BG2946U1 - Vertical five-axis numerically controlled machine tools - Google Patents

Abstract

The utility model relates to a vertical five-axis numerically controlled machine tools and finds application in the field of the metal industry. The machine consists of a cast iron stable base (1) on which there are mounted by means of bolts a four-way union (2) on the X axis and a four-way union (3) on the Y axis. By means of a pair of precision roller guides (15), on the four-way union (2) is fixed the carriage (4) along axis X. On the four-way union (3) by means of bolts is fixed the carriage (4) on the Y axis. At the rear section of this carriage is mounted a mechanical pusher (17) which serves to adjust the perpendicularity of the Y axis to the X axis. On the carriage (16) along the Y axis by a pair of precision roller guides (18) is mounted a column (6) along the Z axis. On the column (6) is mounted a lantern (27) carrying a connecting motor (14) for motion along the Z axis. At the front of the column (6) by means of a pair of precision roller guides (19) is fixed a spindle box (7) in which is integrated a motor spindle (9) in which is inserted a tool (26). In the spindle box (7) is mounted a cooling system through the tool (26). On the carriage (16) is mounted a vertical support (13). On the base (1), in the work area is mounted a tilting rotary table (11) as well as between it and the vertical support (13) there is a swing (5) carrying a rotary table (12) which performs a rotary motion about an axis and on which is placed the workpiece for processing. On the carriage (16) along the Y axis is located vertically a tool magazine (8) housed in a cabin (22) equipped with a door (23). The tool magazine (8) is of a drum type and is equipped with a pick-and-place arm (25) for changing the tool (26). In the magazine (8) there are formed tool sockets as well as their number is 24, 30, 40, 60, 90 or 120. 2 claims, 5 figures

Description

Област на техникатаField of technology

Полезният модел се отнася до вертикална петосна металорежеща машина с цифрово-програмно управление и намира приложение в областта на металообработващата промишленост.The utility model refers to a vertical five-piece metal cutting machine with digital program control and is used in the field of metalworking industry.

Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION

От BG 1556 U е известна вертикална петосна металорежеща машина с цифрово-програмно управление, която включва основа, върху която са разположени шейна по X и шейна по Y. Към шейната са предвидени двойка прецизни ролкови направляващи, а към шейната е монтиран вертикален супорт. Над шейната по Y е разположен мотор шпиндел, в който е поставен инструмента и е предвидена система за охлаждане през инструмента. Върху основата, в работната област е монтирана наклоняема ротационна маса, като между нея и вертикалния супорт е разположена люлка, носеща въртяща се маса. Върху шейната по Y е разположен вертикално инструментален магазин, поместен в кабина, снабдена с врата за инструменталния магазин. С помощта на цифрово-програмно управление се задават командите за накланяне на наклоняемата ротационна маса.From BG 1556 U is known vertical vertical cutting machine with digital program control, which includes a base on which are located a sled on X and a sled on Y. To the sled are provided a pair of precision roller guides, and to the sled is mounted a vertical support. Above the sled along Y is a motor spindle, in which the tool is placed and a cooling system is provided through the tool. A tilting rotating table is mounted on the base in the working area, and a swing carrying a rotating table is located between it and the vertical support. A vertical tool shop is located vertically on the Y sled, housed in a cab equipped with a door for the tool shop. With the help of digital-program control the commands for tilting the tilting rotary table are set.

Техническа същност на полезния моделTechnical essence of the utility model

Задачата на полезния модел е да създаде високотехнологична петосна металорежеща машина, която да бъде както с опростена конструкция и с по-ниска себестойност, така и да бъде лесна за обслужване и лесна за работа, да осигурява стабилност при обработка на захванатия върху въртящата се маса детайл; с минимални топлинни деформации; оптимално неутрализиране на получените вибрации; да бъде с висока точност при високоскоростна обработка на детайла; да има по-висока производителност и по-висока ефективност при запазване на висока степен на точност и надеждност. Също така да може да работи с инструменти от нов високотехнологичен тип.The task of the utility model is to create a high-tech five-piece metal cutting machine, which should be both simple in design and lower cost, as well as easy to maintain and easy to operate, to provide stability in the processing of the part attached to the rotating table. ; with minimal thermal deformations; optimal neutralization of the received vibrations; to be with high accuracy at high-speed processing of the part; to have higher productivity and higher efficiency while maintaining a high degree of accuracy and reliability. Also be able to work with tools of a new high-tech type.

