SU901001A1 - Станок с программным управлением - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к конструкци м станков с числовым программным управлением .(ЧПУ) дл  обработки перьев лопаток паровых, гидравлических и иных трубин. Такие станки могут быть использованы в энергетическом, транспортном и общем машиностроении.

Известны станки с программным управлением, включающие станину с продольными направл ющими, расположенную в средней части станины с возможностью перемещени  опорную раму , расположенную в ней с возможностью перемещени  каретку с инструментальной головкой и установленные у торцов станины с возможностью перемещени  по направл кицимстойки с фиксаторами дл  заготовки Ш .

Однако известные станки не обеспечивают требуемой точности обработки перьев лопаток турбин ввиду необходимости переустановок заготовок на другие станки после обработки спинки пера.

Цель изобретени  - повышение точности обработки и расширение технологических возможностей.

Указанна  цель достигаетс  тем, что опорна  рама станка имеет коробчатую форму с незамкнутым сечением и снабжена полуос ми с установленным на них с возможностью поворота в средней части суппортом и размещенным на нем с возможностью перемещени , перпендикул рного направл ющим станины, полым ползуном с выполненными на нем круговыми направл ющими , несущими установленные с возможностью вертикального и кругового перемещени  каретку с инструментальной головкой.

Стойка с фиксатором, расположенна  со стороны инструментальной головки , снабжена роторным магазином заготовок и двухзахватннм автооператором съема-подачи заготовок, установленными с возможностью поворота вокруг вертикальных осей.

