Многооперационный станок

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 В 23 3 / 1 5.7

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Щд@ <Щ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1б 12

Фиг,1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3739274/25-08 (22) 07.05,84 (46) 23,02.86. Бюл. № 7 (71) Ульяновское головное специальное конструкторское бюро тяжелых и фрезерных станков (72) А.В. Кучерявый (53) 621.9.06=114=529(088,8) (56) Патент С)))А № 4.141,133, кл. 29-568, опублик. )977 (54)(57) ИНОГООПЕРАЦНОННЪ)) СТАНОК, содержаший станину, расположенную на стойках поперечину с продольными направляюшими, на которых с возможностью перемещения установлены ползунковые бабки с вертикальными шпинделями, и инструментальные магазины, о т л ич а ю ш и и с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей станка, инструментальные магазины расположены в средней части станины между ползунковыми бабками друг над другом, причем верхний имеет гнезда под вертикально и горизонтально расположенные инструменты, нижний— гнезда под сменные головки, при этом верхний магазин установлен с возможностью .передачи горизонтально распоп.оженного инструмента в сменную головку нижнего магазина при вертикальном и горизонтальном перемещениях ползунковой бабки.

1212753

Изобретение . относится к машиностроению, в частности к станкостроению, к многооперационным станкам с программным управлением типа "обрабатывающий центр" для обработки корпусных и базовых деталей.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей станка путем обеспечения возможности обработки детали с одной установки в пяти плос- 10 костях.

На фиг.! изображен станок, общий вид, на фиг. 2 — то же, вид сверху; на,фиг, 3 — верхний магазин цепного типа, разрез; на фиг. 4 — разрез А-А !5 на фиг, 3; на фиг, 5 — вид Б на фиг3; на фиг, 6 — кинематическая схема ползунковой бабки и сменной головки; на фиг. 7 — вид В на фиг,6, Станок содержит стойку 1, к кото- 20 рой с двух сторон. прикреплены одинаковой конструкции станины 2, на направляющих которых установлены с возможностью продольного перемещения столы 3. 25

На верхней плоскости стойки 1 установлена неподвижно поперечина 4, имеющая направляющие, на которых смонтированы одинаковой конструкции; но "зеркального" исполнения, для уменьшения размера их сходимости, полэунковые бабки 5 с возможностью перемещения по всей длине направляю. щих поперечины 4 для одновременной работы на любом столе 3. 35

Бабка 5 оснащена ползуном 6, имеющим достаточное осевое перемещение для перекрытия высоты всего рабочего пространства, а также смены инструментов и смены головок.

По концам поперечины 4 установлены поддержки 7.

Иеханизм автоматической смены инструментов содержит инструментальный магазин 8, представляющий собой 45 замкнутый конвейер с приводом 9.

Направляющая инструментального магазина охватывает стойку 1 и вместе с гнездами, несущими инструмент, расположена в свободном про.транстве между стойкой 1 и внутренними кромками столов 3.

Указанные гнезда оснащены горизонтальными 10 и вертикальными ll держателями инструмента. 55

В держателях !О хранятся инструменты для смень1 в шпинделе ползун- ковой бабки, а в держателях 11 для смены инструментов в горизонтальных шпинцелях сменных головок, Магазин 12 сменных головок содержит поворотную платформу 13 с базируюшими элементами 14, на которые устанавливают сменные головки 15 и привод 16 поворота платформы, Магазин 12 сменных головок 15 расположен в пространстве между двумя столами таким образом, чтобы в зафиксированном положении платформы 13 одна из сменных головок 15 находилась в позиции загрузки. В этом положении ось головки должна находиться на линии, соединяющей оси шпинделей обеих ползунковых бабок, Количество устанавливаемых на платформу сменных головок 15 и диаметр платформы 13 выбираются в зависимости от размеров головок, однако желательно, чтобы габаритный размер магазина сменных головок был таким же, как и габариты инструментального магазина, с тем, чтобы они не увеличивали габариты станка, а встраивались в свободное пространство, которое допускается поперечным сечением стойки 1.

На станке установлена поворотная штанга 17, несушая подвесной пульт

18 управления.

Держатели 10 и ll инструментального магазина 8 имеют одинаковую конструкцию и каждый из них содержит механизм захвата, состоящий из двух подвижных губок 19, установлен-. ных на осях 20, с возможностью поворота под действием пружины 21 сжатия и неподвижной губки 22, закрепленной на корпусе держателя, служащей для направления и центрирования оправки инструмента в держателе (фиг.3 и 4), предусмотрен также замок, запирающий инструмент, предохраняющий его выпадение при хранении и транспортировке, состоящий из толкателя 23, имеющего коническую поверхность 24, контактирующую в рабочем положении в момент запирания с ответными поверхностями 25 на выступах подвижных губок 19 и пружины 26, удерживаюшей толкатель 23 в выдвинутом положении, Толкатель 23 взаимодействует с упорами 27, закрепленными на ползуне 6 и сменных головках 15.

