Устройство повышения жесткости станины прецизионного станка
Устройство относится к прецизионным станкам, устанавливаемым на три опоры относительно фундамента. Оно предназначено для повышения жесткости станины станка, за счет снижения ее уровня силовых деформаций при кручении. Состоит из уравнительных балок, выполненных в виде двух уравновешивающих шайб и уравновешивающей балки в виде двух поворотных рычагов на одной оси, опирающейся на фундамент при помощи подпятниковой опоры, рычаги изменяют свою длину за счет выдвижных кареток, на концах которых завальцованы шаровые опоры, перемещающиеся по направляющим-желобам, закрепленным на нижней части станины под ее направляющими, при чем позиционирование рычагов на общей оси осуществляться асинхронно при помощи приводов, например, гидравлического типа, для каждого из рычагов, а угол поворота рычагов, независимо друг от друга, может составлять ±45° от линии, перпендикулярной направляющим станины и проходящей через общую ось рычагов.
Патент на полезную модель относится к машиностроению, преимущественно - к высокоточному станкостроению, и может быть использовано в прецизионных станках, устанавливаемых на фундамент на три опорные точки.
Известны различные конструкции устройств, повышающих жесткость станин прецизионных станков путем их установки на различные опоры [1, 2, 3, 4, 5]. Недостатком этих устройств является наличие существенных деформаций изгиба станин станков.
Этот недостаток устранен в устройстве [6], состоящем 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 в виде двух поворотных рычагов на одной оси, опирающейся на фундамент при помощи подпятниковой опоры, на концах которых завальцованы шаровые опоры, перемещающиеся по направляющим-желобам, закрепленным на нижней части станины, при чем поворот рычагов на общей оси осуществляется синхронно при помощи привода, например, гидравлического типа, а угол поворота рычагов одинаков и составляет ±45° от линии, перпендикулярной направляющим станины и проходящей через общую ось рычагов.
Недостатком такого устройства является невозможность влияния на жесткость станины, по которой перемещается стойка, при кручении.
Целью настоящего патента на полезную модель является повышение жесткости станины прецизионного станка, устанавливаемого на три опоры относительно фундамента, за счет снижения ее уровня силовых деформаций при кручении.
Данная цель достигается за счет того, что в предлагаемом устройстве повышения жесткости станины прецизионного станка в качестве третьей точки опоры используется уравновешивающая балка в виде двух поворотных рычагов на одной оси, опирающейся на фундамент при помощи подпятниковой опоры, при этом рычаги изменяют свою длину за счет выдвижных кареток, на концах которых завальцованы шаровые опоры, перемещающиеся по направляющим-желобам, закрепленным на нижней части станины под ее направляющими, причем поворот рычагов на общей оси осуществляется асинхронно при помощи приводов, например, гидравлического типа, для каждого из рычагов, а угол поворота рычагов, независимо друг от друга, может составлять ±45° от линии, перпендикулярной направляющим станины и проходящей через общую ось рычагов.
Сущность патента на полезную модель 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 жесткость станины, на фиг.2 представлен вид сверху станка с рычагами предлагаемого устройства, расположенными в рабочей зоне независимо друг от друга, 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 детали 2, установленной на столе 3, и при смене инструмента при помощи УАСИ, в состав которого входят манипулятор 13 и магазин инструментов 14, деформирует станину 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 точки опоры установлено устройство повышения жесткости станины прецизионного станка, которое состоит из двух независимых рычагов 9 и 9' (фиг.1) с выдвижными каретками 8 и 8', которые крепятся к соответствующим рычагам при помощи ласточкиного хвоста 15 и 15' (фиг.2 и фиг.3). На выдвижных каретках 8 и 8' расположены завальцованные шаровые опоры 7 и 7', соответственно между направляющими-желобами 12 и 12', на которые опирается станина 6 прецизионного станка. Предлагаемое устройство через ось 10, имеющую подпятниковую опору 11 (фиг.1), взаимодействует с фундаментной плитой 5 (фиг.1).
На фиг.4 в изометрическом виде представлены: 7 и 7' - завальцованные шаровые опоры, на которые опирается станина 6 (фиг.1, фиг.2 и фиг.3), представляющие собой шар. Шаровые точки опоры 7 и 7' перемещаются вместе с подвижными каретками 8 и 8', которые крепятся к двум независимым рычагам 9 и 9' при помощи ласточкиного хвоста 15 и 15'. Рычаги 9 и 9' вращаются на упорных подшипниках 17 на оси 10, имеющей подпятниковую опору 11 и взаимодействующую с фундаментной плитой 5 (фиг.1). Также на рычагах 9 и 9' имеются крепежные устройства 16 и 16', к которым крепятся управляющие органы автоматической системы управления положением рычагов, взаимодействующей, например, с приводами гидравлического типа для каждого из рычагов.
Представленное устройство повышения жесткости станины прецизионного станка работает следующим образом: под действием силы веса G ст перемещающейся стойки 1 (фиг.1, фиг.2 и фиг.3) станина 6 деформируется. Станина 6, устанавливается на уравновешивающие шайбы 4, 4' [6] и на предлагаемое устройство повышения жесткости станины прецизионного станка. Это устройство при помощи оси 10 (фиг.1, фиг.2, фиг.3 и фиг.4), имеющей подпятниковую опору 11 (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 изгибающие моменты в опоре С (MC=R'C*c) (фиг.1), а асинхронное позиционирование рычагов позволяет компенсировать деформации кручения.
Таким образом, предлагаемое устройство повышения жесткости станины прецизионного станка позволяет снизить деформаций изгиба и кручения станины прецизионного станка, устанавливаемого на три опоры относительно фундамента.
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. Патент Великобритании 1384344 МПК F16М 1/00. Устройство для установки измерительных машин и станков /Франко Сарторио. Опубликовано 19.02.1975.
3. А.с. 321655, МПК F16m 9/00. Узел крепления станка на фундаменте /С.Д.Лукьянов, Б.И. 35, 1972.
4. А.с. 494237, МПК В23Q 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.
5. Патент РФ на полезную модель 0067004, 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.
6. Патент РФ на полезную модель 0082440, МПК В23Q 1/00. Устройство повышения точности прецизионного станка /Б.М.Горшков, А.В.Вьюнов, Н.С.Самохина, С.И.Трубачева, О.В.Маршанская, Бюл. 12, 2009.
Устройство повышения жесткости станины прецизионного станка, устанавливаемого на три опоры относительно фундамента, состоящее из уравнительных балок, выполненных в виде двух уравновешивающих шайб и уравновешивающей балки в виде двух поворотных рычагов на одной оси, опирающейся на фундамент при помощи подпятниковой опоры, отличающееся тем, что рычаги изменяют свою длину за счет выдвижных кареток, на концах которых завальцованы шаровые опоры, перемещающиеся по направляющим-желобам, закрепленным на нижней части станины под ее направляющими, причем позиционирование рычагов на общей оси осуществляется асинхронно при помощи приводов, например, гидравлического типа для каждого из рычагов, а угол поворота рычагов независимо друг от друга может составлять ±45° от линии, перпендикулярной направляющим станины и проходящей через общую ось рычагов.
