МОБИЛЬНОЙ СТАНОК ДЛЯ ОБРАБОТКИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к конструкциям станков для обработки крупногабаритных цилиндрических изделий, например бандажей цементных печей, помольных агрегатов, сушильных барабанов и прочие.
Известно устройство для восстановительной обработки крупногабаритных тел вращения (пат. на полезную модель 120029 РФ, МПК В23В 5/00. Станочный модуль для восстановительной обработки крупногабаритных тел вращения / Погонин Д.А., Чепчуров М.С., Жуков Е.М.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова» - №2012114365/02; заявл. 11.04.2012; опубл. 10.09.2012; бюл. №25), содержащее две опорные стойки с разрезными головками и установленной в них направляющей, несущей продольный суппорт, привод продольного перемещения с ходовым винтом, поперечный суппорт и резцедержатель с резцом, поворотный механизм, включающий червячное колесо и червяк, связанный с приводом углового положения, и систему управления. 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.
Недостатком устройства является низкая точность обработки и качество, обусловленные высокими динамическими нагрузками на продольном суппорте и направляющей, что связано с расположением поворотного механизма в одной из опорных стоек и недостаточная жесткость обусловленная большим крутящим моментом, возникающим при обработке, на консольно закрепленной направляющей с установленными продольным и поперечным суппортами.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа данного устройства, является мобильный станок для бесцентровой обработки крупногабаритных тел вращения (пат. на полезную модель 138820 РФ, МПК В23В 5/00. Мобильный станок для бесцентровой обработки крупногабаритных тел вращения / Жуков Е.М., Чепчуров М.С., Погонин Д.А.; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «Инновационные технологии и оборудование машиностроения» №2013135093/02; заявл. 25.07.2013; опубл. 27.03.2014; Бюл. №9). Мобильный станок содержит две опорные стойки с установленной в них направляющей, выполненной в виде П-образных профилей, несущей приводной продольный суппорт, связанный с ходовым винтом, находящимся между профилями, поперечный приводной суппорт с резцедержателем и резцом и систему управления, включающую оптическое сканирующее устройство, электронно-вычислительную машину и блок управления приводами, связанный с приводами поперечной подачи и углового положения. Продольный суппорт выполнен цилиндрическим с размещенным на торце двигателем продольных подач, связанным посредством полой конической шестерни, имеющей внутреннюю гайку, с ходовым винтом продольной подачи, снабженным перекидной муфтой, а поворотный механизм выполнен в виде разъемной обоймы, установленной на цилиндрическом продольном суппорте с возможностью угловых перемещений и несущей поперечный суппорт, при этом опорные стойки, одна из которых подвижна, снабжены магнитными прихватами, а П-образные профили направляющей связаны между собой по торцам съемными пластинами.
С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: мобильный станок для обработки крупногабаритных изделий, содержащий две опорные стойки с магнитными прихватами, одна из которых подвижная! и установленной в них направляющей, несущей связанный с ходовым винтом и приводом продольных подач, подвижный продольный суппорт, поперечный приводной суппорт с резцедержателем и резцом и систему управления, включающую оптическое сканирующее устройство, электронно-вычислительную машину и блок управления приводами.
Недостатками прототипа являются: низкая точность обработки обусловленная недостаточной жесткостью конструкции станка вследствие высоких динамических нагрузок оказываемых на приводной продольный суппорт и направляющую что связано с наличием поворотного механизма на цилиндрическом продольном суппорте и формой направляющей выполненной в виде П-образных профилей, а также размещением поперечного приводного суппорта с резцедержателем над профилями направляющей.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение его точности механической обработки поверхностей вращения крупногабаритных изделий за счет технического результата, выражающегося в увеличении жесткости конструкции мобильного станка.
Это достигается тем, что мобильный станок для обработки крупногабаритных изделий содержит две опорные стойки с магнитными прихватами, одна из которых подвижная. В опорных стойках установлена направляющая, несущая подвижный продольный суппорт, связанный с ходовым винтом и приводом продольных подач, а также поперечный приводной суппорт с резцедержателем и резцом. В предложенном решении направляющая выполнена в виде двух цилиндрических полых труб, которые расположены параллельно друг другу, с установленным на них подвижным продольным суппортом. Продольный суппорт кинематически связан посредством ходового винта с привод продольных подач жестко закрепленным на неподвижной опорной стойке. Поперечный суппорт выполнен в виде приводного инструментального блока, размещенного внутри подвижного продольного суппорта между трубами направляющей и кинематически связан с приводом поперечных подач, жестко закрепленным на подвижном продольном суппорте.
