Номер патента: 1118488

Авторы: Альтфельд, Голынец

Есть еще 2 страницы.

Смотреть все страницы или скачать ZIP файл.

Текст

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК р В 23 О//В 23 В 39/О ОМИТЕТ СССРИЙ И ОТНРЫТИЙ БРЕТ ОПИСАН Х 38и Г.В. Голынецторское бюро а тлича танке выОСУДАРСТВЕННЫПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН(56) 1. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 332 1882/08,кл, В 23 С 1/00, 10.02.82 (прототип),(54)(57). 1. МЕТАЛЛОРЕХ(УЩИЙ СТАНОК,содержащий стойку с вертикальныминаправляющими, на которых установлена шпиндельная бабка, в корпусешпиндельной бабки у каждого из торцов прямоугольного горизонтальногоотверстия, незамкнутого у верхнегодальнего от стойки ребра, выполненыгидростатические опоры, две базовыена вертикальной плоскости, ближнейк стойке, одна базовая на нижнейплоскости у ближнего к стойке ребра, две замыкающие на горизонтальной и вертикальной плоскости у нижнего удаленного от стойки ребра, одна замыкающая на горизонтальнойплоскости у ближнего к стойке верхнего ребра, ползун прямоугольногосечения с электроприводом и шпинделем с направляющими вдоль трех ребер, сопряженными с гидравлическими опорами, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышенияточности обработки иэделий путемуменьшения влияния изменений момента от сил резания на точность поло-жения полэуна в пространстве, дополнительно у каждого торца отверстия выполнена гидростатическая опора, расположенная на горизонтальной 80, 1 48 А плоскости отверстия корпуса бабки у ближнего от стойки верхнего ребра и соединенная гидролинией с замыкающей опорой, расположенной на горизонтальной плоскости у нижнего удаленного от стойки ребра.2. Станок по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что замыкающая опора, расположенная на горизонтал ной плоскости отверстия корпуса шпиндельной бабки у нижнего его ре ра, удаленного от стойки, и соединенная гидролинией с дополнительно опорой, соединена дифференциально с базовой опорой, расположенной на вертикальной плоскости отверстия у верхнего его ребра, ближнего к стойке3. Станок по п. 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что в нем выполнена вторая дополнительная опора и измерительный карман, при этом упомянутая дополнительная опора расположена на вертикальной плоскости отверстия корпуса шпиндельной бабки у нижнего его ребр , удаленного от стойки, и соединена гидролинией с базовой опорой, расположенной на вертикальной плоскости отверстия корпуса шпиндельной бабки у верхнего его ребра, ближнего к стойке, а измерительный карман расположен на вертикальной плоскости сквозного отверстия корпуса шпиндельной бабки в непосредственной близости от упомянутой базовой опоры и соединен гидролинией с регулятором давления этой же базовой опоры.4. Станок по п. 2, аю щ и й с я тем, что в с11 18488 Составитель Н. ЧужаиовРедактор И. Ковальчук Техред Л.Микеш Корректор О. Тигор Зака 4 Я П "Патент", г. Ужгород, ул . Проектная, 4 ли 7333/10 Тираж 103ВНИИПИ Государственного комипо делам. изобретений и о3035, Москва, Ж, Раушска Подписиотета СССРкрытийнаб дполнена вторая дополнительная опора, расположенная на вертикальнойплоскости отверстия корпуса шпиндельной бабки у нижнего его ребра,удаленного от стойки, и соедИненная дифференциально с первой допол 1118488нительной опорой и замыкающей опорой, расположенной на горизонтальной плоскости сквозного отверстия корпуса шпиндельной бабки у нижнего его ребра, удаленного от стойки.,20 Изобретение относится к металлорежущим станкам например, фрезерным и фрезерно-расточным, предназначенным для высокопроизводительной черновой и чистовой обработки.Перспективными являются металлорежущие станки у которых осевое перемещение инструмента осуществляется не только выдвижным шпинделем,О но и выдвижением шпиндельной бабки по поперечине, вертикально перемещающейся по стойке, или выдвижением ползуна из шпиндельной балки, перемещаемой по стойкет.е. обес 15 печивающие высокопроизводительную и точную. обработку поверхностей крупногабаритных деталей благодаря приближению опор вращающегося шпин деля к этим поверхностям.