Многоцелевой станок

Полезная модель относится к конструктивным элементам общей компоновки металлорежущего станка и может быть использована, например, для глубокого сверления деталей сложной криволинейной формы при их 4-х и 5-ти осевой обработке на металлорежущих станках с ЧПУ. Многоцелевой станок содержит привод 1 и станину 2 с подвижным поворотным столом 3 и подвижной коробообразной колонной 4, оправку 5 со сменной кондукторной втулкой 6, узел зажима 7 оправки 5 и кондукторную плиту 8. Проставка 9, установленная на станине 2, имеет продольные направляющие 10 под колонну 4. Подвижный инструментальный магазин 11 размещен между стенками колонны 4. Кондукторная плита 8 установлена на направляющих 12, выполненных под шпиндельную бабку 13 и ориентирована перпендикулярно плоскости перемещения поворотного стола 3. Внутри оправки 5 размещены сменная направляющая втулка 14 и сменные уплотнительные шайбы 15 и 16 для каждого диаметра обработки. Сменная кондукторная втулка 6 предназначена для направления и исключения увода сверла при обработке. Направляющая втулка 14 обеспечивает направление при подводе инструмента и исключает разматывание центральной части сверла, а следовательно поломки при обработке. Уплотнительные шайбы 15 и 16 препятствуют выбросу смазочно-охлаждающей жидкости и стружки за пределы оправки 5. Узел зажима 7 оправки 5 расположен так, что рабочий канал 17 кондукторной втулки 6, ориентирован параллельно направляющим 12 шпиндельной бабки 13 и сообщается с полостью для отвода стружки и смазочно-охлаждающей жидкости, выполненной с боковыми отверстиями. Оправка 5 выполнена с поверхностью 18 под захваты инструментального магазина 11, которая расположена между базирующим шпиндельным конусом 19 и базирующим конусом 20, выполненным для установки в узле зажима 7.

Полезная модель относится к конструктивным элементам общей компоновки металлорежущего станка и может быть использована, например, для глубокого сверления деталей сложной криволинейной формы при их 4-х и 5-ти осевой обработке на металлорежущих станках с ЧПУ.

Известные, в настоящее время, станки, оснащены, как правило, либо вертикальным, либо горизонтальным шпинделем, либо многошпиндельной головкой и стационарным устройством крепления деталей, которые могут быть использованы только для выполнения определенных видов работ. Такое исполнение конструкции станка значительно снижает гибкость производства, а также производительность и точность.

Примером таких станков можно считать сверлильный станок SU 1764855 A1, 30.09.1992, содержащий привод, станину с подвижным поворотным столом, установленную на направляющих кондукторную плиту и многошпиндельную головку.

Более близким к предлагаемой нами полезной модели является многоцелевой станок с числовым программным управлением и автоматической сменой инструмента, содержащий привод и станину с подвижным поворотным столом и подвижной коробообразной колонной с продольными направляющими под шпиндельную бабку и с подвижным инструментальным магазином, размещенным между стенками (см. RU 98350 U1, 20.10.2010).

Недостатком многоцелевого станка RU 98350 является невозможность, в автоматическом режиме, т.е. в процессе работы станка, менять кондукторные втулки и производить 5-ти стороннюю обработку всеми видами сверлильно-фрезерно-расточных операций с элементами глубокого сверления с одной установки, что отрицательно влияет на точность изготовления деталей и производительность.

Задача, на которую направлена настоящая полезная модель, заключается в создании многоцелевого станка, выполняющего все виды механической обработки деталей из различных материалов с одной установки в автоматическом режиме.

Техническим результатом полезной модели является возможность глубокого сверления при обработке детали по сложной криволинейной поверхности с 5-ти сторон по заданию УЧПУ.

Сущность полезной модели выражается в совокупности существенных признаков, в которой многоцелевой станок, содержащий привод и станину с подвижным поворотным столом и подвижной коробообразной колонной с продольными направляющими под шпиндельную бабку и с подвижным инструментальным магазином, размещенным между стенками, отличается от ближайшего аналога тем, что дополнительно содержит оправку со сменной направляющей втулкой, соосной сменной кондукторной втулке, узел зажима оправки и кондукторную плиту, установленную на направляющих под шпиндельную бабку перпендикулярно плоскости перемещения поворотного стола, при этом оправка выполнена с поверхностью под захваты инструментального магазина, расположенной между базирующим шпиндельным конусом и базирующим конусом, выполненным для установки в узле зажима, а сменная кондукторная втулка имеет рабочий канал, ориентированный параллельно направляющим шпиндельной бабки и сообщающийся с полостью для отвода стружки и смазочно-охлаждающей жидкости, выполненной с боковыми отверстиями.

