Станок с программным управлением

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) ПриоритетГосударственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СТАНОК С ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ Изобретение относится к конструкциям станков с числовым программнымуправлением .(ЧПУ) для обработки перьев лопаток паровых, гидравлическихи иных трубин. Такие станки могутбыть использованы н энергетическом,транспортном и общем машиностроении.Известны станки с программнымуправлением, включающие станину спродольными направляющими, расположенную н средней части станины свозможностью перемещения опорную раму, расположенную в ней с возможностью перемещения каретку с инструментальной головкой и установленныеу торцов станины с возможностью перемещения по направляющимстойки сфиксаторами для заготовки (1) .Однако изнестные станки не обеспечивают требуемой точности обработки перьев лопаток турбин ввиду необходимости переустановок заготовокна другие станки после обработкиспинки пера.Цель изобретения - повышение точности обработки и расширение технологических возможностей,Указанная цель достигается тем,что опорная рама станка имеет коробчатую форму с незамкнутым сечением и снабжена полуосямк с установленным на них с возможностью поворота н средней части суппортом и размещенным на нем с воэможностью перемещения, перпендикулярного направляющим станины, полым ползуном с выполненными на нем круговыми направляющими, несущими установленные с воэможностью вертикального и кругового перемещения каретку с инструментальной головкой.Стойка с фиксатором, расположенная со стороны инструментальной головки, снабжена роторным магазином заготовок и днухзахватным автооператором съема-подачи заготовок, уста" нонленными с возможностью поворота вокруг вертикальных осей. Полый суппорт снабжен размещенным н его верхней части с воэможностью поворота вокруг вертикальной оси многопозиционным роторным магазином для инструментов, а инструментальная головка снабжена двухзахнатныл автооператором, установленным с воэможностью понорота вокруг гори" зонтальной оси, а его захваты установлены с возможностью горизонталь" ЗО ного и вертикального перемещений.На фиг. 1 представлен станок,вид спереди; на фиг. 2 - то же, видсверху; на фиг. 3 в ,вид на порталсо стороны стола; на фиг. 4 - схемадвухзахватного автооператора установки заготовок и съема деталей; нафиг, 5 - исходное положение показанного на фиг. 4 автооператора, наФиг. б - положение автооператорапосле освобождения готовой детали ивзятия очередной заготовки на фиг.7 УОположение автооператора после поворота на 90; на фиг. 8 - положениеавтооператора в момент установки заготовки для проведения обработки; нафиг. 9 - последовательные мгновенныеположения инструментальной головкипри обработке пера торцом концевойфрезы; на фиг. 10 - последовательныемгновенные положения инструмента приобработке пера периферией концевойФреэы; на фиг. 11 - возможные траек Оторин обработки пера лопатки различными видами инструментов; на Фиг. 12 схема обработки наклонного прикомлевого участка пера лопатки; на Фиг.13 последовательные мгновенные положения инструментальной головки приобработке дисковой и охватывающейФреэами; на фиг. 14 - обозначениякоординатных осей станка и движений.Станок для обработки перьев лопа- ЗОток турбин имеет станину 1 и уста-.новленные на ней с воэможностью программного возвратно-поступательногоперемещения раму 2 (по оси Х) коробчатой Формы незамкнутого сечения истойки 3 и 4 (соответственно перемещаемые по направлениям Ц и Р),Стойки 3 и 4 расположены по разныестороны рамы 2 и несут Фиксаторы(не показаны) соответственно консольного технологического хвостовика пе Ора и корневой части заготовки турбинной лопатки.В раме 2 на полуосях 5 подвешенс воэможностью программного поворотав направлениях В полый в средней 45части суппорт б. С ним кинематическис воэможностью программного возвратно-поступательного перемещения (направление У) связан полэун 7, несущий поворотную каретку 8 (перемеще"ние А),. с которой кинематически связ.на с возможностью программноговозвратно-поступательного перемещения (перемещение Е) инструментальная(Фрезерная) головка 9.На суппорте б установлен роторныймагазин 10 для сменных инструментов11, поворачиваемый на заданную позицию по программе (управляемое перемещение Г) Инструментальная головка9 оборудована автооператором 12 60смены инструмента 11, поворачиваемымпо программе (управляемое перемещение с 1) на угол 90 или 180. Стойка 4оборудована роторным магазином 13для размещения подаваемых на обра ботку и обработанных заготовок 14турбинных лопаток, который установлен на кронштейне 15 с возможностьюпрограммного поворота на заданнуюпозицию (управляемое перемещение е).