Известен металлорежущий станок, . содержащий стойку с вертикальныминаправляющими, шпиндельную бабку,корпус которой установлен подвижно на вертикальных направляющихстойки и имеет сквозное горизонтальное отверстие прямоугольного сечения, незамкнутое в верхнем его углу, удаленном от стойки. В сквозном отверстии корпуса шпиндельнойбабки расположен ползун прямоугольного сечения с направляющим у трехребер. На поверхности отверстия,у каждого торца корпуса шпиндельнойбабки расположены гидро- или аэростатические опоры, сопряженные с 35направляющими ползуна две базовыеопоры на вертикальной плоскости,ближней к стойке, одна базовая опора, расположенная на нижней горизонтальной плоскости у ближнего к стой. 40ке ребра, две замыкающие опоры нагоризонтальной и вертикальной плос.-.кости у нижнего ребра, дальнего отстойкиф одна замыкающая опора на верхней горизонтальной плоскостиу ближнего к стойке ребра. Базовыеопоры, расположенные у нижнего ребра, ближайшего к стойке, дифференциально с единены с оппозитно распо .ложенными к ним замыкающими опорами 13,днако наличие открытого ребраползуна, удаленного от стойки, приводит к снижению жесткости корпусашпиндельной бабки, к перемещениюопор от деформации корпуса бабки,к увеличению усилий на опорах в связи с наличием моментов сил, что снижает точность положения ползунав пространстве, а следовательно,и точность обработки. Появление усилий на опорах от моментов сил одновременно на всех базовых опорахприводит к взаимосвязи контуров управления этими опорами, что снижаетдинамическую устойчивость всей системы,Цель изобретения - повышение точности обработки изделий путем устранения влияния изменений моментаот сил резания на опоры для направляющих ползуна. Поставленная цель достигается тем, что в металлорежущем станке, содержащем стойку с вертикальными направляющими, на которых установлена шпиндельная бабка, в корпусе шпиндельной бабки у каждого из тор- цов прямоугольного горизонтального отверстия, незамкнутого у верхнего дальнего от стойки ребра, выполнены гидростатические опоры, две базовые на вертикальной плоскости, ближней к стойке, одна базовая на ниж,ней плоскости у ближнего к стойке ребрами две замыкающие на горизонтальной и вертикальной плоскости у ниж,него удаленного от стойки ребра, од. на замыкающая на горизонтальной плоскости у ближнего к стойке верхнего ребра, ползун прямоугольного сечения с электроприводом и шпин делем, с направляющими вдоль трех ребер, сопряженными с гидростатическими опорами, дополнительно у каждого торца отверстия выполнена гидростатическая опора, расположенная на горизонтальной плоскости, отверстия корпуса бабки у ближнего от стойке верхнего ребра и соединенная гидролинией с замыкающей опорой, расположенной на горизонтальной15 плоскости у нижнего удаленного от стойки ребра.При этом замыкающая опора, расположенная на горизонтальной плоскости отверстия корпуса шпиндельной20 бабки у нижнего его ребра, удаленного от стойки, и соединенная гидролинией с дополнительной опорой, соединена дифференциально с базовой опорой, расположенной на вертикальной плоскости отверстия у нижнего его ребра, ближнего к стойке.Причем в станке выполнена вторая ополнительная опора и измерительный карман, при этом упомянутая дополнительная опора расположена на вертикальной плоскости отверстия корпуса шпиндельной бабки у нижнего его ребра,удаленного от стойки, .и соединена гидролинией с базовой З 5 опорой, расположенной на вертикальной плоскости отверстия корпуса шпнндельной бабки у верхнего его ребра, ближнего к стойке, а измерительный карман расположен на вер тикальной плоскости сквозного отверстия корпуса шпиндельной бабки в непосредственной близости от упомянутой базовой опоры и соединен гидролинией с регулятором давления 45 этой же базовой опоры.Кроме того, в станке выполнена вторая дополнительная опора, распо" ложенная на вертикальной плоскости отверстия корпуса шпиндельной бабки 50 у нижйего его ребра, удаленного от стойки, и соединенная дифференциально с первой дополнительной опорой и замыкающей опорой, расположенной на горизонтальной плоскости . 55 сквозного отверстия корпуса шпиндельной бабки у нижнего его ребра, удаленного от стойки. На фиг. 1 схематично изображен металлорежущий станок, вид по оси шпинделя на фиг. 2 - вид А на фиг.1ъ на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2 ф на фиг. 4 - вариант металлорежущего станка, вид по оси шпинделя, на фиг. 5 - то же, вариант, на фиг. 6- то же, вариант.