В частных случаях выполнения или использования станок может содержать:

- поверхность под захваты инструментального магазина, выполненную в виде канавки;

- станину содержащую, как минимум, один стружкоуборочный шнек;

- шпиндельную бабку, имеющую возможность автономного перемещения, и кондукторную плиту, имеющую возможность автономного перемещения;

- направляющие под шпиндельную бабку, расположенные на расстоянии от 1200 до 2200 мм;

- кондукторную плиту с шириной, равной, как минимум, 1/4 расстояния между направляющими под шпиндельную бабку;

- сменные уплотнительные шайбы, установленные внутри оправки.

Влияние признаков предлагаемой полезной модели на ее технический результат проявляется в том, что для получения нужной точности и исключения увода инструмента при глубоком сверлении обработку детали проводят через направляющую втулку и через кондукторную втулку, задающую инструменту правильное направление. Надежную фиксацию оправки при автоматической смене инструмента и точную установку на станке обеспечивает ее поверхность под захваты инструментального магазина, которая расположена между базирующим шпиндельным конусом и базирующим конусом, выполненным для установки в кондукторной плите.

Автоматическую смену инструмента обеспечивает подвижный инструментальный магазин, в котором установлены оправки и инструменты для глубокого сверления, фрезерования и расстачивания.

Расположение на единых направляющих шпиндельной бабки и кондукторной плиты с оправкой, закрепленной в узле зажима, позволяет получить необходимую соосность шпинделя с инструментом и кондукторной втулкой.

Выполнение поверхности оправки в виде канавки под захваты инструментального магазина, является наиболее простым и технологичным решением.

Стружкоуборочные шнеки повышают эффективность эксплуатации станка.

Автономные перемещения шпиндельной бабки и кондукторной плиты повышают точность их установки в нужное положение. Расположение направляющих под шпиндельную бабку на расстоянии от 1200 до 2200 мм и выполнение кондукторной плиты с шириной, равной, как минимум, 1/4 расстояния между этими направляющими, обусловлено жесткостью конструкции.

Уплотнительные шайбы необходимы для исключения выброса смазочно-охлаждающей жидкости и стружки за пределы оправки.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 дан общий вид многоцелевого станка с увеличенным изображением узла зажима оправки и на фиг. 2 - разрез узла зажима и оправки.

Многоцелевой станок содержит привод 1 и станину 2 с подвижным поворотным столом 3 и подвижной коробообразной колонной 4, оправку 5 со сменной кондукторной втулкой 6, узел зажима 7 оправки 5 и кондукторную плиту 8.

Проставка 9, установленная на станине 2, имеет продольные направляющие 10 под колонну 4. Подвижный инструментальный магазин 11 размещен между стенками колонны 4. Кондукторная плита 8 установлена на направляющих 12, выполненных под шпиндельную бабку 13 и ориентирована перпендикулярно плоскости перемещения поворотного стола 3.

Для каждого диаметра обработки внутри оправки 5 размещены сменная направляющая втулка 14 и сменные уплотнительные шайбы 15 и 16. Сменная кондукторная втулка 6 предназначена для направления и исключения увода сверла при обработке. Сменная направляющая втулка 14 обеспечивает направление при подводе инструмента и исключает разматывание центральной части сверла, а следовательно поломки при обработке. Сменные уплотнительные шайбы 15 и 16 препятствуют выбросу смазочно-охлаждающей жидкости и стружки за пределы оправки 5. Узел зажима 7 оправки 5 расположен так, что рабочий канал 17 кондукторной втулки 6, ориентирован параллельно направляющим 12 шпиндельной бабки 13 и сообщается с полостью для отвода стружки и смазочно-охлаждающей жидкости, выполненной с боковыми отверстиями. Оправка 5 выполнена с поверхностью 18 под захваты инструментального магазина 11, которая расположена между базирующим шпиндельным конусом 19 и базирующим конусом 20, выполненным для установки в узле зажима 7.

В частных случаях выполнения или использования станка поверхность 18 под захваты инструментального магазина 11 может быть, выполнена в виде канавки. Станина 2 может содержать, как минимум, один стружкоуборочный шнек 21. Шпиндельная бабка 13 может иметь возможность автономного перемещения. Кондукторная плита 8 также может иметь возможность автономного перемещения отдельно от шпиндельной бабки 13. Направляющие 10 под шпиндельную бабку 13 устанавливают на расстоянии от 1200 до 2200 мм, а кондукторную плиту 8 выполняют с шириной, равной, как минимум, 1/4 расстояния между направляющими 10.

При работе станка обрабатываемая деталь закрепляется на 2-х осевом поворотном столе 3 и позиционируется в заданном положении.