Держатели 10 и 11 установлены в направляющих инструментального мага"

1212753

20 зина 8, связаны с помощью роликовой цепи (не показана) и чередуются через один так, что вертикальные держатели 10 смещены относительно горизонтальных держателей 11 на один шаг, поэтому расстояние между двумя одноименными держателями равно двум шагам, причем это расстояние больше, чем размер конца ползуна 6 или сменной головки 15 в продольном направлении (вдоль стола) с учетом диаметра конуса инструмента. Это выполнено для того, чтобы ползун 6 или головка 15 при накалывании при смене инструмента не задевали концы соседних инструментов, при этом также учитывается наибольший диаметр устанавливаемого в соседние одноименные держатели режущего инструмента (фиг.5, поз.l5 и 6), Ось держателя 11 расположена ниже нижней кромки направляющей магазина

8 с учетом наибольшего диаметра устанавливаемых инструментов, на размер

Г (фиг. 3), равный расстоянию от плоскости стыка сменной головки 15 с ползуном 6 до оси ее шпинделя.

Этот размер Г выполняется в сменной головке и выдерживается соответствующий ему размер в магазине

8 с тем, чтобы положение ползуна в осевом направлении при смене инструмента в основном шпинделе в держателях 10 и в шпинделе накладной головки.в держателях 11, было одно и то же, что упрощает управление станком, Бабка 5 представляет собой фрезерно-расточный,агрегат, содержащий установленные на направляющие поперечины сани 28, несушие привод 29 подач саней, привод 30 подач, смонтированный в корпусе 31, несущий главный привод 32, механизм 33 зажима инструмента, механизм 34 ориентации шпинделя 35, механизм 36 зажима сменных головок 15.

Главный привод 32 содержит электродвигатель 37, соединенный с помощью муфты 38 с двухступенчатой коробкой скоростей, содержащей шестерни 39 — 47, которая посажена на промежуточную трубу 48, связанную со шпинделем 35 подвижным соединением 49.

Механизм 33 зажима инструмента содержит пакет пружин, собранный на стержне, взаимодействующим с толка25

55 телем 50> и имеющим на другом конце зажимные кулачки 51, зажимающие захватную часть оправки 52, Для отжима инструмента и головок предусмотрены два гидроцилиндра 53 и 54 °

При отжиме инструментов и головок используются оба гидроцилиндра, при этом обеспечивается наибольшая деформация пакета тарельчатых пружин и наибольший ход штока с полным

"раскрытием" кулачков 5) и освобождением хвостовика оправок.

При повороте сменных головок 15 на 90, 180; 270 и 360 используется гидроцилиндр 54 малого диаметра, который не отжимает оправку, а опускает на небольшую величину, и удерживает головку во время ее поворота, Механизм 34 ориентации шпинделя

35 содержит круглый корпус, в котором установлены бесконтактные конечные выключатели 55, предназначенные для поворота сменных головок 15 на 90, 180,.270 и 360, взаимодействующие с упором 56, закрепленным на зубчатом колесе 57, жестко связанным посредством промежуточной трубы 48 со шпинделем 35, с помощью которого осуществляется поворот сменных головок 15, Точность поворота шпинделя 35, а вместе с ним сменной головки и фиксация его углового положения осуществляется с помощью фиксатора 58, закрепленного на штоке гидроцилиндра 59, Привод 29 подачи саней 28 содержит электродвигатель 60, который с помощью муфты 61 связан с коробкой. подач, содержащей шестерни 62-67, червяк 68 и червячную рейку 69, закрепленную на поперечине 4, Для мелких станков, когда величина перемещения бабок по поперечине небольшая, в качестве последней приводной пары, вместо червячно-реечной передачи может быть применена шариковая винтовая пара, В этом случае приводы подач саней устанавливаются на торцах поперечины.

