Многоцелевой станок Российский патент 2018 года по МПК B23Q39/02 

Изобретение относится к металлорежущим станкам и может быть использовано в станках с ЧПУ для обработки деталей сложной криволинейной формы.

Известен многоцелевой станок с автоматической сменой инструмента SU 1342669 A1, 07.10.1987, содержащий основание, магазин для автоматической смены инструмента, подвижный поворотный стол, колонну и шпиндельную бабку.

Недостатком известной конструкции является сложная защита направляющих, которая не позволяет полностью исключить попадание смазывающе-охлаждающей жидкости и продуктов обработки на направляющие и винтовые пары.

Более близким к предлагаемому изобретению можно считать многоцелевой станок, содержащий основание с подвижными салазками, подвижную шпиндельную бабку, поворотный стол с планшайбой, направляющие, приводы и инструментальный магазин (WO 2015/014428 A1, 05.02.2015).

Недостатком станка, известного из WO 2015/014428, является установка на его стол устройства для обработки деталей в 4-х и 5-ти координатах, что значительно усложняет конструкцию станка, увеличивает массу подвижных частей и приводит к ухудшению динамических характеристик.

Задача, на которую направлено настоящее изобретение, заключается в создании станка, не имеющего недостатков известных конструкций.

Техническим результатом изобретения является получение простой конструкции станка с высокими эксплуатационными качествами и расширенными технологическими возможностями, позволяющей выбирать сверлильно-фрезерно-расточную и токарную обработку заготовок различных типов из различных конструкционных материалов.

Сущность изобретения выражается в совокупности существенных признаков, в которой многоцелевой станок, содержащий основание с подвижными салазками, подвижную шпиндельную бабку, поворотный стол с планшайбой, направляющие, приводы и инструментальный магазин, отличается от ближайшего аналога тем, что подвижные салазки выполнены в виде монолитной прямоугольной замкнутой рамы с закрепленными на длинных сторонах направляющими под подвижную шпиндельную бабку, снабженную дополнительными разъемными салазками, имеющими возможность перемещения внутри рамы по направляющим шпиндельной бабки, при этом продольный привод шпиндельной бабки ориентирован вдоль длинных сторон прямоугольной замкнутой рамы и размещен на верхних поверхностях коротких сторон прямоугольной замкнутой рамы, смещенных к основанию относительно плоскости верхних поверхностей длинных сторон прямоугольной замкнутой рамы, вертикальный привод шпиндельной бабки расположен в дополнительных разъемных салазках, а приводы прямоугольной замкнутой рамы и направляющие прямоугольной замкнутой рамы установлены на перекладинах П-образных параллельных полых опор, размещенных на основании напротив друг друга, причем между стойками одной П-образной опоры установлено устройство автоматической смены инструмента, кинематически связанное с инструментальным магазином.

В частных случаях своего выполнения или использования многоцелевой станок может содержать поворотный стол, выполненный с возможностью установки через монтажную полость, расположенную под подвижными салазками и снабженную крышкой; основание, снабженное регулируемыми клиновыми опорами; шпиндельную бабку, выполненную с коробчатым корпусом, на противоположных сторонах которого попарно расположены четыре направляющие для перемещения в направляющих опорах коробчатого корпуса, установленных на дополнительных разъемных салазках; инструментальный магазин цепного типа, имеющий возможность взаимодействия со сменщиком инструмента, связанным с инструментальным складом; кабели энергоносителей, расположенные в полостях П-образных опор; полости П-образных опор, заполненные синтетическим гранитом; монолитную прямоугольную замкнутую раму, выполненную с полостями; монолитную прямоугольную замкнутую раму, выполненную с полостями, имеющими выходы на наружных поверхностях; монолитную прямоугольную замкнутую раму, выполненную с полостями, заполненными синтетическим гранитом; поворотный стол, имеющий две оси вращения;

дополнительные разъемные салазки, имеющие высоту, в 1,5-2 раза превышающую расстояние между направляющими шпиндельной бабки, равное 300-500 мм; шпиндельную бабку, имеющую высоту коробчатого корпуса, в 2,5-3 раза превышающую расстояние между опорами направляющих шпиндельной бабки, расположенных в корпусе дополнительных разъемных салазок на расстоянии, равном 600-700 мм; подвижные салазки с опорами направляющих прямоугольной замкнутой рамы, расположенных на расстоянии, в 1,5-2 раза превышающем высоту прямоугольной замкнутой рамы; подвижные салазки с направляющими прямоугольной замкнутой рамы, расположенными на перекладинах П-образных параллельных полых опор на расстоянии 1500-2100 мм, в 1,8-2,5 раза превышающем расстояние между опорами направляющих прямоугольной замкнутой рамы; дополнительно содержать ограждение, систему пожаротушения и устройство отсоса пыли.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 дан общий вид многоцелевого станка с двухосевым поворотным столом, на фиг. 2 - общий вид многоцелевого станка с одноосевым поворотным столом и на фиг. 3 и 4 - вид подвижных салазок.

