Устройство повышения точности прецизионного станка
Устройство относится к прецизионным станкам, устанавливаемым на три опоры относительно фундамента. Одна из опор станины, по которой перемещается стойка, состоит из уравновешивающей балки в виде двух поворотных рычагов на общей оси, имеющей опоры - подпятниковую и скольжения в фундаментной плите. На концах рычагов завальцованы шаровые элементы, перемещающиеся по направляющим-желобам, закрепленным с нижней наружной части станины. Поворот рычагов на общей оси осуществляется при помощи, например, гидропривода, а угол поворота рычагов может составлять ±45°.
Изобретение относится к машиностроению, преимущественно - к высокоточному станкостроению, и может быть использовано в прецизионных станках, устанавливаемых на фундамент на три опоры.
Известны различные конструкции устройств, повышающие точность прецизионных станков за счет снижения уровня силовых деформаций станин путем установки станков на различные опоры [1, 2, 3, 4, 5]. Недостатком этих устройств является наличие существенных изгибных деформаций станин станков.
Этот недостаток устранен для части станины, по которой перемещается стол, в устройстве для установки прецизионных машин на фундамент [6]. Оно состоит из уравнительных балок, выполненных в виде двух шайб, одной стороной опирающихся на станину не менее чем тремя точками, а другой - на подпятниковые опоры в фундаментной плите, а также на опоры скольжения, размещенные в ней; и уравновешивающей балки, одной стороной опирающейся не менее чем двумя точками в станину, а другой - на башмак, размещенный в фундаменте.
Недостатком такого устройства является малое влияние способа установки станка на снижение силовых деформаций (изгиба и кручения) станины, по которой перемещается стойка.
Целью настоящего изобретения является повышение точности прецизионного станка, устанавливаемого на три опоры относительно фундамента, за счет снижения уровня силовых деформаций (изгиба и кручения) части станины, по которой перемещается стойка станка.
Данная цель достигается за счет того, что в предлагаемом устройстве повышения точности прецизионного станка в качестве третьей опоры используется уравновешивающая балка в виде двух поворотных рычагов на общей оси, имеющей опоры подпятниковую и скольжения в фундаментной плите, на концах рычагов завальцованы шаровые элементы, перемещающиеся по направляющим-желобам, закрепленным с нижней наружной части станины, при чем поворот рычагов на общей оси может осуществляться при помощи привода, например, гидравлического типа, а угол поворота рычагов и может составлять ±45° от линии, перпендикулярной направляющим станины и проходящей через общую ось рычагов.
Сущность изобретения представлена на фиг.1, где на виде сбоку изображен прецизионный координатно-расточный станок, оснащенный устройством автоматической смены инструмента (УАСИ), с обрабатываемой заготовкой, установленный на опорах, повышающих его точность за счет снижения силовых деформации станины от действия силы веса подвижной стойки станка, на фиг.2 представлен вид сверху станка с рычагами предлагаемого устройства, расположенными в рабочей зоне, а на фиг.3 - вид сверху в зоне смены инструмента. Более наглядно предлагаемое устройство представлено на фиг.4.
Стойка 1 весом Gст(фиг.1, фиг.2 и фиг.3), перемещающаяся по направляющим станины 6 при обработке заготовки 2, установленной на столе 3, и при смене инструмента при помощи УАСИ, в состав которого входят манипулятор 12 и магазин инструментов 13, приводит к возникновению
деформации изгиба, и, как следствие, к потере точности прецизионного станка. Установка станины 6 на фундаментную плиту 5 (фиг.1), осуществляется через уравновешивающие шайбы 4 и 4' [6] (фиг.2 и фиг.3), опирающиеся одной стороной не менее чем тремя точками на станину 6. В качестве третьей опоры станка установлено устройство повышения его точности, которое состоит из двух рычагов 8 и 8' (фиг.1), на которых расположены завальцованные шаровые элементы 7 и 7', соответственно между направляющими-желобами 11 и 11' и чашами 14 и 14', на которые опирается станина 6 станка. Предлагаемое устройство через ось 9, имеющую подпятниковую опору 10 (фиг.1), взаимодействует с фундаментной плитой 5 (фиг.1).