Привод 30 подач ползуна 6 содержит электродвигатель 70, муфту 71, шестерни 72 — 75,:ходовый винт 76 и закрепленную на ползуне ходовую гайку

77, которые представляют собой шариковую винтовую пару, Сменная головка 15 устанавливается на торец ползуна 6 и содержит

1212753 пару конических шестерен, из которых шестерня 78 смонтирована на валу, жестко связанном с конической оправкой 52, а шестерня 79 посажена на шпиндель 80, в котором на тяге 81 смонтированы зажимные кулачки 82 и пакет тарельчатых пружин 83, На заднем торце корпуса сменной головки 15 смонтирован гидроцилиндр

84, предназначенный для отжима инструмента 85 в шпинделе 80, Головка 15 устанавливается на торец ползуна автоматически, поэтому в головке предусмотрено устройство для автоматического подсоединения гидроципиндра к трубопроводу гидросистемы бабки (не показано, Для зажима головок 15 предусмотрены четыре зажима, расположенные со стороны переднего торца ползуна, каждый из которых содержит гидроцилиндр 86, на штоке 87 которого установлен пакет тарельчатых пружин 88, шестерня 89, зацепляющаяся с зубчатой рейкой, закрепленной на штоке гидроцилиндра 90, предназначенного для поворота штока 87, на переднем конце которого закреплен захват 91, входящий в Т-образный паз головок 15, Смена инструмента в шпинделе.:35 производится следующим образом, По записанной программе включается электродвигатель 60 и через шестерни 62 — 67 вращает червяк 68, зацепляющийся с рейкой 69, и сани 28 бабки 5 по направляющим поперечинам

4 перемещаются в позицию смены инструмента, одновременно включается электродвигатель 70 и через шестерни

72 — 75 вращает ходовой винт 76, который с помощью гайки 77 перемешает ползун 6, в шпинделе которого зажат инструмент, в позицию смены инструмента.

Одновременно масло под давлением подается в штоковую полость гидроцилиндра 59, и фиксатор 58 освобождает зубчатое колесо 57, расфиксируя шпин. дель 35, после чего включае гся электродвигатель 37 и через шестерни 3947 ориентирует. шпиндель 35, поворачивая его по часовой стрелке, пока упор 56 не совместится с бесконтактным конечным выключателем 55, который отключает электродвигатель 37 в нулевом положении шпинделя 35 (фиг. 7)).

t0

10 (фиг.3 и 4).

20 При подходе ползуна 6 к держателю

В этом положении с помощью фиксатора 58, который приводится в действие пружиной при отключенном давлении в гидроцилиндре 54, происходит точная ориентация шпинделя 35 и его фиксация, При этом ползун 6 и шпиндель 35 находятся в таком положении IIo Bbl соте, что захватная часть оправки зажатого в шпинделе инструмента совпадает с рабочими кромками неподвижной губки 22 и подвижных губок !

9 держателя 10, инструментального магазина 8, а в угловом положении шпиндель 35 сориентирован так. что его шпонки 92 находятся против паза

93 в неподвижной губке 22 держателя

l0 упор 27 нажимает на толкатель

23, перемещает его вниз, сжимая пружину 26, его коническая поверхность

24 освобождает ответные поверхности

25 на подвижных губках 19, и инструмент своей захватной частью нажимает на рабочие кромки подвижных губок

19, раздвигает их, поворачивая вок-, руг осей 20, сжимая пружину 21 и центрируется на рабочих гранях неподвижной губки 22, Подается давление к гидроцилиндрам 53 и 54, их поршни перемещаются вниз, и шток гидроцилиндра 54 нажимает на толкатель 50 усилием обоих цилиндров и сжимает пакет пружин, кулачки 51 освобождают захватную часть инструмента 94, Включается электродвигатель 70, полэун 6 перемещается вверх и останавливается, освободив конусную часть оправки инструмента 94, при этом упор 27 освобождает толкатель

23, пружина 26 перемешает его вверх и конической поверхностью 24, воздействуя на ответные поверхности

25, запирает подвижными губками 19 инструмент 94 в держателе 1О, Включается по программе привод 9 инструментального магазина 8, и запрограммированный инструмент перемещается в позицию смены, которая находится на геометрической линии, соединяющей центры шпинделей ползунов обеих бабок, Включается электродвигатель 70, ползун перемещается вниз, "накаливается" на конусный хвостовик оправки

7 )г нового инструмента и останавливается, одновременно нажимает упором 27 на толкатель 23, освобождая подвижные губки 19, включаются в работу гидроцилиндры 53 и 54, перемещаются их поршни вверх, пакет тарельчатых пружин посредством кулачков 5) зажимает оправку в шпинделе 35.

Включается двигатель 60, сани 28 с ползуном 6 перемещаются в направлении от держателя 10, инструмент захватной частью раздвигает подвижные губки 19, сжимая пружину 21, держатель )0.остается свободным, а бабка перемещается в зону обработки с замененным в шпинделе инструментом, Последовательность операций при смене инструментов в правой и левой бабках одинакова, только подход к держателям инструментов производится в противоположных направлениях.

Возможен вариант, при котором вы,годнее иметь в магазине 8 один инструмент, которым обе бабки могут воспользоваться поочередно, в этом случае, каждая из бабок может брать инструмент с держателя, находящегося на противоположной ветви магазина 8, с изменением программы последовательности операций подхода бабки к держателю )0, Автоматическая смена головок производится следуюшим образом.