На той же стойке 4 установлен автооператор 16, поворачиваемый по программе через 90 фна 180 при каждойсмене заготовки (управляемое перемещение С).Для обеспечения линейного программного перемещения приводы содержатвспомогательный шаговый электродвигатель 17 и редуктор 18 с ходовымвинтом (привод инструментальной головки 9) или шариковинтовой исполнительный механизм 19 (привод рамы 2),Исполнительный механизм программногопривода вращения для случаев плавного поворота может быть выполнен,например, на основе червячной пары20 с ведущим самотормозящимся червяком (привод поворота суппорта б)Для автооператоров 12 и 16, поворачиваемых при каждой смене инструмента 11 для заготовки 14 на Фиксированный угол, может быть использованисполнительный механизм с мальтийскимкрестом.Взаиморасположение в исходномположении поворотного суппорта б сприводом поворота 21 и роторным магазином 10 инструмента 11, полэуна 7,каретки 8, инструментальной голов"ки 9 (автооператор 12 смены инструмента 11 условно не пжаэан), рабочего стола 22 стойки 4, части автооператора 16 смени заготовок 14 ироторного магазина 13 заготовок 14особенно четко видно на Фиг. 2. Здесьже видно, что рама 2 и стойка 4 расположены на крайних направляющих 23станины 1, а стойка 3 - на внутренних направляющих 24 станины 1. (Дваряда направляющих необязательны вконструкции. Однако применение внутренних направляющих позволяет снизить материалоемкость стойки 3 ипроще решить вопрос размещения приводов программного перемещения понаправлениям Х, У и Р),Автооператор 12 смены инструмента11 имеет ротор 25 со встроенным внего программно перемещаемым покоординате И полэуном-манипулятором26 1-образной формы, в концевыхугольниках которого установлены перемещаемые по направлению К штоки 27,несущие захваты инструментов (не показаны).йвтооператор 16 смены заготовок14 выполнен в виде сменного рычагас прорезями, размеры которых достаточны для прохода корневых частейзаготовок 14 заданного типоразмера.На фиг. 3 четко видны ползун 7,имеющий вид полой в средней частипланшайбы с круговыми направляющими 8, и установленная на этих нап 901001равляющих каретка 8 с инструментальной головкой 9 (в исходном положении).Станок работает следующим образом.На подготовительном этапе на основе теоретического чертежа пера и конструктивного чертежа заготовки для лопаток заданного типоразмера в соответствии с технологической картой, блок-схемой типового алгоритма управления и набором стандартных подпрограмм составляют программу обработки, записывают ее на машиночитаемом носителе и вводят в блок (не показан) считывания программы (БСП) устройства программного управления станком,Роторный магазин 13 заряжают комплектом заготовок 14 турбинных лопаток заданного типоразмера, а роторный магазин 10 - инструментами 11, вид, количество и порядок размещения которых в магизине заданы программой. Магазины 10 и 13, авто- операторы 12 и все прочие части станка выводят в исходное (предписанное 25 программой) положение.По команде фПуск автооператор 12 ходом верхнего (в данный момент) рычага 27 в сторону роторного магазина 10 захватывает первый из указан- Я ных в программе инструментов 11, ходом того же рычага 27 назад (от магазина 10) переводит его в транспортное положение и поворотом ползунаманипулятора 26 на 180, выводом ры чага 27 в положение, когда геометрическая ось инструмента совпадает с геометрической осью инструментальной головки 9, и подачей ползуна-манипулятора 26 вверх устанавливает инструмент 11 в шпинделе инструментальной головки 9. Затем рычаг 27 отводится в исходное положение, а ползун-манипулятор 26 поворачивается на угол 90, чтобы не мешать подаче. заготовки 14 в зону обработки, и остается 45 в этом положении до смены инструмента 11. Автооператор 16 устанавливаетпервую заготовку 14 в исходное для обработки положение, в котором технологический хвостовик ее пера захватывается фиксатором (не показан), подаваемым ходом Вправо по координате П стойки 3, а корневая часть заготовки 14 - фиксатором, расположенным на столе 22 стойки 4.