Устройство для координатной обработки отверстий осевым инструментом

 

Использование4 станкостроение, в частности устройства к станкам с ЧПУ для обработки отверстий по кондукторным втулкам. Сущность изобретения: магазин кондукторных втулок имеет возможность дополнительного поступательного перемещения параллельно реи инструмента и базирования по установочным пальцам, которые закреплены на станине станка. Для установки необходимой кондукторной втулки соосно инструменту, привод epaluaef коль цо относительно частей неподвижного диска по кольцевым направляющим После установки кольца в требуемом положении конический стержень входит йо взаимодействие с коническими отверстиями выполненными на кольце и фиксирует его 2 з п ф-лы, 8 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COLlVIAJ1 VICTVI IECKVIX

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕ ГЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

I (e ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4861194/08 (22) 21.08.90 (46) 30.12,92. Бюл. М 48 (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72).С,Г,Лакирев и С.П,Пестов (56) Авторское "свидетельство СССР

М 1323250, кл, В 23: B 49/02, 1985.: (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КООРДИНАТНОЙ

ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ ОСЕВЫМ ИЙСТРУМ Е ЙТОМ (57) Использование . станкостроение, в частности"устройства к станкам с ЧПУ для обработки отверстий по койдукторным втулкам.

Изобретение относится к станкострое-

" нию, в частности к металлорежущим станкам типа многоцелевых (многооперацион ных) с автоматической сменой инструмента, и может быть использовано для комплексной обработки корпусных деталей, плит кронштейнов и других деталей, имеющих точные координированные отверстия. Известен многооперационный станок с ЧПУ, содержащий шпиндельную бабку с горизойтальным расположением шпиндел ; стол подвижный ийструмейтальный магазий, каретку и стойку.

Известей многоцелевой станок для обработки внутренних поверхностей. Данный станок принят за прототип, станок оснащен магазином ЧПУ, несущем шпиндели для обработки внутренних поверхностей (борштанги и т.п.) и приспособление для монтажа и демонтажа шпинделей с инструментами, „„SU „„1784411 А1

s В 23 В 49/02, B 23 Q 3/155

Сущность изобретения магазин кондукторных втулок имеет возможность дополнительного поступательного перемещения параллельно оси инструмента"и базирования по устан овочнь1м лаль ца м, ко торые закреплены на станине станка. Для установки. йеобходимой кондукторной втулки сбосно инструменту, привОд"вращает кОльцо относительно частей неподвижного диска по кольцевым йаправляющим, После установки кольца в требуемом"положении кониче- скйй стержень Входйт вО взаимодействие с коническими отверстиями выполненными на кольце и фиксирует eI.o. 2 з,й. ф-лы, 8 ил, K недостаткам указайного станка можно отнести сложность конструкции, недостаточную жесткость меpHI. fx èíñòðóìåíòîâ и как следствие его уп ругие отжатия при обработке и снижение точн ости, уме ньшени е проиэводител ьности и з-э а" необходимост и йзмерения обрабатываемых поверхностей.

Целью изобрете кия я вл яется устранейие указанных недостатков, а именно повышение точности обработки" путем направления осевых мерных режущих инструментов по кондук горным втулкам.

Это достигается тем, что в многоцелевой станок, содержащий механизм автоматической смены инструментов с -дйсковым магазином режущих ййструментов и шпиндельную головку, введен магазин кондукторных втулОк, выполненный в виде внутреннего и наружного составного дисков, при этом вйутренний диск установлен между кольцевыми частями наружного дис1784411 вующие с зубчатым колесом, установленным на приводе позиционного поворота внутреннего диска вокруг своей оси, а на внутренней цилиндрической поверхности внутреннего диска напротив каждого коор20 динированного отверстия с кондукторной втулкой выполнены точные радиальные конйческие отверстия, взаимодействующие в рабочем положении со стержнем фиксирующего устройства, закрепленного на кольцевой части наружного диска

На фиг, 1 показан общий вид станка спереди (главный вид); на фиг, 2 — то >ко, общий вид сбоку; на фиг. 3 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг, 4 — разрез Б — Б на фиг. 1; на

30 фиг. 5 — разрез  — В на фиг. 1; на фиг. 6— сечение Д-Д на фиг. 5; на фиг, 7 — разрез

Д вЂ” Дна фиг,1; на фиг.8 — разрез Е-Е на фиг.

