СТАНОЧНЫЙ МОДУЛЬ ДЛЯ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к конструкциям станков для обработки крупногабаритных цилиндрических деталей.
Известно устройство для обработки бандажей и роликов (а.с. СССР №1430180, МПК В23В 5/32), содержащее направляющую со шпонкой, несущую продольный суппорт с резцедержателем на поперечном суппорте. Направляющая установлена в головках с возможностью фиксированного поворота. Головки и стойки, предназначенные для взаимодействия с обрабатываемой поверхностью, установлены на салазках поперечных направляющих с возможностью регулирования своего положения относительно салазок.
Недостатком устройства является то, что оно устанавливается между опорными роликами цементной печи, что повышает трудоемкость работ при монтаже, а также затрудняет возможность использования управления приводами подач при обработке.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа данного устройства, является станочный модуль для восстановительной обработки бандажей и роликов (пат. №101952, МПК В23В 5/00), который состоит из двух опорных стоек с верхними разрезными головками и установленной в них направляющей, несущей продольный суппорт и привод продольного перемещения в виде электродвигателя и винтовой пары. На продольном суппорте с возможностью поворота установлен поворотный механизм, несущий поперечный суппорт с резцедержателем, привод поперечной подачи и червячное колесо, взаимодействующее с червяком, закрепленным на продольном суппорте и связанным с приводом углового положения. Станочный модуль снабжен схемой управления, включающей устройство измерения формы и положения, устройство обработки и хранения информации и связанный с ним блок управления, соединенный с приводами поперечного и углового перемещений.
С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: две опорные стойки с разрезными головками и установленной в них направляющей, несущей продольный суппорт, привод продольного перемещения, поперечный суппорт с резцом, поворотный механизм, включающий червячное колесо и червяк, связанный с приводом углового положения, и система управления.
Недостатками прототипа являются: невысокая надежность, обусловленная высокими динамическими нагрузками на продольном суппорте, связанными с расположением на нем поворотного механизма; узкие технологические возможности.
Сущность полезной модели заключается в том, что станочный модуль для восстановительной обработки крупногабаритных тел вращения содержит две опорные стойки с разрезными головками и установленную в них направляющую, несущую продольный суппорт, привод продольного перемещения, поперечный суппорт и резцедержатель с резцом, поворотный механизм, включающий червячное колесо и червяк, связанный с приводом углового положения, и систему управления, при этом направляющая выполнена в виде профилей П-образного сечения, связанных между собой двумя шайбами, установленными в разрезных головках опорных стоек; ходовой винт находится между профилями, а на одной из шайб жестко закреплено червячное колесо, находящееся в зацеплении с червяком, установленным в разрезной головке.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение надежности оборудования за счет исключения попадания стружки в процессе обработки между вращающимися частями поворотного механизма, что обеспечивается расположением его вне зоны обработки; расширение технологических возможностей за счет большего угла поворота направляющей, несущей продольный суппорт.
Поставленная задача решается за счет того, что направляющая выполнена в виде профилей П-образного сечения, связанных между собой двумя шайбами, установленными в разрезных головках опорных стоек, а ходовой винт находится между профилями, при этом на одной из шайб жестко закреплено червячное колесо, находящееся в зацеплении с червяком, установленным в разрезной головке.
Надежность оборудования достигается за счет расположения поворотного механизма в одной из опорных стоек, тем самым исключая возможность его повреждения, так как он не находится в зоне обработки.
Также такая схема расположения поворотного механизма расширяет технологические возможности оборудования за счет обеспечения большего угла поворота направляющей, несущей продольный суппорт. Больший угол поворота достигается за счет возможности беспрепятственного вращения направляющей вокруг оси ходового винта.
Выполнение направляющей в виде двух профилей П-образного сечения позволяет расположить между ними ходовой винт, защитив его от повреждений, и обеспечивает большую жесткость за счет уменьшения прогибов, что также приводит к повышению надежности.
Сущность полезной модели поясняется графическим материалом.
