СВЕРЛИЛЬНЫЙ СТАНОК С ПРОХОДНОЙ ЗАГРУЗКОЙ

Область техники
Полезная модель относится к области металлообработки, а именно к сверлильным одношпиндельным станкам с проходной загрузкой для сверления отверстий в длинномерных деталях типа брусок прямоугольного сечения, например, алюминиевых штангах анододержателей анодов электролизеров получения алюминия электролитическим способом. Может использоваться в машиностроении, металлургии, строительстве и других отраслях, где требуется сверлить отверстия на деталях типа прямоугольный брус. Станок может встраиваться в состав автоматической линии механической обработки длинномерных деталей.
Уровень техники
Из уровня техники для сверления отверстий в длинномерных деталях известен станок сверлильный ЭНКОР Корвет-441 (опубликовано, например, по адресу https://krasnoyarsk.220-volt.ru/catalog-192583/). Станок имеет силовую головку и магнитное основание, которым он может примагничиваться к заготовке в месте сверления отверстия.
Недостатком известного станка являются ограниченные технологические возможности из-за того, что, например, станок нельзя использовать для сверления отверстий в алюминиевых заготовках. Кроме того, у станка низкая производительность из-за необходимости производить установку, снятие, перемещение станка вручную.
Из уровня техники для сверления отверстий в длинномерных деталях известен станок с ЧПУ zaуer KF3000 (опубликовано, например, по адресу Zayer KF3000 CNC Bed Type Milling Machine (1987) - GD Machinery: GD Machinery). Станок имеет станину, со столом, силовую головку с рабочим инструментом. Укладка заготовок на стол при помощи грузоподъемного крана.
Недостатком известного станка является низкая производительность из-за необходимости производить установку, снятие, перемещение заготовки вручную.
Наиболее близким аналогом по технической сущности является известный из уровня техники HD сверлильный станок автомат ЧПУ МЕГАТЭК (станок опубликован, например, по адресу: https://www.megateck.ru/katalog-tovarov/oborudovanie-vernet-behringer/profilnyy-prokat/hd/), станок с проходной загрузкой заготовок, предназначен для сверления отверстий в длинномерных деталях. Станок состоит из станины, на которой размещены силовая головка с рабочим инструментом и механизмом продольной подачи инструмента, роликовый механизм подачи длинномерной заготовки в виде рольганга с приводными цилиндрическими роликами, механизм зажима заготовки. Перемещение и разгрузка заготовки осуществляется по роликам рольганга подачи. Станок имеет возможность встраиваться в автоматическую линию механической обработки длинномерных деталей.
Недостатком известного станка является сложность конструкции и большая металлоемкость станка, что увеличивает стоимость обработки. Кроме того, у станка ограниченные технологические возможности из-за того, что в процессе сверления отверстий деталь находится на подающих роликах рольганга, а это снижает точность обработки.
Раскрытие полезной модели
Технической задачей полезной модели является расширение технологических возможностей станка, позволяющих за счет роликового механизма подачи обеспечивать проходную загрузку и выгрузку заготовки, в том числе у станка, встроенного в автоматическую линию. За счет возможности подъема и опускания роликов обеспечивает жесткую фиксацию заготовки механизмом зажима заготовки с фиксацией ее к неподвижным упорам на станине.
Технический результат достигается за счет того, что в сверлильном станке с проходной загрузкой и с возможностью встраиваться в автоматическую линию механической обработки длинномерных деталей, содержащем станину 1 с расположенными на ней силовой головкой 2 с приводом подачи инструмента 16 для сверления отверстий в заготовке 3, роликовым механизмом подачи заготовки в виде рольганга 4 с приводными цилиндрическими роликами 5, механизмом зажима заготовки 6, новым является то, что роликовый механизм подачи заготовки выполнен в виде качающейся на двух парах параллельно установленных осей 7 рамы подвижной 8 с выступающими вверх приводными роликами 5 рольганга 4, одна пара осей 7 закреплена на раме подвижной 8, вторая пара осей 7 закреплена на станине 1, параллельно первой паре осей 7, и обе пары осей 7 попарно соединены жесткими рычагами 10, образуя параллелограмм.
Полезную модель дополняют частные отличительные признаки, способствующие достижению технического результата.
Качание подвижной рамы 8 обеспечивается за счет отклонения жестких рычагов 10 на осях 7 от привода отклонения 11, например, от гидроцилиндра, закрепленного поршневой частью гильзы на станине 1, а штоковым концом на раме подвижной 8.
Привод вращения приводных роликов 5 обеспечивается от закрепленного на раме подвижной 8 привода вращения роликов 12, например, гидромотора, за счет механизма цепной передачи 13.