Задачата е решена чрез създаване на вертикална петосна металорежеща машина с цифрово-програмно управление, включваща основа, върху която са разположени шейна по ос X и шейна по ос Y. Към шейната са предвидени двойка прецизни ролкови направляващи. Към шейната е монтиран вертикален супорт, като над шейната по ос Z е разположена шпинделна кутия, в която е поместен мотор шпиндел, в който е поставен инструмент. Предвидена е система за охлаждане през инструмента. Върху основата, в работната област е монтирана наклоняема ротационна маса, като между нея и вертикалния супорт е разположена люлка, носеща въртяща се маса. Върху шейната по ос Y е разположен инструментален магазин, поместен в кабина, снабдена с врата.The problem is solved by creating a vertical five-point metal cutting machine with digital program control, including a base on which are located a sledge on the X axis and a sledge on the Y axis. A pair of precision roller guides are provided to the sledge. A vertical support is mounted to the carriage, and above the carriage along the Z axis there is a spindle box, in which a motor spindle is placed, in which a tool is placed. A cooling system is provided through the tool. A tilting rotating table is mounted on the base in the working area, and a swing carrying a rotating table is located between it and the vertical support. A tool shop is located on the Y-axis sled, housed in a cab equipped with a door.

Съгласно полезния модел шейната по ос X е монтирана върху кръстачка по ос X, неподвижно свързана към основата. Шейната по ос Y е монтирана върху кръстачка, като в задната част на шейната по ос Y е закрепен механичен избутвач за регулиране на перпендикулярността на ос Y спрямо ос X. Върху шейната по ос Y, посредством двойка прецизни ролкови направляващи е закрепена колона по ос Z, като челно на колоната посредством двойка прецизни ролкови направляващи е захваната шпинделната кутия. На колоната е монтиран фенер, носещ подавателен двигател за движение по ос Z. Инструменталният магазин е от барабанен тип, разположен вертикално, в който са оформени гнезда за инструменти, като техният брой е от 24 до 120. Инструменталният магазин е снабден с ръка - манипулатор за смяна на инструмента. Посредством червячна предавка се задвижват наклоняемата ротационна маса и носещата въртяща се маса. Колоната, шпинделната кутия и люлката са вътрешно оребрени.According to the utility model, the X-axis slide is mounted on a cross on the X-axis, fixedly connected to the base. The Y-axis slide is mounted on a cross, and a mechanical pusher is attached to the rear of the Y-axis slide to adjust the perpendicularity of the Y-axis to the X-axis. A column on the Y-axis is attached to the Y-axis slide by a pair of precision roller guides. , the spindle box is attached to the front of the column by means of a pair of precision roller guides. On the column is mounted a lantern carrying a feed motor for movement on the Z axis. The tool shop is of drum type, located vertically, in which are formed slots for tools, and their number is from 24 to 120. The tool shop is equipped with a hand - manipulator to change the tool. By means of a worm gear the inclined rotary mass and the bearing rotating mass are driven. The column, the spindle box and the swing are internally ribbed.

Предимствата на полезния модел се състоят в стабилна по-лека конструкция на машината, с оптимално неутрализиране на вибрациите по време на работа, благодарение на оребрените елементи на корпуса, което осигурява стабилност при обработка на детайлите; има по-висока скорост на работа и по-бързо подаване на инструмента, което води до по-бързо получаване на готовия детайл; машината има по-малки габаритни размери, изискващи по-малка площ за позициониране и е олекотена, като работи с по-голям максимален диаметър на инструмента и с по-голяма максимална дължина на инструмента; наличието на система за охлаждане през инструмента позволява металорежещата машина да работиThe advantages of the utility model consist in a stable lighter construction of the machine, with optimal neutralization of vibrations during operation, thanks to the ribbed elements of the body, which provides stability in the processing of parts; has a higher speed of work and faster feeding of the tool, which leads to faster receipt of the finished part; the machine has smaller dimensions requiring a smaller positioning area and is lighter, working with a larger maximum tool diameter and a larger maximum tool length; the presence of a cooling system through the tool allows the metal cutting machine to work

1935 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 06.2/29.06.2018 с инструменти от нов високотехнологичен тип; магазинът е барабанен тип с ръката - манипулатор за смяна на инструментите, позволяваща по-бързата смяна на същите.1935 Descriptions to certificates for registration of utility models № 06.2 / 29.06.2018 with tools of a new high-tech type; the shop is a drum type with the hand - a manipulator for changing the instruments, allowing the faster change of the same.

