МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЙ СТАНОК ДЛЯ ГЛУБОКОГО СВЕРЛЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК B23B41/02 B23Q11/10 

Изобретение относится к области станкостроения, в частности к металлорежущим станкам портального типа, предназначенным для изготовления глубоких отверстий в трубных решетках, а также в подобных крупногабаритных деталях, используемых в энергетическом машиностроении.

Известен портальный станок, содержащий магазин с режущим инструментом и устройство для автоматической смены инструмента в шпиндельном узле в зависимости от требуемой согласно технологическому процессу операции [1]
Недостатками известного станка являются ограниченные технические возможности станка при обработке крупногабаритных деталей, обусловленные невозможностью сверления глубоких отверстий, в частности в трубных решетках, а также низким качеством изготовления каналов.

Известен также металлорежущий станок для глубокого сверления, содержащий сверлильный шпиндельный узел, устройство для подачи СОЖ в зону резания и оправку для крепления сверла глубокого сверления [2]
К недостаткам известного многошпиндельного станка портального типа, принятого в качестве прототипа, относятся ограниченные технические возможности, обусловленные тем, что на нем не обеспечивается стабильная подача СОЖ в зону резания, т.к. расположение устройства для подачи СОЖ расположено на значительном расстоянии от зоны резания, это приводит к перегреву СОЖ в процессе ее транспортировки в зону резания, а следовательно, к вспениванию и неоднородности структуры СОЖ, а также сложности конструктивного выполнения. Особенно это сказывается при выполнении глубоких отверстий в крупногабаритных деталях, к которым, в частности относятся трубные решетки, имеющие диаметр порядка 3 м, а вес 10 т.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является разработка многошпиндельного портального станка, обладающего расширенными техническими возможностями, заключающимися в повышении надежности и качества сверления глубоких отверстий в крупногабаритных деталях, а также в упрощении конструкции устройства.

Для достижения указанного технического результата в известном металлорежущем станке для глубокого сверления, содержащем сверлильный шпиндельный узел, устройство для подачи СОЖ в зону резания и оправку для крепления сверла глубокого сверления, оправка установлена на торце шпинделя, а устройство для подачи СОЖ установлено на оправке и гидравлически связано с одной стороны с каналом, выполненным в сверле глубокого сверления, а с другой стороны с источником подачи СОЖ под давлением.

Кроме этого, устройство для подачи СОЖ выполнено в виде корпуса, имеющего входное и дренажное отверстия и расположенное посредством подшипников на оправке, выполненной с отверстием для сообщения с каналом подачи СОЖ в зону резания, выполненным в сверле глубокого сверления, закрепленном в оправке, при этом в корпусе между подшипниками установлена уплотнительная втулка с кольцевой канавкой на внутренней поверхности и по меньшей мере одним радиальным каналом для сообщения входного отверстия корпуса с отверстием оправки.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, необходимых и достаточных для достижения указанного технического результата.

На фиг.1 изображен общий вид металлорежущего портального станка глубокого сверления; на фиг.2 узел А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.2.

Металлорежущий портальный станок глубокого сверления содержит стол 1 для размещения обрабатываемой детали 2. По обе стороны основания расположены направляющие 3, на которых установлен с возможностью перемещения портал 4. На направляющих поперечины 5 портала 4 с возможностью перемещения установлен двушпиндельный блок 6, имеющий пиноль 7 со сверлильным шпиндельным узлом 8 и пиноль 9 с фрезерно-расточным шпиндельным узлом 10.

Сверлильный шпиндельный узел 8 выполнен с расположенным на оправке устройством 11 для подачи СОЖ, выходное отверстие которого сообщено с каналом 12 (фиг. 3) для подачи СОЖ в зону глубокого сверления, выполненным в сверле 13 глубокого сверления, а шпиндельный узел 10 снабжен съемно установленным механизмом 14 сбора отработанной СОЖ со стружкой.

Устройство 11 для подачи СОЖ (фиг.2) выполнено в виде корпуса 15, имеющего дренажное 16 и входное 17 отверстия. Входное отверстие 17 сообщено с источником подачи под давлением СОЖ, а дренажное отверстие 16 со сливом (не показано). Корпус 15 расположен посредством подшипников 18 на оправке 19, предназначенной для закрепления хвостовика сверла 13 (любым известным способом, например винтом, фиг.2) и выполненной с отверстием 20 для сообщения с каналом 12 подачи СОЖ в зону глубокого сверления, выполненным на сверле 13.

В корпусе 15 между подшипниками 18 на оправке 19 с минимальным зазором (доли мм) установлена уплотнительная втулка 21 с кольцевой канавкой 22 на внутренней поверхности и по меньшей мере одним радиальным каналом 23 для сообщения входного отверстия 17 корпуса 15 с отверстием 20 оправки.

На наружной боковой поверхности уплотнительной втулки 21 устройства 11 для подачи СОЖ выполнена дренажная полость 24 для сбора и отвода утечек (излишек) СОЖ.

Механизм 14 сбора отработанной СОЖ выполнен в виде корпуса 25 с полостью 26, в котором на противоположных стенках расположены кондукторная 27 и люнетная 28 втулки, которые установлены в корпусе 25 с возможностью расположения в них сверла 13 глубокого сверления. Люнетная втулка 28 связана с элементом размельчения стружки и установлена в корпусе 25 посредством подшипника с возможностью взаимодействия со стеблем сверла 13 глубокого сверления, например при помощи шпонки, размещенной в желобе сверла напротив люнетной втулки 28.