Многоцелевой станок, содержащий основание 1 с подвижными салазками 2, подвижную шпиндельную бабку 3, поворотный стол 4 с планшайбой 5, инструментальный магазин 6. Подвижные салазки 2 выполнены в виде монолитной прямоугольной замкнутой рамы с закрепленными на длинных сторонах направляющими 7 под дополнительные разъемные салазки 8 подвижной шпиндельной бабки 3, которая снабжена направляющими 9. Продольный привод 10 шпиндельной бабки 3 ориентирован вдоль длинных сторон прямоугольной замкнутой рамы и размещен на верхних поверхностях коротких сторон прямоугольной замкнутой рамы, смещенных к основанию 1 относительно плоскости верхних поверхностей длинных сторон прямоугольной замкнутой рамы. Вертикальный привод 11 шпиндельной бабки 3 расположен внутри дополнительных разъемных салазок 8. Приводы 12 и 13 прямоугольной замкнутой рамы и направляющие 14 прямоугольной замкнутой рамы установлены на перекладинах П-образных параллельных полых опор 15 и 16 основания 1, размещенных на основании 1 напротив друг друга. Между стойками П-образной опоры 16 установлено устройство автоматической смены инструмента 17, кинематически связанное с инструментальным магазином 6.

Поворотный стол 4 может быть выполнен с возможностью установки через монтажную полость, расположенную под подвижными салазками 2 и снабженную крышкой. Основание 1 может быть снабжено регулируемыми клиновыми опорами 18, а монолитная прямоугольная замкнутая рама может иметь полости с выходами 19 на наружных поверхностях. Подвижная шпиндельная бабка 3 выполняется с мотор-шпинделем 20 или шпиндельным узлом.

Станок выставляется по уровню горизонта при помощи четырех регулируемых клиновых опор 18. Базирование станка на четырех регулируемых клиновых опорах 18 дает возможность установки станка без фундамента.

Поворотный стол 4 устанавливают в зоне резания на основании 1. Двухосевой поворотный стол 4 может быть заменен одноосевым поворотным столом 4. Монтажную полость, которую используют для установки нужного поворотного стола 4, закрывают крышкой.

Во время обработки заготовки на многоцелевом станке происходит следующее:

- интегрированный в шпиндельную бабку 3 мотор-шпиндель 20 с зажатым инструментом вращается с заданной частотой, производя обработку заготовки, установленной на планшайбе 5 поворотного стола 4;

- перемещение инструмента по заданной траектории обеспечивается перемещением подвижных салазок 2, дополнительных разъемных салазок 8 и шпиндельной бабки 3 при помощи приводов 10, 11, 12 и 13, обеспечивающих поперечное, продольное и вертикальное перемещения;

- поворотный стол 4 поворачивается непрерывно или позиционно на любой заданный угол относительно одной оси или по двум осям;

- при необходимости наряду со сверлильно-фрезерно-расточными токарными работами для компоновки станка выбирается шпиндельная бабка 3 в виде мехатронного узла с фиксацией шпинделя;

- скорость перемещения подвижных частей станка по линейным осям координат, частота вращения шпинделя, частота вращения и угловое положение поворотного стола 4, частота вращения и угловое положение планшайбы 5, фиксация шпинделя для производства токарных работ, работа устройства автоматической смены инструмента и инструментального магазина 6 производятся по команде УЧПУ станка.

Коробчатая форма корпуса шпиндельной бабки 3, на противоположных сторонах которого попарно расположены четыре направляющие для перемещения в направляющих опорах коробчатого корпуса, установленных на дополнительных разъемных салазках 8, снижают погрешности при обработке из-за демпфирования упругих деформаций и обеспечивают термосимметричность конструкции благодаря расположению шпиндельной бабки 3 на оси симметрии.

За счет всего вышеперечисленного деталь может быть обработана по сложной криволинейной поверхности с пяти сторон. Движения по всем пяти координатам производятся в автоматическом цикле, независимо друг от друга.