Металлорежущий станок содержит станину 1, стайку 2 с вертикальными направляющими. 3, на которых подвижно установлен корпус 4 шпиндельной бабки, имеющий сквозное осевое отверстие 5 прямоугольного сечения и сквозной паз 6, так что отверстие 5 незамкнуто в верхнем его углу, удаленном от стойки 3, по всей длине отверстия 5.В сквозном отверстии 5 корпуса 4 шпиндельной бабки установлен ползун 7 прямоугольного сечения с направляющими 8, при этом верхнее ребро ползуна 7, удаленное от стойки 2, не охвачено корпусом 4 шпиндельной бабки и открыто, так как оно расположено в сквозном пазу 6 корпуса 4 шпиндельной бабки.На ползуне 7 закреплен корпус 9 привода вращения шпинделя 10,. рас-положенный вдоль открытого ребра ползуна 7 (фиг. 2).На плоскостях прямоугольного сквозного отверстия 5 (фиг. 1) корпуса 4 шпиндельной бабки по обоим ее торцам установлены гидростатическиеопоры Ц.-16 . Гидростатические опоры у каждого торца корпуса 4 шпиндельной бабки имеют три базовые опоры11-13 (фиг. 1) с регуляторами 17 давления (показан регулятор 17 базовойопоры 11) и три замыкающие опоры 1416, расположенные попарно вдоль трех ребер прямоугольного сквозного отверстия 5 корпуса 4 шпиндельной баб- ки, верхнего и йижнего ребер, ближайших к стойке 2, и нижнего ребра, удаленного от стойки 2. Базовая опора 11 расположена на вертикальной плоскости сквозного отверстия 5 у верхнего его ребра, ближайшего к стойке 2. Базовая опора 12 расположена на вертикальной плоскости сквозного отверстия 5 у нижнего его ребра, ближайшего к стойке 2, Базовая опора 13 расположена на горизонтальной плоскости сквозного отверстия 5 у нижнего его ребра, ближайшего к стойке 2. Замы-,кающая опора 14 расположена на горизонтальной плоскости сквозногоотверстия 5 корпуса 4 шпиндельнойбабки у нижнего ребра отверстия 5,аленного от стойки 2. Замыкающаяудалопора 15 расположена на вертикальной плоскости сквозного отверстия5 у нижнего его ребра, удаленногоот стойки 2. Замыкающая опора 16расположена на горизонтальной плос"кости сквозного отверстия 5 у верхнего его ребра,ближайшего к стой-ке 2,На горизонтальной плоскостисквозного отверстия 5 корпуса 4шпиндельной бабки у верхнего егоребра ближайшего к стойке 2 усРтановлена дополнительная опора 18,Опоры 11 - 16 и 18 выполнены гидростатическими, что уменьшает трение межцу ползупом 7 и корпусом 4,шпиндельной бабки, а следовательно,и мощность привода (не показан) перемещения ползуна 7.Кроме того, использование гидростатических опор позволяет снйзить требования к твердости материалов ползуна и шййндельной бабки,Что, в свою очередь, делает возможным изготовлять эти детали литыми без специальных накладных направляющих и исключить термическую обработку шпиндельной бабки и ползуна.Каждая из базовых опор 11-13представляет собой прямоугольныйвыступ 19 (Фиг, 3) корпуса 4 шпиндльной бабки с канавкой 20. Выступ19 и направляющая 8 ползуна 7 образуют зазор 21. К канавка 20 подведена гидролиния 22 от регулятора17 базовой опоры, соединенного гидролинией 23 с источником 24 питания,Каждая из замыкающих опор 14-16и дополнительная опора 18 (фиг. 1)представляют собой подвижный вкладьпп 25 (Фиг. 3) прямоугольной Формыс канавка".с 26. Резиновое кольцо 27в расточке 28 планки 29 предназначены для уплотнения стыка между подвижным вкладышем 25 и планкой 29,закрепленной неподвижно на корпусе4 шпиндельной бабки.Подвижный вкладьпп 25 и ползун 7образуют зазор 21; Канавка 26 на вкладыше 25 соединена гидролинией 30 через дроссель 31 с расточкой50 55 Кроме того, станок снабжен изме- рительным карманом 42, установленным на вертикальной плоскости сквозного отверстия 5 корпуса 4 шпиндельной бабки у верхнего его ребра, бли-жайшего к стойке 2, в непосредственной близости от базовой опоры 11 и соединенным гидролинией 43 с регулятором 17 давления базовой опоры 11. Измерительный карман 42 представля 8488 6 28 в планке 29 и с дифференциальным регулятором 32 давления.Возможны варианты выполнениягидростатических опор 11 - 16 и 18,5 расположенных в сечении Б-Б (Фиг.2).Кроме того, возможен вариант выполнения опор 11 - 16 и 18 аэростатическими (не показаны).