ТОКАРНЫЙ СТАНОК Российский патент 1994 года по МПК B23B3/00 

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в автоматических и полуавтоматических токарных станках и токарных обрабатывающих центрах преимущественно для обработки изделий с минимальным воздействием на окружающую среду продуктов технологического цикла (таких как стружка, пыль, СОЖ и газообразные вещества).

Известен токарный станок, содержащий станину, жестко закрепленную на ней шпиндельную бабку с зажимным приспособлением и установленный с возможностью перемещений в поперечных направляющих суппорт с инструментальной индексируемой многопозиционной головкой, расположенные в рабочей зоне, отделенной от цехового пространства защитным ограждением (см. каталог фирмы Окума - Япония N С30 - 85 - М, 1985).

Станок данной модели обладает сравнительно низкими технологическими возможностями, что объясняется стационарным положением шпиндельной бабки. Недостатком этой конструкции является также неудобство в установке и снятии детали с зажимного приспособления, что объясняется необходимостью ввода загрузочного приспособления (например, схвата манипулятора) в рабочую зону, где расположено зажимное приспособление.

Некоторые из отмеченных недостатков устранены в токарном станке, содержащем станину с продольными и поперечными направляющими, в которых размещены подвижные шпиндельная бабка с зажимным приспособлением и суппорт с многопозиционной инструментальной головкой, перемещающиеся в пределах рабочей зоны, в которой находится также и загрузочная позиция (см. авт. св. СССР N 1514493).

Этот станок обладает большими возможностями, нежели первый, именно в силу выполнения шпиндельной бабки подвижной, однако его недостатком является сложность автоматизации работ при разгрузочно-загрузочных операциях, поскольку рука манипулятора должна в это время входить в загрузочную позицию, расположенную в рабочей зоне, а замкнутая система стенок ограждения препятствует этому.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, а именно: создание такого токарного станка, в котором широкие технологические возможности, обусловленные перемещением шпиндельной бабки внутри ограниченной защитным ограждением рабочей зоны, сочетались бы с удобством обслуживания в части обеспечения автоматизации погрузочно-разгрузочных работ, а также обеспечение высокого уровня экологической защиты окружающей среды.

Поставленная цель достигается разделением в станке рабочей зоны и загрузочной позиции с вынесением последней за пределы рабочей зоны и размещением ее вне защитного ограждения, в стенке которого, изолирующей рабочую зону и загрузочную позицию, выполнено окно, предназначенное для прохода зажимного приспособления, на упомянутой стенке закреплена подвижная заслонка, предназначенная для закрытия окна. При этом окно снабжено средствами уплотнения зазоров между упомянутой стенкой и заслонкой или зажимным приспособлением, которые могут быть выполнены в виде манжет. На шпиндельной бабке целесообразно закрепить цилиндрический кожух (обечайку), охватывающий зажимное приспособление и предназначенный для взаимодействия с уплотнением окна. Кроме того, для полного исключения попадания продуктов технологического цикла в окружающую среду из рабочей зоны, целесообразно на внешней стороне стенки, разделяющей рабочую зону и загрузочную позицию, смонтировать герметичную шлюзовую камеру, охватывающую загрузочную позицию и герметично закрытую крышкой.

На фиг. 1 изображен станок с размещенными в рабочей зоне деталью и инструментом, а также окно, закрытое заслонкой; на фиг. 2 - станок, в котором на шпиндельной бабке размещен кожух, охватывающий зажимное приспособление, выходящее через окно в загрузочную позицию; на фиг. 3 - изображен поперечный разрез станка на фиг. 1; на фиг. 4 - изображена рабочая зона станка, отделенная от окружающего пространства защитным ограждением; на фиг. 5 - изображен станок, оснащенный шлюзовой камерой в период цикла обработки; на фиг. 6 - то же, но с деталью, расположенной в шлюзовой камере (пунктиром показано положение крышки при открытой камере).

