Многооперационный станок

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ностью пере положенного головку ниж кальном и г ползунк ачи горизонтально ринструмента в сменную его магазина при вертиризонтальнобабки,м перемещениях 1 ГФиг,1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Ульяновское головное специальное конструкторское бюро тяжелых ифрезерных станков(54)(57) ИНОГООПЕРАЦНОННЪФ СТАНОК,содержаший станину, расположенную настойках поперечину с продольными направляющими, на которых с возможностьюперемещения установлены ползунковыебабки с вертикальными шпинделями, и ЯО 1212753 А инструментальные магазины, о т л ич а ю ш и й с я тем,.что, с цельюрасширения технологических возможностей станка, инструментальные магазинырасположены в средней части станинымежду ползунковыми бабками друг наддругом, причем верхний имеет гнездапод вертикально и горизонтально расположенные инструменты, нижний -гнезда под сменные головки, при этомверхний магазин установлен с возмож1212753 дидд Фиа 7 Составитель Е.Марковкова .Техред М,Гергель Корректор М. Демчик дактор Н.Пуш ноВ, 94/ илиал РПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн аэ 702/21 Тираж 826 ПодписВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам иэобретений и открытий113035, Москва ЖРаушская наб. д,40 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 обработкидетали с одной установки в пяти плос- Окостях.На фиг. изображен станок, общийвид, на фиг. 2 - то же, вид сверху;на,фиг, 3 - верхний магазин цепноготипа, разрез; на фиг4 - разрез А-А 15на фиг, 3; на фиг, 5 - вид Б на фиг,З;на фиг, 6 - кинематическая схема пол зунковой бабки и сменной головки; нафиг. 7 - вид В на фиг,6,Станок содержит стойку 1, к которой с двух сторон прикреплены одинаковой конструкции станины 2, на направляющих которых установлены с возможностью продольного перемещениястолы 3. 25На верхней плоскости стойки 1 установлена неподвижно поперечина 4,имеющая направляющие, на которыхсмонтированы одинаковой конструкции;но "зеркального" исполнения, дляуменьшения размера их сходимости,полэунковые бабки 5 с возможностьюперемещения по всей длине направляю.щих поперечины 4 для одновременнойработы на любом столе 3. 35Бабка 5 оснащена ползуном 6, имеющим достаточное осевое перемещениедля перекрытия высоты всего рабочегопространства, а также смены инструментов и смены головок.По концам поперечины 4 установлены поддержки 7.Иеханизм автоматической сменыинструментов содержит инструментальный магазин 8, представляющий собой 45замкнутый конвейер с приводом 9.Направляющая инструментальногомагазина охватывает стойку 1 и вместе с гнездами, несущими инструмент,расположена в свободном про.транствемежду стойкой 1 и внутренними кромками столов 3.Указанные гнезда оснащены горизонтальными 10 и вертикальными 11держателями инструмента. 55В держателях 10 хранятся инструменты для смены 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 15расположен в пространстве междудвумя столами таким образом, чтобыв зафиксированном положении платформы 13 одна из сменных головок 15находилась в позиции загрузки. Вэтом положении ось головки должнанаходиться на линии, соединяющейоси шпинделей обеих ползунковых бабок,Количество устанавливаемых наплатформу сменных головок 15 и диаметр платформы 13 выбираются в зависимости от размеров головок, однакожелательно, чтобы габаритный размермагазина сменных головок был такимже, как и габариты инструментальногомагазина, 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 11 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.З 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 супорами 27, закрепленными на ползуне 6 и сменных головках 15.Держатели 10 и 11 установлены внаправляющих инструментального мага"5 10 15 20 зина 8, связаны с помощью роликовойцепи (не показана) и чередуются через один так, что вертикальные держатели 10 смещены относительно горизонтальных держателей 11 на одиншаг, поэтому расстояние между двумяодноименными держателями равно двумшагам, 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 илиголовка 15 при накалывании при сменеинструмента не задевали концы соседних инструментов, при этом такжеучитывается наибольший диаметр устанавливаемого в соседние одноименныедержатели режущего инструмента(фиг.5, поз.15 и 6),Ось держателя 11 расположена ниженижней кромки направляющей магазина8 с учетом наибольшего диаметра устанавливаемых инструментов, на размерГ (фиг. 3), равный расстоянию отплоскости стыка сменной головки 15с ползуном 6 до оси ее шпинделя.