SU1660937A1 - Многоцелевой станок - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к станкостроению, в частности к многоцелевым станкам с ЧПУ и автоматической сменой инструмента дл  механической обработки деталей. Цель изобретени  - повышение точности обработки, производительности станка и расширение его технологических возможностей за счет обработки детали со всех сторон. Поворотный стол 5 размещен на колоннах 2 над шпиндельной бабкой 6 и выполнен в виде полусферического купола 13, на взаимно перпендикул рных образующих которого и в центре их пересечени  радиально установлены пиноли 33 дл  фиксации стола-спутника 16. В основании поворотного стола 5 горизонтально установлены четыре радиально направленных пиноли 25 с поводками 30 дл  фиксации и поворота стола-спутника 16. Деталь 20 закрепл ют на плоскости стола-спутника 16 и обрабатывают снизу вертикально установленным шпинделем 7. Дл  поворота детали 20 две соосные пиноли 25 расфиксируют стол-спутник 16, а две другие поводками 30 поворачивают стол-спутник 16 на определенный угол. Шпиндель 7 установлен с возможностью перемещени  в трех взаимно перпендикул рных направлени х. Замена стола-спутника 16 производитс  манипул тором 44, который закреплен на одной из колонн 2, а на другой колонне - инструментальный магазин. При обработке детали 20 стружка и СОЖ попадают в лоток 58 и отвод тс  двум  шнеками 59, размещенными по обе стороны от шпиндел  7. Захват манипул тора 44 выполнен в виде скобы 46 с соосными пинол ми 47 на концах. Одна из пинолей 47 снабжена поводком механизма разворота стола-спутника 16. Все механизмы разворота стола-спутника 16 снабжены зажимами дл  фиксации пинолей 25, 33 и 47 в расточках. Столы-спутники 16 размещены на стеллажах 56, отдельно сто щих вокруг колонны 2, на которой закреплен манипул тор 44. 5 з.п.ф-лы, 18 ил.

Description

Изобретение относитс  к станкостроению , в частности к многоцелевым станкам с ЧПУ и автоматической сменой инструмента дл  механической обработки деталей.

Цель изобретени  - повышение точности обработки, производительности станка и расширение его технологических возможностей за счет обработки детали со всех сторон.

На фиг. 1 показан станок, вид сверху; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - станок, вид в изометрии; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг, 2; на фиг. 6 - разрез Г-Г на фиг, 5; на фиг. 7 - узел I на фиг. 3; на фиг. 8 - стол-спутник пр моугольной формы с окном, вид в изометрии; на фиг. 9 - то же, без окна; на фиг. 10 - стол-спутник круглой формы с окном; на фиг. 11 и 12 -схема положени  стола- спутника с одной деталью при обработке с шести сторон, зажатого в четырех центрах Х-Хи Y-Y; на фиг. 13, 14-схема положени  стола-спутника с одной деталью при обработке с шести сторон, зажатого соответственно в двух центрах Y-Y или Х-Х и в одном наклонном центре; на фиг. 15, 16 - схема положени  стола-спутника с двум  разными детал ми при обработке каждой детали с п ти сторон, зажатого в четырех центрах Х-Х и Y-Y; на фиг. 17, 18 - то же, зажатого соответственно в двух центрах Y-Y или Х-Х и в одном наклонном центре.

Многоцелевой станок содержит станину 1 рамной конструкции, закрепленную на четырех вертикальных колоннах 2, установленных на фундаменте станка и скрепленных с пр моугольным основанием 3 по его углам на некоторой высоте от фундамента. На верхних торцах колонны 2 закреплен пр моугольный корпус 4 поворотного стола 5, Шпиндельна  бабка 6 с вертикальным шпинделем 7 и инструментом 8 нижней плоскостью корпуса 9 установлена на горизонтальную направл ющую плоскость 10 подъемной стойки 11, по которой шпиндельна  бабка 6 направл етс  с помощью крестовины направл ющих 12 в двух взаимно перпендикул рных горизонтальных направл ющих по ос м X и Y. Поворотна  часть (планшайба) поворотного стола 5 выполнена в виде толстостенного полусферического купола 13, размещенного своим основанием в отверстии 14

корпуса 4 поворотного стола 5 с помощью круговых направл ющих 15с возможностью поворота от привода вокруг оси S.