2, Многоцелевой станок состоит из станины 1 (фиг, 1), в верхней части которой размещается инструментальный магазин 2 кольцевого типа. В гнезда инструментального магазина до обработки устанавливаются режущие инструменты. Число

40 устанавливаемых инструментов определяется технологическим процессом обработки заданной детали и ограйичивается емкостью инструментального магазина. На фиг, 2 показан один режущий инструмент 3, устайовпенный до обработки в инструмен- 45 таль н ый магазин. П ри обработке режущие инструменты из инструментального магазина перемещаются в шпиндель горизонтальной шпиндельной головки 4 (фиг. 2) 50 механизмом автоматической смены инструментов в виде кантователя.

Механизм автоматической сменьг инструментов на фиг. не выделен, Позиция 5 на фиг. 2 поясняет режущий инструмент, установленный в шпиндельную головку.

Станок имеет также стол 6 (фиг. 2), на котором закрепляются обрабатываемые детали. Стол имеет воэможность перемещаться по программе по координатам Х и Y.

Перемещение режущего инструмента по

55 ка и соединен с ними посредством центрирующих . шариковых направляющих, причем, наружный диск закреплен на штоках двух силовых цилиндров и имеет воэмож— ность движения с последующей фиксацией 5 . в рабочем положении на два пальца и качательного движения посредством двух силовых цилиндров относительно осей, закрейлеййых на станине станка, при этом во, вйутреннеМ диске . с торца выпблйены 10

koog+NHNpoBBHHblg отверстия под установ-. ку в Йих кбйдукторных втулок, а на кольце- вом выступе его наружной цйлиндрической поверхности нарезаны зубья, взаимодейст1 оси (координата Z) производится выдвижением шпиндельной головки 4;

На штоках 7 (фиг, 2, 4) двух силовых цилиндров 8 закреплен магазин кондукторных втулок 9 (фиг. 1,1). Магазин кондукторных втулок выполнен в виде внутреннего 10 (фиг. 4) и наружного составного дисков, при этом внутренний диск расположен между кольцевыми частями 11 и 12 наружного диска. В кольцевых частях наружного диска и на внутреннем диске выполнены кольцевые коническйе канавки 13, с которыми контактируют Шарики 14. Таким образом, вйутрен ний диск магазина кондукторйых втулок установлен между кольцевыми частями наружного диска и соединен с ними посредством центрирующих шшариковых направляющих, - .

Для обеспечения условий сборки и устранения зазора в шариковых направляющих кольцевые части 11 и 12 наружного диска выполненными составными и скреплены-винтами (на фиг. 4 показаны их оси 15).

Магазин кондукторных втулок закреплен на штоках 7 двух силовых цилиндров 8 через кольцевую часть 11 йаружного диска.

С помощью этих силовых цилиндров магазин кондукторных втулок имеет возможность поступательного перемещения из положения I (фиг. 2) в положение II è наоборот. Положение! магазина кондукторных втулок нерабочее, а положение II — рабочее.

На фиг.2 положение И магазина показано пунктиром. В рабочем положении магазин фиксируется на два пальца 16 (фиг, 7), закрепленных жестко на станине станка,:

Магазин кондукторных втулок можетбыть вообще выведен иэ зоны обработки.

Положение магазина кондукторй ых втулок полностью выведенное из зоны обработки на фиг, 2- это положение Ш. Это положение магазин кондукторных втулок занимает за счет качательного движения посредством двух силовых цилиндров 17 относительно осей 18, закрепленных на станине 1 станка.

Шток силового цилиндра 17 шарнирно сое- динен с корпусом силового цилиндра 8. а корпус цилиндра 17 закреплен неподвижно на станйне станка.

На внутреннем диске 10 магазина кондукторных втулок с торца по окружности выполнены коордйнированные отверстия

19 под установку в них кондукторных втулок

20. Кондукторные втулки предназначены для направления режущих инструментов при обработке. Наружные диаметры кондукторных втулок одинаковы, а их внутренние диаметры зависят от диаметра направляемого режущего инструмента.

На внутренней цилиндрической поверхности внутреннего диска напротив каждо1784411 ментов. Например, установим (фиг. 6) в магазин кондукторные втулки 20 (А), предназначенные для направления спирального

