ЛОБОТОКАРНЫЙ СТАНОК С ЧПУ

Полезная модель относится к станкостроению, а именно - к станкам для токарной обработки коротких деталей большого диаметра (длиной до 500 мм и диаметром до 2000 мм).
Известен лоботокарный станок модели 1Р694 производства Рязанского станкостроительного завода, содержащий фундаментную плиту, тумбу, шпиндельную бабку, станину, каретку, ползун и инструментальную головку, при этом тумба закреплена на фундаментной плите, шпиндельная бабка закреплена на тумбе и содержит шпиндель, привод вращения шпинделя и закрепленный на шпинделе патрон, в фундаментной плите выполнены два Т-образных паза, плоскости симметрии которых перпендикулярны оси шпинделя, станина закреплена на фундаментной плите перпендикулярно Т-образным пазам при помощи крепежных элементов, устанавливаемых в эти пазы, и на ней закреплены продольные направляющие, каретка установлена с возможностью перемещения по продольным направляющим станины, снабжена приводом продольных перемещений, и на ней закреплены поперечные направляющие, ползун установлен с возможностью перемещения по поперечным направляющим каретки и снабжен приводом поперечных перемещений, инструментальная головка закреплена на ползуне, причем привод вращения шпинделя и привод продольных перемещений каретки содержат электродвигатели, привод поперечных перемещений ползуна содержит передачу винт-гайка качения, винт которой закреплен относительно каретки, а гайка закреплена на ползуне, Т-образные пазы в фундаментной плите выполнены на таком расстоянии от торца патрона, что левый торец станины располагается с зазором относительно торца патрона. [1Р693.00.000РЭ Станок специальный токарный. Модель 1Р693, 1Р694. Руководство по эксплуатации. ОАО «Рязанский станкостроительный завод»,
с.13, 2001 г.] - прототип.
В этом станке станина закреплена на фундаментной плите при помощи шпилек и гаек. Шпильки через отверстия в основании станины завинчиваются в сухари, находящиеся в Т-образных пазах фундаментной плиты. На другой конец шпилек навинчиваются гайки, прижимающие станину к фундаментной плите. Наличие зазоров между шпильками и отверстиями в станине не позволяет выставить станину относительно шпиндельной бабки с высокой точностью, что снижает точность обработки.
Благодаря наличию зазора между левым торцом станины и торцом патрона станину можно перемещать по Т-образным пазам в направлении, перпендикулярном оси шпинделя. Это позволяет обрабатывать на станке детали как большого, так и малого диаметра. Однако это создает трудности для обработки наружных поверхностей деталей. Каретка не может выдвинуться левее торца станины, поэтому для того, чтобы приблизить резец максимально близко к торцу патрона, станок дополнительно оснащен закрепленным на ползуне суппортом. Суппорт содержит перемещаемые вручную продольные и поперечные салазки. Инструментальная головка закреплена на поперечных салазках. При помощи продольных салазок перемещают поперечные салазки вместе с инструментальной головкой влево и вправо от их нулевого положения. Однако при этом все равно между левым крайним положением резца и торцом патрона остается «мертвая зона», куда невозможно подвести резец. В этой зоне невозможна обработка детали. Это сужает технологические возможности станка.
Электродвигатель и набор зубчатых передач привода продольных перемещений каретки расположены в закрепленном на каретке фартуке. Выходным звеном этого привода является шестерня, взаимодействующая с зубчатой рейкой, закрепленной на станине. Этот привод не обеспечивает достаточной степени точности перемещения каретки, что, естественно, снижает точность обработки на станке. Это тоже одна из причин установки на ползуне суппорта. Для выполнения точных работ инструментальную
головку перемещают при помощи продольных и поперечных салазок этого суппорта. Однако при большой длине детали (большей хода продольных салазок) невозможно обработать наружную поверхность детали по всей ее длине без перемещения каретки. Для этого необходимо перемещать как продольные салазки, так и каретку. Это усложняет организацию управления работой станка в автоматическом режиме от системы числового программного управления (ЧПУ). Отсутствие системы ЧПУ требует высокой квалификации станочника, не позволяет обрабатывать сложные криволинейные поверхности, снижает производительность труда.
Отсутствие в фундаментной плите Т-образных пазов, параллельных оси шпинделя, не позволяет установить станину перпендикулярно оси шпинделя. Поэтому на этом станке невозможна обработка торца детали типа «диск» по всему ее диаметру без переустановки станины. Зона торцевой обработки ограничена величиной перемещения ползуна в поперечном направлении. Для выполнения расточных операций инструмент необходимо закреплять в инструментальной головке параллельно оси шпинделя с большим вылетом. При этом глубина обработки ограничена величиной вылета инструмента относительно инструментальной головки и величиной хода продольных салазок суппорта. Все это также сужает технологические возможности станка.
Предлагаемая полезная модель направлена на повышение точности обработки, расширение технологических возможностей станка, повышение производительности труда.
