ОБРАБАТЫВАЮЩИЙ СТАНОК Российский патент 2021 года по МПК B23C3/16 

Настоящее изобретение относится к обрабатывающему станку в соответствии с ограничительной частью п. 1 формулы изобретения.

В документе US 8714535 приведено описание обрабатывающего станка аналогичной конструкции. Данный станок содержит станину, имеющую первую горизонтальную линейную направляющую и расположенную перпендикулярно ей вторую горизонтальную линейную направляющую, при этом на первой линейной направляющей с возможностью осевого перемещения расположено зажимное приспособление для заготовки, которое выполнено с возможностью вращения вокруг оси вращения, и шпиндель для инструмента, ось которого ориентирована параллельно первой линейной направляющей.

Отталкиваясь от данного известного уровня техники, задача настоящего изобретения заключается в обеспечении обрабатывающего станка, который имеет более простую конструкцию и обеспечивает более быстрый поворот поворотного рычага в сравнении с известным станком.

Согласно настоящему изобретению задача решена с помощью признаков, определенных в отличительной части пункта 1 формулы изобретения.

В силу конструкции согласно настоящему изобретению, обрабатывающий станок требует меньше движущихся частей для поворота поворотного рычага и обеспечивает более быстрый поворот по сравнению с известным станком.

Описание конкретных вариантов осуществления настоящего изобретения содержится в зависимых пунктах формулы изобретения.

Другая особенность настоящего изобретения относится к поворотному рычагу обрабатывающего станка согласно пункту 6 формулы изобретения и обеспечивает поглощение вибраций закрепленной на поворотном рычаге заготовки, которые, например, вызваны установкой шпинделя для инструмента на его конце.

Пояснительные варианты осуществления настоящего изобретения разъяснены ниже со ссылкой на приложенные чертежи, где:

на фиг. 1 показан общий вид обрабатывающего станка согласно настоящему изобретению;

на фиг. 2 показан тот же вид, что и на фиг. 1, с защитными крышками X-Y и цепным магазином для крепления инструмента, и

на фиг. 3 показан вид в разрезе механизма крепления и привода поворотного рычага.

На фиг. 1 показан общий вид обрабатывающего станка, иллюстрирующий вариант осуществления обрабатывающего станка согласно настоящему изобретению. В особенности он подходит для механической обработки рабочих колес турбин. На станине 10 станка выполнены первая горизонтальная линейная направляющая 1 и расположенная перпендикулярно ей вторая горизонтальная линейная направляющая 2. Зажимное приспособление 3 для заготовки крепится к первой линейной направляющей 1 так, что оно может перемещаться горизонтально и поворачиваться вокруг горизонтальной оси 4 поворота. Для горизонтального перемещения зажимного приспособления 3 для заготовки по первой линейной направляющей предусмотрена, например, шарико-винтовая передача. Кроме того, горизонтальное перемещение может осуществляться посредством линейного двигателя. Более того, зажимное приспособление 3 для заготовки вращается вокруг оси 5 вращения и располагается перпендикулярно оси 4 поворота. Например, заготовки для рабочих колес турбин в виде дисков поставляются уложенными друг на друге на плоские части, например, на поддонах. Устройство и конструкция зажимного приспособления 3 для заготовки позволяет закреплять эти диски без наклона, что является большим преимуществом при работе с большими и тяжелыми заготовками.

Поворотный рычаг 6 крепится ко второй линейной направляющей 2 так, что он перемещается горизонтально и поворачивается вокруг горизонтальной оси 7 поворота. На свободном конце поворотного рычага располагается шпиндель 8 для инструмента. Предпочтительнее, чтобы горизонтальные перемещения поворотного рычага 6 по второй линейной направляющей 2 осуществлялись с помощью линейного двигателя. Ось 9 шпинделя для инструмента располагается параллельно оси 7 поворота. Таким образом, согласно настоящему изобретению, обрабатывающий станок представляет собой пятикоординатную машину с движущимися поступательно осями X, Y, Z и осями А и В вращения. Особенность заключается в том, что для перемещения инструмента только вдоль оси Y необходимо сочетание поворота шпинделя 8 для инструмента и линейного перемещения оси 7 поворота вдоль линейной направляющей 2. Особое преимущество настоящей конструкции заключается в том факте, что центр тяжести всего приспособления, которое перемещается по второй линейной направляющей 2 находится по вертикали немного выше второй линейной направляющей 2 и перемещается только на небольшое расстояние вверх при переводе шпинделя 8 для инструмента в максимально верхнее положение. Это отличается от других конструкций обрабатывающих станков, например, машины согласно ЕР 1509360, в которой шпиндель для инструмента располагается аналогично на поворотном рычаге, но поднимается вместе с приводом поворота вдоль вертикальной линейной направляющей, чтобы перевести шпиндель для инструмента в максимально верхнее положение. Высокий центр тяжести приводит к появлению нежелательных вибраций. Прямой привод поворотного рычага 6 от моментного двигателя, расположенного на поворотной оси 7, обеспечивает быстрые и точные перемещения шпинделя 8 для инструмента.

На фиг. 2 показан тот же обрабатывающий станок, что и на фиг. 1, но с дополнительными подузлами, подробное описание двух из которых приводится ниже. Две защитные крышки 11 и 12 X-Y отделяют рабочее пространство от остальных участков обрабатывающего станка, в частности линейных направляющих 1 и 2 для предотвращения попадания металлической стружки, охлаждающей жидкости и смазки в рабочее пространство. Защитные крышки X-Y могут иметь известную конструкцию с ведущей пластиной 13 и подсоединенными к ней пластинчатыми ребрами, как это описано, например, в ЕР 19861324 А1. Проблема машины с поворотным рычагом согласно настоящему изобретению заключается в том, что часть шпинделя 8 для инструмента, проходящего через ведущую пластину 13, при повороте поворотного рычага 6 неминуемо совершает вращательное движение в ведущей пластине 13. Следовательно, шпиндель 8 для инструмента нельзя соединять напрямую с ведущей пластиной 8, но с включением в конструкцию поворотного подшипника 14.