ro координированного отверстия с кондукторной втулкой выполнены точные радиальные конические отверстия 21. С помощью этих отверстий внутренний диск после по- сверла ф13,5ММ;20(Б)-для направления зиционного поворота фиксируется стерж- 5 зенкера ф 13,9 и 20 (В) — для развертки нем22(фиг.5,6)фиксирующего-устройства, ф14Н7. Таким образом, в магазин кондукФиксирук>щее устройство состоит из корпу- торных втулок устайавливаются до обработ.са23(фиг,5),закрепленного на внутренней . ки втулки, которые в процессе обработки кольцевой части наружного диска 12, стер- направляют режущий йнструмейт, резко по жня 22, подпружиненного пружиной 24 и 10. вышая его жесткость" и как Следствие,"точэлектромагнита 25, закрытого крышкой 26. ность обработки, Фиксирующее устройство служит для фик- Пусть в закрепленной на "столе станка сации внутреннего диска магазина кондук- -детале необходймо выполнить обработку торных втулок в нужномугловом полоЖении " плоскости;-контурную обработку и обработи предохраняет его от поворота при обра- 15 ку отверстий ф 14Н7 с точйостью располоботке, .,:: ...::. -,:,,-:;,;;:...";:: . жения осей относйтельно базовой ,При расфиксации внутрейнего"диска . плоскости до 0,01 мм и:шероховатостью Ra (стержень 22 выведен из контакта с "конйче- = ..1,25 мкм. Для выполнения заданных опеским отверстием 21), этот диск имеет воз-: раций в инструментальный. магазин станка мо>кность поворота аокруг своей оси для 20 можно установить торцевую фрезу, концепоиска необходимой согласно технологиче- вуюфрезу, спиральноесверло, зенкери разскогойроцессакондукторнойвтулкидля на-": . вертку, В магазин кондукторных втулок и ра вл ения заданно ro режущe io" установим конДукТорные втулки 20(А) (фиг, инструмента. Для обеспечения указанного . 6), 20(В), 20(Б) для направления осевых ре поворо га на кольцевом выступе внутренне- 25 жущих инструментов. ro диска, на его наружной цилиндрической . По команде от сйстемы ЧПУ подается " паверхнОсти йарезаны зубья 27, взаймодей- сигнал на подачу рабочего тела (например, ствующие С зубчатым колесом 28. Зубчатое масла) по шлангам 32 (фйг, 2) в силовые колесо 28 установлено на приводе 29 пози- : цилйндры 17 для подъема Магазина 9 конционного поворота внутреннего диска мага- 30 дукторнь!х втулок. 3а.счет выдвижения.штозина кондукторных втулок. В качестве . ков этих цилиндрбв и шарнирйого их привода позиционного поворота мо>кйо ис- за1феп Гения- с корпусом сйловых Цилинд пользовать шаговый электродвигатель, за- ров8, силовые цилиндры 8 поворачиваются крепленный с помощью кронштейна 30 на, отйосительно осей 18, à BMGGTG с йимй магавыступе 31 наружного диска, . -: : ::-":35 зин кондукторних-втулок из" поло>кейия

Для подвода рабочего тела к силовым зайимаетположейие lll (фиг.2). цилиндрам 8 и 17 служат шланги 32 и 33 Положение!!! магазина непрепятствует (фиг, 2), а для фиксации магазийа кондуктор- отработке детали фрезамй. йых:втулок в положениях и 1! служат крон- .. Далее йо команде от системы ЧПУ начиштейны 34,: : -- :- : ;, :40 нает работать йнструментальный "магазиН и

Многоцелевой станок работает следую- осуществляется поиск необходимого"по техщим образом..", . нологическому прбцессу "режу!цего инструПеред обработкой на столе 6 (фиг, 2) . мента. например. торцевой фрезы. Затем станка базируют и закрепляют обрабатыва- фрезы механизмом автоматической систеемую деталь, В гнезда инструментальйого 45 мы инструментов устанавлйвается в шпин магазина 2 (фиг, 1, 2) станка устанавливают дель шпиндельной толовки "4, где йабор режущих инструментов 3 (фиг, 2), on-, автоматически закрепляется, ределяемых технологическим процессом . " Попрограммеотсистемыс ЧПУосущестобработки. В качестве режущих инструмен- вляется обработка плоскостей детали то!>цетов можно использовать концевые и торце- 50 вой фрезой. По окончании обработки вые фрезы, сверла. зенкеры, развертки, торцевая фреза механизмом автоматической расточные оправки, системы инструментов йфеносится"из шпинВ магазин 9 кондукторных втулок, в деля обратно в инструментальный магаего внутренний диск 10 в закодированные зин. координировайные отверстия 19 устанав- 55 Перед обработкой отверстий от системы ливают кондукторные втулки 20. Внутрен- ЧПУ подается сигнал на включение силовых ние диаметры кондукторных втулоК цилиндров17,с помощью которыхмагазин 9 определяются применяемыми режущими комдукторнь!x втулок" йз "положения 1!! заниинструментами, т.к, кондукторные втулки мает положение 1, (фиг; 2). В положении

Служат для направления режущих инстру1784411 позиционного поворота находится кондукторная втулка 20(Б) для направления зенкера, Далее магазин кондукторных втулок занимает рабочее положение II и производится получистовая обработка отверстия при направлении эенкера по кондукторной втулке 20(6).