Внутри купола 13 размещен стол-спутник 16, выполненный в виде плоской рамы,

имеющей две установочны ё параллельные плоскости 17 и 18, в которых выполнено сквозное пр моугольное окно 19 и на которые устанавливаетс  и закрепл етс  деталь 20. На четырех других гран х 21 в их середине имеютс  центровые конусные гнезда 22, вокруг которых выполнено по два глухих паза 23, В расточках24 основани  купола 13 размещены четыре радиально установленные пиноли 25 с гидроцилиндрами 26, заканчивающимис  конусными центрами 27, и взаимодействующие в рабочем положении с конусными гнездами 22 стола-спутника 16, образу  тем самым две взаимно перпендикул рные оси 28, 29 его поворота в центрах

в момент смены обрабатываемой детали и ее базировани  в момент механической обработки . На конце пинолей 25 вокруг конусных центров 27 смонтированы с возможностью поворота поводки 30 с выступами 31 механизма разворота в центрах стола-спутника 16, взаимодействующими с глухими пазами 23 стола-спутника 16 на образующих купола в двух взаимно перпендикул рных вертикальных плоскост х, пересекающихс  по его центру (ось S), выполнены радиальные расточки 32, в которых установлены дополнительные подвижные пиноли 33 с гидроцилинд- рами34, конусными центрами35, сход щимис 

ос ми 36 в центре купола 13, причем одна из пинолей расположена на вершине 37 купола , Стойка 11 установлена подвижно под куполом 13 в призматическом отверстии 3В основани  с помощью вертикальных направл ющих 39 и опираетс  через самотормоз щий винт 40 привода (не показан) на фундамент станка через п ту 31.

Дл  разгрузки привода в стойке размещены два гидроцилиндра 42, упирающиес  штоками 43 в фундамент станка. Стойка 11 может закрепл тьс  в отверстии основани  с помощью зажимов (показаны стрелками), Две колонны 2 станины 1 выполнены цилиндрическими . На одной из них закреплен манипул тор 44, корпус которого имеет ступицу 45 и скобу 46 и может перемещатьс  вдоль колонны 2 и поворачиватьс  вокруг ее оси,

Скоба 46 охватывает с боков стол-спутник 16. На концах скобы 46 соосно одна другой смонтированы подвижные пиноли 47 с конусными центрами 48, на которых смонтирован поводок 49 с выступом 50, взаимодействующим в момент захвата манипул тором 44 стола-спутника 16 с его глухими пазами 23. Дл  разгрузки привода (не показан) манипул тора 44 при его подьеме он оборудован противовесом (не показан), наход щимс  внутри колонны 2. На другой цилиндрической колонне 2 смонтирован пульт 51 управлени  станком, под которым размещен помост 52,

К двум остальным колоннам 2 с опорой на фундамент прикреплен инструментальный магазин 53 с механизмом 54 его автоматической смены. В местах захвата манипул тором 44 столов-сиутникое 16 на фундаменте установлен двухместный накопитель 55 дл  столов-спутников 16, представл ющих собой два отдельно сто щих стеллажа 56, на ножки 57 которых углами нижней плоскости устанавливаютс  столы- спутники 16.

Сверху шпиндельной бабки 6 вокруг шпиндел  7 расположен лоток 58 с двуг$  шнеками 59 и 60 дл  сбора и удалени  стружки и СОЖ, падающих сверху от расположенной над шпинделем обрабатываемой детали. Заготовка детали 20 перед обработкой может устанавливатьс  на любую из двух установочных плоскостей 17,18 на подставки 61 и зажимаетс  зажимами (не показаны ), Если детали 20 обрабатываютс  лишь с п ти сторон, а не с шести, то заготовки могут устанавливатьс  сразу на обе плоскости 17, 18. В этом случае стол-спутник может не иметь окна 19, необрабатываемые стороны будут базовыми, а заготовки могут отличатьс  одна от другой по форме и размерам,

при этом последние должны быть такими,

5 чтобы обе заготовки, установленные на стол-спутник 16, вписались в сферу, радиус которой равон или меньше половины длинной стороны стола-спутника 16, Все ииноли поворотного стола 5 и манипул тора 44

0 снабжены замком дл  фиксации в расточках , в которых они перемещаютс  (зажимы показаны стрелками), На поводках 30 и 49 по наружному диаметру выполнен зубчатый венец 62, с которым входит в зацепление

5 шестерн  63, насаженна  на вал-шестерню 64, св занную со шток-рейкой 65 гидроцилиндра привода (не показан), Поводки от осевого смещени  по пинол м закреплены пружинными кольцами 66.

