Станок специальный с чпу

Полезная модель относится к области станкостроения, а именно - к станкам для обработки корпусов специальных устройств, применяемых в нефтедобывающей отрасли для увеличения отдачи нефтяных скважин при снижении давления нефтяного пласта.

От известного станка, применяемого для обработки указанных корпусов, содержащего станину, закрепленный на станине и снабженный приводом и патроном шпиндельный узел, средства закрепления обрабатываемой заготовки на позиции обработки, системы смазки и охлаждения, гидросистему и систему управления (ЧПУ) предлагаемая полезная модель отличается тем, что в ней станина выполнена горизонтальной и снабжена направляющими, на которых установлена с возможностью перемещения, снабженная гидропинолью задняя бабка, шпиндель снабжен дисковым тормозом и помещен в переднюю бабку, на направляющих станины установлен с возможностью перемещения вдоль продольной оси станка снабженный кареткой суппорт, при этом каретка снабжена тремя независимо управляемыми от системы ЧПУ обрабатывающими узлами с индивидуальными приводами, установленными на каретке с возможностью перемещения относительно каретки перпендикулярно продольной оси станка и параллельно этой оси, каждый обрабатывающий узел снабжен датчиком предельной глубины выполняемой выемки, шпиндель снабжен датчиком его углового положения, а суппорт - датчиком линейного перемещения относительно продольной оси станка, причем выходы указанных датчиков включены на вход системы ЧПУ, а ее выход через схемы силового согласования подключены к приводам обрабатывающих узлов, шпинделя и суппорта.

Предлагаемые технические решения позволяют обрабатывать корпуса с одной установки в центрах станка с высокой точностью в автоматическом режиме, исключив ручные операции при переустановке заготовки, обрабатывать

одновременно и независимо три выемки, таким образом значительно повысить производительность станка.

При отсутствии на отечественном рынке станков аналогичного назначения предлагаемая полезная модель имеет реальные перспективы реализации как отечественным, так и зарубежным заказчикам, занятым в нефтедобывающей отрасли.

Предлагаемые технические решения реализованы в специальном станке с ЧПУ РТ 775Ф4-4 разработки Рязанского станкостроительного завода (ОАО «РСЗ»).

Предлагаемая полезная модель относится к станкостроению, а именно -станкам для обработки корпусов специальных устройств, применяемых в нефтедобывающей отрасли для увеличения отдачи нефтяных скважин при снижении давления нефтяного пласта. Корпус представляет собой цилиндрическую деталь (см. Фиг.5 данного описания) диаметром 73-114 мм. и длиной до 3850 мм., с обоих концов которой выполнены пазы, отверстия и внутренние резьбы, а на внешней поверхности по регулярной спирали выполнены углубления (скеллопы), при этом толщина стенки скеллопа изменяется от 5 до 9 мм. в зависимости от длины трубы, а диаметр составляет 32^+0.62 мм.

В практике нефтедобывающих предприятий скеллопы в описанных корпусах до настоящего времени изготавливаются на вертикально-фрезерных консольных 3-х координатных станках с ЧПУ, например, ВФ1Д производства Савеловского машиностроительного ОАО «Савма» (г.Кимры, тверской обл.) [1]. Известный станок имеет станину, закрепленный на станине и снабженный приводом и патроном шпиндельный узел, средства закрепления заготовки на позиции обработки, системы смазки и охлаждения и систему управления. Обрабатываемая деталь закрепляется вручную в станочных тисках на столе станка и пальцевой фрезой выполняется один ряд скеллопов, после чего тиски освобождаются и заготовка поворачивается на необходимый угол, закрепляется в тисках и производится обработка следующего ряда скеллопов и т.д. до окончательного завершения фрезерования.

Процесс фрезерования скеллопов на известном оборудовании трудоемок, с низкой точностью обработки (расстояние между осями соседних скеллопов должно составлять 53^±0.3 мм.), занимает значительное время на обработку одного корпуса, что при остром дефиците на такие детали в нефтяной промышленности требует создания высокопроизводительного оборудования.