Для решения этих задач в лоботокарной станке, содержащем фундаментную плиту, тумбу, шпиндельную бабку, станину, каретку, ползун и инструментальную головку, при этом тумба закреплена на фундаментной плите, шпиндельная бабка закреплена на тумбе и содержит шпиндель, привод вращения шпинделя и закрепленный на шпинделе патрон, в фундаментной плите выполнены два Т-образных паза, плоскости симметрии которых перпендикулярны оси шпинделя, станина закреплена на
фундаментной плите перпендикулярно Т-образным пазам при помощи крепежных элементов, устанавливаемых в эти пазы, и на ней закреплены продольные направляющие, каретка установлена с возможностью перемещения по продольным направляющим станины, снабжена приводом продольных перемещений, и на ней закреплены поперечные направляющие, ползун установлен с возможностью перемещения по поперечным направляющим каретки и снабжен приводом поперечных перемещений, инструментальная головка закреплена на ползуне, причем привод вращения шпинделя и привод продольных перемещений каретки содержат электродвигатели, привод поперечных перемещений ползуна содержит передачу винт-гайка качения, винт которой закреплен относительно каретки, а гайка закреплена на ползуне, Т-образные пазы в фундаментной плите выполнены на таком расстоянии от торца патрона, что левый торец станины располагается с зазором относительно торца патрона, согласно полезной модели, на передней и задней стенках станины у ее основания выполнены выступы, вертикальные поверхности которых обработаны параллельно плоскости симметрии продольных направляющих станины, на фундаментной плите закреплены упоры, снабженные горизонтально расположенными регулировочными винтами, взаимодействующими с вертикальными поверхностями выступов станины, привод продольных перемещений каретки содержит передачу винт-гайка качения, винт которой закреплен относительно станины, а гайка закреплена на каретке, электродвигатель этого привода закреплен на станине, вал этого электродвигателя соединен с винтом этого привода с возможностью передачи вращения, привод поперечных перемещений ползуна снабжен закрепленным на конце каретки со стороны передней стенки станины электродвигателем, вал которого соединен с винтом этого привода с возможностью передачи вращения, кроме того, станок снабжен системой числового программного управления (ЧПУ), привод вращения шпинделя содержит датчик угла поворота шпинделя, приводы продольных перемещений каретки и поперечных перемещений
ползуна содержат датчики углов поворота их винтов, при этом выходы с датчиков углов поворота шпинделя и винтов соединены с входами системы ЧПУ, а выходы системы ЧПУ через преобразователи соединены с электродвигателями этих приводов.
Для обеспечения возможности обработки наружной поверхности детали по всей ее длине в фундаментной плите выполнена еще одна пара Т-образных пазов, плоскости симметрии которых перпендикулярны оси шпинделя, расположенных на таком расстоянии от торца патрона, что при закреплении станины по этим пазам и при крайнем левом положении каретки режущая кромка закрепленного в инструментальной головке инструмента располагается в плоскости, проходящей через торец патрона.
Для обеспечения возможности обработки торца детали по всему ее диаметру и растачивания детали на большую глубину в фундаментной плите выполнены Т-образные пазы, плоскости симметрии которых расположены параллельно оси шпинделя.
Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг.1 изображен лоботокарный станок, вид спереди; на фиг.2 - вид А по фиг.1; на фиг.3 - вид Б по фиг.1; на фиг.4 - лоботокарный станок, аксонометрия; на фиг.5 - разрез В-В по фиг.1; на фиг.6 - выносной элемент Г по фиг.2; на фиг.7 - разрез Д-Д по фиг.6.
Лоботокарный станок с ЧПУ содержит фундаментную плиту 1, тумбу 2, шпиндельную бабку 3, станину 4, каретку 5, ползун 6 и инструментальную головку 7. Тумба закреплена на фундаментной плите. Шпиндельная бабка закреплена на тумбе и содержит шпиндель 8, привод вращения шпинделя 9 и закрепленный на шпинделе патрон 10. Привод вращения шпинделя содержит электродвигатель и датчик числа оборотов шпинделя. В фундаментной плите выполнены четыре пары Т-образных пазов 11, 12, 13, 14. Плоскости симметрии пазов 11, 12 расположены перпендикулярно оси Ж шпинделя. Плоскости симметрии пазов 13, 14 расположены параллельно оси шпинделя. Расстояние между осями пазов в каждой паре равно расстоянию между осями
крепежных отверстий в станине. Станина закреплена на фундаментной плите перпендикулярно Т-образным пазам при помощи шпилек 15. Шпильки через отверстия в основании станины завинчиваются в сухари 16, находящиеся в Т-образных пазах фундаментной плиты. На другой конец шпилек навинчиваются гайки 17, прижимающие станину к фундаментной плите. Переустановка станины в направлении, совпадающем с направлением Т-образных пазов, осуществляется за счет перемещения станины вместе с крепежными элементами по Т-образным пазам плиты. Для переустановки станины в направлении, перпендикулярном направлению Т-образных пазов, необходимо полностью вывернуть гайки 17 и шпильки 15, передвинуть станину настолько, чтобы отверстия в станине совпали с другой парой Т-образных пазов, и снова завернуть крепежные элементы.
