниз, при этом, поворот кронштейна и отклонение корпуса осуществляются с помощью одинаковых приводов

Кроме того, дисковый магазин с гнёздами для инструмента выполнен поворотным и подвижным вдоль оси перпендикулярной оси перемещения основного шпинделя - третьей оси.

массе обрабатываемых деталей, улучшает его эксплуатационные характеристики.

Краткое описание чертежей

Полезная модель поясняется чертежами, на которых:

-Фиг.1 - показывает продольный разрез станка по оси шпинделя (вид спереди);

-Фиг. 2. - показывает разрез А - А фиг. 1.;

Фиг. 3. - показывает разрез В - В фиг.1.( вид на основание станины со столом);

Фиг. 4. - показывает вид по стрелке С ( вид сверху на несушую систему ).

Осушествление полезной модели

Металлорежущий станок для комплексной пятикоординатной обработки в соответствии с полезной моделью реализуется следующим образом.

Станок (См.Фиг. 1-4) включает следующие узлы и механизмы:

-неподвижную станину 1 с основанием, выполненным в виде прямоугольника при виде в плане и неподвижным столом 2, смонтированным на основании станины и снабжённым фикси-рующими устройствами для установки и зажима заготовки (детали) для её обработки;

-несущую систему для установки основного щпинделя - 5, выполненную о-образной и включающую четыре вертикальные колоны 3, выполненные сварными с замкнутым поперечным сечением в виде прямоугольника, установленные нижними концами жёстко на основании станины по её углам, и несущие на своих верхних концах жёстко связанную с ними раму 4, выполненную сварной конструкции коробчатого сечения, траверсу -6 , выполненную в виде прямоугольной рамы, смонтированной горизонтально подвижно на направляющих -7, 8 на верхней поверхности несущей системы для движения вдоль первой оси ( поперечной Y) с помощью двух шарико-винтовых приводов -9, 10 , каретку - 11, смонтированную горизонтально подвижно на траверсе и направляемую парой направляющих рельс -12, 13, установленных на траверсе для движения вдоль второй оси (продольной

- X) перпендикулярной первой оси с помощью шариковинтового привода - 14, при этом, основной шпиндель -5 с помощью ползуна -15 смонтирован внутри каретки -11 для движения на. направляющих 16 вдоль третьей оси (вертикальной - Z) перпендикулярной первой и второй осям с помощью шарико-винтового привода 17;

-основной шпиндель -5 , несущий на своём нижнем конце шпиндельную головку - 18, выполненную наклонно-поворотной и состоящей из кронштейна -19, поворачивающегося вокруг вертикальной оси Z на угол ± 200°, и корпуса -20 со встроенными моторшпинделем и устройством фиксации инструмента, расположенным внутри кронштейна -19, отклоняющегося от горизонта вверх-вниз на угол ± 105°, при этом, поворот кронштейна - 19 и отклонение корпуса - 20 осуществляются с помощью одинаковых приводов ( не показанных на чертежах) через редуктор с выбором зазора в червячной паре за счёт осевого перемещения червяка с переменной толщиной витка;

-устройство автоматической смены инструмента 21, установленного на колоне -3 и выполненного в виде дискового магазина с гнёздами, который может поворачиваться вокруг горизонтальной оси и перемещаться вдоль неё для подачи требуемого инструмента , при этом, перемещение и зажим инструмента производится при горизонтальном положении шпинделя за счёт выдвижения магазина с инструментом с помощью пневмоцилиндра;

-цифровые быстродействующие следящие приводы подач и главного движения, выполненные по всем координатам с линейными и круговыми датчиками обратной связи по конечным перемещениям, обеспечивающими высокую точность позиционирования инструмента ( на черт, не показано);

-устройство числового программного управления ( УЧПУ) типа персональной ЭВМ - 22, совмещённое с пультом управления;

-системы смазки и охлаждения;

-устройство удаления стружки из зоны резания, выполненное в виде двух шнековых транспортёров 23, установленных на основании станины и снабжённых электроприводом ;

-ограждение зоны резания типа Кабинет, выполненное из плоских панелей - 24, 25, 26,21, закреплённых на колонах и снабжённых сдвижными дверями -28,29, 30, 31, 32, снабжёнными окнами и обеспечивающими доступ в зону резания и визуальный контроль за процессом;

-гибкие кабеленесущие цепи подвода пневмогидро-электропитания 33, 34, 35, обеспечивающие подачу энергии к агрегатам: каретке - 11, траверсе 6, ползуну -15, соответственно;

-пневмо-, гидро-, электросистемы (на черт, не показано).