Для чистовой обработки отверстий разверткой процесс наладки станка аналогичен. Развертка при обработке направляется кондукторной втулкой 20(В).

55 штоки 7 силовых цилиндров 8 фиксируются

:на кронштейны 34. Затем механизмом автоматической смены инструментов в шпиндель устанавливается спиральное сверло 5 (фиг. 2), По команде от системы ЧПУ внут- 5 ренний диск 10 (фиг, 5) магазина койдукторных втулок расфиксируется. Расфиксация осуществляется путем подачи тока в электромагнит 25 и вывода стержня 22 из контак та с" коническим отверстием 21. Затем 10 автоматически включается привод 29 позициайного поворота (фиг, 3) и за счет взаимодействйя зубчатых колес 27 и 28, -внутренний дйск 10 с кондукторными: втул ками начинает поворачиваться и искать кон- 15 ,.дукторную втулку 20(А), необходимую для, дальнейшего направления сверла. Поворот осуществляется с помощью шариковых направляющих.

После нахождейия необходимой кон- 20 дукторной втулки 20(А). внутренний диск магазина останавлйвается, срабатывает электромагнит 25; фиксирующего устройства стержейь 22 входит в коническое отверстие 21 и внутренний диск фиксируется. 25

Далее подается команда на включение силовых цилиндров 8 и магазин 9 (фиг, 2) кон дукторных втулок поступательно перемещается йз положения I в рабочее положение II. При этом в положении! магазин 30 фиксируется на два пальца 16 (фиг, 7), закрепленных на станине станка. Затем по программе станок выводит деталь по координатам Х и Y в заданную точку позиционирования для обработки. отверстия; 35 включается рабочая подача (2) и осуществляется обработка отверстия в детали 35 .. (фиг. 5) сверлом 5 ripe направлении его по кондукторйой втулке 20(А). После обработки одйого отверстия, станок выводит деталь по 40 координатам Х и Y в другие заданные точки позиционирования для обработки остальных отверстий.

После обработки всех отверстий спи-. ральным сверлом, магазин кондукторных 45 втулок отводится в положение !, затем осу ществляется замена сверла в шпинделе на зенкер, внутренний диск магазина кондукторных втулок расфиксируется и путем его

Применение на многоцелевом станке кондукторных втулок для направления режущих инструментов резко повышает их радикальную жесткость и как следствие точность обработки .

Формула изобретения

1. Устройство для координатной обработки отверстий оСевым инструментом, содержащее установленный на станине станка с воэможностью поворота магазин кондукторных втулок, включающий непод- . вижнуЮ и подвижную части, кондукторные втулки, установленные в гнездах подвижной части, механизм фиксации, привбды перемещения магазина и его подвижной части, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности; оно снабжено двумя установочными пальцами, закрепленными на станине с возможностью взаимодействия с отверстйями, выполненными в неподвижной части магазина, а магазин установлей с возможностью дополнительного поступательного перемещения параллельно оси инструмента, при этом его подвижная часть выполнена в виде диска, а подвижная — в виде кольца, установленного в диске и сопряженного с последним посредством тел качения, размещенных в кол ьцевых найравляющих, вы пол ненн ых на сопрягаемых боковых поверхностях диска и кольца, причем на внутрейней боковой поверхности кольца напротив каждого гнезда для кондукторной втулки Bt ïîëíeíû радиальные конические отверстия, а механизм фиксации выполнен в вйде конического стержня, установленного на диске с возможностью осевого перемещения и поочередного взаимодействия с радиальными коническйми отверстиями.

2. Устройство по и, 1, о т л и ч.а ю щ е ес я тем, что привод перемещения магазина выполйен в виде силовых цилиндров, два из которых закреплены на станине по обе стороны станка, а их штоки шарнирно закреплены на корПусах соответствующих ив других сйловых цилиндров,"при этом корпуса последних связаны со станиной шарнирно, а их штоки закреплены на"неподвижной части магазина.

3. Устройство по п.1, отл и ча ю ще ес я тем, что привод перемещения подвижной части матазина выполнен в виде электродвигателя, закрепленного на неподвижной части магазина, и зубчатого колеса, установленного на валу электродвигателя с возможностью взаимодействия с зубчатым кольцевым выступом, выполненным на подви>кной части магазина, : 1784411

1784411

1784411 фиг 4

1784411

Z0(A) Р 0(р) Составитель С.Лакирев

Техред М,Моргентал Корректор Л,Ливринц

Редактор Л.Народная

Заказ 4337 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

A g лоЮгрну цд

87

Л ®