Стол металлорежущего станка Советский патент 1982 года по МПК B23Q1/66 B23Q39/04 

Изобретение может найти применение при создании станков для обработ ки базовых поверхностей турбинных лопаток. Известен стол металлорежущего станка, например сверлильно-фрезерного, содержащий станину и платформу имеющую до шести степеней свободы для регулирования положения закрепленной на ней заготовки относительно станины, по меньшей мере одну пару опорных оснований прямоугольного профиля, подпружиненных к платформе и прилегающих к вертикальным плоскостям станины с возможностью поступательных перемещений и покачивания в процессе регулирования, а при фиксации принудительно прижимаемых к этим плоскостям силовыми элементами. Цель изобретения - обеспечить жесткую фиксацию платформы, лишающую ее всех степеней свободы. Для этого на противоположных сторонах платформы параллельно основани ям выполнены цилиндрические поверхности, на каждой из которых расположен вкладыш, снабженный соответственно цилиндрической и плоской поверхностями для постоянного скользящего контакта с платформой и опорным основанием, а силовой элемент для фиксации опорного основания смонтирован на платформе с возможностью покачивания относительно геометрической оси соответствующей цилиндрической поверхности платформы. Каждый вкладыш целесообразно выполнить в видестержня полукруглого профиля и смонтировать в обойме полукольцевого профиля, жестко соединенной с платформой и несущей на наружной цилиндрической поверхности коромысло, на котором закреплен силовой элемент для фиксации опорного основания, действующий в сторону платфорДля обеспечения последовательности нарастания зажимного усилия сначала на платформу, а затем на ну силовые элементы могут быть выполнены в виде гидравлических мембранранных зажимов J- подсоединенных параллельно к единому источнику подачи рабочей среды под давлением. При прочих равных параметрах толщина мембран, действующих в сторону платфорг мы, существенно меньше толщины мембран, действующих в сторону станины.

Каждое из оснований представляет собой балку Т-образного профиля, вертикальная часть которой может быть снабжена окном для размещения мембранного зажима, действующего в сторону платформы,

На фиг. 1 изображена схема стола апрегатного сверлильного фрезерного станка, предназначенного для обработки на заготовке турбинной лопатки трех базовых поверхностей: двух взаимно перпендикулярных плоскостей на хвостовике и центрового отверстия на торце пера, вид сбоку; на фиг. 2 то же, вид спереди.

Турбинная лопатка 1 (фиг. 1 и 2) закреплена при помощи винтовых зажимов 2 и 3 на платформе стола.

Положение заготовки относительно станины 5 (и относительно режущих инструментов станка) определяется датчиками (на чертеже не изображены)

Для регулирования положения заготовки на станке платформа k имеет пять степеней свободы: два поступательных движения вдоль осей X и Y и три вращательных вокруг осей X, Y, Z Все пять движений (на чертеже изображены стрелками) платформе k сообщают приводные звенья механизма ориентации (на чертеже не изображен). .

Платформа смонтирована на штанге 6, установленной в отверстие продольной люльки 7 с возможностью поступательных перемещений вдоль верти кальной оси ориентации Y.

Люлька 7 смонтирована на дуговых направляющих 8 вертушки 9 посредством которых платформа е заготовкой совершают враща1ельное движение вокруг продольной оси Z.

Вертушка 9 посредством круговых направляющих 10 может сообщать платформе k вpaщateльнoe движение вокруг вертикальной оси Y.

Для поступательного движения вдоль оси X служит ползун 11 с прямоугольными направлениями 12, соединяющими ползун с поперечной люлькой 13 установленной на дуговых направляющих Н станины 5 и предназначенной для вращения платформы вокруг оси X.

Таким образом, платформа с заготовкой обеспечивается регулировочными движениями по пяти а при необходимости и по шести степеням свободы.

Для жесткой фиксации платформы: в любом из отоегулированных положений служит пара опррных оснований 15 прямоугольного - в данном случае Т-образного профиля, которые установлены в направляющих пазах, образованных П-образными корпусами 16 силовых элементов и торцовыми плоскостями станины 5.

Корпусы 16 силовых элементов жестко закреплены на торцах станины 5 и в них выполнено по два окна, в которых смонтированы металлические мембраны 17, герметично приваренные вместе с крышками 18 к корпусам 16.

Опорные основания 15 установлены с возможностью поступательных движений вдоль оси у и вращательных движений (покачивания) в плоскостях направляющих пазов, т.е. обладают двумя степенями свободы в параллельных плоскостях.

От бокового смещения опорные основания 15 Одерживаются пальцами 19, которые одновременно служат для предотвращения прогибов корпусов 16 мембранных зажимов при закреплении балок во время фиксации.

Под действием пары пружин 20 каждое из -опорных оснований 15 своей верхней горизонтальной плоскостью постоянно прижимается к вкладышу 21, выполняемому в виде стержня полукруглого профиля (суммарное усилие всех пружин 20 не должно превышать веса с закрепленными на нем деталями). Вкладыши 21 смонтированы в обоймах 22 полукольцевого профиля, которые при помощи болтов 23, плотно посаженных в отверстиях платформы Ц, и гаек 2k через установочные кольца 25 жестко прижаты к платформе .

