Агрегатний верстат з числовим програмним керуванням

Реферат: Агрегатний верстат з числовим програмним керуванням (ЧПК) має станину з внутрішньою порожниною і плитою на ній, поворотний ділильний стіл на плиті з приводом, механізми підйому і повороту столу з приводами, розташовані в станині, блок ЧПК, а також агрегатні головки зі шпинделями, що мають приводи. При цьому на корпусі поворотного ділильного столу закріплений установочно-затискний пристрій, плита має центральну і бічну частини, на бічній частині навколо центральної частини плити встановлені механізми базування. Верстат додатково забезпечений закріпленими на бічній частині плити за допомогою механізмів базування тороподібними направляючими, на яких встановлені каретки, що несуть агрегатні головки. При цьому каретки забезпечені півдисками, а приводи повороту кареток забезпечені механізмами самогальмування, а приводи переміщення кареток забезпечені повзунами з поворотними зачепами, взаємодіючими з відповідними півдисками, жорстко з'єднаними з каретками. UA 95596 U (12) UA 95596 U UA 95596 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Агрегатний верстат з числовим програмним керуванням (ЧПК) призначений для обробки фасонних деталей різних галузей машинобудування, зокрема цілісних робочих коліс і крильчаток газотурбінних двигунів. Верстат може знайти застосування в авіаційному двигунобудуванні, енергетичному машинобудуванні та інших галузях промисловості. Відомий агрегатний верстат, містить силові головки з приводом подачі від гідроциліндрів. Він забезпечений тумбою, встановленим на ній силовим столом, розміщеними на останньому упорами і додатковими гідроциліндрами, попарно встановленими так, що їх плунжери розміщені один проти одного з можливістю почергової взаємодії із згаданими упорами, а робочі порожнини кожної з пар додаткових гідроциліндрів з'єднані із відповідними робочими порожнинами гідроциліндра подачі однієї з силових головок [1]. Суттєвими недоліками цього верстата є: - жорстке управління, яке не дозволяє виконувати переналагодження в автоматичному режимі; - неможливість обробляти з високою продуктивність цілісні робочі колеса і крильчатки газотурбінних двигунів; Відомий також агрегатний верстат з ЧПК, що має станину з внутрішньою порожниною і плитою на ній, поворотний ділильний стіл на плиті з приводом, механізми підйому і повороту столу з приводами, розташовані в станині, блок ЧПК, а також агрегатні головки зі шпинделями, що мають приводи, при цьому на корпусі поворотного ділильного столу закріплений установочно-затискний пристрій, плита має центральну і бічну частини, на бічній частині навколо центральної частини плити встановлені механізми базування [2]. Цей верстат, на відміну від попереднього, має гнучке управління, яке дозволяє виконувати переналагодження в автоматичному режимі. Разом з тим значним недоліком верстата, що розглядається є неможливість обробляти з високою продуктивність цілісні робочі колеса і крильчатки газотурбінних двигунів. В основі корисної моделі є забезпечення можливості обробки з високою продуктивністю цілісних робочих коліс та крильчаток газотурбінних двигунів. Задум полягає в добудуванні агрегатного верстата з ЧПК таким чином, щоб забезпечити можливість одночасної обробки поверхонь кількох лопаток в умовах стисненого простору, за рахунок надання шпинделям, які несуть інструменти, необхідного запрограмованого формоутворюючого руху, з періодичним поворотом ділильного столу на кут, пропорційний куту, утвореному суміжними лопатками. Поставлена задача вирішується тим, що він додатково забезпечений, закріпленими на бічній частині плити за допомогою механізмів базування, тороподібними направляючими, на яких встановлені, з можливістю програмованого повороту від приводів навколо осі тора та дотичної до його направляючого кола, каретки, що несуть агрегатні головки, встановлені також з можливістю програмованих повздовжнього переміщення та повороту навколо осі, яка проходить через центральну вісь тороподібних направляючих та повздовжню вісь каретки паралельно до дотичної направляючого кола тора, що проходить через точку перерізу вказаної площини з цим колом, при цьому каретки забезпечені півдисками, а приводи повороту кареток забезпечені механізмами самогальмування, а приводи переміщення кареток забезпечені повзунами з поворотними зачепами, взаємодіючими