Пояснение на приложените фигуриExplanation of the attached figures

На фигура 1 е показан страничен изглед на вертикалната петосна металорежеща машина с ЦПУ, съгласно полезния модел;Figure 1 shows a side view of the vertical five-axis CNC machine tool according to the utility model;

на фигура 2 - изглед отпред на вертикалната петосна металорежеща машина с ЦПУ;Figure 2 is a front view of a vertical five-axis CNC machine tool;

на фигура 3 - аксонометричен изглед на вертикалната петосна металорежеща машина с ЦПУ без кабината;Figure 3 is an axonometric view of the vertical five-axis CNC machine without the cab;

на фигура 4 - аксонометричен изглед на носещата въртяща маса и наклоняемата ротационна маса; на фигура 5 - общия вид в аксонометричен изглед на вертикалната петосна металорежеща машина сЦПУ.Figure 4 is an axonometric view of the bearing rotary table and the inclined rotary table; Figure 5 - General view in axonometric view of the vertical five-axis metal cutting machine cCPU.

Примери за конкретно изпълнение на полезния моделExamples of specific implementation of the utility model

Както се вижда на приложените чертежи, машината се състои от чугунена стабилна основа 1, върху която са монтирани посредством болтове кръстачка 2 по ос X и кръстачка 3 по ос Y. Посредством двойка прецизни ролкови направляващи 15, върху кръстачката 2 е захваната шейната 4 по ос X. Върху кръстачката 3, посредством болтове е захваната шейна 16 по ос Y. В задната част на тази шейна 16 е монтиран механичен избутвач 17, който служи за регулиране на перпендикулярността на ос Y спрямо ос X. Върху шейната 16 по ос Y, посредством двойка прецизни ролкови направляващи 18 е монтирана колона 6 по ос Z. На колоната 6 е монтиран фенер 27, носещ подавателен двигател 14 за движение по ос Z. Челно на колоната 6 посредством двойка прецизни ролкови направляващи 19 е захваната шпинделна кутия 7, в която е поместен мотор шпиндел 9, в който е поставен инструмент 26. Чрез мотор шпиндела 9 се осъществява въртеливото движение на режещия инструмент 26. В шпинделната кутия 7 е монтирана система за охлаждане 20 през инструмента 26, което позволява да се работи с инструменти 26 от нов високотехнологичен тип. Към шейната 16 е монтиран вертикален супорт 13. Върху основата 1, в работната област е монтирана наклоняема ротационна маса 11, с ос А на въртене, като между нея и вертикалния супорт 13 е разположена люлка 5, носеща въртяща маса 12, с ос С на въртене, която извършва ротационно движение и върху която се поставя заготовката за обработка. Върху шейната 16 по ос Y е разположен вертикално инструментален магазин 8, поместен в кабина 22, снабдена с врата 23. Инструменталният магазин 8 е барабанен тип с хоризонтално разположена ос и е снабден с ръкаманипулатор 25 за смяна на инструмента 26. В магазина 8 са оформени гнезда за инструменти 26, като техният брой е 24, 30, 40, 60, 90 или 120. Между челото на въртяща маса 12 и оста на въртене - ос А, на наклоняема ротационна маса 11 има разстояние, което позволява при поставяне на детайл с максимални размери, общият център на тежестта на системата „люлка-въртяща ос-детайл“ почти да съвпада с центъра на въртене на наклоняемата ротационна маса 11. Осите X, Y и Z са линейни и се задвижват чрез двойки прецизни съчмено винтови двойки 18,19, синхронизирани посредством цифрово-програмното управление 24. Колоната 6, шпинделната кутия 7 и люлката 5 са вътрешно оребрени така, че в машината да липсват каквито и да било вибрации. С цел безопасност всички движещи части в машината са предпазени със специално проектирани ламаринени капаци. Работната зона на машината е изцяло покрита със специално проектирана за целта кабина 22.As can be seen in the attached drawings, the machine consists of a cast iron stable base 1, on which a cross 2 along the X axis and a cross 3 along the Y axis are mounted by means of bolts. By means of a pair of precision roller guides 15, the cross carriage 4 is mounted on the cross 2. X. On the cross 3, by bolts is attached the carriage 16 on the Y axis. In the rear of this carriage 16 is mounted a mechanical pusher 17, which serves to adjust the perpendicularity of the Y axis to the X axis. On the carriage 16 on the Y axis, by means of a pair of precision roller guides 18 is mounted column 6 on the Z axis. On the column 6 is mounted a lantern 27 carrying a feed motor 14 for movement on the Z axis. At the front of the column 6 by means of a pair of precision roller guides 19 is attached a spindle box 7 a spindle motor 9 is placed, in which a tool 26 is placed. The rotating movement of the cutting tool 26 is realized by a spindle motor 26. In the spindle box 7 a cooling system 20 is mounted. h tool 26, which allows to work with tools 26 of a new high-tech type. A vertical support 13 is mounted to the carriage 16. On the base 1, in the working area, an inclined rotary table 11 is mounted, with axis A of rotation, and between it and the vertical support 13 there is a swing 5, bearing a rotating table 12, with axis C of rotation, which performs a rotational movement and on which the workpiece is placed for processing. On the carriage 16 along the Y axis is located vertically tool shop 8, placed in a cabin 22 equipped with a door 23. The tool shop 8 is a drum type with a horizontal axis and is equipped with a hand manipulator 25 for changing the tool 26. In the shop 8 are formed tool slots 26, the number of which is 24, 30, 40, 60, 90 or 120. Between the front of the rotating table 12 and the axis of rotation - axis A, the tilting rotary table 11 has a distance that allows when placing a part with maximum dimensions, the total center of gravity of the swing-axis-part system almost coincides with the center of rotation of the tilting rotary table 11. The X, Y and Z axes are linear and are driven by pairs of precision ball screw pairs 18,19 , synchronized by means of the digital program control 24. The column 6, the spindle box 7 and the swing 5 are internally ribbed so that the machine is free of any vibrations. For safety, all moving parts in the machine are protected by specially designed sheet metal covers. The working area of the machine is completely covered with a specially designed cab 22.

