ДВУХШПИНДЕЛЬНЫЙ ТОКАРНЫЙ СТАНОК ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОРШНЕЙ Российский патент 1997 года по МПК B23B5/24 

Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано при создании оборудования для фасонной обработки поршней.

При изготовлении поршней с бочкообразными юбками, имеющих эллиптическое поперечное сечение, необходимо осуществлять сложное контурное обтачивание деталей, обеспечивая постоянное согласование радиального положения резца с угловым положением детали при получении эллиптического поперечного сечения или согласование радиального и осевого положения резца при одновременном получении бочкообразной поверхности юбки в продольном сечении.

Известны токарные станки для обработки поршней, оснащенные копировальными устройствами [1]
Недостатком этих станков и технологического оборудования подобного типа являются сложность копировальных устройств, большие затраты времени на переналадку при необходимости изготавливать поршни другого типоразмера, а также невысокая точность, обусловленная ограниченными динамическими характеристиками станка и низкая производительность обработки.

Более высокую точность и производительность обеспечивает токарный станок, содержащий переднюю и заднюю бабки, передний и задний суппорты, при этом последний снабжен поперечными салазками с приводом, выполненным в виде линейного двигателя [2]
Недостатком указанного станка является невысокая производительность, затрудняющая его использование в условиях крупносерийного производства, а также сложность и высокая металлоемкость.

Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения является двухшпиндельный токарный станок для обработки поршней, содержащий установленные на станине две шпиндельные бабки с приводами, два крестовых суппорта с приводами поперечных и продольных подач и резцовыми головками, а также систему управления [3]
Известный станок, обеспечивающий обработку только поршней с круглой юбкой, удовлетворителен в части производительности, однако не знает достаточной точности и весьма металлоемок.

Данное изобретение направлено на создание токарного станка для обработки поршней с любой формой поперечного сечения и продольного сечения юбки поршня, предназначенного для использования в условиях крупносерийного и серийного производства, обеспечивающего высокую точность и производительность обработки, упрощение конструкции и снижение металлоемкости, упрощение обслуживания.

Достижение этих целей обеспечивается двухшпиндельными токарным станком, содержащим две шпиндельные бабки с приводами, два крестовых суппорта с приводами поперечных и продольных подач и резцовыми головками и систему управления, в котором каждый суппорт снабжен оппозитно расположенными на удлиненных поперечных салазках инструментальной державкой для прорезных резцов и верхним суппортом с резцовой головкой и линейным двигателем с неподвижным корпусом и подвижной частью, на которой закреплена резцовая головка, при этом на корпусе двигателя закреплена введенная в станок дополнительная инструментальная державка, а введенная в станок задняя бабка установлена на направляющих продольной карети крестового суппорта; линейный двигатель каждого суппорта размещен во введенном в станок герметичном кожухе, который снабжен штуцерами для циркуляции воздуха между корпусом двигателя и кожухом.

На фиг. 1 показан вид на станок спереди; на фиг. 2 вид на станок сверху (структурная схема верхнего суппорта); на фиг. 3 верхний суппорт (размер А-А); на фиг. 4 общий вид линейного двигателя (без кожуха); на фиг. 5 - поперечный разрез линейного двигателя.

Двухшпиндельный токарный станок для обработки поршней содержит основание 1 с установленными на нем шпиндельными бабками 2 и 3 с приводом, которые снабжены гидростатическими опорами шпинделей и датчиками их углового положения (не показано), станины 4 и 5, на которых размещены левый и правый крестовый суппорты 6 и 7, имеющие продольные каретки 8 и 9 с приводами 10, поперечные салазки 11 с приводами 12. На станинах 4 и 5 закреплены задние бабки 13 и 14 для поджима обрабатываемых деталей (поршней) 15. Каждая шпиндельная бабка выполнена с гидростатическими опорами шпинделя.

На каждых поперечных салазках 11, выполненных удлиненными, размещены верхний суппорт 16 и оппозитно ему инструментальная головка 17 с канавочными и подрезными резцами. Кроме того, на каждом верхнем суппорте 16 закреплена дополнительная инструментальная державка 18 с фасонным резцом. Такое решение суппортной группы позволяет осуществлять "маятниковый" режим обработки, с минимальными потерями времени, связанными с вводом в работу всех инструментов.

Крепление обрабатываемых деталей 15 осуществляется посредством справок 19, устанавливаемых в шпинделях бабок 2 и 3, и задних бабок 13 и 14.

Верхний суппорт 16 выполнен в виде заключенного в герметичный кожух 20 линейного двигателя 21 с резцовой головкой 22, в которой закрепляется резец 23 для обработки овальной поверхности поршня. Двигатель соединен с кожухом 20 мембраной 24.

Контроль положения и скорости суппорта 16 осуществляется датчиком линейного перемещения 25 и датчиком 26 тахогенератора скорости, также размещенными в кожухе, при этом обеспечивается легкий доступ к этим элементам управления.

