Портальный фрезерный станок с числовым программным управлением
ОП ИСАЙ ИЕ ИЗЬБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.01.81 (21) 3230716/25-08 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл. B 23 С 1/00 Гасударственный кемлтет (53) УДК 621.914.. 1 (088.8) Опубликовано 23.08.82. Бюллетень № 31 Дата опубликования описания 28.08.82 лв делам лзееретенкй и еткрмткй (72) Авторы изобретения У. Г. Говберг, Б. H. Малахов и Ю..-Федото t. э.ь::"" ь и I (71) Заявитель (54) ПОРТАЛЬНЫЙ ФРЕЗЕРНЫЙ СТАНОК С ЧИС,ЛОВЫМ ПРОГРАММНЫМ УПРАВ.ЛЕНИЕМ Изобретение относится к автоматизированному оборудованию, предназначенному для механической обработки крупногабаритных изделий большой длины, а также для применения в механических цехах машиностроительных предприятий. Известны портальные фрезерные станки с числовым программным управлением (ЧПУ), включающие портал, перемещающийся по станине от двухстороннего синхронизированного привода с винтореечной передачей, включающей, по крайней мере, два червячных.вала, установленных в корпусе и связанных с размещенными.на станине червячными рейками. В этих станках применены гидростатические плоские направляющие (1) и (2) . Недостатками конструкции являются значительная сложность изготовления гидростатической червячнореечной передачи и ее эксплуатация, необходимость черезмерного повышения жесткости узлов корпусных деталей для обеспечения неизменности толщины масляного слоя по длине червяков, а по длине и ширине направляющих рабочего перемещения, необходимость дополнительных насосных установок с тонкой фильтрацией масла, необходимость высокой степени изоляции пары червяк — рейка от возможности попадания в зазор эмульсии и других элементов. Кроме того, изготовление и эксплуатация гидростатических направляющих дорого и требует дополнительного расхода электроэнергии для питания насосных установок. Сложная система привода подачи и направляющих прототипа отрицательно сказывается на его точности. Цель изобретения — повышение точности и упрощение конструкции. Поставленная цель достигается тем, что в станке портал связан со станиной через винтовые поверхности, выполненные на концах червячных валов, причем корпус червячного вала связан с порталом через упругие элементы. Кроме того, упругие элементы выполнены в виде балок коробчатого сечения с гибкими вертикальными стенками, расположенными вдоль оси перемещения портала. С целью ограничения радиальной нагрузки на червяк, станок снабжен установлен952470 З0 55 ными между станиной и порталом разгрузочными тележками. На фиг. 1 представлен портальный фрезерный станок, вид спереди; на фиг. 2 вид А на фиг. 1; на фиг. 3 — узел 1 на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез Б — Б на фиг. 3; на фиг. 5 — разрез  — В на фиг. 1. Станок состоит из двух станин 1, стола 2, портала 3, на горизонтальных направляющих которого смонтирована поперечная каретка 4 с фрезерной головкой 5. Перемещение портала осуществляется с помощью двух приводов 6 и 7 продольной подачи, каждый из которых содержит электродвигатель 8, зубчатую коробку передач 9, выходное зубчатое колесо 10, которое закреплено на валу Il, соединенного с двумя идентичными шариковыми червяками 2 и 13, которые размещены на его концевых участках с целью создания четырех опор качения на червячных рейках 14, закрепленных на станинах 1 и имеющих угол охвата до 180 и являющихся одновременно направляющими продольной подачи портала. Для компенсации температурных деформаций портала 3 и его возможного перекоса в процессе работы, с одной стороны портала корпус червячного вала закреплен на портале через упругие элементы 15, выполненные в виде коробчатых балок с гибкими вертикальными стенками, расположенными вдоль оси подачи и служащими в качестве компенсатора. Работа каждого из приводов 6 и 7 продольной подачи портала 3, в отношении к заданным величинам перемещений, контролируется разделительными системами обратной связи по положению и осуществляется при помощи вращающегося трансформатора (ВТ) 16, получающего вращение от вала 11 при помощи зубчатых колес 17 и 18. Учитывая возможную разницу между существующей и заданной величинами перемещений каждой стороны портала, влекущую к его перекосу, предусмотрена дополнительная выравнивающая система, которая соединяет между собой валы 11 приводом 6 и 7 при помощи конических передач 19— 22, закрепленных на валах 23 и 24 и соединенных между собой муфтой 25, установленной на валах 26 и 27. Муфта настраивается так, что при перекосе портала 3 в пределах 0,2 мм движение портала не прекращается, но при дальнейшем увеличении перекоса она дает команду на отключение приводов 6 и 7, после чего жестко соединяет приводы подач. Для частичной разгрузки червячных реек 14 и повышения долговечности шариковых червячных пар, применены разгрузочные тележки качения 28 и 29, расположенные с разных сторон портала и выполненные, например (фиг. 3 — 5) в виде ряда соединенных между собой роликовых опор 30, установленных в направляющем пазу портала и подпружиненных