Описаната по този начин конструкция е динамично стабилна, тъй като обработваният детайл е поставен върху ротационни оси А и С, а линейните оси X, Y и Z служат само за преместването на инструмента.The construction described in this way is dynamically stable, as the workpiece is placed on rotary axes A and C, and the linear axes X, Y and Z serve only to move the tool.

Действие на машинатаMachine operation

Върху въртящата се маса 12 се поставя заготовката, която е предназначена за обработка, като се позиционира от всички страни, което е достатъчно точно, бързо, здраво, стабилно и позволява подадения режим на рязане. С помощта на цифрово-програмното управление 24 се задават командите за накланяне на ротационната маса 11, като се отчита ъгълът на наклона и същевременно се осъществява интеграция на възела въртяща се маса 12 и наклоняема ротационна маса 11. Въртеливо наклоняемотоOn the rotating table 12 is placed the workpiece, which is intended for processing, being positioned on all sides, which is sufficiently accurate, fast, strong, stable and allows the applied cutting mode. With the help of the digital program control 24 the commands for tilting the rotary table 11 are set, taking into account the angle of inclination and at the same time the integration of the unit rotating table 12 and tilting rotating table 11 is performed.

1936 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 06.2/29.06.2018 движение на ротационната маса Пес работна повърхнина 350-450 mm и създава условие за осъществяване на петстранна обработка с едно базиране и закрепване на обработваемия детайл. Главното задвижване осигурява въртеливо движение на инструмента 26, монтиран на вертикалния супорт 13 с мотор-шпиндела 9, който се придвижва по трите основни оси X, Y и Z от шейните 4, 16, задвижвани от променливо-токови двигатели, управлявани от честотен регулатор, свързани директно със съчменовинтови двойки.1936 Descriptions to certificates for registration of utility models № 06.2 / 29.06.2018 movement of the rotary table Dog working surface 350-450 mm and creates a condition for carrying out five-sided processing with one basing and fixing of the workpiece. The main drive provides rotational movement of the tool 26 mounted on the vertical support 13 with the motor-spindle 9, which moves along the three main axes X, Y and Z of the sleds 4, 16, driven by AC motors controlled by a frequency regulator, connected directly to ball screw pairs.