з відповідними півдисками, жорстко з'єднаними з каретками. Корисна модель поясняється кресленнями, де фіг. 1 схематично зображено загальний вигляд верстата з ЧПК, на фіг. 2показаний його вид зверху, на фіг. 3 показаний один з розрізів цього виду. Агрегатний верстат з ЧПК, що має станину 1 з внутрішньою порожниною 2 і плитою 3 на ній, поворотний ділильний стіл 4 на плиті з приводом 5, механізм підйому столу з приводами, розташовані в станині, блок ЧПК (на кресленнях не показаний). Наявність внутрішньої порожнини 2 та плити 3 у станині 1 верстата дозволяє розмістити, мати опори і доступ при монтажі та ремонті приводів рухомих частин(складових) верстата. Верстат має агрегатні головки 7 зі шпинделями 8, що мають приводи головного руху 9 та руху подач. Зокрема, останній може виконуватись у вигляді лінійного крокового двигуна, розміщеного у корпусі агрегатної головки 7. На корпусі поворотного ділильного столу 4 закріплено установочнозатискні пристрої 10. Плита 3 має центральну і бічну частини. На бічній частині навколо центральної частини плити встановлені механізми базування 11. Агрегатний верстат додатково забезпечений, закріпленими на бічній частині плити 3, на механізмах базування 11 тороподібними направляючими 12, на яких встановлені, з можливістю програмованого повороту відносно осі тора та дотичної до його направляючого кола, каретки 13 з повздовжніми осями. Каретки 13 несуть агрегатні головки 7. Головки мають можливість програмованих 1 UA 95596 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 формоутворюючих рухів: переміщення у напрямі поздовжньої осі каретки 13 та повороту навколо осі, що розташована в площині, яка проходить через центральну вісь тороподібних направляючих та повздовжню вісь каретки 13 перпендикулярно до неї через направляюче коло тора. Для цього наявні програмовані приводи 14 та 15 відповідно. Для забезпечення повороту кареток 13 у площині, яка проходить через центральну вісь тороподібних направляючих та повздовжню вісь каретки 13 паралельно до дотичної направляючого кола тора, що проходить через точку перерізу вказаної площини з цим колом (навколо осі В-В показаної на фіг. 2) наявний програмований привід 16. Для переміщення кареток 13 з агрегатними головками 7 по тороїдальних направляючих наявний привід 17 з повзуном 18, який може взаємодіяти з півдиском 19, жорстко з'єднаним з кареткою 13, площина якого проходить через повздовжню вісь каретки та вісь повороту агрегатної головки 13. Всі приводи, окрім приводу 9 головного руху, мають механізми самогальмування у вигляді самогальмівних черв'ячних або гвинтових передач. Кількість агрегатних головок може бути 2 або більше. На фіг. 1 та фіг. 2 показана (як приклад) заготовка 20 цілісного відцентрового робочого колеса компресора газотурбінного двигуна та ріжучий інструмент 21. У зв'язку з тим, що каретки 13, переміщаючись по тороїдальних направляючих 12, змінюють своє кутове положення, у верстаті введені додаткові елементи, які це враховують. А саме, у станині 1 виконана кільцева виточка 22 з напрямними, в яку входить відповідний шип скоби, в якій розміщено з можливістю обертання черв'як приводу 16. Крім того, на повзуні 17 встановлено поворотний зачіп 23 з пазом, який взаємодіє з півдиском 19, забезпечуючи переміщення кареток від приводу 18. Агрегатний верстат з ЧПК працює наступним чином. Заготовка 20 установлюється на установочно-затискному пристрої 10 і фіксуються на ньому, наприклад, за допомогою різьбового з'єднання. Проводиться попереднє налагодження верстата на необхідні вихідні взаємні положення заготовки 20 та ріжучих інструментів 21, а також програмування необхідних положень, траєкторій і швидкостей переміщень інструментів у блоці числового програмного управління (ЧПК). При цьому використовуються привід 6 для повздовжньої орієнтації заготовки, привід 5 для її кутової орієнтації, привід 17 для необхідного позиціонування каретки в площині тороподібної направляючої 12, які жорстко скріплюються з елементами станини 1 за допомогою опор 11, привід 16 - для зайняття кареткою агрегатної головки необхідного напрямку у вертикальній площині, а також привід 15 - у площині, їй перпендикулярній, привід 14 осьового переміщення каретки та привід у вигляді лінійного крокового електродвигуна агрегатної головки - для зайняття вихідної осьової дистанції інструментом. Тороподібна форма