СТАНОК ДЛЯ ФРЕЗЕРОВАНИЯ ЛЫСОК ТРУБ

Полезная модель относится к станкостроению, а именно к специальным фрезерным станкам, предназначенным для фрезерования на наружной поверхности бурильных труб лысок, расположенных по прямой или винтовой линии.
Известен специальный токарный станок с ЧПУ, содержащий станину с продольными направляющими, закрепленную на станине переднюю бабку, каретку, ползун, фрезерную головку и закрытый люнет, при этом передняя бабка снабжена шпинделем, приводом поворота шпинделя и патроном, закрепленным на правом конце шпинделя, каретка установлена с возможностью перемещения по продольным направляющим станины, снабжена соответствующим приводом, и на ней закреплены поперечные направляющие, ползун установлен с возможностью перемещения по поперечным направляющим каретки и снабжен соответствующим приводом, фрезерная головка снабжена приводом вращения инструмента и закреплена таким образом, что ось ее шпинделя расположена в одной горизонтальной плоскости с осью центров станка [Патент РФ на полезную модель №65410 В23В 5/00, опубл. 10.08.2007 Бюл. №22] - прототип.
Этот станок позволяет при помощи концевых фрез фрезеровать шпоночные пазы небольшой длины и ширины в деталях цилиндрической формы. Однако на этом станке сложно обрабатывать детали большой длины, когда обрабатываемая поверхность также имеет большую протяженность, например фрезеровать лыски на наружной поверхности бурильных труб по всей их длине. Это связано с тем, что люнеты на этом станке установлены на станине и препятствуют перемещению каретки в процессе обработки. Поэтому при фрезеровании длинных поверхностей процесс обработки приходится периодически прерывать, для того, чтобы переустановить люнет,
мешающий перемещению каретки. Это снижает производительность труда. Кроме того, вследствие достаточно большого расстояния между люнетами происходит изгиб труб под собственным весом и под действием сил резания. Это снижает точность обработки.
Отсутствие полости в шпинделе передней бабки и открытых люнетов слева от передней бабки не позволяет обрабатывать на станке трубы большой длины. Длина обрабатываемой трубы ограничена расстоянием между центрами передней и задней бабок. Это сужает технологические возможности станка.
Предлагаемая полезная модель направлена на увеличение производительности труда при работе на станке, повышение точности обработки и расширение технологических возможностей станка.
Для решения этой задачи в станке для фрезерования лысок труб, содержащем станину с продольными направляющими, закрепленную на станине переднюю бабку, каретку, ползун, фрезерную головку и закрытый люнет, при этом передняя бабка снабжена шпинделем, приводом поворота шпинделя и патроном, закрепленным на правом конце шпинделя, каретка установлена с возможностью перемещения по продольным направляющим станины, снабжена соответствующим приводом, и на ней закреплены поперечные направляющие, ползун установлен с возможностью перемещения по поперечным направляющим каретки и снабжен соответствующим приводом, фрезерная головка снабжена приводом вращения инструмента и закреплена таким образом, что ось ее шпинделя расположена в одной горизонтальной плоскости с осью центров станка, согласно полезной модели, закрытый люнет закреплен на каретке, шпиндель передней бабки выполнен полым, на левом конце этого шпинделя закреплен второй патрон, а фрезерная головка закреплена на ползуне.
Для фиксации свободного конца трубы станок снабжен установленной с возможностью перемещения по продольным направляющим станины
задней бабкой. Вместо задней бабки может использоваться закрытый люнет, установленный на станине в районе задней бабки.
Для поддерживания конца длинной трубы, выступающего из левого патрона передней бабки, станок снабжен по меньшей мере одним открытым люнетом, установленным на фундаменте слева от передней бабки по оси изделия.
Для более точного базирования обрабатываемой трубы взаимодействующие с ее наружной поверхностью рабочие поверхности вкладышей закрепленного на каретке закрытого люнета выполнены по форме цилиндрической поверхности.
Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг.1 изображен предлагаемый станок, вид спереди; на фиг.2 - вид А по фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б по фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В по фиг.1.
Станок содержит станину 1 с продольными направляющими 2, закрепленную на станине переднюю бабку 3, каретку 4, ползун 5, фрезерную головку 6 и закрытый люнет 7. Передняя бабка снабжена полым шпинделем и приводом поворота шпинделя. На концах шпинделя закреплены левый 8 и правый 9 патроны. Передняя бабка снабжена также датчиком нулевого положения шпинделя и датчиком поворота шпинделя.