На фиг.1 показан общий вид станочного модуля; на фиг.2 - расположение основных узлов станочного модуля (разрез А-А с фиг.1.), на фиг.3 - кинематическая схема станочного модуля; на фиг.4 - схема управления.
Станочный модуль содержит две опорные стойки 1 с разрезными головками 2, в которые устанавливается направляющая 3. На направляющей 3 установлен подвижный продольный суппорт 4. Перемещение продольного суппорта 4 осуществляется с помощью ходового винта 5, кинематически связанного с двигателем 6 (Э1). Направляющая 3 выполнена в виде профилей П-образного сечения, связанных между собой двумя шайбами 7, установленными в разрезных головках 2. На одной из шайб 7 жестко закреплено червячное колесо 8 поворотного механизма 9, находящееся в зацеплении с червяком 10, установленным в разрезной головке 2 и кинематически связанным с двигателем 11 (Э2) углового положения. На продольном суппорте 4 установлен поперечный суппорт 12 и резцедержатель 13 с резцом. На продольном суппорте 4 закреплен двигатель 14 (Э3) поперечной подачи, связанный ходовым винтом с поперечным суппортом 12.
Жесткое закрепление червячного колеса 8 на шайбе 7 обеспечивает возможность поворота поворотного механизма 9 вместе с червячным колесом 8, направляющей 3, ходовым винтом 5 и продольным суппортом 4 при передаче вращения на червячное колесо 8 от червяка 10.
Схема управления состоит из устройства 15 измерения формы и положения обрабатываемой детали (УИФП) (например, тахеометра), электрически связанного с устройством 16 обработки и хранения информации (УОХИ), которое в свою очередь электрически связано с блоком 17 управления приводами (БУП), передающими электрические сигналы на двигатели поперечной подачи 14 и привода углового положения 11. В качестве обрабатываемой детали может быть бандаж 18 цементной печи или опорный ролик.
Станочный модуль работает следующим образом.
Обработка производится в процессе вращения цементной печи, поэтому главным движением является вращение бандажа или опорного ролика, т.е. обрабатываемой детали 18. Средняя скорость вращения опорных роликов ≈4 об/мин, бандажа ≈1 об/мин., в зависимости от типоразмера печи.
Предварительно продольный суппорт 4 за счет его кинематической связи с электродвигателем 6 через ходовой винт 5, установленный в разрезных головках 2, закрепленных на опорных стойках 1, перемещается по направляющей 3 и устанавливается в начальное положение. Затем задается определенная величина подачи поперечному суппорту 12, обеспечивающая необходимую глубину резания. Далее задается рабочая величина подачи продольному суппорту 4, значение которой выдерживается постоянным в процессе обработки.
В процессе обработки неизменность положения резца по нормали к обрабатываемой поверхности, обеспечивается электронной схемой управления.
Положение детали в пространстве в каждый момент времени отслеживается с помощью устройства измерения формы и положения 15 (УИФП), например тахеометра. Информация с устройства измерения формы и положения 15 (УИФП) передается на устройство обработки и хранения информации 16 (УОХИ), например персональный компьютер, которое формирует управляющие сигналы посредством блока 17 управления приводами (БУП) для двигателя поперечной подачи 14 и двигателя углового положения 11. Двигатель углового положения 11 в соответствии с полученным сигналом передает вращение на червяк 10, вращающий червячное колесо 8 (по часовой или против часовой стрелки в зависимости от сигнала), тем самым поворачивая поворотный механизм 9, ходовой винт 5 и направляющую 3.
При этом, так как поперечный суппорт 12 с резцедержателем 13 и резцом установлены на продольном суппорте 4 происходит изменение угла наклона резца, что и обеспечивает его постоянное положение, т.е. постоянное положение передней поверхности резца по нормали к обрабатываемой поверхности.
Двигатель поперечной подачи 14 посредством ходового винта задает перемещение суппорта 12 с резцедержателем 13 (от поверхности детали или к поверхности детали), обеспечивая тем самым заданную глубину резания в соответствии с полученным сигналом. Регулирование величины подачи осуществляется блоком 17 управления приводами (БУП) по результатам измерения формы и положения детали устройством 15 измерения формы и положения (УИФП).