Этот размер Г выполняется всменной головке и выдерживается соответствующий ему размер в магазине8 с тем, чтобы положение ползуна восевом направлении при смене инструмента в основном шпинделе в держателях 10 и в шпинделе накладной головки,в держателях 11, было одно ито же, что упрощает управление станком,Бабка 5 представляет собой фрезерно-расточный,агрегат, содержащий установленные на направляющие поперечины сани 28, несушие привод 29подач саней, привод 30 подач, смонтированный в корпусе 31, несущийглавный 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 толка 25 30 35 40 45 50 55 телем 50 и имеющим на другом концезажимные кулачки 51, зажимающие захватную часть оправки 52, Для отжимаинструмента и головок предусмотреныдва гидроцилиндра 53 и 54При отжиме инструментов и головок используются оба гидроцилиндра,при этом обеспечивается наибольшаядеформация пакета тарельчатых пружини наибольший ход штока с полным"раскрытием" кулачков 51 и освобождением хвостовика оправок.При повороте сменных головок 15на 90, 180; 270 и 360 ф 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 15на 90 , 180 270 и 360 , взаимодействующие с упором 56, закрепленным на зубчатом колесе 57, жесткосвязанным посредством промежуточнойтрубы 48 со шпинделем 35, с помощьюкоторого осуществляется поворот смен.ных головок 15,Точность поворота шпинделя 35, авместе с ним сменной головки и фиксация его углового положения осуществляется с помощью фиксатора 58,закрепленного на штоке гидроцилиндра 59,Привод 29 подачи саней 28 содержитэлектродвигатель 60, который с помощью муфты 61 связан с коробкойподач, содержащей шестерни 62-67,червяк 68 и червячную рейку 69, закрепленную на поперечине 4, Для мелких станков, когда величина перемещения бабок по поперечине небольшая, вкачестве последней приводной пары,вместо червячно-реечной передачи может быть применена шариковая винтоваяпара, 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 изакрепленную на ползуне ходовую гайку77, которые представляют собой шариковую винтовую пару,Сменная головка 15 устанавливается на торец ползуна 6 и содержитпару конических шестерен, из которыхшестерня 78 смонтирована на валу,жестко связанном с конической оправкой 52, а шестерня 79 посажена нашпиндель 80, в котором на тяге 81смонтированы зажимные кулачки 82 ипакет тарельчатых пружин 83,На заднем торце корпуса сменнойголовки 15 смонтирован гидроцилиндр 1 О84, предназначенный для отжима инструмента 85 в шпинделе 80,Головка 15 устанавливается на торец ползуна автоматически, поэтому вголовке предусмотрено устройство для 15автоматического подсоединения гидроципиндра к трубопроводу гидросистемыбабки (не показано,Для зажима головок 15 предусмотрены четыре зажима, расположенные со 20стороны 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 штокегидроцилиндра 90, предназначенногодля поворота штока 87, на переднемконце которого закреплен захват 91,входящий в Т-образный паз головок 15, З 0Смена инструмента в шпинделе.35производится следующим образом,По записанной программе включаетсяэлектродвигатель 60 и через шестерни 62 - 67 вращает червяк 68, зацепляющийся с рейкой 69, и сани 28бабки 5 по направляющим поперечинам4 перемещаются в позицию смены инструмента, одновременно включаетсяэлектродвигатель 70 и через шестерни72 - 75 вращает ходовой винт 76, который с помощью гайки 77 перемешаетползун 6, в шпинделе которого зажатинструмент, в позицию смены инструмента. 45Одновременно масло под давлением подается в штоковую полость гидроцилиндра 59, и фиксатор 58 освобождает зубчатое колесо 57, расфиксируя шпин дель 35, после чего включае гся элек тродвигатель 37 и через шестерни 39" 47 ориентирует. шпиндель 35, поворачивая его по часовой стрелке, пока упор 56 не совместится с бесконтактным конечным выключателем 55, ко торый отключает электродвигатель 37 в нулевом положении шпинделя 35фиг. 7). В этом положении с помощью фиксатора 58, который приводится в действие пружиной при отключенном давле"нии в гидроцилиндре 54, происходитточная ориентация шпинделя 35 и егофиксация,При этом ползун 6 и шпиндель 35находятся в таком положении по высоте, что захватная часть оправкизажатого в шпинделе инструмента совпадает с рабочими кромками неподвижной губки 22 и подвижных губок9 держателя 10, инструментальногомагазина 8, а в угловом положениишпиндель 35 сориентирован так. чтоегошпонки 92 находятся против паза93 в неподвижной губке 22 держателя10 (фиг.3 и 4).