относительно него пружиной 31. Поперечное перемещение каретки 4 осуществляется с помощью привода 32, обратная связь по положению каретки осуществляется при помощи ВТ 33, получающего вращение от вала привода 32. Вертикальное перемещение фрезерной головки 5 осуществляется с помощью привода 34. Обратная связь по положению фрезерной головки 5 осуществляется при помощи ВТ 35, получающего вращение от шарикового винта привода. Станок работает следующим образом. На стол 2 станка устанавливается и крепится заготовка детали 36. Портал 3, поперечная каретка 4 и фрезерная головка 5 устанавливаются в начальное нулевое положение, т. е. портал на краю станин 1 поперечная каретка 4 в крайнем (например, левом) положении на портале 3, фрезерная головка 5 в крайнем верхнем положении. Производится настройка режимов работы станка, не связанных с ЧПУ. В считывающее устройство управляющей машины вводится программа работы. После этого включается кнопка «Пуск» цикла обработки на пульте управления станком. Дальнейшая обработка заготовки на станке происходит в автоматическом. цикле. Перемещение портала 3 по станинам 1 производится от синхронизированных приводов 6 и 7, электродвигатель 8 через зубчатые передачи и выходное зубчатое колесо 10 сообщает вращение червячным валам 11 с закрепленными на них шариковыми червяками 12 и 13, которые перемещаются по червячным рейкам 14. Высокая точность изготовления червячнореечных шариковых пар, точность и жесткость монтажа червячных реек 14 на станинах 1, обеспечивают точное направление перемещения портала 3, причем одна из сторон портала, в результате сцепления червячного вала 11 с шариковыми червяками 12 и 13 и рейкой 14, получает заданное точное направление перемещения. Последнее достигается в результате угла охвата рейкой 14 контура сечения шариковых червяков 12 и 13 в пределах 180 . Синхронное перемещение второй стороны портала обеспечивается системой обратной связи по положению привода 6 при помощи ВТ 16 и точным положением червячного вала 11, с шариковыми червяками 12 и 13, смонтированного с другой стороны портала. Погрешности, вызванные геометрическими и температурными отклонениями в положении осей червячных реек 14 на станине 1, которые могли бы вызвать нежелательные явления в сцеплениях шариковых червячнореечных пар, компенсируются благодаря податливости упругого элемента 15, крепления 952470 Формула изобретения 21 29 1ч 1 корпуса червячного вала с шариковыми червяками с одной стороны портала. Перемещение поперечной каретки 4 по направляющим портала 3 производится от электропривода 32. Продольное перемещение портала 3 и поперечное перемещение поперечной каретки 4 осуществляют обработку детали в автоматическом цикле по замкнутому контуру. Вертикальное перемещение фрезерной головки 5 по направляющим поперечной каретки 4 производится от электропривода 34. После окончания обработки детали все агрегаты — портал 3, поперечная каретка 4 и фрезерная головка 5 — возвращаются в исходное первоначальное нулевое положение и станок останавливается. Применение предлагаемого изобретения позволяет отказаться от традиционной схемы, включающей отдельно привод подачи и направляющие для перемещения и заменить ее системой, в которой совмещены обе эти схемы. Использование изобретения позволяет увеличить надежность работы станка, его долговечность и упростить конструкцию станка. Особенно благоприятно скажется использование изобретения в тяжелых портальных станках с ЧПУ для перемещения портала на большие расстояния. 1. Портальный фрезерный станок с числовым программным управлением, включающий портал, установленный с возможностью перемещения по станине от двухстороннего синхронизированного привода, с винтореечной передачей, включающей, ho крайней мере, два червячных вала, установ5 ленных в корпусе и связанных с размещенными на станине червячными рейками, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения конструкции станка, портал связан со станиной через винтовые поверхности, которые выполнены на концах 10 червячных валов, причем корпус червячного вала связан с порталом через упругие элементы. 2. Станок по и. 1, отличающийся тем, что упругие элементы выполнены в виде балок коробчатого сечения с гибкими вертикальными стенками, расположенными вдоль оси перемещения портала. 3. Станок по п. 1, отличающийся тем, что, с целью ограничения радиальной нагрузки на червяк, он снабжен установленными между станиной и порталом разгрузочными тележками. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Продольно-фрезерный станок с ЧПУ с перемещающимся порталом и двухсторонним синхронизированным приводом для обработки крупногабаритных изделий. 2. Проспект «Экономическая эксплуатация продольно-фрезерных станков типа ГентЗо ри с перемещаемым порталом Wet.kzengmashinen fabric Adolf Waldrich Coburg Buueru» (ВКД), 1976, с. 15, рис. 1.73. 6-Б В-8 Составитель М. Кольбич Редактор Г. Ус Техред А. Бойкас Корректор М Коста Заказ 5836/18 Тираж 1153 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4
