Многоцелевой портальный станок

 

Использование: изобретение относится к области станкостроения, в частности к многошпиндельным станкам портального типа, предназначенным для изготовления глубоких отверстий в трубных решетках, а также в подобных деталях, используемых в энергетическом машиностроении. Сущность изобретения: многоцелевой портальный станок содержит стол 1 для размещения обрабатываемой детали 2. По обе стороны стола расположены направляющие 3, на которых установлен с возможностью перемещения портал 4. На направляющих поперечины 5 с возможностью перемещения установлен многошпиндельный 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 устройством 11 для подачи СОЖ, выходное отверстие которого сообщено с каналом 12 для подачи СОЖ в зону глубокого сверления, выполненным в сверле 13 глубокого сверления, а шпиндельный узел 10 снабжен механизмом 14 сбора отработанной СОЖ. Механизм сбора отработанной СОЖ выполнен в виде корпуса 25 с полостью 26, в котором на противоположных стенках расположены кондукторная и люнетная втулки 27 и 28 соответственно, предназначенные для размещения сверла глубокого сверления. Элемент, отводящий СОЖ со стружкой из механизма ее сбора, выполнен в виде открытого сверху желоба 35, соединенного с подвижной частью портала и расположенного под углом. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области станкостроения, в частности к многошпиндельным станкам портального типа, предназначенным для изготовления глубоких отверстий в трубных решетках, а также в подобных 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] Недостатком известного станка является ограниченная техническая возможность станка при обработке крупногабаритных деталей, обусловленные невозможностью сверления глубоких отверстий, в частности в трубных решетках.

Известен также многоцелевой портальный станок, содержащий стол для размещения обрабатываемой детали, портал, на поперечине которого с возможностью перемещения расположен многошпиндельный блок, имеющий по меньшей мере один сверлильный шпиндельный узел [2] К недостаткам известного многошпиндельного станка портального типа, принятого в качестве прототипа, относятся ограниченные технические возможности, обусловленные тем, что на нем нельзя в одном технологическом процессе осуществлять вместе со сверлением глубоких отверстий также растачивание или фрезерование, необходимых для полной обработки крупногабаритных деталей с одной установки. Отсутствие таких технических возможностей приводит к необходимости применения дорогостоящего фрезерно-расточного оборудования, а также к увеличению времени на транспортировку и перебазирование крупногабаритных деталей, 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 большими техническими возможностями, заключающимися в повышении производительности и экономичности за счет обеспечения возможности обработки с одной установки наибольшего количества поверхностей в крупногабаритных деталях, в частности выполнение в трубной решетке различных сверлений, в том числе глубоких отверстий, и фрезерование различных поверхностей в соответствии с технологическим процессом ее обработки.

Для достижения указанного технического результата в известном многоцелевом портальном станке, содержащем стол для размещения обрабатываемой детали, портал, на поперечине которого с возможностью перемещения расположен многошпиндельный блок, имеющий по меньшей мере один сверлильный шпиндельный узел глубокого сверления, а другой шпиндельный узел выполнен фрезерно-расточным, при этом по меньшей мере один фрезерно-расточной шпиндельный узел снабжен по меньшей мере одним механизмом сбора отработанной смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ) со стружкой, имеющим кондукторную и люнетную втулки, установленные в корпусе с возможностью расположения сверла глубокого сверления сверлильного шпиндельного узла, при этом механизм сбора отработанной СОЖ со стружкой связан с элементом, отводящим СОЖ со стружкой.

Кроме этого, механизм сбора отработанной СОЖ со стружкой установлен на подвижной части фрезерно-расточного шпиндельного узла съемно.

Кроме этого, механизм сбора отработанной СОЖ со стружкой установлен на подвижной части фрезерно-расточного шпиндельного узла с возможностью фиксированного поворота в рабочем и нерабочем положениях.

Кроме этого, элемент, отводящий СОЖ со стружкой, выполнен в виде открытого сверху желоба, соединенного с подвижной частью портала и расположенного под углом.

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 многоцелевого портального станка; на фиг. 2 узел А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 2.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером выполнения, который однако не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной совокупностью признаков требуемого технического результата.

Портальный станок содержит стол 1 (фиг. 1 и 2) для размещения обрабатываемой детали 2. По обе стороны стола расположены направляющие 3, на которых установлен с возможностью перемещения портал 4. На направляющих поперечины 5 портала 4 с возможностью перемещения установлен многошпиндельный 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 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 и входное отверстие 16 и 17 соответственно, при этом 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 оправки.

На наружной боковой поверхности уплотнительной втулки 21 устройства 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.

Сверло 13 глубокого сверления имеет стебель, соединенный с головкой, выполненной с одной режущей пластиной 29 и двумя направляющими пластинами 30. При этом люнетная втулка 28 выполнена неразъемной с двумя продольными пазами 31 и 32 соответственно для прохода одной направляющей пластины 30 головки сверла 13 и режущей пластины 29 вместе с другой ближайшей к ней направляющей пластиной 30. Благодаря наличию пазов, люнетная втулка 28 выполняется неразъемной и позволяет при установке сверла пропустить через себя головку сверла с режущей пластиной 29 и направляющими пластинами 30.