При подходе ползуна 6 к держателю10 упор 2 нажимает на толкатель23 перемещает его вниз, сжимая пружину 26, его коническая поверхность24 освобождает ответные поверхности25 на подвижных губках 19, и инструмент своей захватной частью нажимаетна рабочие кромки подвижных губок19, раздвигает их, поворачивая вок-,руг осей 20, сжимая пружину 21 ицентрируется на рабочих гранях непод.вижной губки 22,Подается давление к гидроцилиндрам 53 и 54, их поршни перемещаютсявниз, и шток гидроцилиндра 54 нажимает на толкатель 50 усилием обоихцилиндров и сжимает пакет пружин,кулачки 51 освобождают захватнуючасть инструмента 94,Включается электродвигатель 70,полэун 6 перемещается вверх и останавливается, освободив конуснуючасть оправки инструмента 94, приэтом упор 27 освобождает толкатель23, пружина 26 перемещает его вверхи конической поверхностью 24, воздействуя на ответные поверхности25, запирает подвижными губками 19инструмент 94 в держателе 1 О,Включается по программе привод 9инструментального магазина 8, и запрограммированный инструмент перемещается в позицию смены, которая находится на геометрической линиисоединяющей центры шпинделей ползуновобеих бабок,Включается электродвигатель 70, ползун перемещается вниз, "накаливается" на конусный хвостовик оправки7 1 глнового инструмента и останавливается,одновременно нажимает упором 27 натолкатель 23, освобождая подвижныегубки 19, включаются в работу гидроцилиндры 53 и 54, перемещаются ихпоршни вверх, пакет тарельчатых пружин посредством кулачков 51 зажимаетоправку в шпинделе 35.Включается двигатель 60, сани 28с ползуном 6 перемещаются в направлении от держателя 10, инструментзахватной частью раздвигает подвижныегубки 19, сжимая пружину 21, держатель 10.остается свободным, а бабка перемещается в зону обработки сзамененным в шпинделе инструментом,Последовательность операций присмене инструментов в правой и левой бабках одинакова, только подходк 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 братьинструмент с держателя, находящегосяна противоположной ветви магазина 8,с изменением программы последовательности операций подхода бабки к держателю О,Автоматическая смена головок производится следуюшим образом,Бабка 5 с установленной "на ползуне 6 сменной головкой 15 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 12753отверстия шпинделя 35 и захват 91 изТ-образного раза головки 15.Включается привод 16, платформа 13поворачивается, 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 захватаО 91 входят в Т-образный паз сменнойголовки, масло под давлением подаетт:ся в оба гидроцилиндра 53 и 54 вштоковые 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 поворачиваетшестерню 89 и связанный с ней захват91 во всех четырех зажимах так, чтозаплечики захвата становятся напротив нижних полок Т-образного паза,отключается давление в гидроцилиндре86 и пакет тарельчатых пружин 88 сд помощью штока 87 зажимает захватами 91 головку на ползуне 6, включается электродвигатель 70, перемещаетползун 6 вместе с головкой 15 вверх,включается электродвигатель 60, исани 28 перемещаются к столу 3,опять включается электродвигатель70 и ползун опускается вниз до совмещения оси шпинделя 80 головки сосью держателя 11, включается электродвигатель 60, и сани 28 перемеща"35ются к держателю 11, в котором закреплен запрограммированный инструмент, накалывается конусное отверстиешпинделя 80 на хвостовик инструмента4085, отключается давление в гидроцилиндре 84, и пакет пружин 83 черезтягу 81 с помощью кулачков 82 зажимает инструмент 85.Ориентация шпинделя 80 в головке15 производится с помощью того же4 механизма 34,Бабка перемещается в зону обработки, в которой сани 28 и ползун 6занимают запрограммированное положение, головка 15 при этом находится50 в нулевом положении,При необходимости обработки дета"ли с четырех сторон горизонтальнымшпинделем 80 головка 15 поворачивается на 90 , 180 , 270 и 360 , при55 этом, подается давление в гидроцилиндр 86, и захваты 91 освобождаютголовку 15, подается масло под давлением в цилиндр, 54, шток его пере10 1212753 Фиг.2 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 86и 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 80обращен к магазину 8. Для смены инструмента 85 в шпинделе 80 включается электродвигатель70, ползун 6 опускается вниз, чтобыось шпинделя 35 была ниже оси держателя 11 и, чтобы инструмент 85 незадевал его, включается электродви О гатель 60, сани 28 перемещаются кдержателю 11, Когда захватная частьоправки совпадет по вертикали с подвижными губками 19 держателя 11, сани останавливаются и включается 15 электродвигатель 70, ползун 6 перемещается вверх и далее все происходиткак было описано в держателе 10 присмене инструмента в шпинделе 35.