ЛАЗЕРНЫЙ ТОКАРНО-ФРЕЗЕРНО-ШЛИФОВАЛЬНЫЙ ОБРАБАТЫВАЮЩИЙ ЦЕНТР

Полезная модель относится к станкостроению и оборудованию для лазерной обработки материалов, а именно к устройствам для выполнения токарных, фрезерных, сверлильно-расточных, шлифовальных операций с термообработкой, легированием, наплавкой, сваркой обрабатываемой детали и может быть использована в медицинской, автомобильной, машиностроительной и других отраслях промышленности в мелко-серийном, серийном и крупносерийном производстве при изготовлении высокоточных деталей сложной пространственной формы из неметаллических материалов, цветных и черных металлов, а также специальных сталей с применением современного инструмента.
Известен токарно-фрезерный центр, содержащий станину с направляющими, каретку, установленную на направляющих станины с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно станины, шпиндельные бабки с патронами, одна из которых закреплена на станине неподвижно, суппортный узел, связанный с вертикальной стойкой и имеющий возможность вертикального возвратно-поступательного перемещения, и суппортный узел со средствами для закрепления инструмента, связанный с направляющими и имеющий возможность возвратно-поступательного перемещения относительно направляющих станины, главные приводы шпиндельных бабок, вспомогательные приводы, систему ЧПУ, независимые токарные и фрезерные части, причем фрезерная часть образована суппортным узлом, связанным с вертикальной стойкой, выполненной в виде колонны, закрепленной на станине неподвижно, кареткой, связанной с направляющими, на которой консольно установлены шпиндель-мотор и фрезерная шпиндельная бабка со шпинделем, а также главный привод шпиндельной бабки фрезерной части, связанный с этой шпиндельной бабкой через ременную передачу, и крестовым столом, связанным с направляющими станины с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно последней, а токарная часть образована суппортным узлом с названным крестовым столом, имеющим возможность продольной и поперечной подачи, кареткой, на которой размещен названный крестовой стол, установленной на направляющих станины с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно последней, шпиндельной бабкой токарной части, оборудованной главным приводом и закрепленной на станине неподвижно, причем крестовый стол оснащен средствами закрепления инструмента при обработке на токарной части центра или приспособлениями для фиксации заготовок при их групповой обработке на фрезерной части. (RU 2013111183 А 20.09.2014)
Недостатком данного устройства является отсутствие возможности термообработки, легирования, наплавки и сварки при изготовлении детали.
Задачей полезной модели является создание лазерного токарно-фрезерно-шлифовального обрабатывающего центра, позволяющего производить термообработку, легирование, наплавку и сварку непосредственно при изготовлении детали.
Технический результат, на который направлена полезная модель, заключается в расширении возможностей, сокращение времени полного цикла обработки детали и повышение производительности обрабатывающего центра.
Данный технический результат достигается за счет того, что в зоне обработки детали устанавливается специальный лазерный блок с дозаторами присадочных материалов и технологический лазер непосредственно рядом с обрабатывающим центром.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан общий вид лазерного токарно-фрезерно-шлифовального обрабатывающего центра.
Лазерный токарно-фрезерно-шлифовальный обрабатывающий центр состоит из станины 1 с направляющими 2, вертикальной стойкой 3, шпиндельной бабкой 4 токарной части, со шпинделем 5 и патроном 6, оборудованной главным приводом 7, суппортным узлом 8, имеющим возможность продольной и поперечной подачи, кареткой 9, на которой размещен технологический стол 10 с устройством вращения 11 и средствами закрепления инструмента (на фиг. 1 не показано) при обработке на токарной части центра или приспособлениями для фиксации заготовок при их групповой обработке на фрезерной части. Фрезерная часть образована суппортным узлом 12, связанным с вертикальной стойкой 3, выполненной в виде колонны, закрепленной на станине неподвижно, кареткой 13, связанной с направляющими 14, на которой консольно установлены шпиндель-мотор 15 и фрезерная шпиндельная бабка 16 со шпинделем 17, а также главный привод 18 шпиндельной бабки фрезерной части. На шпиндельной бабке 16 на направляющих 19 установлено устройство вращения 20 с закрепленным на нем блоком лазерной обработки 21. На направляющих 2 установлена задняя бабка 22. Лазерный токарно-фрезерно-шлифовальный обрабатывающий центр находится внутри защитной кабины 23, на стене которой установлены дозирующие устройства порошка 24, проволоки 25 и накопитель сменного инструмента 27. Рядом с защитной кабиной 23 установлен технологический лазер 26.
Лазерный токарно-фрезерно-шлифовальный обрабатывающий центр работает следующим образом:
1. Выполнение токарных операций производится на токарной части центра - заготовка закрепляется в патроне 6 и при включении главного привода 7 с помощью сменного инструмента из накопителя 27, закрепленного в суппортном узле 8, имеющим возможность продольной и поперечной подачи осуществляется обработка. При обработка длинномерных валов используется закрепление в задней бабке 22, которая имеет возможности перемещения по направляющим 2.
2. Выполнение фрезерных операций производится на фрезерной части центра - заготовка закрепляется на технологическом столе 10, суппортный узел 12 закреплен на стойке 3, каретка 13, перемещается по направляющим 14, на каретке 13 консольно установлены шпиндель-мотор 15 для фрезерных и расточных видов обработки и имеет номинальную частоту вращения в пределах 18000 до 24000 об/мин, что позволяет производить шлифовальные работы и фрезерная шпиндельная бабка 16 с главным приводом 18, приводящим в движение шпиндель 17 и с помощью закрепленного на нем сменного инструмента из накопителя 27 производится обработка детали. Смена режущего инструмента из накопителя 27 производится вручную оператором или автоматически манипулятором (на фиг. 1 не показан).
3. Выполнение операций по термообработки, легирования, наплавки, сварки производится с помощью лазерного блока 21. Излучение от технологического лазера 26 по оптическому тракту (зеркальному для твердотельных и газовых лазеров и волоконному для волоконных лазеров) (на фиг. 1 не показан) поступает в лазерный блок, где фокусируется на обрабатываемой поверхности производя термообработку или сварку. При легировании, наплавке и сварке в зону обработки подается защитный газ и присадочный материал от дозаторов порошка 24 (с помощью газа) или дозатора проволоки 25. Лазерный блок 21 имеет возможность вертикального перемещения по направляющим 19 и поворота с помощью устройства вращения 20. Лазерная обработка производится без переустановки детали после токарных или фрезерных работ с последующим шлифованием (при необходимости) после завершения операции термообработки, легирования, наплавки или сварки. Для дополнительного вращения детали при лазерной обработке на технологическом столе 10 установлено устройство вращения 11. Лазерный блок 21 оснащен сканатором лазерного излучения, коаксиальным соплом и сканатором газопорошковой струи для бокового сопла (на фиг. 1 не показаны).
Управление лазерного токарно-фрезерно-шлифовального центра осуществляется по заданным командам и программам обработки с ЧПУ.
Использование лазерного токарно-фрезерно-шлифовального обрабатывающего центра позволит производить термообработку, легирование, наплавку и сварку непосредственно при изготовлении детали, что позволит расширить возможности, сократить время полного цикла обработки детали и повысить производительность обрабатывающего центра.