ЦЕНТР ОБРАБАТЫВАЮЩИЙ

Полезная модель относится к области станкостроения, в частности к центрам обрабатывающим для токарной обработки деталей.
Известны центры обрабатывающие, например, вертикальный двухшпиндельный станок модель VSC 200/250/400 DUO фирмы «EMAG» Германия, рекламный проспект 132-5/12 и токарный станок с двумя шпинделями модель UNIVERTOR М-2 фирмы «WEISSER», которые имеют конструкцию модульного типа, т.е. собираются из отдельных узлов, которые расположены и крепятся на станине, и закрываются облицовкой. Такая компоновка центров обрабатывающих считается стандартной и принята во всем мире.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является «Обрабатывающий центр» по патенту РФ №2129064, МПК 6 В23Q 37/00, содержащий, по крайней мере, один двухшпиндельный безналадочный модуль, состоящий из двух силовых блоков, каждый из которых снабжен револьверной головкой, бабкой мотор - шпиндельной с вращающимся гидроцилиндром, перемещаемой в вертикальном и горизонтальном направлениях посредством шпиндельного узла. Шпиндельный узел включает в себя вертикальный привод с блоком управления, вертикальные салазки, имеющие разъемный корпус, взаимодействующий с корпусом бабки мотор -шпиндельной посредством выполненных на обоих корпусах направляющих, горизонтальный привод с блоком управления, горизонтальные салазки, представляющие собой станину с направляющими, установленную на раме с виброопорами, и каретку, корпус которой снабжен направляющими и установлен на станине с возможностью перемещения по ней. Обрабатывающий центр имеет так же систему числового программного управления, транспорт кольцевой палетный замкнутый, механизм послеоперационного контроля, электрооборудование, и гидравлическую станцию. Основные узлы этого обрабатывающего центра, такие как узел шпиндельный, станина, револьверная головка, бабка мотор-шпиндельная, станция гидравлическая, конструктивно имеют ряд недостатков, которые влияют на производительность, жесткость и точность станка.
Так, узел шпиндельный перемещается по координатам Х и Z при помощи шарико-винтовых пар, которые не обеспечивают достаточной точности и жесткости всей системы станка, а передняя опора бабки мотор-шпиндельной выполнена в виде гидроопоры, что дополнительно снижает жесткость станка и точность обработки. В конструкции вращающегося гидроцилиндра отсутствует механизм удержания детали в патроне при падении давления в гидросистеме, что может создать аварийную ситуацию.
Конструкция револьверной головки в части зажима-разжима планшайбы выполнена консольно, что ослабляет жесткость узла и точность позиционирования инструментов, ввиду наличия зазоров.
Станина станка выполнена из синтетического полимербетона, который при его производстве вреден и сложен в изготовлении. Привертные направляющие (танкетки) горизонтального и вертикального перемещения шпиндельного узла, заметно ослабляют жесткость станка и понижают точность перемещения узлов. При их износе возникает необходимость в частой замене привертных направляющих, т.е. возникает необходимость в хранении запасных частей.
Используемая стандартная гидростанция затрудняет поддержку стабильного давления в системе станка при обработке деталей. Все это рассматривается, как недостатки данного станка, т.е. аналога центра обрабатывающего.
Таким образом, к недостаткам известного обрабатывающего центра относятся низкая точность перемещения узлов станка и позиционирования инструментов, что влечет за собой снижение точности а, следовательно, качества обработки деталей.