Для подачи и циркуляции воздуха, обеспечивающей охлаждение поверхностей деталей линейного двигателя, в кожухе установлены штуцеры 27.

Линейный двигатель выполнен в виде подвижной части (ротора) 28, установленного с возможностью перемещения в опорах 29 корпуса 30, снабженного обмотками 31.

Двигатель может осуществлять по командам устройства ЧПУ (не показано) установочное перемещение верхнего суппорта 16, а также его рабочие перемещения при обточке овальной и бочкообразной поверхности поршня.

Управление работой станка осуществляется устройством ЧПУ (не показано).

Предложенный станок работает следующим образом.

На оправках 19 шпиндельных бабок 2 и 3 устанавливаются обрабатываемые детали, поджимаемые центрами задних бабок 13 и 14.

По командам устройства ЧПУ осуществляется "маятниковый" режим обработки:
обработка бочкообразной поверхности поршня при согласованных перемещенных продольных кареток 8, 9 и поперечных салазок 11 крестовых суппортов инструментами верхних суппортов 16;
одновременно производится обработка овальных поверхностей поршней при согласованных угловых перемещениях шпинделей (заготовок) и поперечных перемещениях верхних суппортов 16; обработка ведется при выдвинутой вперед подвижной части 28 линейного двигателя 21;
прорезка канавок и подрезка торцов обрабатываемых поршней при перемещении поперечных салазок 11 канавочными и подрезными резцами инструментальных головок 17.

снятие фасок в канавках поршней при перемещении поперечных салазок 16, а также установочных перемещениях продольных кареток 8, 9 инструментами дополнительных инструментальных державок 18 (при отведенных в крайнее заднее положение подвижных частей (ротора) 28 двигателей верхних суппортов.

Для исключения нагрева элементов линейных двигателей 21 к последним подается и отводится через штуцера 27 воздух, циркуляция которого обеспечивает температурную стабильность двигателей.

Герметичный кожух 20 каждого верхнего суппорта исключает возможность попадания стружки и загрязнений и элементам линейного двигателя 21.

После окончания полной обработки поршней по команде устройства ЧПУ станок останавливается, обработанные поршни снимаются и удаляются из зоны обработки. При подаче новых заготовок последние устанавливаются на справках и цикл обработки повторяется.

Предложенный станок обеспечивает по сравнению с известным повышение производительности за счет сокращения вспомогательного времени при "маятниковом" режиме обработки и основного времени, повышение точности за счет использования быстродействующих линейных двигателей верхних суппортов с улучшенными динамическими характеристиками и прецизионных шпиндельных бабок.

Источники информации, принятые во внимание:
1. Авторское свидетельство СССР N 334760, кл. B 23 B 5/24, 1967.

2. Патент США N 4653360, кл. B 23 B 5/24, 1987.

3. Проспект фирмы "ЭМАГ", Салах, ФРГ, 1984.

Станки ФРГ с ЧПУ мод. MSC 12, 28, с. 9-10.

(EMAG, Salach, Maschinenfabrk GmbH).

Использование: изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано при создании токарных станков для обработки поршней. Сущность изобретения: станок содержит две шпиндельные бабки 2 и 3 с приводами, два крестовых суппорта 6 и 7, каждый из которых снабжен оппозитно расположенными на удлиненных поперечных салазках 11 инструментальной державкой 18 и верхним суппортом 16 с инструментальной головкой 17 и линейным двигателем 21, на корпусе которого закреплена инструментальная державка. Линейный двигатель 21 каждого суппорта размещен в герметичном кожухе 20 с системой циркуляции охлаждающего воздуха. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Двухшпиндельный токарный станок для обработки поршней, содержащий установленную на станине шпиндельную бабку, два шпинделя и два крестовых суппорта с резцовыми головками, несущих канавочные и подрезные резцы, включающих поперечные салазки и продольные каретки, отличающийся тем, что станок снабжен дополнительной шпиндельной бабкой, при этом каждый из шпинделей расположен в своей бабке, а также снабжен двумя суппортами, выполненными в виде линейных двигателей, подвижные части которых служат для установки резцов для обработки наружной овальной и бочкообразной поверхности поршня, причем упомянутые суппорты расположены оппозитно резцовым головкам, несущим канавочные и подрезные резцы, а на каждой направляющей продольной каретки установлена введенная в станок задняя бабка. 2. Станок по п.1, отличающийся тем, что он снабжен герметичными кожухами, в которых расположены линейные двигатели. 3. Станок по пп.1 и 2, отличающийся тем, что каждый герметичный кожух линейного двигателя снабжен штуцерами для циркуляции воздуха между корпусом двигателя и кожухом. 4. Станок по п.1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной инструментальной державкой, расположенной на герметичном кожухе.