Еще одним подузлом, показанным на фиг. 2, является цепной магазин 15 крепления инструмента, имеющий угловую или дугообразную форму и выполненный таким образом, что конец части 16 располагается по меньшей мере практически горизонтально в верхней части рабочей области, а конец части 17 располагается по меньшей мере практически вертикально в области за первой линейной направляющей, так что она направлена от рабочей области. В концевой области части 16 предусмотрено устройство смены инструментов 18, которое находится на минимальном доступном расстоянии от шпинделя для инструмента. Концевая область части 17 предназначена для загрузки и разгрузки магазина 15 с инструментом с цепным приводом и находится в области доступа оператора.

На фиг. 3 показан подробный вид в разрезе крепления поворотного рычага 6. В настоящем примере последний приводится моментным двигателем с внешним ротором. Статор 19 моментного двигателя содержит часть 20 статора, подсоединенную к нему без возможности вращения. Ротор 21 моментного двигателя дополнительно поддерживается частью 20 статора с помощью подшипника 22 скольжения с масляной смазкой. Благодаря наличию масляной пленки подшипник 22 скольжения оказывает эффект демпфирования вибрации (демпфирования сжатием масляной пленки).

Обрабатывающий станок имеет станину (10), имеющую первую горизонтальную линейную направляющую (1) и вторую горизонтальную линейную направляющую (2), расположенную перпендикулярно первой линейной направляющей (1). На первой линейной направляющей (1) с возможностью осевого перемещения расположено зажимное приспособление (3) для заготовки, которое выполнено с возможностью поворота вокруг оси (4) поворота, ориентированной параллельно второй линейной направляющей (2), и с возможностью вращения вокруг оси вращения (5), ориентированной перпендикулярно оси (4) поворота. На второй линейной направляющей (2) размещен поворотный рычаг (6), выполненный с возможностью осевого перемещения, при этом ось (7) его поворота проходит параллельно первой линейной направляющей (1), а на его свободном конце расположен шпиндель (8) для инструмента, ось (9) которого ориентирована параллельно первой линейной направляющей (1). Поворотный рычаг (6) выполнен с возможностью поворота посредством моментного двигателя, расположенного на его оси (7) поворота. Достигается упрощение конструкции и более быстрое перемещение поворотного рычага. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Обрабатывающий станок, содержащий станину (10), имеющую первую горизонтальную линейную направляющую (1) и расположенную перпендикулярно к ней вторую горизонтальную линейную направляющую (2),

при этом на первой линейной направляющей (1) с возможностью осевого перемещения расположено зажимное приспособление (3) для заготовки, которое выполнено с возможностью поворота вокруг оси (4) поворота, ориентированной параллельно второй линейной направляющей (2), и выполнено с возможностью вращения вокруг оси вращения (5), ориентированной перпендикулярно оси (4) поворота,

на второй линейной направляющей (2) размещен поворотный рычаг (6), выполненный с возможностью осевого перемещения, при этом его ось (7) поворота проходит параллельно первой линейной направляющей (1), а на его свободном конце находится шпиндель (8) для инструмента, ось (9) которого ориентирована параллельно первой линейной направляющей (1),

отличающийся тем, что

поворотный рычаг (6) выполнен с возможностью поворота посредством моментного двигателя, расположенного на его оси (7) поворота.

2. Обрабатывающий станок по п. 1, отличающийся тем, что для осевого перемещения зажимного приспособления (3) для заготовки на первой линейной направляющей (1) и/или осевого перемещения поворотного рычага (6) на второй линейной направляющей (2) предусмотрен линейный двигатель.

3. Обрабатывающий станок по п. 1 или 2, отличающийся тем, что для поворотного и вращательного движения зажимного приспособления (3) для заготовки соответственно предусмотрен моментный двигатель.

4. Обрабатывающий станок по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что параллельно второй линейной направляющей (2) на стороне напротив приспособления (3) для крепления заготовки предусмотрена защитная крышка (11) X-Y с ведущей пластиной (13), в которой расположен поворотный подшипник (14), окружающий конец шпинделя (8) инструмента со стороны инструмента.

5. Обрабатывающий станок по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что

параллельно второй линейной направляющей (2) на стороне напротив зажимного приспособления (3) для заготовки расположен угловой или дугообразный цепной магазин (15) для крепления инструмента, имеющий горизонтально расположенную часть (16) и вертикально расположенную часть (17), и тем, что на свободном конце горизонтально расположенной части (16) расположено устройство (18) для смены инструмента.

6. Поворотный рычаг (6) для обрабатывающего станка по любому из пп. 1-5, выполненный с возможностью поворота вокруг оси (7) поворота, на свободном конце которого расположен шпиндель (8) для инструмента,

отличающийся тем, что

поворотный рычаг (6) выполнен с возможностью его непосредственного приведения в действие посредством моментного двигателя (19, 20, 21), а подшипник скольжения (22), выполненный с возможностью действия между статором (20) и ротором (21), обеспечен масляным демпфированием.

7. Поворотный рычаг (6) по п. 6, отличающийся тем, что моментный двигатель (19, 20, 21) имеет внешний ротор (21) и внутренний статор (19, 20).