Целью предлагаемой полезной модели является создание конструкции специального станка с ЧПУ для фрезерования скеллопов, лишенной перечисленных недостатков.

Поставленная цель достигается тем, что в известном станке, содержащем станину, закрепленный на станине и снабженный приводом и патроном шпиндельный узел, средства закрепления обрабатываемой заготовки на позиции обработки, систему смазки и охлаждения, гидросистему и систему управления (ЧПУ) станина выполнена горизонтальной и снабжена направляющими, на которых установлена с возможностью перемещения, снабженная гидропинолью задняя бабка, шпиндель снабжен дисковым тормозом и помещен в переднюю бабку, на направляющих станины установлен с возможностью перемещения вдоль продольной оси станка снабженный кареткой суппорт, при этом каретка снабжена тремя независимо управляемыми от системы ЧПУ обрабатывающими узлами с индивидуальными приводами, установленными на каретке с возможностью перемещения относительно каретки перпендикулярно продольной оси станка и параллельно этой оси, каждый обрабатывающий узел снабжен датчиком предельной глубины выполняемой выемки, шпиндель снабжен датчиком его углового положения, а суппорт - датчиком линейного перемещения относительно продольной оси станка, причем выходы указанных датчиков включены на вход системы ЧПУ, а ее выход через схемы силового согласования подключены к приводам обрабатывающих узлов, шпинделя и продольной подачи суппорта.

Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами, где:

- на Фиг.1 показан общий вид станка;

- на Фиг.2 показан вид на станок справа;

- на Фиг.3 показан вид на обрабатывающий узел и средство закрепления обрабатываемой детали;

- на Фиг.4 показан вид сверху на каретку с обрабатывающими узлами, гидроцилиндрами средства закрепления обрабатываемой детали;

- на Фиг.5 показана обрабатываемая деталь с основными сечениями;

- на Фиг.6 показана передняя бабка с приводом шпинделя, тормозом шпинделя и датчиком его углового положения.

- На Фиг.7 показана установка датчика глубины резания выемки. Станок содержит станину 1 с направляющими 2 (см. Фиг.1), установленный на направляющих суппорт 3 с фартуком 4 и кареткой 5. На направляющих 6 каретки (см. Фиг.4) установлены обрабатывающие узлы 7, 8, 9 с приводами инструмента 10, 11 и 12, приводами перемещения обрабатывающих узлов 13, 14, 15, датчиками глубины резания 16, 17, 18, (см. Фиг.7) инструментальными головками 19, 20, 21 и устройство (см. Фиг.3, 4) для закрепления обрабатываемой детали 22, включающее основание 23, на котором закреплены подвижные опоры 24, 25. Опора 24 перемещается электроприводом 26, а опора 25 перемещается пневмоцилиндром 27 Передняя бабка 28 (см. Фиг.1, 6) содержит шпиндель 29 с механизированным патроном 30. Привод шпинделя осуществляется от привода 31 через безлюфтовую червячную пару (на чертежах не показана). Шпиндель 29 снабжен дисковым тормозом 32 и датчиком 33 углового положения. Перемещение суппорта 3 осуществляется шарико-винтовой передачей (ШВП) 34 от привода 35, а величина линейного перемещения контролируется датчиком 36. На станине 1 смонтирована гидростанция 37 и система подачи смазочно-охлаждающей жидкости 38. На станине 1 установлена задняя бабка 39 с пинолью 40 и гидроцилиндром 41. Станок оснащен защитным экраном 42, пультом управления 43 (см. Фиг.2) и шкафом 44 размещения электрокоммутационных элементов и системы ЧПУ.

Предлагаемая полезная модель работает следующим образом.

