Станок для закалки корпусных деталей

Полезная модель относится к оборудованию, предназначенному для обработки корпусных деталей закалкой, в частности, направляющих станин металлообрабатывающих станков токами высокой частоты (ТВЧ) и может быть использована в станкостроении при изготовлении разнообразных по назначению металлообрабатывающих станков, а также при их восстановительном ремонте. От известных станков аналогичного назначения, содержащих станину с закрепленной на ней и снабженной продольными направляющими колонной, на которой размещен с возможностью перемещения и снабженный приводом опорный элемент, на котором размещена снабженная приводом каретка с закрепленным на ней индуктором с устройством его установки относительно обрабатываемой детали, средствами регулирования усилия взаимодействия механизма установки индуктора с обрабатываемой деталью и средства отслеживания профиля обрабатываемой поверхности детали в процессе закалки предлагаемый станок с целью повышения стабильности технологических режимов обработки и, тем самым, получения заданных параметров по твердости обрабатываемых поверхностей в него дополнительно введена вторая, снабженная направляющими колонна, соединенная с первой поперечной балкой. Опорный элемент выполнен в виде траверсы, подвижно установленной на направляющих колонн. Траверса снабжена синхронным приводом, который образован размещенным на поперечной балке приводом, соединенным через понижающие редукторы с размещенными в колоннах и взаимодействующими с ходовыми гайками, закрепленными на траверсе, ходовыми винтами. Каретка подвижно закреплена на траверсе и снабжена приводом. Обрабатываемая деталь

размещается на столе, который снабжен приводом и установлен подвижно на собственной станине, размещенной неподвижно между колоннами станка и сопряженной с его станиной. Двигатели приводов перемещения каретки в поперечном, перемещения траверсы в вертикальном и стола в продольном относительно колонн направлениях снабжены датчиками частоты вращения выходных валов. Устройство установки индуктора относительно обрабатываемой детали образовано закрепленными на каретке датчиками контроля положения индуктора относительно горизонтальной и боковой поверхностей обрабатываемой детали, при этом выходы датчиков через соответствующие преобразователи соединены со входом системы числового программного управления (ЧПУ), выход которой через коммутирующие и согласующие устройства соединены с приводами вертикального перемещения траверсы, горизонтального перемещения каретки и продольного относительно колонн перемещения стола обрабатываемой детали. Предлагаемое конструктивное решение станка для закалки корпусных деталей позволяет полностью автоматизировать технологический процесс закалки, снизить его трудоемкость, повысить качество обработки высоконагружаемых элементов станин станков, в частности, направляющих, что позволяет увеличить межремонтные сроки восстановления этих элементов станков, улучшить повторяемость результатов обработки. Технические решения, предложенные в данной полезной модели, использованы при разработке и изготовлении станка для закалки корпусных деталей модели «СЗ-3» Рязанским станкостроительным заводом (ОАО «РСЗ»).

Предлагаемая полезная модель относится к станкостроению, а именно - к оборудованию, предназначенному для обработки корпусных деталей металлообрабатывающих станков, в частности, направляющих станин, закалкой токами высокой частоты (ТВЧ) и может быть использована в станкостроении при изготовлении разнообразных по назначению металлообрабатывающих станков, а также при их восстановительном ремонте.

Из патентной [1], а также технической информации [2] известен станок для закалки направляющих, содержащий станину с закрепленной на ней и снабженной продольными направляющими колонной, на которой размещен с возможностью перемещения и снабженный приводом опорный элемент в виде консоли, установленной на направляющих колонны. Консоль снабжена направляющими, на которых с возможностью перемещения вдоль нее размещена каретка, на которой закреплен индуктор, устройство для установки индуктора относительно обрабатываемой детали, а также средство для отслеживания профиля обрабатываемой поверхности в процессе обработки, выполненное в виде закрепленной на каретке вертикальной стойки с шарнирно размещенным на ней двуплечим рычагом и роликами, один из которых установлен на одном плече рычага с возможностью взаимодействия с механизмом установки индуктора, а другой - с другим плечом рычага. Для контроля профиля поверхности обрабатываемой детали служит связанный с механизмом установки индуктора ползун с роликом.

Процесс обработки детали осуществляется при ее закреплении на неподвижном основании и перемещении индуктора вместе со станиной и колонной вдоль детали на необходимое расстояние, в зависимости от размеров станины. Перемещение осуществляется по

рельсам-направляющим, закрепленным в полу цеха, а станина снабжена соответствующими вращающимися транспортными опорами.