Крестовина направл ющих 12 представл ет собой жесткую раму, образованную двум  взаимно перпендикул рными направл ющими типа ласточкин хвост, причем нижн   направл юща  67 выполнена охватываемой

направл ющими 68 стойки 11, а верхн   направл юща  69 крестовины выполнена охватывающей направл ющей 70 корпуса шпиндельной бабки 6. Дл  выборки зазора в направл ющих имеютс  клинь  71,

0Приводы перемещений шпиндельной

бабки 6 (не показаны) осуществл ют их с помощью шариковых винтовых пар, встроенных по центрам направл ющих 67, 70, отмеченных крестами 72, Электродвигатели

5 (не показаны) приводов, соединенные с винтовыми парами, установлены дл  перемещени  по оси X на самой крестовине, а по оси Y - на шпиндельной бабке.

Зажимы пинолей 25, 33 и 47 осуществ0 л ютс  от гидроцилиндров 73 с помощью шпонки 74 и скосов 75, посредством чего пиноль занимает стабильное положение в расточке 24, Конус шпиндел  7 защищаетс  кожухом 76 от стружки и СОЖ,

5 Станок работает следующим образом,

Его работа состоит из основного и вспомогательного эг апов.

Основной этап работы осуществл етс  движени ми следующих основных органов

0 станка: вращательным движением (главное) шпиндел  7 с инструментом 8; рабочей подачей шпиндельной бабки 6 по плоскости 10 стойки 11 в двух взаимно перпендикул рных направлени х (ось X и ось Y); рабочей

5 подачей шпиндельной бабки 6 совместно со стойкой 11 относительно основани  3 станка (ось 2), а также круговой рабочей подачей купола 13 поворотного стола 5 с установленным в нем столом-спутником с деталью

0 (ось U). Люба  подача может осуществл тьс  только при совместном вращении шпиндел  Станок допускает две одновременно осуществл емые подачи в любом сочетании.

Вспомогательный этап работы включает следующие операции: установку и сн тие детали 20 со стола-спутника 16; выставку (базирование) детали 20 на столе-спутнике 16; закрепление и открепление на столе- спутнике 16 детали 20; поворот стола-спутника 16с деталью 20 в центрах относительно оси 28 или 29; подвод-отвод шпиндельной бабки 6 по ос м X, Y к детали 20; смену инструмента 8 в шпинделе 7; работу манипул тора 44, а также работу шнеков 59 и 60.

Всеми движени ми управл ет система ЧПУ станка (не показана). Вращательное движение (главное) шпиндел  8 с инсгрументом 8 осуществл етс  от электродвигател , закрепленного на корпусе шпиндельной бобки 6 через мерчдочи, наход щиес  внутри ее. Рабоча  подача шпиндельной бабки 6 в направлении оси X осущесшл етс  при скольжении плоскости 9 по плоскости 10 стойки 11 совместно с крестовиной 12 по направл ющим 68, 67. Эта передача используетс  при фрезеровании. В это врем  направл ющие 69 и 70 зажаты между собой зажимами (не показаны).

Рабоча  подача шпиндельной бабки 6 в направлении оси Y осуществл етс  прп скольжении плоскости 9 по плоскости 10 стойки 11 по направл ющим 69, 70 В это врем  направл ющие 67 и 68 зажаты зажимами . Крестовина 12 в этом случае остаетс  неподвижной относительно стойки И. Эта подача также используетс  при фрезеровании .

Рабоча  подача шпиндельной бабки 6 осуществл етс  в вертикальном направлении совместно со стойкой 11 по направл ющим 39 отверсти  38 основани  3 с помощью вращающегос  винта 40, опирающегос  вращающейс  относительно винта 40 п той 41 на фундамент станка. Вращение винта 40 осуществл етс  от электродвигател  (не показан ), закрепленного на стойке 11. Эта подача может использоватьс  при сверлении, нарезании резьбы и т.д.

Кругова  рабоча  подача (V) планшайбы совместно с деталью 20, установленной на столе-спутнике 16, используетс  дл  фрезеровани  по контуру диаметров (внутренних и наружных) фрезой, закрепленной в шпинделе 7 станка, Кругова  подача поворотного стола 5 осуществл етс  по круговым- направл ющим 15 от своего привода (не показан ).