Полый суппорт снабжен размещенным в его части с возможностью поворота вокруг вертикальной Оси многопозиционным роторным магазином дл  инструментов, а инструментальна  головка снабжена двухзахватным автооператором, установленным с возможностью.поворота вокруг горизонтальной оси, а его захваты установлены с возможностью горизонтального и вертикального перемещений. На фиг. 1 представлен станок, вид спереди; на фиг. 2 - то же, вид сверху на фиг. 3 -.вид на портал со стороны столаJ на фиг. 4 - схема двухзахватного автооператора установ ки заготовок и съема деталей; на фиг. 5 - исходное положение показанного на фиг. 4 автооператора; на фиг. 6 - положение автооператора после освобождени  готовой детали и вз ти  очередной заготовки; на фиг. 7 положение автооператора после поворота на 90°; на фиг. 8 - положение автооператора в момент установки заготовки дл  проведени  обработки; на фиг. 9 - последовательные мгновенные положени  инструментальной головки при обработке пера торцом концевой Фрезы; на фиг. 10 - последовательные мгновенные положени  инструмента при обработке пера периферией концевой фрезы; на фиг. 11 - возможные траектории обработки пера лопатки различными видами инструментов; на фиг. 1 схема обработки наклонного прикомле вого участка пера лопатки; на фиг.1 последовательные мгновенные положени  инструментальной головки при обработке дисковой и охватывающей фрезами; на фиг. 14 - обозначени  координатных осей станка и движений Станок дл  обработки перьев лопа ток турбин,имеет станину 1 и установленные на ней с возможностью про раммного возвратно-поступательного перемещени  раму 2 (по оси X) короб чатой формъа Незамкнутого сечёни  и стойки 3 и 4 (соответственно переMemaeNuJe по направлени м U и Р) . Стойки 3 и 4 расположены по разные с:тороны рамы 2 и несут фиксаторы {не показаны) соответственно консол ного технологического хвостовика пе ра и корневой части заготовки турбинной лопатки. В раме 2 на полуос х 5 подвешен с возможностью программного поворот в направлени х В полый.в средней части суппорт б. С ним кинематическ с возможностью программного возврат но-поступательного перемещени  (направление У) св зан ползун 7, несущий поворотную каретку 8 (перемещение А), с которой кинематически св  зана с возможностью программного возвратно-поступательного перемещени  (перемещение Z) инструментальна ( фрезерна ) головка 9. Иа суппорте 6 установлен роторны магазин 10 дл  сменных инструментов 11, поворачиваемый на заданную пози цию по программе (управл емое перемещение f) .. Инструментальна  головк 9 оборудована автооператором 12 смены инструмента 11, поворачиваелаа по программе (управл емое перемещение d) на угол 90° или 180°. Стойка оборудована роторным магазином 13 дл  размещени  подаваег«ых на обраотку и обработанных заготовок 14 урбинных лопаток, который установен на кронштейне 15 с возможностью рограммного поворота на заданную озицию (управл емое перемещение е). а той же стойке 4 установлен автоператор 16, поворачиваемый по прогамме через 90°на 180°при каждой мене заготовки (управл емое перемеение С) . . Дл  обеспечени  линейного програмного перемещени  приводы содержат спомогательный шаговый электродвиатель 17 и редуктор 18 с ходовым интом (привод инструментальной гоовки 9) или шариковинтовой исполнительный механизм 19 (привод рамы 2). Исполнительный механизм программного привода вращени  дл  случаев плавного поворота может быть выполнен, например, на основе черв чной пары 20 с ведущим самотормоз щимс  черв ком (привод поворота суппорта 6). Дл  автооператоров 12 и 16, поворачиваемых при каждой смене инструмента 11 дл  заготовки 14 на фиксированный угол, может быть использован исполнительный механизм с мальтийским крестом. Взаиморасположение в исходном положении поворотного суппорта 6 с приводом поворота 21 и роторным магазином 10 инструмента 11, ползуна 7, каретки 8, инструментальной головки 9 (автооператор 12 смены инструмента 11 условно не псжазан), рабочего стола 22 стойки 4, части автооператора 16 смены заготовок 14 и роторного магазина 13 заготовок 14 особенно четко видно на фиг. 2. Здесь же видно, что рама 2 и стойка 4 расположены на крайних направл ющих 23 станины 1, а стойка 3 - на внутренних направл ющих 24 станины 1. (Два р да направл ющих необ зательны в конструкции. Однако применение внутренних направл ющих позвол ет снизить материалоемкость стойки 3 и проще решить вопрос размещени  приводов пpoгpa 1 нoгo перемещени  по направлени м X, U и Р). Автооператор 12 смены инструмента 11 имеет ротор 25 со встроенным в него программно перемещаемым по координате W ползуном-манипул тором 26 -образной формы, в концевых угольниках которого установлены перемещаемые по направлению К штоки 27, несущие захваты инструментов (не показаны ) . Автооператор 16 смены заготовок 14 выполнен в виде сменного рычага с прорез ми, размеры которых достаточны дл  прохода корневых частей заготовок 14 заданного типоразмера. На фиг. 3 четко видны ползун 7, имеющий вид полой в средней части планшайбы с круговыми направл ющими 28, и установленна  на этих направл ющих каретка 8 с инструменталь ной головкой 9 (в исходном положении ) . Станок работает следующим образом . На подготовительном этапе на основе теоретического чертежа пера и конструктивного чертежа заготовки дл  лопаток заданного типоразмера в соответствии с технологической картой, блок-схемой типового алгоритма управлени  и набором стандарт ных подпрограмм составл ют программу обработки, записывают ее на машиночитаемом носителе и ввод т в буюк (не показан) считывани  программы (БСП) устройства программного управлени  станком. Роторный магазин 13 зар жают комплектом заготовок 14 турбинных лопаток заданного типоразмера, а ро торный магазин 10 - инструментами 11, вид, количество и пор док размещени  которых в магизине заданы программой. Магазины 10 и 13, автооператоры 12 и все прочие части ста ка вывод т в исходное (предписанное программой) положение. По команде Пуск автооператор 12 ходом верхнего (в данный момент) рычага 27 в сторону роторного магазина 10 захватывает первый из указа ных в программе инструментов 11, хо дом того же рычага 27 назад (от магазина 10) переводит его в транспор ное положение и поворотом ползунаманипул тора 26 на 180° выводом рычага 27 в положение, когда геометри ческа  ось инструмента совпадает с геометрической осью инструментально головки 9, и подачей ползуна-манипу л тора 26 вверх устанавливает инстр мент 11 в шпинделе инструментальной головки 9. Затем рычаг 27 отводитс  в исходное положение, а ползун-мани пул тор 26 поворачиваетс  на угол 90°, чтобы не мешать подаче заготовки 14 в зону обработки, и остаетс  в этом положении до смены инструмен та 11. Автооператор 16 устанавливает первую заготовку 14 в исходное дл  обработки положение, в котором технологический хвостовик ее пера захватываетс  фиксатором (не показан), подаваемым ходом Вправо по коор динате и стойки 3, а корнева  часть заготовки 14 - фиксатором, расположенным на столе 22 стойки 4. На предлагаемом станке обработку заготовок (преимущественно фрезерование , а в перспективе, при условии использовани  стойких по размеру инструментов, и шлифование) можно проводить торцом инструмента 29 (фиг. 9), поворачива  каретку 8 вместе с инструментальной головкой на круговых направл ющих 28 ползуна периферией цилиндрической фрезы (фиг. 10), включал и прикомлевую часть (фиг. 12), дисковой 30 и охватывающей 31 фрезами, как это показано на фиг. 13 (по траектори м, показанным на фиг. 11), кажда  из которых может быть реализована по схеме Строка Зигзаг, обеспечивающей стабильность направлени  фрезеровани , что особенно важно при изготовлении лопаток из труднообрабатываемых материалов. Нар ду с поворотом каретки 8 (перемещение А) в процессе обработки дополнительную настройку положени  инструмента к текущему контуру заготовки 14 можно производить поворотом суппорта 6 (перемещение В). При необходимости смены инструмента в процессе обработки автоопе -тор 12 из положени  Выстой поворачивают на 90° ходом рычага 27 Вперед (перемещение К в сторону инструментальной головки 9) при остановленном шпинделе захватывают инструмент 11, ходом ползуна-манипул тора 26 Вниз по направлению W извлекгиот использованный инструмент 11, поворачивают ползун-манипул тор 26 на 180°, ходом рычага 27 возвращают инструмент 11 на его место в магизине 10, который, поворачива сь по программе (направление f), подает на рабочую позицию требуемый очередной инструмент 11. Его установка в шпиндель инструментальной головки 9 происходит в обратном пор дке . Цикл, замены инструмента повтор етс  после каждого предусмотренного программой этапа обработки. При этом дл  замены инструмента безразлично , в каком положении находитс  суппорт 6. После завершени  обработки каждой очередной заготовки 14 все части станка отвод тс  в исходное положение , а автооператор 16 замен ет заготовку . Данный процесс показан на фиг. 5-8. Этот вспомогательный цикл включает поворот рычага на 90° с захватом обработанной заготовки на столе 22 и очередной заготовки на рабочей позиции роторного магазина 13 (фиг. 5), подъем рычага на высоту , большую высоты корн  лопатки (фиг. 6), поворот подн того рычага на 180° (фиг. 7), опускание рычага и заготовок (фиг. 8), при котором очередна  заготовка 14 оказываетс  в зоне обработки, а обработанна  в свободном гнезде магазина 13. Затем рычаг автооператора поворотом на 90 выводитс  из зона обработки, а магазин 13 поворачиваетс  на угол 2 (где N - число гнезд), вывод  очередную обработанную заготовку в позицию выгрузки.