При проведении операции глубокого сверления шпиндельная бабка 13 перемещается в крайне верхнее положение, а кондукторная плита 8 в нижнее положение.

Инструментальный магазин И выдвигается из колонны в зону смены инструмента в позиции, где расположена оправка 5. Шпиндельная бабка 13 со шпинделем наезжает на базирующий шпиндельный конус 19 оправки 5 сверху и шпиндель зажимает оправку 5. Инструментальный магазин 11 отводится внутрь коробообразной колонны 4. Затем шпиндельная бабка 13 с зажатой оправкой 5, перемещается вниз к кондукторной плите 8 с узлом зажима 7 оправки 5.

Внутренняя полость оправки 5 служит для отвода смазочно-охлаждающей жидкости и стружки из зоны обработки. Смазочно-охлаждающая жидкость подается в зону обработки под высоким давлением через инструмент, закрепленный в шпинделе и возвращается под давлением во внутреннюю полость оправки 5, откуда отводится с помощью трубопроводов 22, присоединенных к кондукторной плите 8 в стружкоуборочные шнеки 21, расположенными в станине 2.

При базировании оправки 5 в кондукторной плите 8 механизм зажима инструмента шпинделя освобождает оправку 5, узел зажима 7 кондукторной плиты 8 зажимает оправку 5, таким образом происходит передача оправки 5 из шпинделя кондукторной плите 8. Далее шпиндельная бабка 13 перемещается в крайнее верхнее положение и инструментальный магазин 11 выдвигается в зону смены инструмента с позицией инструмента для операции глубокого сверления. Шпиндельная бабка 13, опускаясь, зажимает инструмент для глубокого сверления. Инструментальный магазин 11 отводится внутрь коробообразной колонны 4. Затем, перемещаясь вниз шпиндельная бабка 13 с заданным вращением шпинделя производит обработку через рабочий канал 17 кондукторной втулки 6.

Смена инструмента для глубокого сверления и оправки кондукторной втулки 5 после окончания операции глубокого сверления происходит в обратном порядке.

При обработке стандартным инструментом для сверления фрезерования и растачивания цикл смены инструмента следующий:

Шпиндельная бабка 13 перемещается в крайнее верхнее положение, а кондукторная плита 8 в нижнее положение. Инструментальный магазин И выдвигается из колонны 4 в зону смены инструмента в позиции, где расположен стандартный инструмент. Шпиндельная бабка 13, опускаясь, зажимает инструмент. Инструментальный магазин И отводится внутрь колонны 4. Затем, перемещаясь вниз, шпиндельная бабка 13, с заданным вращением шпинделя производит обработку стандартным инструментом через отверстие узла зажима 7 и кондукторной плиты 8 (без оправки 5).

За счет выше перечисленного деталь может быть обработана по сложной криволинейной поверхности с 5-ти сторон с операциями глубокого сверления в автоматическом режиме, т.е. по заданию УЧПУ.

1. Станок многоцелевой, содержащий привод и станину с подвижным поворотным столом и подвижной коробообразной колонной с продольными направляющими под шпиндельную бабку и с подвижным инструментальным магазином, размещенным между стенками колонны, отличающийся тем, что он дополнительно содержит оправку с соосными сменной направляющей втулкой и сменной кондукторной втулкой, узел зажима оправки и кондукторную плиту, установленную на направляющих под шпиндельную бабку перпендикулярно плоскости перемещения поворотного стола, при этом оправка выполнена с поверхностью под захваты инструментального магазина, расположенной между базирующим шпиндельным конусом и базирующим конусом, выполненным для установки в узле зажима оправки, а сменная кондукторная втулка имеет рабочий канал, ориентированный параллельно направляющим шпиндельной бабки и сообщающийся с полостью для отвода стружки и смазочно-охлаждающей жидкости, выполненной с боковыми отверстиями.

2. Станок по п. 1, отличающийся тем, что поверхность под захваты инструментального магазина выполнена в виде канавки.

3. Станок по п. 1, отличающийся тем, что станина содержит, как минимум, один стружкоуборочный шнек.

4. Станок по п. 1, отличающийся тем, что шпиндельная бабка имеет возможность автономного перемещения и кондукторная плита имеет возможность автономного перемещения.

5. Станок по п. 1, отличающийся тем, что направляющие под шпиндельную бабку расположены на расстоянии от 1200 до 2200 мм.

6. Станок по п. 1, отличающийся тем, что ширина кондукторной плиты равна, как минимум, 1/4 расстояния между направляющими под шпиндельную бабку.

7. Станок по п. 1, отличающийся тем, что внутри оправки установлены сменные уплотнительные шайбы.

РИСУНКИ