Установка и сн тие детали на столе- спутнике осуществл етс , когда он находитс  в нерабочем положении на ножках 57 стеллажа 56 двухместного накопител  55. Заготовка детали 20 устанавливаетс  (с помощью цехового крана) базовой поверхностью на верхнюю установочную плоскость 17 через подставки 61 стола-спутника 16, причем, если деталь 20 будет образовыватьс  со всех шести сторон, то она сдвигаетс 

по плоскости 17 таким образом, чтобы обрабатываемые места находились напротив окна 19 стола-спутника 16, через которое и будет производитьс  обработка. Деталь 20 закрепл етс  к столу-спутнику 16 с помощью

0 прихватов (не показаны) рабочим-станочником .

При обработке детали 20 только с п ти сторон можно установить вторую деталь 20 на другую плоскость стола-спутника 16. Дл 

5 этого стол-спутник 16 необходимо перекантовать на 180° с помощью манипул тора 44. В этом случае может примен тьс  стол-спутник 16 и без окна 19. Поворот стола-спутника 16 с деталью 20, установленного внутри

0 купола 13 поворотного стола 5 в четьтрех центрах 27 вокруг оси 28 или 29, осуществл етс  лишь тогда, когда от стола-спутника 16 отведены две из четырех пинолей 25 с помощью гидроцилиндров 26 а такое поло5 жение, когда центры 27 этих двух пинолей полностью покинут гнезда 22 стола-спутни- кз 16, а выступ 31 поводка 30 выйдет из глухого паза 23 стола-спутника 16.

Освобожденный от двух центров 27

0 стол-спутник 16 от центров, расположенных вдоль оси 28, поворачиваетс  в двух других центрах вокруг оси 29 за счет хода рейки- штока 65 гидроцилиндра (не показан), котора  поворачивает вал-шестерню 64 и

5 шестерню 63, зубчатый венец 62, поводок 30 с выступом 31, который через глухой паз 23 передает вращение столу-спутнику 16. Этот поворот будет осуществл тьс  до того положени , когда прекратитс  ход шток-рейки 65,

0 а стол-спутник 16 займет одно из множества положений, когда его гнезда 22 установ тс , например, напротив центров 27 оси 28, но уже в другом сочетании гнезд с центрами .

5 После поворота стола-спутника с деталью на 180° под инструмент встает обратна  сторона детали 20. Затем к столу-спутнику 16с помощью гидроцилиндров 26 подвод тс  ранее отведенные пино0 ли 25 с центрами 27 оси 28, стол-спутник 16 вновь жестко фиксируетс  в четырех поджатых гидроцилиндрами центрах 27, Подобный поворот гложет производитьс  и вокруг оси 28. Все пиноли потом зажимаютс  от

5 гидроцилиндров 73.

При необходимости поворота стола- спутника 16 на другой угол, кратный углу расположени  смежных дополнительных пинолей 33 (например, на угол а 90°) разница будет лишь в том, что в окончательном фиксировании стола-спутника 16 будут участвовать не черыте (как в предыдущем случае), а только три центра, два из которых будут определ ть ось 28 или 29, а третий будет фиксировать стол-спутник 16 с помощью пиноли 33, расположенной на вершине 37 купола 13 планшайбы поворотного стола 5.

Перемещение шпиндельной бабки 6 по ос м X, Y, Z служит (кроме осуществлени  рабочих подач) также и дл  ее перемещени  на заданную координату по этим ос м. Эти перемещени  могут производитьс  сразу по трем направлени м.

Смена инструмента 8 из шпиндел  7 в инструментальный магазин 53 и обратно производитс  механизмом 54 его автоматической смены в одном определенном положении шпиндельной бабки по ос м X, Y и Z.

Инструментальна  оправка, в которую вставл етс  инструмент 8, имеет специальный круговой защитный кожух 76, поэтому стружка при смене инструмента 8 в конус шпиндел  7 не попадает, кроме того, конус каждый раз очищаетс  сжатым воздухом.

Работа манипул тора 44 заключаетс  в кантовании стола-спутника 16 в зоне двухместного накопител  55 и в зоне центров купола 13, а также в переносе стола-спутника из накопител  55 в зону центров 27 поворотного стола 5 и обратно. Манипул тор 44 перемещаетс  по двум направлени м: по колонне 2 вверх-вниз и поворачиваетс  вокруг колонны 2. Кантование стола-спутника 16 в обеих зонах производитс  в центрах 48 пинолей 47 посредством поводка 49 с выступом 50, контактирующего с пазом 23 стола-спутника 16. Поворот поводка 49 осуществл етс  от гидроцилиндра через шток- рейку 65, вал-шестерню 64 и шестерню с которой сцеплен зубчатый венец 62 поводка 49. Подвод и отвод конусных центров 48 осуществл етс  пинол ми 47 от гидроцилиндров (не показаны).