Известный станок имеет существенные недостатки, заключающиеся в том, что положение индуктора относительно обрабатываемой детали в процессе его перемещения вдоль станины очень нестабильно (сложно выдержать строго заданное расстояние (например 3^±0,1 мм) из-за значительного веса размещенных на каретке устройств (батареи конденсаторов, трансформатора, элементов охлаждающей системы, самого индуктора), больших размеров рычага и нечеткой работы роликов и ползуна, вследствие чего станок сложен в настройке и обслуживании, а обработанные поверхности часто не отвечают требованиям, предъявляемым к ним по глубине закалки и ее равномерности по длине обрабатываемой детали, что приводит к браку металлоемких деталей. Кроме того, из-за того, что в известном станке обрабатываемая деталь неподвижна, а активная часть станка перемещается вдоль нее, у известного станка значительны потери энергии в длинных подводящих проводах (имеющих большое сечение), что снижает мощность, затрачиваемую на полезную работу индуктора.

Целью предлагаемой полезной модели является повышение стабильности технологических режимов обработки, получения заданных характеристик обрабатываемых поверхностей, снижения трудоемкости процесса и повышения его экономичности.

Поставленная цель достигается тем, что в станке для закалки корпусных деталей, содержащем станину с закрепленной на ней и снабженной продольными направляющими колонной, на которой размещен с возможностью перемещения и снабженный приводом опорный элемент, на котором размещена снабженная приводом каретка с закрепленным на ней индуктором с устройством его установки относительно обрабатываемой детали, средствами регулирования усилия взаимодействия механизма установки индуктора с обрабатываемой

деталью и средства отслеживания профиля обрабатываемой поверхности детали в процессе закалки введена вторая, снабженная продольными направляющими колонна, соединенная с первой поперечной балкой, каретка подвижно закреплена на траверсе, подвижно установленной на направляющих колонн и снабженной синхронным приводом, образованным размещенным на поперечной балке электроприводом, соединенным через понижающие редукторы с размещенными в колоннах и взаимодействующими с ходовыми гайками, закрепленными на траверсе, ходовыми винтами, двигатели приводов перемещения каретки, траверсы и стола обрабатываемой детали снабжены датчиками частоты вращения выходных валов, а устройство установки индуктора относительно обрабатываемой детали образовано закрепленными на каретке датчиками контроля положения индуктора относительно горизонтальной и боковой поверхностей обрабатываемой детали, причем выходы датчиков через соответствующие преобразователи соединены со входом системы числового программного управления (ЧПУ), выход которой через коммутирующие и согласующие устройства соединены с приводами вертикального перемещения траверсы, горизонтального перемещения каретки и продольного относительно колонн станка перемещения стола обрабатываемой детали.

Предлагаемая полезная модель представлена на чертежах, где:

- на Фиг.1 показана кинематическая схема станка;

- на Фиг.2 показан общий вид станка в аксонометрической проекции;

- на Фиг.3 показан вид на станок слева;

- на Фиг.4 показана блок-схема взаимосвязей ЧПУ, датчиков положения и исполнительных двигателей.

Станок содержит (см. Фиг.1, 2, 3, 4) станину 1, сопряженную со станиной изделия 2, на направляющих 3 которой подвижно размещен стол 4, снабженный приводом 5. Обрабатываемая деталь 6 закрепляется на столе 4. На станине 1 закреплены колонны 7, 8 соединенные балкой 9.

Балки снабжены продольными направляющими 10, 11, на которых подвижно установлена траверса 12, которая перемещается размещенными в колоннах 7, 8 винтами 13, 14 через редукторы 15, 16 от электропривода 17. На направляющих 18 траверсы 12 подвижно установлена каретка 19, на которой закреплен закалочный контур 20, включающий трансформатор, блок конденсаторов (на чертежах не показаны) и индуктор 21. Каретка 19 снабжена ходовым винтом 22 и соединена с электроприводом 23. На каретке закреплены датчики 24 контроля положения индуктора 21 относительно горизонтальной поверхности обрабатываемой детали 6 и 25 контроля боковой поверхности детали, закрепленные на кронштейне 26 (Фиг.3). Двигатели 5, 17, 23 снабжены датчиками 27, 28 и 29 (например, тахогенераторами) частоты вращения их выходных валов. Датчики 24, 25, 27, 28, 29 подключены на вход системы ЧПУ 30, а ее выход (см. Фиг.4) через согласующие 31 и коммутирующие 32 устройства подключены к электродвигателям 5, 17 и 23.