Создание данной полезной модели направлено на повышение точности и жесткости всей системы центра обрабатывающего, что повышает точность перемещения его узлов, точность позиционирования инструментов и качество обработки деталей, а также на упрощение обслуживания и повышение ремонтопригодности центра обрабатывающего. Для этого в центре обрабатывающем, содержащем, по крайней мере, один двухшпиндельный безналадочный модуль, состоящий из двух силовых блоков, каждый из которых снабжен револьверной головкой, бабкой мотор-шпиндельной с вращающимся гидроцилиндром, перемещаемой в вертикальном и горизонтальном направлениях посредством шпиндельного узла, включающего в себя вертикальный привод с блоком управления, вертикальные салазки, имеющие разъемный корпус, взаимодействующий с корпусом бабки мотор-шпиндельной посредством выполненных на обоих корпусах направляющих, горизонтальный привод с блоком управления, горизонтальные салазки, представляющие собой станину с направляющими, установленную на раме с виброопорами, и каретку с корпусом, имеющим направляющие, установленным на станине с возможностью перемещения по ней, транспорт кольцевой палетный замкнутый, механизм послеоперационного контроля, электрооборудование, и гидросистему, вертикальные салазки снабжены клиньями для регулировки зазоров, вращающийся гидроцилиндр бабки мотор-шпиндельной снабжен встроенной блокировкой от перепада давления в гидроситеме, выполненной в виде корпуса, внутри которого расположены рабочие полости и магистрали для перепускных клапанов, настраиваемые на расчетное рабочее давление, позволяющее удерживать деталь в патроне шпинделя в зажатом положении при падении давления в гидросистеме. Шпиндель бабки мотор-шпиндельной установлен на трех опорах, при этом направляющие корпуса бабки мотор-шпиндельной и горизонтальных салазок шпиндельного узла выполнены из высоколегированной стали, причем последние жестко закреплены на станине с образованием с ней единого целого. Направляющие на корпусе каретки горизонтальных салазок, направляющие на разъемном корпусе вертикальных салазок и клинья для регулировки зазоров снабжены ленточными пластиковыми накладками, а станина горизонтальных салазок выполнена из чугунного литья с внутренними полостями, которые заполнены сыпучим материалом. Кроме того, приводы горизонтального и вертикального перемещения шпиндельного узла могут быть выполнены в виде ролико-винтовых пар, а элементы электрооборудования расположены вне рабочей зоны безналадочного модуля и установлены на выполненной общей с ним раме с виброопорами.
На фиг.1 изображен общий вид центра обрабатывающего с облицовкой; на фиг.2 - вид сверху А на фиг.1; на фиг.3 представлен безналадочный модуль; на фиг.4 - вид Б на фиг.3; на фиг.5 - разрез В-В на фиг.3; на фиг.6 вид Г-на фиг.5; на фиг.7 - разрез Ж-Ж на фиг.5.
Центр обрабатывающий, включает в себя двухшпиндельный безналадочный модуль 1, транспорт 2 кольцевой палетный замкнутый, обеспечивающий автоматическую загрузку-разгрузку деталей в центр обрабатывающий, механизм 3 послеоперационного контроля (см. фиг.1), позволяющий периодически контролировать размеры деталей и автоматически вводить коррекцию на износ инструмента, позволяя максимально полно использовать твердый сплав при сохранении необходимой точности обработки, электрооборудование 4, элементами которого являются шкаф приводов, обеспечивающих работу всех электроприводов, и шкаф управления, система управления которого обеспечивает работу всех исполнительных органов в автоматическом и ручном режимах в соответствии с программой обработки, и гидросистему 5, обеспечивающую работу всех гидроприводов. Двухшпиндельный безналадочный модуль 1 состоит из двух силовых блоков 6 и 7 (см. фиг.2), каждый из которых снабжен револьверной головкой 8, бабкой 9 мотор-шпиндельной с вращающимся гидроцилиндром 10, служащим для зажима-разжима обрабатываемой детали. Бабка 9 мотор-шпиндельная установлена с возможностью перемещения в вертикальном и горизонтальном направлениях посредством шпиндельного узла 11. Каждый шпиндельный узел 11 силовых блоков 6 и 7 включает в себя вертикальный привод 12 с блоком 13 