Токарный станок, выполненный согласно изобретению, содержит основание 1, закрепленную на нем станину 2, на которой выполнены продольные 3 и поперечные 4 направляющие с установленными в них с возможностью перемещений по осям Z и Х шпиндельной бабкой 5 и суппортом 6 соответственно. Шпиндельная бабка 5 оснащена зажимным приспособлением 7 (например, кулачковым патроном), несущим обрабатываемую деталь 8, а на суппорте 6 закреплена многопозиционная индексируемая инструментальная головка 9, на обращенном к шпиндельной бабке 5 торце которой установлен обрабатывающий инструмент 11. Головка 9 расположена в рабочей зоне 12, которая отделена от окружающей среды (цехового пространства) защитным кожухом 13, состоящим из закрепленных на основании 1 наружных стенок 14, жестко соединенных с ними неподвижных внутренних стенок 15 и закрепленных на шпиндельной бабке 5 и суппорте 6 с возможностью совместных перемещений подвижных стенок 16. На шпиндельной бабке 5 закреплены щитки 17, взаимодействующие с неподвижными внутренними стенками через уплотнения 18, и цилиндрический кожух 19, охватывающий зажимное приспособление 7.

Стенки 14, 15, 16 и щитки 17 определяют конфигурацию рабочей зоны 12, в которой расположена зона резания 20, ограниченная положениями торца головки 9 и торца зажимного приспособления 7 в период цикла обработки детали 8. Вне рабочей зоны 12 (снаружи стенок 14) расположена загрузочная позиция 21, отделенная от рабочей зоны 12 одной из стенок защитного ограждения - стенкой 22, в которой выполнено окно 23, предназначенное для прохода зажимного приспособления 7 из зоны 12 в зону 21. На стенке 22 смонтирована подвижная заслонка 24, закрепляющая окно 23 на время нахождения детали 8 в зоне 12 и снабженная приводом ее перемещений 25, выполненным, например, в виде силового гидроцилиндра. По периметру окна 23 целесообразно разместить уплотнение 26 и 27, например манжеты, предназначенные первое - для контакта с внутренней плоской поверхностью заслонки 24, а второе - для контакта с закрепленным на зажимном приспособлении 7 кожухом 19.

Для полного предотвращения уноса продуктов обработки и технологического цикла (стружки, пыли, СОЖ, газообразных продуктов) в окружающую среду, на стенке 22 целесообразно смонтировать шлюзовую камеру 28, охватывающую загрузочную позицию 21. Камера 28 оснащена дополнительным уплотнением 29, установленным оппозитно уплотнению 26 заслонки 24 и служащим для герметизации зазоров в канале для прохода заслонки 24 в камеру 28. Камера 28 оснащена также крышкой 30, поджатой к торцовому уплотнению 31, а внутренняя полость камеры подсоединена патрубком 32 (как и внутренняя полость рабочей зоны 12) к системе отсоса (на чертежах не показана). Уплотнения 29 и 31 также могут быть выполнены в виде манжет. Детали подаются в загрузочную позицию 21 устройства загрузки 33, выполненного, например, в виде желоба с толкателем или манипулятором (на чертежах не показан). К основанию 1 прикреплен транспортер 34, служащий для удаления стружки.

Токарный станок работает следующим образом.

В течение цикла обработки деталь 8 (фиг. 1) зажата в патроне 7 и находится в пределах рабочей зоны 12 (т. е. в позиции 20), в которую подведен также инструмент 11, расположенный на торце головки 9. Окно 23 в это время закрыто заслонкой 24, контактирующей по периметру окна 23 с уплотнением 26, обеспечивая надежную изоляцию рабочей зоны 12 от окружающей среды. После выполнения технологических операций инструмент 11 вместе с головкой 9 отводят от позиции обработки 20 (фиг. 2), а шпиндельная бабка 5 с зажатой в приспособлении 7 деталью 8 начинает перемещаться вправо. В это время перемещается подвижная заслонка 24, открывая окно 23, в которое входят приспособление 7 и деталь 8.

Кожух 19, окружающий приспособление 7, а также само приспособление 7 контактируют с уплотнением 27, изолируя позицию 21 от рабочей зоны 12. В загрузочной позиции 21 происходит замена обработанной детали 8 и установка в приспособление 7 новой детали. Затем шпиндельная бабка 5 начинает движение влево, перемещая деталь 8 в рабочую зону 12, и к последней подводится инструмент 11. Окно 23 в это время закрывается заслонкой 24 с герметизацией зазора между ней и стенкой 22 уплотнением 26 и цикл повторяется.