Бабка 5 с установленной "на ползуне

6 сменной головкой )5 перемещается известным способом к центру станка в позицию загрузки сменных головок, которая находится на геометрической линии, соединяющей центра шпинделей обоих ползунов, на которой также находится центр базируюших элементов

14 платформы 13 магазина 12 сменных головок, останавливается и включается электродвигатель 70, ползун 6 перемещается вниз, головка 15 центрируется на базируюших элементах 14, включаются в работу гидроцилиндры 53 и 54, отжимается захватная часть оправки 52, подается давление в поршневую часть гидроцилиндров 86 и происходит отжим головки 15, подается давление в гидроцилиндр 90, который посредством рейки поворачивает шестерню 89, а вместе с ней и захват

91, включается электродвигатель 70, и ползун 6 перемешается вверх, при этом оправка 52 выходит из конусного

12753 отверстия шпинделя 35 и захват 91 из

Т-образного паза головки 15.

Включается привод 16, платформа 13 поворачивается, и в позицию загрузки подается другая сменная головка, включается электродвигатель 70, ползун опускается вниз, накалывается конусным отверстием шпинделя 35 на оправку 52, при этом четыре захвата

10 91 входят в Т-образный паз сменной головки, масло под давлением подает ся в оба гидроцилиндра 53 и 54 в штоковые полости, поршни перемещаются вверх, освобождают толкатель 50, и пакет тарельчатых пружин подтягивает головку 15 к торцу ползуна 6, затем включается гидроцилиндр 90, шток-рейка которого поворачивает шестерню 89 и связанный с ней захват

9) во всех четырех зажимах так, что заплечики захвата становятся напротив нижних полок Т-образного паза, отключается давление в гидроцилиндре

86 и пакет тарельчатых пружин 88 с д помощью штока 87 зажимает захвата-. ми 91 головку на ползуне 6, включает. ся электродвигатель 70, перемещает ползун 6 вместе с головкой 15 вверх, включается электродвигатель 60, и сани 28 перемещаются к столу 3, опять включается электродвигатель

70 и ползун опускается вниз до совмещения оси шпинделя 80 головки с осью держателя 11, включается электродвигатель 60, и сани 28 перемеща"

35 ются к держателю 11, в котором закреплен запрограммированный инструмент, накалывается конусное отверстие шпинделя 80 на хвостовик инструмента

85, отключается давление в гидроцилиндре 84, и пакет пружин 83 через тягу 81 с помощью кулачков 82 зажимает инструмент 85.

Ориентация шпинделя 80 в головке

15 производится с помощью того же

4 механизма 34, Бабка перемещается в зону обработки, в которой сани 28 и ползун 6 занимают запрограммированное положение, головка 15 при этом находится в нулевом положении.

При необходимости обработки дета" ли с четырех сторон горизонтальным шпинделем 80 головка 15 поворачивается на 90, 180, 270 и 360, при

55 этом, подается давление в гидроцилиндр 86, и захваты 91 освобождают головку 15, подается масло под давлением в цилиндр. 54, шток его nepe1212753

10 мешается, нажимает на толкатель 50, и пакет пружин сжимается частично, при этом кулачки 51 также перемещаются вниз, но удерживают за захватную часть оправку 52, между торцами головки 15 и ползуна 6 появляется зазор и через кинематическую цепь коробки скоростей шпиндель 35 поворачивается на необходимый угол, после чего подается давление в штоковую полость гидроцилиндра 54, и пакет пружин подтягивает головку 15 к торцу ползуна 6, отключается давление в поршневой полости гидроцилиндров

86 ° и пакеты пружин 88 зажимают головку 15 с помощью захватов 91.

Смена инструмента в головке 15 .производится в одном из ее положений, при котором торец шпинделя 80 обращен к магазину 8.

Для смены инструмента 85 в шпинделе 80 включается электродвигатель

70, ползун 6 опускается вниз, чтобы ось шпинделя 35 была ниже оси держателя 11 и, чтобы инструмент 85 не задевал его, включается электродви10 гатель 60, сани 28 перемещаются к держателю 11, Когда захватная часть оправки совпадет по вертикали с подвижными губками 19 держателя II сани останавливаются и включается

1 электродвигатель 70, ползун 6 перемещается вверх и далее все происходит как было описано в держателе 10 при смене инструмента в шпинделе 35.

1212753

1212753.12!2753

1212753 дидд

Составитель E.Ìàðêoâ .Техред М.Гергель Корректор M. Демчик

Редактор Н.Пушненкова

Филиал DDII "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 702/21 Тираж 826 Подписное

BHHHDH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5