На верхней грани станины закреплены продольные направляющие 18. На передней 19 и задней 20 стенках станины у ее основания выполнены выступы 21, 22, вертикальные поверхности К, Л которых обработаны параллельно плоскости симметрии М продольных направляющих станины. На фундаментной плите закреплены упоры 23, снабженные горизонтально расположенными регулировочными винтами 24, взаимодействующими с вертикальными поверхностями К, Л выступов 21, 22 станины. Упоры закреплены на фундаментной плите с возможностью раскрепления и установки в другое положение. Каретка 5 установлена с возможностью перемещения по продольным направляющим 18 станины, снабжена приводом продольных перемещений, и на ней закреплены поперечные направляющие 25. Привод продольных перемещений каретки содержит электродвигатель 26 и передачу винт-гайка качения, винт 27 которой закреплен относительно станины, а гайка 28 закреплена на каретке. Электродвигатель 26 закреплен на станине. Вал электродвигателя посредством ременной передачи соединен с винтом 27. Для определения величины перемещения каретки в продольном направлении привод снабжен датчиком угла поворота винта. Ползун 6 установлен с возможностью
перемещения по поперечным направляющим 25 каретки и снабжен приводом поперечных перемещений. Привод поперечных перемещений ползуна содержит электродвигатель 29 и передачу винт-гайка качения, винт 30 которой закреплен относительно каретки, а гайка закреплена на ползуне. Электродвигатель 29 этого привода посредством кронштейна 31 закреплен на конце каретки со стороны передней стенки 19 станины. Вал 32 электродвигателя посредством ременной передачи 33 соединен с винтом 30. Для определения величины перемещения ползуна 6 в поперечном направлении привод снабжен датчиком 34 угла поворота винта 30. Инструментальная головка 7 закреплена на ползуне.
Станок снабжен системой числового программного управления (ЧПУ). Выходы с датчика угла поворота шпинделя и с датчиков углов поворота винтов соединены с входами системы ЧПУ. Выходы системы ЧПУ через преобразователи соединены с электродвигателем привода вращения шпинделя, электродвигателем 26 привода продольных перемещений каретки и электродвигателем 29 привода поперечных перемещений ползуна. Управление работой станка осуществляется с пульта 35.
Работает станок следующим образом. При помощи регулировочных винтов 24 упоров 23 станину выставляют с высокой точностью параллельно или перпендикулярно оси Ж шпинделя. После чего фиксируют положение станины при помощи шпилек 15 и гаек 17. Для обработки наружных поверхностей кольцеобразных деталей большого диаметра по всей их длине станину устанавливают по Т-образным пазам 11, перпендикулярным оси шпинделя. При этом левый торец Н станины располагается левее торца П патрона и при крайнем левом положении каретки 5 режущая кромка закрепленного в инструментальной головке 7 инструмента располагается в плоскости, проходящей через торец П патрона. Для обработки деталей диаметром, меньшим диаметра патрона станину устанавливают по Т-образным пазам 12. При этом левый торец Н станины располагается правее торца П патрона, и станину можно перемещать вдоль торца патрона. Для
обработки торца деталей типа «диск» по всему их диаметру станину закрепляют по Т-образным пазам 14, расположенным параллельно оси шпинделя. При необходимости как растачивания кольцеобразных деталей большого диаметра на большую глубину, так и обтачивания их наружной поверхности станину закрепляют по Т-образным пазам 13.
Обрабатываемую деталь закрепляют в патроне 10 шпинделя. По командам от системы ЧПУ осуществляется управление приводами вращения шпинделя, продольных перемещений каретки и поперечных перемещений ползуна. За счет этого производят обработку детали инструментом, закрепленным в инструментальной головке. При этом с датчика угла поворота шпинделя в систему ЧПУ поступает информация о величине угла поворота шпинделя, а с датчиков углов поворота винтов поступает информация о величине продольных перемещений каретки и поперечных перемещений ползуна.
Наличие в станке системы ЧПУ повышает производительность труда и точность обработки. Точные и независимые друг от друга перемещения каретки и ползуна по командам от системы ЧПУ позволяют обрабатывать сложные криволинейные поверхности. Точное выставление станины относительно оси шпинделя при помощи регулировочных винтов упоров повышает точность обработки. Возможность установить станину перпендикулярно оси шпинделя позволяет производить обработку торца деталей типа «диск» по всему диаметру, а также растачивать кольцеобразные детали на большую глубину. Все это расширяет технологические возможности станка.
Данные технические решения реализованы в конструкции специального лоботокарного станка с ЧПУ модели 1Р694Ф3 производства Рязанского станкостроительного завода.