Натяжение цепи в цепной передаче 13 обеспечивается дополнительной регулировкой натяжной звездочкой 14, установленной между приводными роликами 5 и ниже их на раме подвижной 8.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан общий вид устройства, изображение вида ¾. Заготовка на станке.
На фиг. 2 показан увеличенный фрагмент подачи заготовки до переднего упора вид Б на фиг. 1.
На фиг. 3 показан вид спереди Б на фиг. 1.
На фиг. 4 показан вид сзади А на фиг. 1.
На фиг. 5 показан увеличенный фрагмент В на фиг. 3.
На фиг. 6 показан вид Г на фиг. 3.
На фиг. 7 показан разрез Д-Д на фиг. 3, силовая головка с инструментом для сверления в исходном положении.
На фиг. 8 показан разрез Д-Д на фиг. 3, силовая головка с инструментом для сверления в конечном положении.
На фиг. 9 показан разрез Е-Е на фиг. 3.
Перечень конструктивных элементов:
1 – станина;
2 – силовая головка;
3 – заготовка;
4 – рольганг;
5 – приводные ролики;
6 – механизм зажима заготовки;
7 – ось;
8 – рама подвижная;
9 – опора;
10 – жесткий рычаг;
11 – привод отклонения;
12 – привод вращения роликов;
13 – цепная передача;
14 – натяжная звездочка;
15 – направляющие;
16 – привод подачи инструмента;
17 – сверло;
18 – привод вращения инструмента;
19 – базовая поверхность;
20 – упор передний;
21 – привод подъема упора;
22 – система двуплечего рычага;
23 – пневмоцилиндр.
Осуществление полезной модели
Сверлильный одношпиндельный станок c проходной загрузкой для сверления содержит станину 1 с расположенной на ней силовой головкой 2 с продольной подачей инструмента посредством привода 16 для сверления отверстий в заготовке 3, например, длинномерной детали прямоугольного сечения, роликовый механизм подачи заготовки 3 в виде рольганга 4 с приводными цилиндрическими роликами 5, закрепленными в опорах 9, имеющие возможность передавать крутящий момент с помощью привода вращения роликов 12, например, гидромотора, через цепную передачу 13 в составе ведущей и ведомыми звездочками, в которой натяжение цепи осуществляется с помощью натяжной звездочки 14, на приводные ролики 5, закрепленных в опорах 9, базовую поверхность 19, упор передний 20.  Механизм поднятия/опускания заготовки 3 выполнен в виде рамы подвижной 8 с выступающими вверх приводными роликами 5 рольганга 4, качающейся на двух парах параллельно установленных осей 7 двух параллельно установленных рамок в виде параллелограмма, одна пара осей 7 закреплена на раме подвижной 8, вторая пара осей 7 закреплена на станине 1. Перемещение в вертикальной плоскости механизма передвижения заготовки 3 вдоль станины 1 с помощью параллелограмма производится при помощи привода отклонения 11, например, гидроцилиндра (выдвижения или втягивания штока). Перемещение переднего упора 20 в вертикальной плоскости производится при помощи привода подъема упора 21, например, гидроцилиндра (выдвижения или втягивания штока). Механизм зажима заготовки 6 выполнен в виде системы двух двуплечих рычагов 22, приводящих в действие пневмоцилиндром 23. Передвижение силовой головки 2 перпендикулярно заготовки 3 по направляющим 15 производится при помощи привода подачи инструмента 16, например, гидроцилиндра (выдвижения или втягивания штока). Вращение сверла 17 осуществляется с помощью привода вращения инструмента 18, например, гидромотора.
Станок работает следующим образом.