Полость 26 сбора отработанной СОЖ со стружкой выполнена с закругленными углами, на одной из стенок которой выполнено выходное отверстие 29, сообщенное посредством трубопровода 30 с элементом, отводящим отработанную СОЖ со стружкой, выполненным в виде наклонного желоба 31, установленного между стойками 32 портала 4 и соединенного с подвижной частью станка, несущей двушпиндельный блок 6, например со стойкой 32.

Элемент размельчения стружки выполнен в виде дополнительной втулки 33 с лопатками 34 на торце, расположенном во внутренней полости корпуса 25, и связан с ним посредством подшипников 35.

Корпус 25 съемно установлен на подвижной части шпиндельного узла 10, выполненного фрезерно-расточным.

Металлорежущий портальный станок глубокого сверления работает следующим образом.

Обрабатываемая крупногабаритная деталь 2 (фиг.2), в частности трубная решетка, устанавливается на рабочую поверхность стола 1, после чего осуществляется позиционирование портала 4 вместе с двушпиндельным блоком 6 таким образом, чтобы ось сверлильного шпиндельного узла 8 совместилась с осью отверстия, подлежащего обработке. Затем, включая привод перемещения пиноли 9 второго шпиндельного узла 10, подводят механизм 14 сбора отработанной СОЖ со стружкой с размещенной кондукторной втулкой 27 к обрабатываемой поверхности детали 2 до упора в нее. После этого включают привод перемещения пиноли 7, осуществляют рабочую подачу сверла 13 и одновременно с этим подачу СОЖ под давлением через отверстия 17, 23, 21 и канал 12 в зону резания. При этом давление и расход СОЖ регулируются в зависимости от диаметра сверления.

Таким образом, для привода кондукторной втулки 27 и обеспечения ее прижатия к обрабатываемой поверхности детали 2 используется привод подачи пиноли 9 второго шпиндельного узла 10, в данном случае фрезерно-расточного.

Отвод из зоны сверления стружки производится потоком СОЖ, посредством которого стружка с отработанной СОЖ транспортируется по желобу 36, выполненному на внешней поверхности сверла 13 (фиг.3), и попадает во внутреннюю полость 26, в которой посредством вращающихся лопаток 34 стружка размельчается и подается (получив при этом дополнительную энергию) вместе с отработанной СОЖ через отверстие 29 (фиг.2) и трубопровод 30 в наклонный желоб 31. И далее по наклонному желобу 31 размельченная стружка вместе с СОЖ транспортируется к месту накопления. Закрепление желоба 31 (фиг.1) на стойках 32 портала 4 позволяет сократить размеры трубопровода 30 до минимальных размеров, исключив тем самым его засорение при транспортировке СОЖ со стружкой.

Применение настоящего изобретения позволяет расширить технические возможности многошпиндельного портального станка при одновременном упрощении устройства для подачи СОЖ, обеспечивает надежную работу станка за счет стабильности подачи жидкости в зону резания с сохранением ее характеристик, и тем самым исключает необходимость применения дорогостоящего оборудования и технологий сверления глубоких отверстий в крупногабаритных деталях, в частности в трубных решетках.

Использование: изобретение относится к области станкостроения, в частности к металлорежущим станкам портального типа для глубокого сверления, предназначенным для изготовления глубоких отверстий в трубных решетках, а также в подобных деталях, используемых в энергетическом машиностроении. Сущность изобретения: сверлильный шпиндельный узел выполнен с расположенным на оправке устройством 11 для подачи смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ), выходное отверстие которого сообщено с каналом 12 для подачи СОЖ в зону глубокого сверления, выполненным в сверле 13, а шпиндельный узел 10 снабжен съемно установленным механизмом 14 сбора отработанной СОЖ со стружкой. Устройство 11 для подачи СОЖ выполнено в виде корпуса 15, имеющего дренажное и выходное отверстия 16 и17 соответственно, при этом входное отверстие 17 сообщено с источником подачи СОЖ под давлением, а дренажное отверстие 16 - со сливом. Корпус 15 расположен посредством подшипников 18 на оправке 19, предназначенной для закрепления хвостовика сверла 13 и выполненной с отверстием 20 для сообщения с каналом 12 подачи СОЖ в зону глубокого сверления. В корпусе 15 между подшипниками 18 на оправке 19 с минимальным зазором установлена уплотнительная втулка 21 с кольцевой канавкой 22 на внутренней поверхности и по меньшей мере одним радиальным каналом 23 для сообщения входного отверстия 17 корпуса 15 с отверстием 20 оправки. На наружной боковой поверхности уплотнительной втулки 21 выполнена дренажная полость 24 для сбора и отвода утечек СОЖ. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Металлорежущий станок для глубокого сверления, содержащий сверлильный шпиндельный узел, устройство для подачи смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ) в зону резания и оправку для крепления сверла глубокого сверления, отличающийся тем, что оправка установлена на торце шпинделя, а устройство для подачи СОЖ установлено на оправке и гидравлически связано с одной стороны с каналом, выполненным в сверле глубокого сверления, а с другой стороны с источником подачи СОЖ под давлением. 2. Cтанок по п.1, отличающийся тем, что устройство для подачи СОЖ выполнено в виде корпуса, имеющего входное и дренажное отверстия и расположенного посредством подшипников на оправке, выполненной с отверстием для сообщения с каналом подачи СОЖ в зону резания, выполненным в сверле глубокого сверления, закрепленным в оправке, при этом в корпусе между подшипниками установлена уплотнительная втулка с кольцевой канавкой на внутренней поверхности и по меньшей мере одним радиальным каналом для сообщения входного отверстия корпуса с отверстием оправки.