Базовая опора 12 (фиг, 1) диффе 10 ренциально через регулятор 32 давления соединена гидролинией 33 соппозитно расположенной к ней замыкающей опорой 15, а базовая опора13 дифференциально через регулятор15 34 давления гидролинией 35 соединена с оппозитно расположенной кней замыкающей опорой 16. Дополнительная опора 18 соединена гидролинией 36 с замыкающей опорой 1420 и источником 24 питания.В варианте выполнения металлорежущего станка (фиг. 4) базоваяопора 11 соединена дифференциальночерез регулятор 37 давления гидро 25 линией 38 с замыкающей опорой 14,что позволяет разгрузить базовую, опору 11, испытывающую наибольшиенагрузки от момента сил резания.При этом регулятор 37 давления30 соединен с источником 24 питаниягидролинией 39. 1 Ъщролиния 38 в этомслучае не соединена с источником24 питания, как показано на фиг.1(гидролиния 36). Остальные элементыконструкции станка выполнены аналогично элементам, изображенным нафиг 1, и обозначены теми же позициями еВ варианте выполнения устройства,по Фиг, 5 станок снабжен второй дополнительной опорой 40, расположенной на вертикальной плоскости сквозного отверстия 5 корпуса 4 шпиндельной бабки у нижнего его ребра, удаленного от стойки 2. Вторая дополнительная опора 40 выполнена аналогично опоре 18 и соединена гидролинией 41 с базовой опорой 11,5 10 15 20 25 ет собой отверстие (не показано) в корпусе 4 шпиндельной бабки, выходящее в зазор 21 между корпусом 4 и направляющей 8 ползуна 7. Измерительный карман 42 обеспечивает че- рез регулятор 17 давления базовой опоры 11 постоянство укааанного зазора 21, Остальные элементы конструкции станка выполнены аналогично элементам станка по,фиг. 4 и обозначены теми же позициями.В варианте выполнения устройства по фиг. 6 станок снабжен второй . дополнительной опорой 40, расположенной на вертикальной плоскости сквозного отверстия 5 корпуса 4 шпиндельной бабки у нижнего его ребра, удаленного от стойки 2, и соединенной гидролинией 44 дифференциаль-, но через регулятор 45 давления и гидролинией 46 с дополнительной опорой 18, а гидролинией 47 - с замыкающей опорой 14.Вторая дополнитепьная опора 40 выполнена аналогично первой дополнительной опоре 18.Остальные элементы конструкции станка выполнены аналогично элементам станка по фиг, 4 и обозначены теми же позициями.Металлорежущий станок работает следующим образом.Корпус 4(фиг. 1) шпиндельной бабки перемещается по стойке 2 в вертикальном направлении. Ползун 7 перемещается в корпусе 4 шпиндельной бабки в продольном направлении. Корпус 9 привода вращения шпинделя 10 перемещается вместе с ползуном 7 в сквозном пазе 6 корпуса 4 шпиндельной бабки, поэтому длина шпиндельной бабки 4 (фиг. 2) определяется оптимальным расстоянием между группами опор, исходя из условия, наименьшей податлизости конца ползуна 7 и жесткости опор.Направляющие 8 плзуна 7 опираются на базовые гидрсгтатические опо- . ры 11-13 (Фиг. 1), 1 оддерживающие постоянные зазоры 2 (фиг, 3) между ползуном 7 и корпусом 4 шпиндельной бабки. При увеличении усития. на базовую опору 12, или 13 зазо 1 21 между направляющей 8 ползунаи выстуном 19 корпуса 4 шпиндельной бабки уменьшается, в результате его увеличивается сопротивление истечению рабо" чей жидкости из канавки 20 и ее расход уменьшается. Это приводит к то- му, что регулятор 17 через гидролинию 22 увеличивает давление в канавке 20 до тех пор, пока не восстановится ранее заданный з,зор 21, а давление уравновесит внешнюю нагрузку на ползун 7. При уменьшении усилия регулятор 17 уменьшает давление.Дифференциальный регулятор 32, соединенный гидролинией 22 с канавкой 20 базовой опоры создает давление в расточке 28 плавки 29; равное разности давления питания и давления в канавке 20. Через дроссель 31 рабочая жидкость поступает в канавку 26 вкладыша 25. Соотношение площадей расточки 28 и канавки 26 выбрано так; что регулировкой дросселя;31 можно настроить необходимый зазоР 21 между вкладышем 25 и направляющей 8 ползуна 7. Под действием переменной силы планка 29 отжимается. Ее перемещения приводят к появлению щели между нею и вкладышем 25. Истечейию рабочей жидкостииз расточки 28 препятствует упругое ре зиновое кольцо 27, перекрывающееэту щель.Так работают базовые опоры 12и 13 (фиг. 1) с соответствующимиим замыкающими опорами 15 и 16.