Портальный станок

(2 (2 (4 ю 7 О 3 СОЗЖТСКИХО ИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК ДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ СТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)) Минское станкостроительное производственобъединение им.Октябрьской революции ) Артюхов ЕС Козловский НА; Горошко В.ф. ) ПОРТАЛЬНЫЙ СТАНОКИспользование: станкостроение. Сущность: тальный станок содержит станину 1, стол 2, пор, выполненный в виде четырех упругоизогнутых ек 3 - 6, верхние концы которых связаны перемычками 7 - 10. На портале расположена каретка 11 и инструментальный суппорт 12. Распорки 14 - 17 с клиновыми башмаками 26 предназначены для изгиба стоек В каждой распорке установлены датчики 18 - 21 силы, связанные с соответствующими дополнительными силовыми элементами 22 - 25 через блок управления. При работе станка элементы 22 - 25 создают усилия, пропорциональные силам резания и направленные в сторону, противоположную этим силам, что повышает жесткость портала и точность обработки. 4 ил.50 55 Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в станках портального типа.Известен станок портального типа, содержащий станину, стол, портал, на вертикальных направляющих которого подвижно установлена поперечина с перемещающимся по ее горизонтальным направляющим инструментальным суп портом 1,Недостатком этого станка является высокая точность обработки деталей, обусловленная подвижным соединением поперечины с направляющими стоек портала, приводящим к ее перекосам.Снабжение известного портального станка специальными механизмами компенсации перекоса поперечины значительно усложняет его конструкцию и не обеспечивает необходимой точности 2,Известен портальный станок, содержащий станину, стол, портал, включающий две стойки, верхние концы которых жестко связаны неподвижной поперечиной, по горизонтальным или вертикальным направляющим перемещается инструментальный суппорт 3,Жесткое крепление поперечины к стойкам повышает жесткость элементов портала, работающих на изгиб.Недостатком этого станка является сравнительно низкая точность обработки, обусловленная пониженной крутильной жесткостью поперечины портала. При обработке детали консольно расположенным инструментальным суп портом на стойку или поперечину портала одновременно воздействуют изгибающий и крутящий моменты от сил резания и веса суппорта, приводящие к значительному угловому повороту шпинделя суппорта. т.е. смещению оси инструмента, снижающему точность обработки. Повышение жесткости портала за счет увеличения площади поперечного сечения базовых деталей значительно повышает металлоемкость станка. При этом точность обработки увеличивается незначительно вследствие асимметричной нагрузки суппорта.Известен портальный станок, содержащий устройство для базирования и перемещения обрабатываемой детали, жестко закрепленный на фундаменте портал, выполненный в виде замкнутой обьемной рамы, образованной стойками, концы которых жестко скреплены продольными и поперечными перемычками, на попарно параллельных направляющих которых подвижно установлен инструментальный суппорт 7.Установка суппорта на направляющих двух параллельных перемычек так, что 10 15 20 25 30 35 40 центр его тяжести расположен в замкнутом силовом контуре, образованном этими перемычками, исключает воздействие крутящего момента на эти перемычки как от действия собственного веса суппорта, так и от сил резания.Однако ввиду наличия люфтов в местах скрепления перемычек со стойками при воздействии сил резания на суппорт вначале происходит выборка этих люфтов и лишь после этого силы резания передаются на все элементы конструкции портала, Это снижает жесткость системы, а следовательно точность обработки, Кроме того, в этом станке под действием веса суппорта и силы резания происходит прогиб перемычек, несущих этот суппорт, что приводит к смещению оси инструмента относительно обрабатываемой детали, снижая точность обработки. Увеличение площади поперечного сечения перемычек с целью уменьшения их прогиба приводит к повышению металлоемкости станка.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является портальный станок, содержащий станину, стол, портал, выполненный в виде четырех попарно расположенных по обе стороны станины и упругоизогнутых стоек, верхние концы которых попарно связаны двумя продольными и двумя поперечными перемычками. инструментальный суппорт, размещенный между перемычками, и устройство предварительного натяга элементов портала, включающее регулируемые по длине распорки, взаимодействующие со стойками 5.Недостатком этого станка является отсутствие устройства для автоматического регулирования усилия изгиба стоек в процессе обработки детали на станке в зависимости от величины и направления силы резания, что снижает жесткость портала и, следовательно, точност. обработки.Целью изобретения является повышение точности обработки.На фиг.1 показан общий вид портального станка; на фиг,2 - узел 1 на фиг,1; на фиг,З - узел И на фиг.1; на фиг,4 - принципиальная схема станка. Портальный станок содержит станину 1, на направляющих которой подвижно установлен стол 2, портал, выполненный в виде четырех попарно расположенных по обе стороны станины 1 и упругоизогнутых стоек З-б, верхние концы которых попарно связаны двумя продольными 7. 8 и двумя поперечными 9, 10 перемычками, образующими жесткие замкнутые силовые контуры по всем силовым направлениям, На направляющих поперечных перемычек 9 и 10 порталатановлена каретка 11 с инструментальм суппортом 12 и фрезой 13 на конце инделя, В станок также входят распорки - 17, датчики силы 18 - 21 (Приложение, аткий каталог 1988 г., фирмы Брюль и ер, Дания, с. 26), дополнительные силое элементы для создания нагрузки на советствующих распорках, выполненные в де быстродействующих силовых усилитей 22-25, изготовленные с применением гнитострикции или пьезокристаллов (Наи жизнь, 1982, М 2, - Гигантская магнистрикция, с, 31-32) или могут быть именены пьезодвигатели и т.