управления, вертикальные салазки 14, имеющие разъемный корпус 15(см. фиг.3), взаимодействующий с корпусом 16 бабки 9 мотор-шпиндельной посредством выполненных на обоих корпусах 15 и 16 направляющих 17 и 18 соответственно, горизонтальный привод 19 с блоком 20 управления и горизонтальные салазки 21. Горизонтальные салазки 21 представляют собой станину 22 с направляющими 23, установленную на раме 24 с виброопорами 25 (см. фиг.4) и каретку 26 с корпусом 27, имеющим направляющие 28 и установленным на станине 22 с возможностью перемещения по ее направляющим 23. Для обеспечения точности перемещения бабки 9 мотор-шпиндельной по вертикальным 14 салазкам, последние оснащены клиньями 29 для регулировки зазоров, которые жестко закреплены в разъемном корпусе 15. Вращающийся гидроцилиндр 10 бабки 9 мотор-шпиндельной снабжен встроенной блокировкой от перепада давления в гидросистеме 5, представляющей собой корпус 30, внутри которого расположены рабочие полости 31 и магистрали 32 для перепускных клапанов 33, настраиваемые на расчетное рабочее давление (см. фиг.7), позволяющее удерживать деталь в патроне 34 шпинделя 35 бабки 9 мотор-шпиндельной в зажатом положении при падении давления в гидросистеме 5. Шпиндель 35 бабки 9 мотор-шпиндельной установлен в трех подшипниковых опорах, первая 36 из которых представляет собой триплексированный радиально-упорный подшипник, вторая 37 (средняя) - дуплексированный радиально-упорный подшипник, а третья 38 (задняя) - радиальный подшипник (см. фиг.5). Направляющие 18 корпуса 16 бабки 9 мотор-шпиндельной и направляющие 23 горизонтальных салазок 21 выполнены из высоколегированной стали, причем последние жестко закреплены на станине 22 с образованием с ней единого целого. Направляющие 28 корпуса 27 каретки 26, направляющие 17 разъемного корпуса 15 вертикальных салазок 14 и клинья 29 для регулировки зазоров снабжены ленточными пластиковыми накладками 39 (см. фиг.6). Станина 22 горизонтальных салазок 21 выполнена из чугунного литья с внутренними полостями, которые заполнены сыпучим материалом, например, песком.
Вертикальный 12 и горизонтальный 19 приводы каждого шпиндельного узла 11 могут быть выполнены в виде ролико-винтовых пар, а элементы электрооборудования 4 расположены вне рабочей зоны безналадочного модуля 1 на выполненной общей с ним раме 24 с виброопорами 25. Кроме того, центр обрабатывающий оснащен системой 40 местной вытяжки, которая установлена в зоне резания центра обрабатывающего с двух сторон и обеспечивает очистку воздуха внутри от вредных веществ, выделяемых в процессе резания (чугунной пыли, аэрозолей, паров СОЖ и т.п.), системой 41 охлаждения инструмента и смыва стружки, которая может быть как централизованной так и индивидуальной и обеспечивает подачу СОЖ в зону резания для охлаждения режущего инструмента, а также для смыва стружки в зоне резания, системой 42 смазки, выполненной централизованной импульсной и обеспечивает, смазку поверхности направляющих, ролико-винтовых пар и подшипников ходовых винтов, что позволяет уменьшить их износ, пневмосистемой 43, обеспечивающей работу всех имеющихся пневмоприводов, системой охлаждения 44 встроенных двигателей, инструментальным столом 45, который служит для размещения сменных комплектов инструмента и их предварительной настройки вне обрабатывающего центра и устанавливается независимо, в любом месте от двухшпиндельного безналадочного модуля 1, а также облицовкой 46 (см. фиг.2), которая формирует внешний вид центра обрабатывающего, служит для защиты персонала от непреднамеренного попадания в опасные зоны безналадочного модуля 1 и защищает внешнюю среду от стружки и СОЖ. Передние двери облицовки 46 имеют блокировку, которая не позволяет открывать дверь во время цикла обработки деталей, а все вспомогательные двери облицовки оснащены блокировочными датчиками (на чертежах не показаны). Параметры режимов резания и производительность центра обрабатывающего легко варьируются при помощи системы ЧПУ с пульта 47 управления, который закреплен на облицовке 46 и имеет возможность разворота как на левую так и на правую стороны центра обрабатывающего, что делает его удобным в эксплуатации.