Полость 26 сбора отработанной СОЖ со стружкой выполнена с закругленными углами, на одной из стенок которой выполнено выходное отверстие 33, сообщенное посредством трубопровода 34 с элементом, отводящим отработанную СОЖ со стружкой, выполненной в виде наклонного желоба 35, установленного между стойками 36 портала 4 и соединенного с подвижной частью станка, несущей многошпиндельный блок, например со стойкой.

Элемент размельчения стружки выполнен в виде дополнительной втулки 37 с лопатками 38 на торце, расположенном во внутренней полости корпуса 25, и связан с ними посредством подшипников 39.

Корпус 25 съемно установлен на шпиндельном узле 10, выполненном фрезерно-расточным. Кинематическая связь корпуса 25 с конструктивными элементами шпиндельного узла 10 может быть выполнена любым известным образом, например, корпус 25 закреплен на плите 40, соединенной посредством разъемного соединения, например винтового, эксцентрикового, клинового зажимов, с пинолью 9 шпиндельного узла 10.

В другом варианте корпус 25 поворотно установлен на шпиндельном узле 10 посредством механизма поворота 41, выполненного, например в виде зубчатой передачи, с штыревыми фиксаторами (не показано) для блокирования механизма поворота в рабочем и нерабочем положениях корпуса 25.

Портальный станок работает следующим образом.

Обрабатываемая крупногабаритная деталь 2, в частности трубная решетка, устанавливается на рабочую поверхность стола 1, после чего осуществляется позиционирование портала 4 вместе с шпиндельным 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, и подводят механизм 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 производится подача СОЖ под давлением через отверстия 17, 23, 21 и канал 12 в зону сверления. 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, что особенно важно при обработке крупногабаритных чашеобразных деталей.

Отвод из зоны сверления стружки производится потоком СОЖ, посредством которого стружка с отработанной СОЖ транспортируется по желобу 35, выполненному на внешней поверхности сверла 13, и попадает во внутреннюю полость 26, в которой посредством вращающихся лопаток 38 стружка размельчается и подается (получив при этом дополнительную энергию) вместе с отработанной СОЖ через отверстие 33 и трубопровод 34 в наклонный желоб 35. И далее по наклонному желобу 35 размельченная стружка вместе со СОЖ транспортируется к месту накопления. Закрепление желоба 35 на стойках 36 портала позволяет сократить размеры трубопровода 34 до минимальных, исключив, тем самым, его засорение при транспортировке СОЖ со стружкой. Это в свою очередь обеспечивает исключение непроизводственных простоев, вызванных прочисткой трубопровода.

По окончании процесса сверления в трубной решетке одного глубокого отверстия перемещения пиноли 7 вверх сверло 13 отводится так, чтобы его режущая головка в конце перемещения находилась в кондукторной втулке 27. После этого пиноль 9 фрезерно-расточного шпиндельного узла 10 перемещается вверх до образования зазора между торцем кондукторной втулки 27 и обрабатываемой деталью 2. Наличие зазора позволяет произвести позиционирование портала 4 вместе с многошпиндельным блоком для установки в позицию обработки следующего отверстия в соответствии с технологическим процессом. После обработки всех глубоких отверстий портал 4 отводится в исходное положение, предварительно вывесив над обрабатываемой деталью 2 механизм сбора отработанных СОЖ вместе с кондукторной втулкой. В исходном положении портала 4 для осуществления фрезерно-расточных операций шпиндельным узлом 10 в случае необходимости производят снятие механизма сбора 14 отработавшей СОЖ и сверла 13. Для осуществления процесса сверления глубоких отверстий необходимо лишь установить соответствующие сверло 13 вместе с механизмом сбора 14 отработанной СОЖ на второй шпиндельный узел 10 в рабочее положение.

Применение изобретения позволяет расширить технические возможности многошпиндельного портального станка при одновременном упрощении дорогостоящего оборудования и технологии сверления глубоких отверстий (сокращение производственного цикла), в частности в трубных решетках.

Формула изобретения

1. Многоцелевой портальный станок, содержащий стол для размещения обрабатываемой детали, элемент отвода СОЖ, портал, на поперечине которого с возможностью перемещения расположен многошпиндельный блок, имеющий по меньшей мере один сверлильный шпиндельный узел глубокого сверления, отличающийся тем, что по меньшей мере один шпиндельный узел многошпиндельного блока выполнен фрезерно-расточным, при этом по меньшей мере один фрезерно-расточный шпиндельный узел снабжен по меньшей мере одним механизмом сбора отработанной смазывающе-охлаждающей жидкости со стружкой, имеющим кондукторную и люнетную втулки, которые установлены с возможностью расположения в них сверла глубокого сверления сверлильного шпинделя, а механизм сбора отработанной смазывающе-охлаждающей жидкости со стружкой связан с элементом, отводящим СОЖ со стружкой.

2. Станок по п.1, отличающийся тем, что механизм сбора отработанной СОЖ со стружкой установлен на подвижной части фрезерно-расточного шпиндельного узла съемно.

3. Станок по п.1, отличающийся тем, что механизм сбора отработанной СОЖ со стружкой установлен на подвижной части фрезерно-расточного шпиндельного узла с возможностью фиксированного поворота в рабочем и нерабочем положениях.

4. Станок по п.1, отличающийся тем, что элемент, отводящий СОЖ со стружкой, выполнен в виде открытого сверху желоба, соединенного с подвижной частью портала и расположенного под углом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3