Расположение приводов 10, 11, 12, 13 вне зоны резания позволяет установить на станке полностью закрытое ограждение зоны резания и использовать станок для обработки графита (с дополнительной установкой устройства отсоса пыли), магниевых сплавов (с дополнительной установкой системы пожаротушения), позволяет вести на станке обработку с применением агрессивных СОЖ.

Изобретение относится к области станкостроения. Станок содержит основание 1 с установленными на нем поворотным столом 4 с планшайбой 5 и подвижными салазками 2, выполненными в виде монолитной прямоугольной замкнутой рамы с закрепленными на ней направляющими 7 для дополнительных разъемных салазок 8 подвижной шпиндельной бабки 3 со шпинделем, и устройство автоматической смены инструмента, кинематически связанное с инструментальным магазином 6. При этом станок снабжен размещенными на основании параллельно друг другу П-образными полыми опорами 15 и 16 с перекладинами, а устройство автоматической смены инструмента размещено между стойками одной из упомянутых П-образных опор. 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Многоцелевой станок, содержащий основание с установленным на нем поворотным столом с планшайбой, подвижными салазками, размещенными на их направляющих и снабженными приводами для перемещения подвижных салазок, шпиндельную бабку со шпинделем, установленную на ее вертикальных направляющих с возможностью перемещения посредством привода вертикального перемещения шпиндельной бабки, и устройство автоматической смены инструмента, кинематически связанное с инструментальным магазином, отличающийся тем, что он снабжен размещенными на основании параллельно друг другу П-образными полыми опорами с перекладинами и дополнительными разъемными салазками, при этом упомянутые подвижные салазки выполнены в виде монолитной прямоугольной замкнутой рамы с закрепленными на ее длинных сторонах направляющими, на которых установлены дополнительные разъемные салазки с возможностью продольного перемещения внутри упомянутой рамы посредством привода продольного перемещения, размещенного на верхних поверхностях коротких сторон упомянутой рамы, смещенных по высоте в сторону основания относительно плоскости верхних поверхностей длинных сторон упомянутой рамы, причем привод вертикального перемещения шпиндельной бабки и ее вертикальные направляющие расположены в дополнительных разъемных салазках, приводы перемещения и направляющие упомянутой рамы установлены на перекладинах упомянутых П-образных опор, а устройство автоматической смены инструмента размещено между стойками одной из упомянутых П-образных опор.

2. Станок по п. 1, отличающийся тем, он снабжен установленными на основании регулируемыми клиновыми опорами.

3. Станок по п. 1, отличающийся тем, что шпиндельная бабка выполнена с коробчатым корпусом, на противоположных сторонах которого попарно расположены четыре направляющие для перемещения в установленных на дополнительных разъемных салазках направляющих опорах коробчатого корпуса.

4. Станок по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый инструментальный магазин выполнен в виде магазина цепного типа с возможностью взаимодействия со сменщиком инструмента, связанным с инструментальным складом.

5. Станок по п. 1, отличающийся тем, что полости П-образных опор заполнены синтетическим гранитом.

6. Станок по п. 1, отличающийся тем, что монолитная прямоугольная замкнутая рама выполнена с полостями.

7. Станок по п. 6, отличающийся тем, что упомянутые полости имеют выходы на наружные поверхности рамы.

8. Станок по п. 6, отличающийся тем, что упомянутые полости заполнены синтетическим гранитом.

9. Станок по п. 1, отличающийся тем, что поворотный стол выполнен с двумя осями вращения.

10. Станок по п. 3, отличающийся тем, что дополнительные разъемные салазки выполнены с высотой, в 1,5-2 раза превышающей расстояние между их направляющими, равное 300-500 мм, причем коробчатый корпус шпиндельной бабки выполнен с высотой, в 2,5-3 раза превышающей расстояние между опорами вертикальных направляющих шпиндельной бабки, расположенных в корпусе дополнительных разъемных салазок на расстоянии, равном 600-700 мм.

11. Станок по п. 1, отличающийся тем, что опоры направляющих упомянутой рамы расположены друг от друга на расстоянии, в 1,5-2 раза превышающем высоту рамы, при этом направляющие упомянутой рамы расположены друг от друга на расстоянии 1500-2100 мм, в 1,8-2,5 раза превышающем расстояние между упомянутыми опорами этих направляющих.

12. Станок по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен ограждением, системой пожаротушения и устройством отсоса пыли.