Сущность полезной модели поясняется графическим материалом:
на фиг. 1 показан общий вид мобильного станка;
на фиг. 2 - расположение основных узлов мобильного станка (вид сбоку);
на фиг. 3 - кинематическая схема мобильного станка;
на фиг. 4 - схема управления мобильным станком.
Мобильный станок для обработки крупногабаритных изделий содержит две опорные стойки 1, одна из которых подвижная. В опорные стойки 1 устанавливается направляющая 2, выполненная в виде двух цилиндрических полых труб, расположенных параллельно друг другу. На направляющей 2 установлен подвижный продольным суппортом 3, перемещение которого осуществляется за счет ходового винта 4 установленного в опорные стойки 1, кинематически связанного с приводом продольных подач 5 (M1). При этом привод продольных подач 6 жестко закреплен, например, с помощью болтов, на неподвижной опорной стойке 1.
Внутри подвижного продольного суппорта 3 между полыми трубами направляющей 2 установлен поперечный приводной суппорт 6, выполненный, например, в виде приводного инструментального блока. Поперечный приводной суппорт 6 кинематически связан с приводом поперечных подач 7 (М2), установленным на торце подвижного продольного суппорта 3.
Под опорными стойками 1 установлены магнитные прихваты 8 предназначенные для фиксации станка на базирующей поверхности.
Схема управления мобильным станком состоит из оптического сканирующего устройства 9 (ОСУ), оперативно измеряющего форму и положение обрабатываемой детали (например, тахеометра), электрически связанного с электронно вычислительной машиной 10 (ЭВМ), например персональный компьютер, которая в свою очередь электрически связано с блоком управления приводами 11 (БУП), передающими электрические сигналы на привода продольных 5 и поперечных 7 подач. В качестве обрабатываемого изделия 12 может быть бандаж цементной печи, помольного агрегата, сушильного барабана и прочие крупногабаритные цилиндрические изделия.
Мобильный станок работает следующим образом.
Обработка изделия 12, например бандажа, производится в процессе вращения цементной печи, поэтому главным движением является его вращение, т.е. обрабатываемого изделия 12. Средняя скорость вращения опорных роликов ≈4 об/мин, бандажа ≈1 об/мин., в зависимости от типоразмера печи.
Предварительно, мобильный станок устанавливается и фиксируется с помощью магнитных прихватов 8 на подготовленные опорные поверхности (на фиг. не показано) расположенные возле обрабатываемого изделия 12. Далее подвижный продольный суппорт 3 за счет его кинематической связи с приводом продольных подач 5 жестко закрепленного на неподвижной опорной стойке 1, через ходовой винт 4 перемещается по направляющей 2 и устанавливается в начальное положение. Затем блоком ЭВМ 10 системы управления задается определенная величина подачи поперечному приводному суппорту 6, обеспечивающая необходимую глубину резания посредством привода поперечных подач 7. Далее задается рабочая величина подачи подвижному продольному суппорту 3, значение которой выдерживается постоянной в процессе обработки посредством привода продольных подач 5.
Положение детали в пространстве в каждый момент времени отслеживается с помощью ОСУ 9, например тахеометра. Информация с ОСУ 9 передается на устройство ЭВМ 10, которое формирует управляющие сигналы посредством БУП 11 для привода продольных 5 и поперечных 7 подач.
Привод поперечной подачи 7 посредством ходового винта 4 задает перемещение поперечного приводного суппорта 6 с резцедержателем и резцом (от поверхности детали или к поверхности детали), обеспечивая тем самым заданную глубину резания в соответствии с полученным сигналом. Регулирование величины подачи осуществляется БУП 11 по результатам измерения формы и положения детали устройством ОСУ 9.
В свою очередь размещение поперечного приводного суппорта выполненного в виде приводного инструментального блока внутри подвижного продольного суппорта между трубами направляющей позволяет избежать проявления торсионного характера динамических нагрузок на направляющие, что увеличивает жесткость мобильного станка, а, следовательно, и точность обработки изделия.
Кинематическая связь поперечного приводного суппорта с жестко закрепленным приводом поперечных подач на подвижном продольном суппорте позволяет сократить количество элементов в кинематической цепи поперечных подач, что так же ведет к увеличению жесткости конструкции мобильного станка и как следствие к повышению точности обработки изделия.
Таким образом, полезная модель позволяет повысить точность механической обработки поверхностей вращения крупногабаритных изделий за счет увеличения жесткости конструкции основных его узлов и конструкции мобильного станка в целом.