МНОГОЦЕЛЕВОЙ СТАНОК

Полезная модель относится к конструктивным элементам общей компоновки металлорежущего станка и может быть использована, например, для глубокого сверления деталей сложной криволинейной формы при их 4-х и 5-ти осевой обработке на металлорежущих станках с ЧПУ.
Известные, в настоящее время, станки, оснащены, как правило, либо вертикальным, либо горизонтальным шпинделем, либо многошпиндельной головкой и стационарным устройством крепления деталей, которые могут быть использованы только для выполнения определенных видов работ. Такое исполнение конструкции станка значительно снижает гибкость производства, а также производительность и точность.
Примером таких станков можно считать сверлильный станок SU 1764855 A1, 30.09.1992, содержащий привод, станину с подвижным поворотным столом, установленную на направляющих кондукторную плиту и многошпиндельную головку.
Более близким к предлагаемой нами полезной модели является многоцелевой станок с числовым программным управлением и автоматической сменой инструмента, содержащий привод и станину с подвижным поворотным столом и подвижной коробообразной колонной с продольными направляющими под шпиндельную бабку и с подвижным инструментальным магазином, размещенным между стенками (см. RU 98350 U1, 20.10.2010).
Недостатком многоцелевого станка RU 98350 является невозможность, в автоматическом режиме, т.е. в процессе работы станка, менять кондукторные втулки и производить 5-ти стороннюю обработку всеми видами сверлильно-фрезерно-расточных операций с элементами глубокого сверления с одной установки, что отрицательно влияет на точность изготовления деталей и производительность.
Задача, на которую направлена настоящая полезная модель, заключается в создании многоцелевого станка, выполняющего все виды механической обработки деталей из различных материалов с одной установки в автоматическом режиме.
Техническим результатом полезной модели является возможность глубокого сверления при обработке детали по сложной криволинейной поверхности с 5-ти сторон по заданию УЧПУ.
Сущность полезной модели выражается в совокупности существенных признаков, в которой многоцелевой станок, содержащий привод и станину с подвижным поворотным столом и подвижной коробообразной колонной с продольными направляющими под шпиндельную бабку и с подвижным инструментальным магазином, размещенным между стенками, отличается от ближайшего аналога тем, что дополнительно содержит оправку со сменной направляющей втулкой, соосной сменной кондукторной втулке, узел зажима оправки и кондукторную плиту, установленную на направляющих под шпиндельную бабку перпендикулярно плоскости перемещения поворотного стола, при этом оправка выполнена с поверхностью под захваты инструментального магазина, расположенной между базирующим шпиндельным конусом и базирующим конусом, выполненным для установки в узле зажима, а сменная кондукторная втулка имеет рабочий канал, ориентированный параллельно направляющим шпиндельной бабки и сообщающийся с полостью для отвода стружки и смазочно-охлаждающей жидкости, выполненной с боковыми отверстиями.
В частных случаях выполнения или использования станок может содержать:
- поверхность под захваты инструментального магазина, выполненную в виде канавки;
- станину содержащую, как минимум, один стружкоуборочный шнек;
- шпиндельную бабку, имеющую возможность автономного перемещения, и кондукторную плиту, имеющую возможность автономного перемещения;
- направляющие под шпиндельную бабку, расположенные на расстоянии от 1200 до 2200 мм;
- кондукторную плиту с шириной, равной, как минимум, 1/4 расстояния между направляющими под шпиндельную бабку;
- сменные уплотнительные шайбы, установленные внутри оправки.
Влияние признаков предлагаемой полезной модели на ее технический результат проявляется в том, что для получения нужной точности и исключения увода инструмента при глубоком сверлении обработку детали проводят через направляющую втулку и через кондукторную втулку, задающую инструменту правильное направление. Надежную фиксацию оправки при автоматической смене инструмента и точную установку на станке обеспечивает ее поверхность под захваты инструментального магазина, которая расположена между базирующим шпиндельным конусом и базирующим конусом, выполненным для установки в кондукторной плите.
Автоматическую смену инструмента обеспечивает подвижный инструментальный магазин, в котором установлены оправки и инструменты для глубокого сверления, фрезерования и расстачивания.
Расположение на единых направляющих шпиндельной бабки и кондукторной плиты с оправкой, закрепленной в узле зажима, позволяет получить необходимую соосность шпинделя с инструментом и кондукторной втулкой.
Выполнение поверхности оправки в виде канавки под захваты инструментального магазина, является наиболее простым и технологичным решением.
Стружкоуборочные шнеки повышают эффективность эксплуатации станка.
Автономные перемещения шпиндельной бабки и кондукторной плиты повышают точность их установки в нужное положение. Расположение направляющих под шпиндельную бабку на расстоянии от 1200 до 2200 мм и выполнение кондукторной плиты с шириной, равной, как минимум, 1/4 расстояния между этими направляющими, обусловлено жесткостью конструкции.
Уплотнительные шайбы необходимы для исключения выброса смазочно-охлаждающей жидкости и стружки за пределы оправки.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 дан общий вид многоцелевого станка с увеличенным изображением узла зажима оправки и на фиг. 2 - разрез узла зажима и оправки.