п. Распорки - 17 одним своим шаровидным концом ираются на клиновой башмак 26. а другим ез датчики силы 18-21 и быстродействуие силовые усилители 22 - 25 упираются тветственно в клинья 27 - 30 и кронштей-34 стоек 3 - 6. Клиновой башмак 26 едназначен для регулирования усилия иза стоек 3 - 6 и содержит верхнюю плиту регулировочный клин 36 и опорную пли, установленную на фундаменте.Каждый из датчиков силы 18 - 21 электески связан с блоком управления, вылненным в виде процессора 38, тоящего из операционного блока 39, ка 40 буферной памяти и управляющего ка 41(Калабекова Б,А, и Мамзелев И.А, овы автоматики и вычислительной техи, М.; Связь, 1980, с. 279), предназначендля получения, обработки и сравнения налов датчиков силы 18 - 21 и подачи код, пропорциональных величине рассогования, на блок 42 электропривода тродействующих силовых усилителей 25, электрически связанных с блоком 42.После монтажа станка стойки 3-6 пора попарно изгибают в пределах упругих ормаций в противоположных направлех, причем усилие изгиба стоек должно ь не менее максимально возможной сирезания, а его направление для каждой ы стоек лежит в одной плоскости с проьными осями стоек. Усилие для упругого , ба стоек соз ают с помо ью ли ри и со бл бл О ни ны си ма ла бы 22 та де ни бы лы па до из д щ регу ро во ного клина 36 клинового башмака 26, корый через распорки 14 - 17, датчики силы 18 - 21 и быстродействующие силовые ус ители 22-25 воздействуют на стойки 3- 6., ри этом перемычки 7 - 10 растягиваются и в бираются люфты в их стыках со стойками 8-6, что повышает жесткость портала и то 14,1 21, о вел бу е У н ш 1 К К в о в л м У т и 1 о ч с н ги 35 ту ость обработки станка.Усилие стоек, создаваемое распорками 7, воспринимается датчиками силы 18- т которых сигнал, пропорциональный чине этого усилия, поступает на блок 40 рной памяти процессора 38(см, фиг.4), Такил ооразом, и ного портального ста щие силовые усилит пропорциональные с правленные в сторон этил силам, повышая обеспечивая стабилизшпинделя в простра точность обработки,ри работе предложеннка быстродействуюели создают усилия,илам резания и нау противоположнуюжесткость портала и ацию положения оси нстае, что повышает Станок работает следующил образом, В исходном положении, т,е, при неработающем станке, усилия изгиба стоек, воспринимаемые датчиками 18-21, равны между собой и должны быть не менее максимально возможной силы резания. В процессе обработки детали усилив резания от фреэы 13 воздействует на инструментальный суппорт 12 и через каретку 11, перемычки 7 - 10 и 10 стойки 3 - 6 воздействует на датчики силы18 - 21 и быстродействующие силовые усилители 22 - 25, электрически связанные с процессором 38, преДназначенным для обработки и согласования сигналов, поступа ющих от датчиков силы, и подачи команд,пропорциональных величине рассогласования, на блок д 2 электропривода быстродействующих силовых усилителей 22 - 25.При этом величина натяга в одном изсиловых контуров портала уменьшается, на что сразу реагирует один или несколько датчиков силы в зависимости от направления силы резания, сигнал которых принимается процессором 38, Например, сигнал поступа ет от датчика 18 о том, что на нем уменьшилось усилие натяга ниже заданной величины. Процессор 38 после обработки полученного сигнала и его согласования с сигналами остальных датчиков силы дает 30 команду на электропривод противоположноустановленного быстродействующего силового усилителя 24 на увеличение на нем усилия, воздействующего на стойку 4, до тех пор, пока усилие на датчике силы 18 не воз растет до заданной величины, не меньшеймаксимально возможной силы резания.Рассмотрим случай, когда в процессор38 одновременно поступают два сигнала с датчиков силы 18 и 21 о том, что усилие 40 натяга снизилось ниже заданной величины.Немедленно после обработки поступивших сигналов и их сравнения с сигналали противоположно установленных датчиков силы 20 и 19 дается команда процессором 38 на 45 электропривод быстродействующих силовых усилителей 24 и 23 на увеличение на них усилий, воздействующих на стойке 4 и 5 до тех пор, пока на датчиках силы 18 и 21 усилие не возрастет до заданнойвеличины. не 50 меньшей максимально возможной силы резания.(56) Авторское свидетельство СССРМ 1013128, кл, В 23 С 1/00, 1982.Авторское свидетельство СССРМ 1060418, кл, В 23 0 23/00, 1982,Авторское свидетельство СССР 1839137М 1148724. кл. В 23 С 3/00, 1983,Авторское свидетельство СССР М 1380915, кл, В 23 0 41/00, 1986,Авторское свидетельство СССР 5 М. 1657331, кл, В 23 О 1/00, 1988.Формула изобретения,ПОРТАЛЬНЫЙ СТАНОК, содержащий установленный на станине стол, портал, выполненный в виде четырех попарно рас-. положенных по обе стороны станины и уп- ругоиэогнутых стоек и перемычек размещенный на портале инструментальный суппорт и устройство для создания упругого изгиба стоек, включающее распорки, расположенные между силовым элементом и стойками, отличающийся тем, что,с целью повышения точности обработки, в устройство для создания упругого из гиба стоек дополнительно введеныдатчики силы, встроенные в каждую распорку, связанные с входами блока управления, выходы которого соединены с дополнительными силовыми элементами, предназначенными для создания нагрузки на соответстаующих распорках,1839137 Составитель Е. Артюхов Тех е М,Мо гентал Коооектоо ЯТираж ПодписноеНПО " Поиск" Роспатента 35, Москва, Ж. Раушская наб., 4/5 тельский комбинат "Патент". г, Ужгород, ул,Г