Регулятор 17 управляет давлениемв базовой опоре 11. Замыкающая опора 14 и дополнительная опдра 18 находятся под постоянным давлениемисточнгка 24 пиания и создают постоянный момент сил, обеспечивающийприжим направляющей 8 ползуна 7 копоре 11 при любом направлении момента от сил резания. Таким образом,обеспечивается независимость контуров регулирования давлениями в базовых опорах от сил резания и моментов от сил резания.Станок, изображенный на фиг. 4,работает аналогично станку по фиг. 1,с той разницей, что при умень"шенин под действием момента от сил 5 Орезания зазора 21 в базовой опоре11 дифференциальный регулятор 37рузки на .опору 11,.что повышает точность положения ползуна 7.Иеталлорежущий станок, изображенный на фиг. 5, работает аналогично станку, изображенному на фиг. 4, 5 с той разницей, что давление в базовой опоре 11 создается регулятором 17, управляемым измерительным карманом 42. Уменьшение зазора 21 (фиг. 3) между направляющей 8 ползу на 7 и корпусом 4 шпиндельной бабки приводит к уменьшению расхода рабочей жидкости через отверстие (не показано) измерительного кармана 42 (фиг. 5), а уменьшение расхода 15 к такому перемещению золотника (не показан) регулятора 17, йоказывает что давление н базовой опоре 11 увеличивается до тех пор, пока ползун 7 не переместится под действием уси лия базовой опоры 11 так, что зазор 21 у отверстия измерительного кармана 42 восстановится до начальной величины. При увеличении зазора 21 более заданного значения расход че рез измерительный карман 42 увеличивается, что приводит через регуля - , тор 17 к снижению давления в базовой. опоре 11 и перемещению ползуна 7 к базовой опоре 11 до восстановления З 0эадайиого зазора 21. еДавление в дополнительной опоре 40 через. гидролинию 4 1 выравнено с давлением в базовой опоре 11, поэтому силы реакции опор 11 и 40 создают пару сил, уравновешивающих сумму момента снл резания и момента сил реакции замыкающей опоры 14 и дополнительной опоры 18. Равенст 40 во усилий в опорах 11 и 40 полностью разгружает опоры 12 и 15 от нагрузок, создаваемых моментом сил резания. Это повьнпает динамическую устойчивость регулирования давления в контуре опор 12 и 15 и точность45 положения ползуна 7, а следователь но, и точность обработки изделий на станке.Работа металлорежущего станка, изображенного на фиг. 6, аналогична работе станка, изображенного на фиг. 4, с той разницей, что давление в дополнительной опоре 40 создается дифференциальным регулятором 45, равным разности давления источника 24 питания и давления в опорах 14 и 18. Давление в опорах 14 и 18 создается дифференциальным регулятором 37, равным разности давлений источника 24 питания и в базовой опоре 11. Следовательно, давление в опоре 40 соответствует давлению в опоре 11 и изменяется вместе с ним. Таким образом, достигается тот же эффект, . что и в предыдущем исполнении станка, но без измерительного кармана 42 и с использованием дифференциального регулятора 45, идентйчного по конструкции регулятору 37.Иеталлорежущие станки, изображенные на фиг. 4 и 5, равноценны по положительному эффекту и отличаются только средствами технической реализации: исполнение по фиг. 5 проще в настройке, исполнение по фиг. 6 более технологично, так как имеет меньшую номенклатуру управляющей аппаратуры.Иеталлорежущий станок предлагаемой конструкции позволяет в сравнении с прототипом повысить точность обработки изделий на 10-15 Ж путем устранения влияния изменений момента от сил резания на опоры для направляющих ползуна. Установка дополнительных опор позволяет повысить жесткость заделки ползуиа в корпусе шпиндельной бабки, что, в свою очередь, повьппает долговечность работы станка и увеличивает межремонтный период станка, соответственно сокращается время простоя.

Смотреть

Заявка

3527406, 27.12.1982

ОСОБОЕ КОНСТРУКТОРСКОЕ БЮРО СТАНКОСТРОЕНИЯ

АЛЬТФЕЛЬД АЛЕКСАНДР ГЕЙШЕЛЕВИЧ, ГОЛЫНЕЦ ГЕННАДИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: B23C 1/00

Метки: металлорежущий, станок

Опубликовано: 15.10.1984

Код ссылки

<a href="http://patents.su/10-1118488-metallorezhushhijj-stanok.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Металлорежущий станок</a>

Похожие патенты