Процесс сверления заготовки происходит по команде с пульта оператора и выполняется в автоматическом режиме. Изначально станок находится в исходном состоянии: рама подвижная 8 поднята в верхнее положение за счет отклонения жестких рычагов 10 на осях 7 по направлению «Л» (фиг. 5) с помощью привода отклонения 11, например, выдвижения штока гидроцилиндра и отклонения жестких рычагов 10 параллелограмма, привод вращения роликов 12, который закреплен на раме подвижной 8, например, гидромотор,  включен и приводные ролики 5 механизма рольганга 4 вращаются с помощью передаваемого крутящего момента через цепную передачу 13, натяжение цепной передачи 13 обеспечивается регулировкой натяжной звездочки 14, установленной между приводными роликами 5 и ниже их на раме подвижной 8, механизмы зажима 6 заготовки 3 отключены, упор передний 20 поднят в верхнее положение с помощью привода подъема упора 21, например, выдвижением штока гидроцилиндра по направлению «И» (фиг. 2), силовая головка 2 по направляющим 15 отведена в начальное положение с помощью привода подачи инструмента 16, в которой сверло 17 находится перед заготовкой 3 по направлению «Н» (фиг. 7). На станину 1 поступает заготовка 3 с предыдущей позиции обработки. Заготовка 3 по приводным роликам 5 подается по направлению «Ж» в сторону упора переднего 20 слева на право (фиг. 2, 6).  При достижении заготовки 3 упора переднего 20, привод вращения роликов 12 отключается и движение заготовки 3 прекращается. Опускание подвижной рамы 8 обеспечивается за счет отклонения жестких рычагов 10 на осях 7 от привода отклонения 11 (втягивание штока), например, от гидроцилиндра, закрепленного поршневой частью гильзы на станине 1, а штоковым концом на раме подвижной 8 и возвращения в начальное положение системы параллелограмма, заготовка 3 ложится на базовую поверхность 19. Механизм зажима заготовки 6 одновременно и зажимает заготовку 3 и прижимает ее к базовой поверхности 19. Запускается привод вращения инструмента 18 для вращения сверла 17 в силовой головке 2. Силовая головка 2 из исходного положения начинает движение по направляющим 15 по направлению «П» (фиг. 8) при помощи привода подачи инструмента 16 (выдвижении штока гидроцилиндра), сверло врезается в заготовку 3 и начинается процесс сверления на необходимую глубину. После сверления привод подачи инструмента 16 перемещает силовую головку 2 в исходное положение и привод вращения инструмента 18 отключается. Механизм зажима заготовки 6 освобождает заготовку 3 от фиксации к базовой поверхности 19 c помощью втягивания штока пневмоцилиндра 23 и разведения системы двух двуплечих рычагов 22, упор передний 20 опускается в нижнее положение ниже уровня нижней плоскости базовой поверхности 19 с помощью привода подъема упора 21. Подъем подвижной рамы 8 в верхнее положение по направлению «Л» обеспечивается за счет отклонения жестких рычагов 10 на осях 7 от привода отклонения 11, например, от гидроцилиндра, закрепленного поршневой частью гильзы на станине 1, а штоковым концом на раме подвижной 8 (фиг. 5), поднимая заготовку 3 на приводных роликах 5 рольганга 4 над базовой поверхностью 19 и включается привод вращения роликов 12 вращения приводных роликов 5 рольганга 4. Заготовка 3 по приводным роликам 5 перемещается в направлении «М» (фиг. 6) в сторону упора переднего 20 на последующую операцию на другом станке, находящемся в поточной линии. Сверлильный одношпиндельный станок может работать в автоматическом режиме, в том числе в составе автоматической линии механической обработки, управление работой станка обеспечивает система управления с датчиками, на рисунках не показана.
Отличием от аналога в техническом решении является то, что заготовка 3 располагается на базовой поверхности 19 во время обработки. Поступление заготовки 3 на станок и передача на другой станок в автоматической линии осуществляется роликовым механизм подачи заготовки. Механизм подачи заготовки выполнен в виде качающихся на двух парах параллельно установленных осей 7 рамы подвижной 8 с выступающими вверх приводными роликами 5 рольганга 4, одна пара осей 7 закреплена на подвижной раме 8, вторая пара осей 7 закреплена на станине 1 параллельно первой паре осей 7, и обе пары осей 7 попарно соединены жесткими рычагами 10, образуя параллелограмм.
Точность установки для механической обработки заготовки 3 на станке обеспечивается наличием базовых упоров: базовая поверхность 19 и переднего упора 20, а также фиксация заготовки 3 механизмом зажима заготовки 6.
Конструкция сверлильного одношпиндельного станка в составе поточной линии позволяет поднять производительность по сравнению с существующими обрабатывающими центрами в несколько раз. Сверлильный одношпиндельный станок позволяет производить обработку заготовки разного (квадратного, прямоугольного) сечения.
Для подтверждения проектных решений изготовлен и испытан опытный образец сверлильного одношпиндельного станка для сверления в прямоугольных брусках из алюминия в составе поточной линии. Испытания подтвердили его работоспособность, безопасность и надежность конструкции при механической обработке деталей. Техническое решение промышленно применимо, поскольку изготовлено, испытано и находится в опытно-промышленной эксплуатации. Производительность сверлильного одношпиндельного станка, установленного в поточной линии, по отношению к обрабатывающему центру, на котором ранее производилась механическая обработка, повысилась в несколько раз. Достоинством станка является простота конструкции и малая металлоемкость станка, что уменьшает стоимость обработки. Кроме того, у станка повышенная технологическая возможность из-за того, что в процессе сверления отверстий деталь позиционируется и фиксируется автоматически на базовой поверхности, а это повышает точность и качество выполнения отверстия. Учитывая положительные результаты испытаний и опытно-промышленной эксплуатации опытного образца сверлильного одношпиндельного станка для выполнения отверстия в прямоугольных брусках предполагается его тиражирование.