В случае размещения на стенке 22 шлюзовой камеры 28 с крышкой 30 (фиг. 5, 6) сначала также происходит перемещение заслонки 24, в результате чего открывается окно 23 (т. е. освобождается проход) из рабочей зоны 12 (фиг. 1) в загрузочную позицию 21. После окончания перемещения в последнюю кожух 19 контактирует с уплотнением 27 (фиг. 6), изолируя тем самым внутреннюю полость камеры 28 от зоны 12. Через патрубок 32 из зоны отсасываются продукты технологического цикла, после чего открывается крышка 30, занимая положение, показанное на фиг. 6 пунктирной линией. В результате внутренняя полость шлюзовой камеры 28, т. е. загрузочная позиция 21, в которой находится деталь 8, сообщается с окружающей средой и манипулятор может беспрепятственно произвести съем обработанной детали 8 из приспособления 7 и установку на ее место заготовки из устройства 33 (фиг. 1). После смены детали 8 закрывается крышка 30 (фиг. 5), загрузочная позиция 21 с деталью 8 оказывается изолированной от окружающей среды. Затем передняя бабка 5 начинает движение влево и вместе с зажимным приспособлением и кожухом 19 отходят от уплотнения 27, освобождая окно 23, которое закрывается перемещением заслонки 24 в уплотнениях 26 и 27. В результате рабочая зона 12 герметично изолирована от окружающей среды и цикл повторяется.

Таким образом, при обработке деталей на данном токарном станке в наибольшей мере обеспечена защита окружающей среды от попадания продуктов технологического цикла: стружки, пыли, СОЖ и газообразных веществ, а также значительно снижен уровень шума за счет герметизации рабочей зоны станка. Кроме того, выведение детали из рабочей зоны существенно улучшает эргономические показатели, облегчая обслуживание станка, что особенно важно в полуавтоматических станках с ручной загрузкой. (56) Каталог фирмы "Окта" на станок модели LC-30. Япония, 1985, с. 1-4.

Изобретение относится к станкостроению, а именно к компоновкам токарных станков для обработки изделий с минимальным воздействием на окружающую среду. Станок содержит станину с направляющими, по которой перемещается (в пределах рабочей зоны) шпиндельная бабка с зажимным приспособлением и суппорт с инструментальной головкой. Рабочая зона ограничена защитным ограждением, в стенке которого, отделяющей упомянутую зону от находящейся снаружи ограждения загрузочной позиции, выполнено окно для прохода шпиндельной бабки с зажимным приспособлением, окруженным кожухом, контактирующим при этом с уплотнением, охватывающим окно. Снаружи на стенке смонтирована подвижная заслонка, предназначенная для закрытия окна и контактирующая с охватывающим его уплотнением. Снаружи станка смонтирована также шлюзовая камера с крышкой и уплотнением последней. В камере может быть произведена более тщательная очистка от продуктов технологического цикла, включающая обработку элементов станка (например, обмыв зажимного приспособления с деталью). 2 з. п. ф-лы, 6 ил.

1. ТОКАРНЫЙ СТАНОК, содержащий станину, шпиндельную бабку с зажимным приспособлением, установленную в продольных направляющих станины с возможностью перемещения в пределах загрузочной позиции и рабочей зоны, ограниченной стенками защитного ограждения, отличающийся тем, что защитное ограждение снабжено защитным устройством с установленной на стенке защитного ограждения подвижной заслонкой и выполненным в упомянутой стенке окном, предназначенным для прохода зажимного приспособления и снабженным средствами уплотнения зазоров между стенками ограждения и подвижной заслонкой или подвижной бабкой, выполненными, например, в виде манжет. 2. Станок по п. 1, отличающийся тем, что на шпиндельной бабке закреплен цилиндрический кожух, предназначенный для охвата зажимного приспособления и установленный с возможностью взаимодействия со средствами уплотнения зазоров. 3. Станок по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен герметичной шлюзовой камерой, предназначенной для охвата загрузочной позиции и закрепленной на стенке защитного ограждения, разделяющей упомянутую позицию и рабочую зону.