На фиг.4 завальцованные шаровые элементы 7 и 7', на которые опирается станина 6 (фиг.1, фиг.2 и фиг.3). Элементы представляют собой шары, расположенные в чашах 14 и 14'. Рычаги 8 и 8' поворачиваются на оси 9, опираясь на подшипники 16. Ось 9 имеет подпятниковую опору 10, взаимодействующую с фундаментной плитой 5 (фиг.1). На рычагах 8 и 8' имеются крепежные элементы 15 и 15', через которые осуществляется их поворот, например, при помощи привода гидравлического типа.
Представленное устройство повышения точности прецизионного станка работает следующим образом: под действием силы веса Gcт перемещающейся стойки 1 (фиг.1, фиг.2 и фиг.3), происходят силовые деформации станины 6 и, как следствие, снижение точности станка. Станина 6, устанавливается на уравновешивающие шайбы 4, 4' [6] и на предлагаемое устройство повышения точности станка. Это устройство при помощи оси 9 (фиг.1, фиг.2, фиг.3 и фиг.4), имеющей подпятниковую опору 10 (фиг.1, фиг.2, фиг.3 и фиг.4), опирается на фундаментную плиту 5 (фиг.1) и опоры скольжения размещенные в ней. Эти опоры воспринимают радиальные нагрузки и создают поддерживающие моменты (MC=R'C *l) в опоре С (фиг.1).
Таким образом, предлагаемое устройство повышения точности прецизионного станка, устанавливаемого на три опоры относительно фундамента, позволяет снизить уровень силовых деформаций изгиба части станины, по которой перемещается стойка, и, как следствие, повысить его точность.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. А.с. 
519284, МПК В23Q 1/02. Прецизионная станина / В.А.Абрамов, С.А.Антонов, Б.Б.Мездрогин, Б.И. 24, 1974.
2. А.с. 578522, МПК G01N 3/12. Опора для сосудов и аппаратов при испытание на прочность и герметичность / К.И.Багров, В.М.Телятьев и Г.В.Нижегородов, Б.И. 40, 1977.
3. Патент Великобритании 1384344 МПК F16М 1/00. Устройство для установки измерительных машин и станков / Франко Сарторио. Опубликовано 19.02.1975.
4. А.с. 321655, МПК F 16m 9/00. Узел крепления станка на фундаменте / С.Д.Лукьянов, Б.И. 35, 1972.
5. А.с. 494237, МПК В 23q 1/02. Устройство для установки высокоточных машин на фундамент / М.К.Варламов, Е.Г.Нижник, Е.А.Китенко, В.А.Чирков, Б.И. 45, 1976.
6. Патент РФ на полезную модель 67004, МПК B23Q 1/00. Устройство для установки высокоточных станков на фундамент / Б.М.Горшков, С.В.Краснов, А.В.Вьюнов, Н.С.Самохина, Бюл. 28, 10.10.2007.
Устройство повышения точности прецизионного станка, устанавливаемого на три опоры, состоящее из уравнительных балок, выполненных в виде двух уравновешивающих шайб, отличающееся тем, что в качестве третьей опоры станка используется уравновешивающая балка в виде двух поворотных рычагов на общей оси, имеющей опоры подпятниковую и скольжения в фундаментной плите, на концах рычагов завальцованы шаровые элементы, перемещающиеся по направляющим-желобам, закрепленным с нижней наружной части станины, причем поворот рычагов на общей оси может осуществляться при помощи привода, например, гидравлического типа, а угол поворота рычагов может составлять ±45° от линии, перпендикулярной направляющим станины и проходящей через общую ось рычагов.