Применение предлагаемого станка обеспечивает возможность высокопроизводительной и точной обработки пера лопаток газовых, паровых и вод ных турбин.

Claims (3)

1. Станок с програм1 1ным управлением , включающий станину с продольными направл ющими, расположенную в средней части станинЕЛ с возможностью перемещени  опорную раму, расположенную в. ней с возможностью перемещени  каретку с инструментальной головкой и установленные у торцов станины с возможностью перемещени  по направл ющим стойки с фиксаторами дл  заготовки, о т л и ч а юш и и с   тем, что, с целью повыше™ ни  точности и расширени  технологических возможностей, опорна  рама имеет коробчатую форму с незамкнутым сечением и снабженг установленным с возможнсютью поворота суппортом и размещенным на нем с возможностью перемещени , перпендхикул рного направл ющим станины, ползуном причем суппорт и ползун выполнены псшыми дл  прохода обрабатываемой

детали, а на ползуне выполнены круговые направл ющие, несущие установленную с возможностью вертикального и кругового перемещени  каретку с инструментальной головкой.

2. Станок по По 1, отличающийс  тем, что стойка с фиксатором , расположенна  со стороны инструментальной головки, снабжена роторным магазином заготовок и двухзахватным звтооператором съема-подачи заготовок, установленнЕШи с возможностью поворота вокруг вертикальных осей,

3. Станок по пп. 1 и 2, о т л ичающийс  тем, что полый суппорт снабжен размещенным в его верхней части с возможностью поворота вокруг вертикальной оси многопозиционным роторным магазином дл  инструментов , а .инструментаг ьна  головка снабжена двухзахватным автооператором , установленным с возможностью пЬворота вокруг горизонтальной оси, а его захваты установлены с возможностью горизонтального и вертикального перемещений.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1. Авторское Свидетельство СССР № 379334, кл, В 23 С 3/16, 1971,

-2