Вертикальный металлообрабатывающий центр

Полезная модель относится к тяжелому станкостроению, в частности к металлообрабатывающим центрам с автоматической сменой инструмента, и может быть использована для обработки деталей, имеющих большие габаритные размеры, сложную форму и следующими видами обработки, требующими движение инструмента одновременно по 3-5 координатам: токарная обработка, нарезание резьб, фрезерование прямолинейных и криволинейных поверхностей, сверление, зенкерование, развертывание, шлифование и накатка, такое количество операций необходимо производить для обработки деталей без их переустановки.
Известен станок многоцелевой с числовым программным управлением и автоматической сменой инструмента (RU 98350), содержащий неподвижную станину, О-образную колонну, перемещающуюся продольно по направляющим станины, шпиндельную бабку с поворотным шпинделем, перемещающуюся продольно и вертикально, инструментальный магазин, устройство смены заготовок, ограждение зоны резания «кабинетного типа», вращающийся стол, перемещающийся в поперечном направлении с возможностью позиционирования в любом угловом положении или вращения для выполнения токарных, сверлильных, фрезерных, расточных операций и выполнения зубофрезерования шлифовальных деталей сложной формы без его переустановки.
Недостатком аналога является жесткое закрепление магазина инструментальных головок с несущей частью станка, что впоследствии влечет за собой появление вибраций и динамических нагрузок, что в свою очередь влияет на точность обрабатываемых деталей.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному является вертикальный металлообрабатывающий центр с автоматической сменой инструмента (RU 166086), содержащий основание со встроенным в него отводом стружки, на основании жестко закреплены две параллельные вертикальные стойки, соединенные между собой порталом, на вертикальных направляющих стоек установлена поперечина с возможностью перемещения по направляющим вверх и вниз, имеющая на своей лицевой стороне две горизонтальных направляющие (нижняя и верхняя), на которых перпендикулярно поперечины располагают суппорт с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости, в суппорте расположен ползун, с левой стороны на поперечине с помощью кронштейна жестко закреплен магазин с гнездами под головки (шпиндели), между стойками в нижней части на основании станка устанавливается планшайба, а с противоположной стороны в фундаменте установлен, на гидроприводе, магазин инструментов.
Недостатком вертикального металлообрабатывающего центра является жесткое закрепление магазина с гнездами под инструментальные головки на поперечине, который имеет большую массу и при обработке деталей приводит к появлению вибраций и динамических нагрузок, что в свою очередь влияет на точность обрабатываемых деталей. Кроме того, при существующем расположении магазина с гнездами под инструментальные головки невозможно увеличить количество головок, что сужает технологические возможности вертикального металлообрабатывающего центра.
Задачей полезной модели является повышение точности обработки деталей, увеличение производительности, расширение технологических возможностей.
Техническим результатом является снижение вибраций и динамических нагрузок на поперечину и рабочие органы вертикального металлообрабатывающего центра.
Вертикальный металлообрабатывающий центр, содержащий основание со встроенным отводом стружки, жестко закрепленные на основании две параллельные вертикальные стойки, соединенные порталом, между которыми установлена планшайба, поперечину, установленную на вертикальных направляющих упомянутых стоек, суппорт с установленным внутри него ползуном, с возможностью перемещения по горизонтальным направляющим поперечины, магазин инструментов, снабженный гидроприводом его подъема-опускания, расположенный с возможностью его отдельной установки в фундаменте, при этом магазин с гнездами под инструментальные головки, снабженный гидроприводом его подъема-опускания, расположенный с противоположной стороны от магазина инструментов, выполнен с возможностью его отдельной установки в фундаменте.