Станок работает следующим образом.

Обрабатываемая заготовка устанавливается и закрепляется на столе -2. Управление работой станка осуществляется от пульта -22. Подготовленная технологическая управляющая программа обработки детали записывается в память УЧПУ. После включения станка запускается технологическая управляющая программа, происходит обработка детали в соответствии с заданными технологическими параметрами ( траектория, перемещение по координатам, скорость подачи, частота вращения шпинделя).

Станок обеспечивает высокопроизводительную многооперационную механообработку деталей из пластмасс, алюминиевых , титановых сплавов и сталей, имеющих сложные поверхности одинарной и двойной кривизны за счёт пяти управляемых движений инструмента. Механообработка может производиться торцевыми и концевыми фрезами. На станке также можно сверлить и растачивать отверстия. Типовые обрабатываемые изделия: корпуса, мастер-модели, литейные модели, штампы, пресс-формы, детали двигателей и самолётов.

Выполнение станка с неподвижной станиной со столом ,несущей системой в виде жёсткой рамы , установленной на колонах жёсткозакреплённых на станине и шпиндельной головкой, расположенной внутри траверсы и каретки и управляемой по пяти координатам обеспечивает :

-повыщение эксплуатационных характеристик за счёт обеспечения удобного подхода, обзора зоны резания, вынесения всех подвижных , вращающихся элементов и оборудования из зоны резания;

-повыщение точности обработки за счёт центрального расположения щпиндельной головки и отсутствия изгибающих моментов от массы перемещаемых деталей.

Станок может использоваться в основном и вспомогательном производстве на предприятиях авиакосмической , автомобильной , судостроительной, приборостроительной и других машиностроительных отраслях промышленности.

Claims (2)

1. Металлорежущий станок для комплексной пятикоординатной обработки, содержащий вертикальный основной шпиндель с шпиндельной головкой на своем нижнем конце, станину, имеющую основание, несущую систему для установки основного шпинделя, включающую траверсу, выполненную о-образной и смонтированную горизонтально подвижно на направляющих на верхней поверхности несущей системы для движения вдоль первой оси, каретку, смонтированную горизонтально подвижно на траверсе и направляемую парой рельс, установленных на траверсе для движения вдоль второй оси, перпендикулярной первой оси, стол с фиксирующими устройствами, смонтированный на основании станины, для зажима заготовки (детали), при этом основной шпиндель с помощью ползуна смонтирован внутри каретки для движения на направляющих вдоль третьей оси (вертикальной - Z), перпендикулярной первой и второй осям, устройство автоматической смены инструмента, включающее поворотный и подвижный вдоль оси дисковый магазин с гнездами для инструмента, отличающийся тем, что станина выполнена с неподвижным столом и несущей системой для установки основного шпинделя, включающей четыре вертикальные колоны, выполненные с замкнутым поперечным сечением в виде прямоугольника, установленные нижними концами жестко на основании станины по ее углам, и несущие на своих верхних концах жестко связанную с ними раму, выполненную сварной конструкции коробчатого сечения, траверса установлена на верхней поверхности рамы, а шпиндельная головка выполнена наклонно-поворотной и состоящей из кронштейна, поворачивающегося вокруг вертикальной оси, и корпуса со встроенными мотор-шпинделем и устройством фиксации инструмента, расположенного внутри кронштейна, отклоняющегося от горизонта вверх-вниз, при этом поворот кронштейна и отклонение корпуса осуществляются с помощью одинаковых приводов.

2. Металлорежущий станок для комплексной пятикоординатной обработки по п.1, отличающийся тем, что дисковый магазин с гнездами для инструмента выполнен поворотным и подвижным вдоль оси, перпендикулярной оси перемещения основного шпинделя - третьей оси.