На наружных поверхностях обойм 22 смонтированы с возможностью покачивания коромысла 26, на которых закреплены горизонтальные мембранные зажимы 27, выполненные аналогично 5 вертикальным и свободно расположенные в окнах опорных оснований 15. Вкладыши 21 притерты своими цилиндрическими поверхностями к обоймам 22, а плоскими поверхностями к верхним плоскостям опорных оснований 15. Со стороны этих притертых поверхностей на вкладышах выполнены замкнутые канавки 28 и 29, равномерно расположенные по этим поверх ностям и соединенные каналами 30 с источником подами масла под давлением. Стол работает следую(цим образом. , Положение щупов датчиков и режущего инструмента обрабатывающих агрегатов настраивается по эталону, имитирующему заготовку с обработанными базовыми поверхностями, относительно которых припуск на последующую обработку распределен равномерно. Перед началом обработки эталон заготовки закрепляется в винтовых зажимах 2 и 3, после чего режущий инструмент и щупы датчиков подводятся к соответствующим поверхностям, настраиваются на номинальные размеры и фиксируются в этих положениях. За тем на место эталона устанавливается заготовка лопатки 1. Регулирование положения заготовки на столе может производиться и самим оператором по показаниям механических индикаторов, устанавливаемых на место датчиков. В процессе регулирующих движений (который при использовании электронного оптимизатора длится всего несколько секунд) подпружиненные опорные основания 15, обладая двумя степенями свободы, постоянно прижимаются к вкладышам 21, причем сами вкладыши за счет поворота вокруг своих осей постоянно контактируют с верхними плоскостями плавающих балок по всей плоской поверхности своих лысок При повороте платформы k вокруг оси X коромысла 26 поворачиваются по наружным поверхностям обойм 22, в результате чего обеспечивается равно мерность прилегания мембранных зажимов 27 к нижним плоскостям горизонтальных частей опорных оснований 15. Во время ориентации по каналам 30 под давлением подается масло, образу ющее в канавках 28 и 29 вкладьшей масляные подушки, которые в значительной мере снижают коэффициент тре 7 ния на притерных поверхностях вкладышей и таким образом способствуют образованию равномерного зазора между притертыми плоскостями вкладышей и опорных оснований. По окончании регулирования подача масла в канавки вкладышей прекращается, при этом основные зазоры, гарантирующие установочные движения вкладышей относительно балок, выбираются действием пружин 20. Одновременно в камерах мембранных зажимов создается давление рабочей среды. Камеры всех мембранных зажимов подключены к единому источнику подачи рабочей среды параллельно, и нарастание давления в них происходит в равной мере и одновременно. Но зажатие горизонтальных и вертикальных частей плавающих балок происходит в последовательности, достигаемой за счет подбора толщины, размеров и формы мембран, обуславливающих их жесткость и вместе с тем начало срабатывания при равном давлении, а также развиваемое усилие зажатия. Для жесткого закрепления платформы с наименьшим уводом из отрегулированного положения вначале производится зажатие горизонтальных частей опорных оснований с тем, чтобы вначале выбрать оставшиеся микрозазоры в сочленениях вкладышей с обоймами и плавающими балками. Для этого мембраны горизонтальных зажимов выполнены более податливыми по сравнению с вертикальными, например, за счет меньшей толщины их стенок. При работе горизонтальных зажимов опорные основания свободно - не сдвигая платформу из отрегулированного положенияперемещаются вверх по направляющим пазам на величину, равную сумме величин выбираемых зазоров и упругих контактных деформаций в сочленениях вкладышей. После предварительного зажима опорных оснований начинают срабатывать зажимы, снабженные мембранами большей жесткости (более толстыми). После окончательного выбора зазоров с помощью мембран большей жесткости происходит окончательное сжатие опорных оснований, в результате чего опорные основания плотно прилегают к вкладышам, создавая сопротивление перемещению платформы от усилий резания. Формула изобретения Стол металлорежущего станка, нйпример.сверлильно-фрезерного, содер жащий станину и платформу, имеющую до шести степеней свободы для регулирования положения закрепленной на ней заготовки относительно стани .ны, по меньшей мере одну пару опорных оснований прямоугольного профиля, подпружиненных к платформе и пр летающих к вертикальным плоскостям станины с возможностью поступательных перемещений и покачивания в процессе регулирования, а при фикса ции принудительно прижимаемых к эти плоскостям силовыми элементами, о т л и ч а ю щ и и с Я тем, что, целью жесткой фиксации платформы, лишающей ее всех степеней свободы, на противоположных сторонах платфор мы параллельно основаниям выполнены цилиндрические поверхности, на каждой из которых расположен вкладыш, снабженный соответственно цилиндрической и плоской поверхностями для постоянного скользящего контакта с платформой и опорным оенйванием, а силовой элемент для фиксации опорного основания смонтйрован на платформе с возможностью покачивания от носительно геометрической оси соотв ствующей цилиндрической поверхности платформы. 2.Стол по п, 1, отличающийся тем, что каждый вкладыш выполнен в виде стержня полукруглого профиля и смонтирован :в обойме полукольцевого профиля, жестко соединенной с платформой и несущей на наружной цилиндрической поверхности коромысло, на котором закреплен силовой элемент для фиксации опорного основания, действующий в сторону платформы. 3.Стол по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью обеспечения последовательности нарастания зажимного усилия сначала на платформу, а затем на станину, силовые элементы выполнены в виде гидравлических мембранных зажимов, подсоединенных параллельно к единому источнику подачи рабочей среды под давлением, причем при прочих равных параметрах толщина мембран, действующих в сторону платформ, существенно мень ше толщины мембран, действующих в сторону станины. t ; . f. Стол по пп. 1-3, о тли ч аю щ и и с я тем, что каждое из оснований представляет собой балку Т-образного профиля, вертикальная часть которой снабжена окном для размещения мембранного зажима, действующего в сторону платформы.