Снижение вибраций и динамических нагрузок на поперечину и рабочие органы вертикального металлообрабатывающего центра достигается за счет возможности отдельной установки магазина с гнездами под инструментальные головки в фундаменте станочного комплекса с противоположной стороны от магазина с инструментами, что позволяет разгрузить поперечину, так как магазин с гнездами под инструментальные головки может достигать веса до полутора тонн и более, в зависимости от количества ячеек в магазине инструментальных головок. Расположение магазина инструментов вне станка улучшает жесткость станка, снимает деформации кручения и изгиба поперечины, перенеся нагрузку со станка на фундамент.
Фундамент - несущая конструкция, которая статически взаимодействуя выдерживает нагрузки, обеспечивает прочность и устойчивость. Заявляемое техническое решение, а именно расположение «магазина с гнездами под инструментальные головки снабженного гидроприводом подъема-опускания с возможностью отдельной установки с противоположной стороны от магазина инструментов» показывает на то, что магазин с гнездами под инструментальные головки - это часть вертикального металлообрабатывающего центра, связанная с вертикальным металлообрабатывающим центром посредством фундамента, распределяющего нагрузку по основанию и снижающая вибрации и динамические нагрузки на поперечину.
Магазин с гнездами под инструментальные головки оснащен гидроприводом подъема-опускания и жестко закреплен в фундаменте, что позволяет производить автоматическое поднятие магазина с гнездами под инструментальные головки в заданное положение по высоте поперечины. Эти действия значительно сокращают подготовительно-заключительное время на смену комплекта инструментов и позволяют достичь решения другой поставленной задачи - увеличение производительности за счет совмещения процесса обработки и смены инструмента и расширение технологических возможностей за счет возможности увеличения емкости магазина с гнездами под инструментальные головки.
На фиг. 1 изображен вертикальный металлообрабатывающий центр.
Вертикальный металлообрабатывающий центр включает неподвижное основание 1, устройство отвода стружки 2, встроенное в основание 1, стойки 3, жестко закрепленные на основании 1, портал 4, жестко связывающий стойки 3, поперечину 5, перемещающуюся вертикально по направляющим стоек 3, суппорт 6, перемещающийся горизонтально по направляющим поперечины 5, ползун 7, перемещающийся вертикально по направляющим в суппорте 6, магазин с гнездами под инструментальные головки 8 на шесть и более гнезд под головки, гидропривод 9 магазина с гнездами под инструментальные головки 8, магазин инструментов 10, гидропривод 11 магазина инструментов 10, планшайбу 12 и фундамент 13.
Вертикальный металлообрабатывающий центр работает следующим образом: обрабатываемую деталь устанавливают на планшайбу 12, через систему числового программного управления задают выбор необходимой инструментальной головки, инструмента и режимов обработки детали, после чего суппорт 6 начинает перемещение по горизонтали в сторону магазина с гнездами под инструментальные головки 8, в этот момент гидропривод 9 магазина с гнездами под инструментальные головки 8 поднимает магазин с гнездами под инструментальные головки 8 на заданную высоту относительно высоты поперечины 5. Дойдя до магазина с гнездами под инструментальные головки 8 из суппорта 6 выдвигается ползун 7 до ячейки магазина с гнездами под инструментальные головки 8, забрав необходимую головку начинается обратное движение, в этот момент гидропривод 9 магазина с гнездами под инструментальные головки 8 возвращается в исходное положение. Суппорт 6 перемещается по горизонтали в противоположную сторону до магазина инструментов 10, работа магазина инструментов 10 совершается по тому же принципу, что и магазина с гнездами под инструментальные головки 8, после того как инструмент был загружен в головку, суппорт 6 возвращается в позицию обработки детали, а магазин инструментов 10 в исходное положение с помощью гидропривода 11.
Таким образом, предложенная конструкция вертикального металлообрабатывающего центра позволяет:
- повысить точность обработки деталей за счет уменьшения вибраций и динамических нагрузок в процессе работы вертикального металлообрабатывающего центра;
- повысить производительность за счет совмещения процесса обработки и смены головок;
- увеличить технологические возможности за счет возможности увеличения емкости магазина с гнездами под инструментальные головки.