РАСТОЧНОЙ СТАНОК С ЧПУ

Предлагаемая полезная модель относится к металлообрабатывающему оборудованию, а именно, к расточным станкам с ЧПУ и может быть использована для обработки цилиндрических и конических отверстий, торцевых поверхностей, канавок и отверстий с криволинейной поверхностью различной формы, нарезания конической и цилиндрической резьбы различного профиля в крупногабаритных деталях диаметром до 1500 мм в составе автоматизированных комплексов и автономно.
Наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому эффекту является металлорежущий станок для обработки отверстия ступицы колеса, содержащий привод относительного вращения инструмента и обрабатываемого колеса, приводы осевой и радиальной подач инструмента. В известном решении ползун, несущий вращающийся шпиндель с инструментом, смонтирован на станине с возможностью осевого перемещения по ее направляющим, обрабатываемое колесо неподвижно установлено в приспособлении, закрепленном на торце станины, причем обрабатываемое колесо и шпиндель соосны (патент РФ на полезную модель №35268, 10.01.2004).
Недостатками известного решения являются:
- ограниченный ход радиальной подачи шпинделя, составляющий ±10 мм, что делает невозможным обработку торцев и наружных фасок на ступицах ж/д колесах;
- сложная инструментальная наладка: при обработке отверстия и галтелей на ступицах ж/д колес используется оправка с двумя проходными, двумя фасонными резцами и требуется несколько проходов;
- металлоемкая конструкция станины из-за необходимости применения двух опор и распорки для жесткого крепления приспособления;
- неудобный доступ и ограниченное пространство в зоне резания для смены инструмента и облуживания из-за массивного коробчатого каркаса приспособления;
- трудоемкая операция ручной загрузки колеса из-за необходимости его переориентации из горизонтального в вертикальное положение.
Задачей заявляемого решения является расширение технологических возможностей расточного станка с ЧПУ, обеспечение возможности его использования в составе автоматизированного комплекса.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является реализация поставленной задачи, снижение металлоемкости, сокращение времени на загрузку-выгрузку детали, цикла обработки.
Указанный результат достигается тем, что в расточном станке с ЧПУ, содержащем станину с установленным на ней с возможностью перемещения по ее направляющим стол, на торце которого закреплена расточная головка с резцами, средство для установки обрабатываемой детали, главный привод расточной головки и привод радиальной подачи, средство для установки обрабатываемой детали выполнено в виде жестко закрепленного на станине портала с поворотным столом, а расточная головка включает поворотный корпус, кинематически связанный с главным приводом, и установленные в нем с возможностью радиального перемещения от привода радиальной подачи салазки, на которых закреплены расточные борштанги с размещенными на них оправками с резцами.
Применение расточной головки с увеличенными ходами радиальной подачи салазок, поворотного стола с углом поворота ±90° обеспечивает возможность обработки на железнодорожных колесах не только отверстий и галтелей, но и торцевых поверхностей и наружных фасок ступицы, в том числе с двух сторон; обеспечивает возможность расточки отверстий и профильных канавок на бандажах железнодорожных колес, обработку криволинейных поверхностей на деталях типа фланцев, нарезание цилиндрической и конической резьбы различного профиля и диаметра на деталях типа соединительных муфт для нефтегазовых труб.
Компоновка предлагаемой модели исключает необходимость применения:
- шпинделя и его базирующих элементов путем сопряжения расточной головки и главного привода непосредственно через муфту,
- двух стоек, распорки и неподвижной металлоконструкции приспособления путем замены их на малогабаритный портал и компактный поворотный стол. За счет этого снижение металлоемкости составляет 1,5 раза.
Сокращение времени на загрузку-выгрузку детали, цикла обработки обеспечивается применением поворотного стола и расточной головки, закрепленной на установленном на станине столе.
Расточной станок с ЧПУ иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлена компоновочная схема станка, на фиг.2 представлена расточная головка, вид в разрезе А, на фиг.3 представлена расточная головка вид в разрезе Б.