напрямних 12, дозволяє забезпечити можливість одночасного переміщення кареток 13 з агрегатними головками 7 по двох кутових координатах по відношенню до вісі заготовки. Включаються приводи головного руху 9, які обертають з потрібною швидкістю різання шпинделі 8, що несуть ріжучі інструменти 21 (при необхідності включається система охолодження інструмента, наприклад, повітрям, яка на наведенихкресленнях не показана). У відповідності з геометричною формою лопаток заготовки 20 програмуються формоутворюючі рухи інструменту 21, за рахунок включення приводів 6, 5, 17, 12, 15, 16 для кожної агрегатної головки. При цьому механізми самогальмування, виконані у вигляді черв'ячних та гвинтових передач, забезпечують точність, стабільність і незворотність переміщень по управляючих командах ЧПК. Переміщення кареток 13 з агрегатними головками 7 по тороїдальних направлячих 12 здійснюється наявним приводом 17, який повзуном 18 взаємодіє, через поворотний зачіп 23, який має паз, з півдиском 19, що жорстко з'єднаний з кареткою 13, площина якого проходить через повздовжню вісь каретки та вісь повороту агрегатної головки 7, незалежно від кута нахилу агрегатної головки 7 у вертикальній площині, із-за вибраної форми контактуючої ланки півдиска, що компенсує вказаний кутовий нахил агрегатної головки 7. Оскільки при переміщенні кареток 13 по тороїдальних направляючих 12 призводить до зміни кутового положення приводу 16 з черв'ячною передачею, наявна в станині 1 кільцева виточка 22 дозволяє забезпечити цілісність цієї передачі і працездатність приводу 16. Після закінчення циклу обробки поверхонь лопаток усіма інструментами проводиться поворот заготовки 20 на необхідний кут за допомогою поворотного ділильного столу 4, за допомогою приводу 6. При обробці станина 1 разом плитою 3 забезпечують жорсткість та цілісність верстата. Оскільки верстат забезпечує переміщення інструментів 21 по 6-ти координатах відносно до заготовки синхронно усіма встановленими агрегатними головками 7, забезпечується: 2 UA 95596 U 5 10 - формоутворення фасонних поверхонь лопаток цілісних робочих коліс компресорів та турбін заданої форми; - підвищення продуктивності обробки за рахунок суміщення процесу формоутворення кількох поверхонь лопаток інструментами агрегатних головок. Цим вирішується задача корисної моделі. Оскільки підвищення продуктивності може сягати 2-3 і більше разів, верстат може використовуватись у серійному виробництві газотурбінних двигунів і забезпечувати значний економічний ефект за рахунок зниження трудомісткості та зменшення потреби у виробничих площах і капіталовкладеннях. Джерела інформації: 6 1. Патент Російської Федерації RU 2086387 МПК С1 B23Q39/04 Агрегатний станок// Р.В. Мифтахов. 6 2. Патент Російської Федерації RU 2080974 МПК С1 B23Q39/04; B23Q41/00 Агрегатний станок з ЧПК// A.M. Царьов. 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 Агрегатний верстат з числовим програмним керуванням (ЧПК), що має станину з внутрішньою порожниною і плитою на ній, поворотний ділильний стіл на плиті з приводом, механізми підйому і повороту столу з приводами, розташовані в станині, блок ЧПК, а також агрегатні головки зі шпинделями, що мають приводи, при цьому на корпусі поворотного ділильного столу закріплений установочно-затискний пристрій, плита має центральну і бічну частини, на бічній частині навколо центральної частини плити встановлені механізми базування, який відрізняється тим, що він додатково забезпечений, закріпленими на бічній частині плити за допомогою механізмів базування, тороподібними направляючими, на яких встановлені, з можливістю програмованого повороту від приводів навколо осі тора та дотичної до його направляючого кола, каретки, що несуть агрегатні головки, встановлені також з можливістю програмованих повздовжнього переміщення та повороту навколо осі, яка проходить через центральну вісь тороподібних направляючих та повздовжню вісь каретки паралельно до дотичної направляючого кола тора, що проходить через точку перерізу вказаної площини з цим колом, при цьому каретки забезпечені півдисками, а приводи повороту кареток забезпечені механізмами самогальмування, а приводи переміщення кареток забезпечені повзунами з поворотними зачепами, взаємодіючими з відповідними півдисками, жорстко з'єднаними з каретками. 3 UA 95596 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4