Каретка 4 установлена с возможностью перемещения по продольным направляющим станины, снабжена соответствующим приводом 10, и на ней закреплены поперечные направляющие 11. Ползун 5 установлен с возможностью перемещения по поперечным направляющим каретки и снабжен соответствующим приводом 12. Фрезерная головка 6 снабжена приводом вращения инструмента и закреплена на ползуне таким образом, что ось ее шпинделя расположена в одной горизонтальной плоскости с осью центров станка. Закрытый люнет 7 при помощи винтов 13 закреплен на каретке. Люнет содержит вкладыши 14, 15, 16 и механизмы 17, 18, 19 перемещения вкладышей. Рабочие поверхности вкладышей, взаимодействующие с наружной поверхностью обрабатываемой трубы 20,
выполнены по форме цилиндрической поверхности. Верхняя часть 21 люнета может поворачиваться вокруг вертикальной оси относительно основания люнета.
Для фиксации свободного конца трубы станок снабжен установленной с возможностью перемещения по продольным направляющим станины задней бабкой 22. Вместо задней бабки может использоваться закрытый люнет 23, установленный на станине в районе задней бабки.
Для поддерживания конца длинной трубы, выступающего из левого патрона 8 передней бабки, станок снабжен открытыми люнетами 24, установленными на фундаменте слева от передней бабки по оси центров станка.
Управляется станок при помощи системы ЧПУ с выносного пульта 25, закрепленного на каретке.
Работает станок следующим образом. Отводят в сторону верхнюю, поворотную часть 21 закрытого люнета 7, установленного на каретке. Подлежащую обработке трубу 20 заводят в полый шпиндель передней бабки 3, а затем подают вправо - к задней бабке 22 или вставляют в люнет 23, установленный на станине в районе задней бабки. При помощи патронов 8, 9 зажимают трубу в передней бабке. Поджимают свободный конец трубы задней бабкой или фиксируют его в люнете 23. Возвращают на место и фиксируют поворотную часть 21 закрытого люнета 7. При помощи механизмов 17-19 перемещения вкладышей подводят вкладыши 14-16 закрытого люнета к наружной поверхности трубы. Включают привод поворота шпинделя и при помощи датчика нулевого положения шпинделя устанавливают трубу в исходное положение. Устанавливают в шпиндель фрезерной головки 6 фрезу. При помощи приводов 10, 12 перемещения ползуна 5 и каретки 4 подводят фрезу к точке начала обработки трубы. Включают привод вращения шпинделя фрезерной головки. Управляя при помощи системы ЧПУ приводами 10, 12 перемещения ползуна и каретки, а также, при необходимости, приводом поворота шпинделя передней бабки,
фрезеруют лыску на наружной поверхности трубы 20. Для фрезерования лысок, плоскость которых параллельна оси трубы, достаточно перемещений каретки и ползуна. А для фрезерования лысок, расположенных по винтовой линии, к перемещениям каретки и ползуна добавляют поворот шпинделя передней бабки. После обработки лыски возвращают фрезерную головку 6 в точку начала обработки. При помощи привода поворота шпинделя передней бабки и датчика поворота шпинделя поворачивают трубу 20 на нужный угол, который зависит от количества лысок. Например, при трех лысках трубу поворачивают на 120° относительно исходного положения. Аналогичным образом фрезеруют вторую лыску. После чего вновь поворачивают трубу еще на 120° и фрезеруют третью лыску.
После этого, трубу освобождают от зажима и вынимают из шпинделя передней бабки. При необходимости (если труба очень длинная и ее невозможно обработать с одного установа) трубу поворачивают на 180° относительно вертикальной оси и вставляют в шпиндель передней бабки другим концом. Зажимают трубу в патронах и люнетах и фрезеруют лыски на необработанном конце трубы.
Поскольку закрытый люнет 7 закреплен на каретке, он не мешает перемещению каретки по продольным направляющим станины и процесс обработки идет непрерывно. За счет этого повышается производительность труда. Кроме того, этот люнет находится в непосредственной близости от места резания и препятствует изгибу трубы в процессе обработки. Это позволяет повысить точность обработки. То, что шпиндель передней бабки выполнен полым, позволяет обрабатывать на станке длинные трубы с двух установов: сначала обрабатывают один конец трубы, а затем - другой. Это расширяет технологические возможности станка.
Данные технические решения реализованы в конструкции специального станка для фрезерования лысок труб модели РТ990 производства Рязанского станкостроительного завода.