Расточной станок с ЧПУ содержит станину 1 (фиг.1), стол 2, привод стола 3, главный привод 4, расточную головку 5, защиту направляющих 6, поворотный стол 7, выполненные самоцентрирующими зажимные кулачки 8, имеющий стойки портал 9, гидравлический поворотный редуктор 10, стружкосборник 11, манипулятор смены инструмента 12, дорога манипулятора 13, магазин инструмента 14. Стол 2 установлен с возможностью перемещения по направляющим станины 1 от привода стола 3. Направляющие станины защищены защитой 6 от стружки и грязи. На торце стола 2 закреплен неподвижный корпус 15 (фиг.2) расточной головки 5 (фиг 1). В неподвижном корпусе 15 расточной головки 5 на точных подшипниках 16 (фиг.2) вращается подвижный корпус 17, на торце которого расположены салазки 18, перемещающиеся радиально по направляющим (на фигуре не показано). На салазках 18 устанавливаются расточные борштанги 19. Радиальное перемещение салазок 18 осуществляется за счет шариковинтовой передачи 20, на которую передается крутящий момент от планетарного редуктора 21, являющимся передаточным звеном для передачи крутящего момента с неподвижного корпуса 15 расточной головки 5 от сервомотора 22 (фиг.3) на вращающийся подвижный корпус 17 (фиг.2). Крутящий момент от сервомотора 22 (фиг.3), расположенном в неподвижном корпусе 15 (фиг.2) расточной головки 5, далее передается на промежуточный вал 23 (фиг.3) через зубчатый ремень 24, далее через червяк 25 промежуточного вала 23 момент передается на планетарный редуктор 21 (фиг.2). При остановленном сервомоторе 22 (фиг.3) салазки 18 (фиг.2) вместе с расточными борштангами 19 вращаются, не перемещаясь радиально. При вращении сервомотора 22 (фиг.3) расточные борштанги 19 по салазкам 18 через планетарный редуктор 21 (фиг.2) и шариковинтовую передачу 20 получают радиальное перемещение в ту или другую сторону, при этом расточная головка 5 (фиг.1) вращается с заданной скоростью от главного привода 4. Управление вращением сервомотором 22 (фиг.3) осуществляется от ЧПУ (координата U). В неподвижном корпусе 15 (фиг.2) расточной головки 5 (фиг.1) имеется механизм 26 (фиг.3), который контролирует крайние положения и референтную (заданную) точку салазок 18 (фиг 2), а также имеется датчик перемещения салазок 27 (фиг.3). Оправки с резцами устанавливаются манипулятором 12 из магазина смены инструмента 14. Расточная головка 5 сопряжена с главным приводом 4 непосредственно через муфту (на фигуре не показано). Привод вращения поворотного корпуса расточной головки 5 и инструментальных салазок осуществляется от главного привода 4.
Расточной станок с ЧПУ работает следующим образом. Обрабатываемую деталь устанавливают горизонтально на поворотный стол 7, где ее центрируют и зажимают самоцентрирующими зажимными кулачками 8. После установки и зажима обрабатываемой детали поворотный стол 7 поворачивают от редуктора 10 на ±90°. Поворот осуществляют на цапфах, расположенных между стойками портала 9, жестко закрепленного к торцу станины 1. Стружка при расточке отверстия собирается в старужкосборник 11, который может выкатываться из-под станка для его опоражнивания. После окончания обработки детали поворотный стол 7 в соответствии с установленной программой от ЧПУ поворачивают в исходное горизонтальное положение, самоцентрирующие зажимные кулачки 8 разжимаются, деталь снимают.
Таким образом обрабатываются цилиндрические и конические отверстия, торцевые поверхности, канавки и отверстия с криволинейной поверхностью различной формы. Возможно нарезание конической и цилиндрической резьбы различного профиля в крупногабаритных деталях диаметром до 1500 мм в составе автоматизированных комплексов и автономно.
Наибольший эффект достигается при расточке отверстий в колесах и бандажах колесных пар вагонов и локомотивов подвижных составов железнодорожного транспорта, нарезании конической резьбы в соединительных муфтах для нефтегазовых труб.