В исходном положении обрабатывающие узлы 7, 8, 9 (см. Фиг.4) отведены вправо, опоры 24, 25 - разведены приводами 26 и 27. Обрабатываемая деталь 22 устанавливается в патрон 30 до совпадения шпоночного паза на детали и соответствующего выступа в патроне и поджимается пинолью 40 задней бабки 39 при помощи гидроцилиндра 41, центруется и окончательно закрепляется в

патроне 30, после чего включается электроснабжение, система ЧПУ, системы смазки и охлаждения, гидростанция. В систему ЧПУ вводится программа обработки детали, после чего включается с пульта 43 привод 31 шпинделя 29, при этом деталь 22 начинает поворачиваться до положения обработки первого ряда выемок (скеллопов) и сигнал от датчика положения 33 поступает на ЧПУ, которая дает команду на выключение привода 31 и срабатывание тормоза 32 шпинделя 29, затем ЧПУ подает команду на закрепление детали, при этом одновременно подаются команды на приводы 26 и 27, которые замыкают опоры 24, 25 на детали 22 и подается команда на приводы инструмента 10, 11, 12 и на перемещение обрабатывающих узлов 7, 8, 9 приводами 13, 14, 15, при этом датчики глубины резания приходят в соприкосновение с обрабатываемой деталью, а инструменты обрабатывающих узлов выполняют выемки (скеллопы) на детали. При достижении заданной глубины обработки датчики подают команды на ЧПУ, которая останавливает инструмент отключением соответствующих приводов, подает команду на отвод обрабатывающих узлов от детали и команду на привод 35, который через ШВП перемещает суппорт 3 на новую позицию обработки (в данном случае - вправо), после чего цикл получения выемок повторяется в соответствии с описанным выше. После выполнения всех выемок (скеллопов) одной линии подается команда на отвод инструментальных узлов от детали, перемещение суппорта в исходное положение, размыкание опор и поворот шпинделя на заданный программой угол, после чего операции повторяются в соответствии с вышеописанным.

Предлагаемая полезная модель работает полностью в автоматическом режиме (за исключением загрузки детали и съема ее после обработки), обладает высокой точностью, производительностью и качеством обработки.

При отсутствии на отечественном рынке подобных станков она может найти спрос на рынке оборудования для нефтедобывающего комплекса как отечественных, так и зарубежных потребителей.

Технические решения, использованные в данной полезной модели, реализованы в специальном станке с ЧПУ модели РТ 775Ф4-4 разработки Рязанского станкостроительного завода - ОАО «РСЗ».

Библиографические ссылки:

1. Каталог металлорежущих станков (Информационное обеспечение «Номенклатурного перечня по металлорежущим станкам»). Разработчики: В.Н.Ефимов и др. - ОАО компания «Росстанкоинструмент»;

В.А.Якушин и др. - ОАО «ЭНИМС».

М., 1999 г., стр.8.

1. Станок специальный для обработки корпусов типа труб с регулярными выемками (скеллопами), размещенными на внешней поверхности по спиральной образующей, содержащий станину, закрепленный на станине и снабженный приводом и патроном шпиндельный узел, средства закрепления заготовки на позиции обработки, системы смазки и охлаждения и систему управления (ЧПУ), отличающийся тем, что в нем станина выполнена горизонтальной и снабжена направляющими, на которых установлена с возможностью перемещения, снабженная гидропинолью задняя бабка, шпиндель снабжен дисковым тормозом и помещен в переднюю бабку, на направляющих станины установлен с возможностью перемещения вдоль продольной оси станка снабженный кареткой суппорт, при этом каретка снабжена тремя независимо управляемыми от системы ЧПУ обрабатывающими узлами с индивидуальными приводами, установленными на каретке с возможностью перемещения относительно каретки перпендикулярно продольной оси станка и параллельно этой оси.

2. Станок специальный по п.1, отличающийся тем, что в нем привод суппорта снабжен датчиком линейного перемещения вдоль продольной оси станка.

3. Станок специальный по п.1, отличающийся тем, что в нем каждый обрабатывающий узел снабжен датчиком предельной глубины выполняемой выемки.

4. Станок специальный по п.1, отличающийся тем, что в нем шпиндель снабжен датчиком его углового положения.

5. Станок специальный по пп.1-3, отличающийся тем, что выходы датчиков предельной глубины выемок, углового положения шпинделя и линейного перемещения суппорта включены на вход системы ЧПУ, а ее выход через схемы силового согласования подключены к приводам обрабатывающих узлов, шпинделя и суппорта.