Многоцелевой станок содержит привод 1 и станину 2 с подвижным поворотным столом 3 и подвижной коробообразной колонной 4, оправку 5 со сменной кондукторной втулкой 6, узел зажима 7 оправки 5 и кондукторную плиту 8.
Проставка 9, установленная на станине 2, имеет продольные направляющие 10 под колонну 4. Подвижный инструментальный магазин 11 размещен между стенками колонны 4. Кондукторная плита 8 установлена на направляющих 12, выполненных под шпиндельную бабку 13 и ориентирована перпендикулярно плоскости перемещения поворотного стола 3.
Для каждого диаметра обработки внутри оправки 5 размещены сменная направляющая втулка 14 и сменные уплотнительные шайбы 15 и 16. Сменная кондукторная втулка 6 предназначена для направления и исключения увода сверла при обработке. Сменная направляющая втулка 14 обеспечивает направление при подводе инструмента и исключает разматывание центральной части сверла, а следовательно поломки при обработке. Сменные уплотнительные шайбы 15 и 16 препятствуют выбросу смазочно-охлаждающей жидкости и стружки за пределы оправки 5. Узел зажима 7 оправки 5 расположен так, что рабочий канал 17 кондукторной втулки 6, ориентирован параллельно направляющим 12 шпиндельной бабки 13 и сообщается с полостью для отвода стружки и смазочно-охлаждающей жидкости, выполненной с боковыми отверстиями. Оправка 5 выполнена с поверхностью 18 под захваты инструментального магазина 11, которая расположена между базирующим шпиндельным конусом 19 и базирующим конусом 20, выполненным для установки в узле зажима 7.
В частных случаях выполнения или использования станка поверхность 18 под захваты инструментального магазина 11 может быть, выполнена в виде канавки. Станина 2 может содержать, как минимум, один стружкоуборочный шнек 21. Шпиндельная бабка 13 может иметь возможность автономного перемещения. Кондукторная плита 8 также может иметь возможность автономного перемещения отдельно от шпиндельной бабки 13. Направляющие 10 под шпиндельную бабку 13 устанавливают на расстоянии от 1200 до 2200 мм, а кондукторную плиту 8 выполняют с шириной, равной, как минимум, 1/4 расстояния между направляющими 10.
При работе станка обрабатываемая деталь закрепляется на 2-х осевом поворотном столе 3 и позиционируется в заданном положении.
При проведении операции глубокого сверления шпиндельная бабка 13 перемещается в крайне верхнее положение, а кондукторная плита 8 в нижнее положение.
Инструментальный магазин И выдвигается из колонны в зону смены инструмента в позиции, где расположена оправка 5. Шпиндельная бабка 13 со шпинделем наезжает на базирующий шпиндельный конус 19 оправки 5 сверху и шпиндель зажимает оправку 5. Инструментальный магазин 11 отводится внутрь коробообразной колонны 4. Затем шпиндельная бабка 13 с зажатой оправкой 5, перемещается вниз к кондукторной плите 8 с узлом зажима 7 оправки 5.
Внутренняя полость оправки 5 служит для отвода смазочно-охлаждающей жидкости и стружки из зоны обработки. Смазочно-охлаждающая жидкость подается в зону обработки под высоким давлением через инструмент, закрепленный в шпинделе и возвращается под давлением во внутреннюю полость оправки 5, откуда отводится с помощью трубопроводов 22, присоединенных к кондукторной плите 8 в стружкоуборочные шнеки 21, расположенными в станине 2.
При базировании оправки 5 в кондукторной плите 8 механизм зажима инструмента шпинделя освобождает оправку 5, узел зажима 7 кондукторной плиты 8 зажимает оправку 5, таким образом происходит передача оправки 5 из шпинделя кондукторной плите 8. Далее шпиндельная бабка 13 перемещается в крайнее верхнее положение и инструментальный магазин 11 выдвигается в зону смены инструмента с позицией инструмента для операции глубокого сверления. Шпиндельная бабка 13, опускаясь, зажимает инструмент для глубокого сверления. Инструментальный магазин 11 отводится внутрь коробообразной колонны 4. Затем, перемещаясь вниз шпиндельная бабка 13 с заданным вращением шпинделя производит обработку через рабочий канал 17 кондукторной втулки 6.
Смена инструмента для глубокого сверления и оправки кондукторной втулки 5 после окончания операции глубокого сверления происходит в обратном порядке.
При обработке стандартным инструментом для сверления фрезерования и растачивания цикл смены инструмента следующий:
Шпиндельная бабка 13 перемещается в крайнее верхнее положение, а кондукторная плита 8 в нижнее положение. Инструментальный магазин И выдвигается из колонны 4 в зону смены инструмента в позиции, где расположен стандартный инструмент. Шпиндельная бабка 13, опускаясь, зажимает инструмент. Инструментальный магазин И отводится внутрь колонны 4. Затем, перемещаясь вниз, шпиндельная бабка 13, с заданным вращением шпинделя производит обработку стандартным инструментом через отверстие узла зажима 7 и кондукторной плиты 8 (без оправки 5).
За счет выше перечисленного деталь может быть обработана по сложной криволинейной поверхности с 5-ти сторон с операциями глубокого сверления в автоматическом режиме, т.е. по заданию УЧПУ.