Последовательный разворот стола- спутника 16с детал ми 20 вокруг осей 28 или 29 при обработке наклонных плоскостей или отверстий детали может осуществл тьс  только на определенный угол а , равный углу между смежными ос ми расположени  дополнительных пинолей 33. При обработке деталей 20, не содержащих наклонных обрабатываемых плоскостей, разворот стола-спутника 16 осуществл етс  на 90° или кратный сумме этих углов в обоих направлени х,

При необходимости обработки деталей под различными углами потребуетс  вместо жестко установленных между собой под углом дополнительных пинолей 33 иметь на

станке бесступенчатое и фиксированное положение одной из пинолей 33, автоматически устанавливаемой в требуемое место по периферии купола 13 в вертикальных пло- скост х, проход щих через оси 28 или 29, дл  чего в куполе выполн ютс  пазы (не показаны).

Claims (6)

1. Многоцелевой станок, содержащий станину, шпиндельную бабку со шпинделем, установленную на стойке, поворотный стол с механизмом разворота и размещенным на нем с возможностью смены посредством

манипул тора с приводным захватом столом-спутником с обрабатываемой деталью, инструментальный магазин с устройством смены инструмента и накопитель столов- спутников, отличающийс  тем, что, с

целью повышени  точности обработки, производительности станка и расширени  его технологических возможностей за счет обеспечени  обработки детали со всех сторон , он снабжен колоннами, в верхней части

которых на станине размещен с возможностью вращени  относительно вертикальной оси упом нутый поворотный стол, а шпиндельна  бабка со шпинделем установлена непосредственно под поворотным столом

между колоннами, при этим поворотный стол выполнен в виде полусферического купола , на взаимно перпендикул рных образующих которого и в центре их пересечени  установлены радиально с возможностью осевого перемещени  и взаимодейовмл со столом-спутником, размещенным внутри полусферического купола, пинол/ с кэнусчыми центрами, а в основании полусферического куаола в двух взаимно перпендикул рных

плоскост х размещены четыое радиально направленные пиноли, снабженные поводками механизма разворота сюла-спутника, причем стол-спутник выполнен п виде ппи- ты с центральным отверстием на наружных

боковых поверхност х которой выполнены конусные отверсти  под конусные центры пинолей и глухие пазы под поводки механизма разворота стола-спутника, а шпин- дель установлен вертикально в направлении

стола-спутника с возможностью перемещени  в трех взаимно-перпендикул рных направлени х .

2. Станок по п. 1,отличающийс  тем, что манипул тор смены стола-спутника

закреплен на одной из колонн, а инструментальный магазин размещен на другой

3 Станок по п. 1,отличающийс  тем, что он снабжен лотком со шнеками дл  удалени  стружки и СОЖ установленными по обе стороны шпиндел 

4.Станок по п. 1,отличающийс  тем, что захват манипул тора смены столов-спутников выполнен в виде скобы, снабженной на концах пинол ми, содержащими подвижные в осевом направлении центры, причем одна из пинолей снабжена поводком механизма разворота стола-спутника, выполненного в виде охватывающего пи- ноль зубчатого колеса с выступом, установленного с возможностью взаимодействи  с приводом захвата, выполненным в виде вала-шестерни гидроцилиндра поворота.

5.Станок по пп. 1 и 2,о тличающий- с   тем, что механизмы разворота столаспутника снабжены зажимами дл  фиксации пинолей, выполненными в виде гидроцилиндров , тангенциально расположенных к пинол м, при этом пиноли снабжены тангейциальными шпонками и двум  смежными лысками, размещенными с обратной от зажимного цилиндра стороны пиноли.

6. Станок по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с  . тем, что накопитель столов-спутников выполнен в виде стеллажей, расположенных вокруг колонны, на которой закреплен манипул тор смены стола-спутника.

Фиг.1

W

51

гч

Cj3

w

t

ib.

-Ј Сл

k

6-5

29

27

25

24

22

Фиг.З

В-В

21

63

66

62

г-г

65

Фиг.7

19

22

23

16

Риг,8

Фиг, 9

23

20

Фиг.11

Фиг.10

Фиг.12

bss

Фигю

Фиг. /7

ФаеЛд