На предлагаемом станке обработку заготовок (преимущественно фрезерование, а в перспективе, при условии использования стойких по размеру 60 инструментов, и шлифование) можно проводить торцом инструмента 29(фиг. 9), поворачивая каретку 8вместе с инструментальной головкой 9 на круговых направляющих 28 ползуна 7,61 периферией цилиндрической фреэы (фиг. 10), включал и прикомлевую часть (фиг. 12), дисковой 30 и охватывающей 31 фреэами, как это показано на фиг. 13 (по траекториям, показанным на фиг. 11), каждая из которых может быть реализована по схеме Строка, или Зигзаг, обеспечивающей стабильность направления фрезерования, что особенно важно при изготовлении лопаток иэ трудно- обрабатываемых материалов.Наряду с поворотом каретки 8 (перемещение А) в процессе обработки дополнительную настройку положения инструмента к текущему контуру заготовки 14 можно производить поворотом суппорта б (перемещение В).При необходимости смены инструмента в процессе обработки автоопе"- тор 12 иэ положения Выстой по(ворачивают на 90; ходом рычага 27 1 Вперед (перемещение К в сторону инструментальной головки 9) при остановленном шпинделе захватывают инструмент 11, ходом полэуна-манипулятора 26 1 Вниз по направлению Ю извлекают использованный инструмент 11, поворачивают ползун-манипулятор 26 на 180, ходом рычага 27 возвращают инструмент 11 на его место в магиэине 10, который, поворачиваясь по программе (направление Г), подает на рабочую позицию требуемый очередной инструмент 11. Его установка в шпиндель инструментальной головки 9 происходит в обратном порядке. Цикл замены инструмента повторяется после каждого предусмотренного программой этапа обработки. При этом для замены инструмента безразлично, в каком положении находится суппорт б. После завершения обработки каждой очередной заготовки 14 все частистанка отводятся в исходное положение, а автооператор 16 заменяет заготовку. Данный процесс показан нафиг. 5 - 8. Этот вспомогательныйоцикл включает поворот рычага на 90с захватом обработанной заготовки настоле 22 и очередной заготовки нарабочей позиции роторного магазина13 (фиг. 5), подъем рычага на высоту, большую высоты корня лопатки(Фиг. 6), поворот поднятого рычагана 180(фиг. 7), опускание рычага изаготовок (фиг. 8), при которомочередная заготовка 14 оказываетсяв зоне обработки, а обработаннаяв свободном гнезде магазина 13. Затем рычаг автооператора поворотомна 90 выводится иэ зона обработки,а магазин 13 поворачивается на уголъьО (где И - число гнезд), выводяНочередную обработанную заготовку впозицию выгрузки,901001 Формула изобретения т Н11 Й Й Мз ЙГ 6 1.Г Применение предлагаемого станка обеспечивает возможность высокопроизводительной и точной обработки нера лопаток газовых, паровых и водяных турбин. 1. Станок с программным управлением, включающий станину с продольными направляющими, расположенную в средней части станины с возможностью перемещения опорную раму, расположенную в ней с возможностью перемещения каретку с инструментальной головкой и установленные у торцов станины с возможностью перемещения по направляющим стойки с Фиксаторами для заготовки, о т л и ч а ю" ш и и с я тем, что, с целью повышения точности и расширения технологических возможностей опорная рама имеет коробчатую форму с незамкнутым сечением и снабжена установленным с возможностью поворота суппортом и размещенным на нем с воэможностью перемещения, перпендикулярного е 1 аправляющим станиныр ползуному причем суппорт и ползун выполнены полыми для прокола обрабатываемой детали, а на ползуне выполнены круговые направляющие, несущие установ"ленную с возможностью вертйкальногои кругового перемещения каретку синструментальной головкой.52, Станок по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что стойка с фиксатором, расположенная со стороныинструментальной головки, снабженароторным магазином заготовок и двухзахватным автооператором съема-подачи заготовок, установленными с возможностью поворота вокруг вертикаль"ных осей.3. Станок по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что полый суп 15 порт снабжен размещенным в его верхней части с воэможностью поворотавокруг вертикальной оси многопозиционным роторным магазином для инструментов, а.инструментальная головка2 Я снабжена двухзахватным автооператором, устанозленным с возможностьюповорота вокруг горизонтальной оси,а его захваты установлены с возможностью горизонтального и вертикалью ного перемещений.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 379334, кл. В 23 С 3/1 б, 1971.901001 Фиг. Ег. 13 ВНИИПИ Эакаэ 122 бО/ Тираж 1150 Подписно Филиал ППП "Патент", г,Ужгород, ул,Проектная,4