Центр обрабатывающий работает следующим образом.
Центр обрабатывающий может работать как в автоматическом, так и в ручном режимах и предназначен для обработки сложных деталей, предусматривающей проведение нескольких операций. Настройка центра обрабатывающего и его работа осуществляется с помощью числового программного управления (ЧПУ), относящегося к электрооборудованию 4. Ввод изменений в программу, корректировки и изменение параметров осуществляются посредством пульта управления 47. Оператор вручную загружает деталь на транспорт 2 кольцевой палетный замкнутый, который с ориентированной деталью на палете перемещается к двухшпиндельному безналадочному модулю 1, стоящему на раме 24 с виброопорами 25 (фиг.1). Встроенный в его правом силовом блоке 7 корпус 16 с направляющими 18 бабки 9 мотор-шпиндельной перемещается по направляющим 17 разъемного корпуса 15 вертикальных салазок 14 вниз, захватывает патроном 34 шпинделя 35 деталь (фиг.5), зажимает ее с помощью вращающегося гидроцилиндра 10 и поднимается вверх. Затем каретка 26 перемещает бабку 9 мотор-шпиндельную по направляющим 23 горизонтальных салазок 21 станины 22 к револьверной головке 8 (фиг.2), с помощью которой выполняется заданная программой ЧПУ операция. При этом направляющие 28 корпуса 27 каретки 26 взаимодействуют с направляющими 23. После этого бабка 9 мотор-шпиндельная правого силового блока 7 возвращает обработанную деталь на ту же палету транспорта 2, с которой ее забирала. Далее деталь переворачивают с помощью кантователя (на чертежах не показан) на 180° и транспорт 2 перемещает ее к левому силовому блоку 6, где его бабка 9 мотор-шпиндельная совершает аналогичные действия по забору детали с транспорта 2, ее подводу к револьверной головке 8 левого силового блока 6, где происходит последующая обработка детали. После окончательного завершения обработки, деталь возвращается на свою палету на транспорте 2, контролируется механизмом послеоперационного контроля 3 и идет на выгрузку (фиг.3). Вертикальные 12 и горизонтальные 19 приводы каждого шпиндельного узла 11 работают от блоков управления 13 и 20 соответственно (фиг.4). Точное и быстрое перемещение бабки 9 мотор-шпиндельной каждого силового блока 6 и 7 обеспечивается наличием ленточных пластиковых накладок 39, установленных на направляющих 17, 23 и на клиньях 29, а также жесткой установкой шпинделя 35 на трех опорах 36, 37, 38 (фиг.5 и 6). В случае резкого падения давления в гидросистеме 5 во время работы центра обрабатывающего, срабатывает имеющаяся в нем блокировка от перепада давления, которая позволяет сохранить рабочее давление, необходимое для зажима и удержания детали в течение нескольких минут. Для этого объем полостей 31, сечение магистралей 32 и диаметр перепускных клапанов 33, расположенных в корпусе 30 рассчитываются предварительно на заданное давление (фиг.7). Системы 40 местной вытяжки, 41 охлаждения инструмента и смыва стружки, 42 смазки, пневмосистема 43, система 44 охлаждения встроенных двигателей и инструментальный стол 45 служат и необходимы для работы всех механизмов центра обрабатывающего и могут быть выполнены по известному принципу.
Таким образом, предлагаемая конструкция центра обрабатывающего позволяет повысить точность и жесткость всей его системы, что повышает точность перемещения его узлов, точность позиционирования инструментов и качество обработки деталей, а также упрощает обслуживание и повышает ремонтопригодность центра обрабатывающего.