Предлагаемый станок работает следующим образом.

Обрабатываемая станина 6 предварительно подвергается механической деформации относительно ее средней части так, что ее средняя часть оказывается выше, чем края. Это делается с целью компенсации температурных деформаций, возникающих в материале станины после проведения операции закалки, затем станина закрепляется на столе 4 и без включения индуктора приводами перемещения траверсы 12 датчики 24 и 24 устанавливаются на верхнюю (горизонтальную) и боковую поверхности обрабатываемой станины. Затем включается система ЧПУ и станина 6 приводом 5 перемещается от одного конца станины до другого, при этом в ЧПУ вводятся последовательно координаты верхней и боковой поверхностей направляющих станины, после чего станина 6 возвращается в исходное положение, в ЧПУ вводятся параметры необходимого зазора между индуктором 21 и поверхностями направляющих и включается

питание индуктора и подается команда ЧПУ на начало процесса закалки, при этом ЧПУ подает команду на привод 5, станина 6 начинает двигаться в зоне действия индуктора 21, датчики 24 и 25 отслеживают величину зазора между направляющими станины и индуктором, а ЧПУ отрабатывает ошибку путем подачи управляющего сигнала на двигатели 17 перемещения индуктора по высоте и 23 перемещения последнего относительно поперечной оси обрабатываемой станины, выдерживая таким образом заданный технологический зазор, а значит и обеспечивая равномерный режим закалки направляющих. После окончания процесса станина снимается со стола и определяется качество закалки направляющих известными методами, на основании которых в систему ЧПУ вводятся поправки в части коррекции зазора между индуктором и направляющими, после чего станок готов к следующей обработке.

Технические решения, осуществленные в предлагаемом станке, позволяют полностью автоматизировать процесс закалки различных корпусных деталей металлообрабатывающих станков, снизить ее трудоемкость, повысить качество обрабатываемых поверхностей и снизить время наладки режимов и обработки деталей.

Предлагаемые технические решения использованы в проектируемом Рязанским станкостроительным заводом (ОАО «РСЗ») станка для закалки корпусных деталей модели СЗ-3.

Библиографические ссылки.

1. а.с. №994570, заявка №3334131/22-02 от 28.08.81 г., МКИ С21D 1/42, «Станок для индуктивного нагрева», БИ №5, 1983 г.

2. «Станок для закалки направляющих модели 215С», Руководство по эксплуатации 215 СРЭ, исп. НПО по выпуску механизированного

сварочного оборудования (НПО ВИСП), Всесоюзный проектно-конструкторский институт сварочного производства, МИНСТАНКОПРОМ, 1982 г.

Станок для закалки корпусных деталей, содержащий станину с закрепленной на ней и снабженной продольными направляющими колонной, на которой размещен с возможностью перемещения и снабженный приводом опорный элемент, на котором размещена снабженная приводом каретка с закрепленным на ней индуктором с устройством его установки относительно обрабатываемой детали, средствами регулирования усилия взаимодействия механизма установки индуктора с обрабатываемой деталью и средства отслеживания профиля обрабатываемой поверхности детали в процессе закалки, отличающийся тем, что в него дополнительно введена вторая, снабженная продольными направляющими колонна, соединенная с первой поперечной балкой, каретка подвижно закреплена на траверсе, подвижно установленной на направляющих колонн и снабженной синхронным приводом, образованным размещенным на поперечной балке электроприводом, соединенным через понижающие редукторы с размещенными в колоннах и взаимодействующими с ходовыми гайками, закрепленными на траверсе, ходовыми винтами, двигатели приводов перемещения каретки, траверсы и стола обрабатываемой детали снабжены датчиками частоты вращения выходных валов, а устройство установки индуктора относительно обрабатываемой детали образовано закрепленными на каретке датчиками контроля положения индуктора относительно горизонтальной и боковой поверхностей обрабатываемой детали, причем выходы датчиков через соответствующие преобразователи соединены со входом системы числового программного управления (ЧПУ), выход которой через коммутирующие и согласующие устройства соединены с приводами вертикального перемещения траверсы, горизонтального перемещения каретки и продольного относительно колонн станка перемещения стола обрабатываемой детали.