Шпинделът, въртящ се с максимални обороти безстепенно регулируеми до 8 000 rpm се задвижва чрез зъбно-ремъчна предавка. Охлаждането на бързооборотния шпиндел 9 се осъществява посредством система за охлаждане 20 за принудително циркулиране на маслото, с което се създава постоянно темпериране на инструмента 26, независимо от честотата му на въртене.The spindle, rotating at maximum speed infinitely adjustable up to 8,000 rpm, is driven by a toothed belt drive. The cooling of the high-speed spindle 9 is carried out by means of a cooling system 20 for forced circulation of the oil, which creates a constant tempering of the tool 26, regardless of its speed.

Смазването на направляващите 15 и двигателните винтове на машината се осъществява автоматично от помпа, закрепена отстрани на колоната 6 на машината.Lubrication of the guide rails 15 and the motor screws of the machine is performed automatically by a pump mounted on the side of the column 6 of the machine.

Claims (2)

ПретенцииClaims 1. Вертикална петосна металорежеща машина с цифрово-програмно управление, която включва цифрово-програмното управление (24), основа (1), върху която са разположени шейна (4) по X и шейна (16) по Y, като към шейната (4) са предвидени двойка прецизни ролкови направляващи (15), а към шейната (16) е монтиран вертикален супорт (13), при което над шейната (16) по ос Z е разположена шпинделна кутия (7), в която е поместен мотор шпиндел (9), в който е поставен инструмент (26) и е предвидена система за охлаждане (20) през инструмента (26), а върху основата (1), в работната област е монтирана наклоняема ротационна маса (11), като между нея и вертикалния супорт (13) е разположена люлка (5) , носеща въртяща се маса (12), при което върху шейната (16) по ос Y е разположен инструментален магазин (8), поместен в кабина (22), снабдена с врата (23), характеризираща се с това, че шейната (4) по ос X е монтирана върху кръстачка (2) по ос X, неподвижно свързана към основата (1), а шейната (16) по ос Y е монтирана върху кръстачка (3), като в задната част на шейната (16) по ос Y е закрепен механичен избутвач (17) за регулиране на перпендикулярността на ос Y спрямо ос X, при което върху шейната (16) по ос Y, посредством двойка прецизни ролкови направляващи (18) е закрепена колона (6) по ос Z, а челно на колоната (6) посредством двойка прецизни ролкови направляващи (19) е захваната шпинделната кутия (7), като на колоната (6) е монтиран фенер (27), носещ подавателен двигател (14) за движение по ос Z, при което инструменталният магазин (8) е от барабанен тип вертикално разположен и е снабден с ръка-манипулатор (25) за смяна на инструмента (26), при което е предвидена червячна предавка (21) за задвижване на наклоняемата ротационна маса (11) и въртящата се маса (12), а колоната (6) , шпинделната кутия (7) и люлката (5) са вътрешно оребрени.A vertical five-dimensional metal-cutting machine with digital program control, which includes a digital program control (24), a base (1) on which an X-sledge (4) and a Y-sledge (16) are arranged, as to the sledge (4). ) a pair of precision roller guides (15) are provided, and a vertical support (13) is mounted to the slide (16), where a spindle box (7) is located above the slide (16) along the Z axis, in which a motor spindle ( 9), in which a tool (26) is placed and a cooling system (20) is provided through the tool (26), and on the base (1), a tilting rotating table (11) is mounted in the working area, between it and the vertical support (13) is a swing (5) bearing a rotating table (12), where on the sled (16) along the Y axis is located a tool magazine (8), placed in a cabin (22), equipped with a door (23) , characterized in that the slide (4) on the X-axis is mounted on a cross (2) on the X-axis fixedly connected to the base (1), and the slide (16) on the Y-axis is mounted mounted on a cross (3), with a mechanical pusher (17) fixed in the rear part of the carriage (16) along the Y axis for adjusting the perpendicularity of the Y axis to the X axis, whereby on the carriage (16) along the Y axis, by means of a pair a column (6) is fixed on the Z axis with precision roller guides, and the spindle box (7) is attached to the front of the column (6) by means of a pair of precision roller guides (19), and a lantern (27) is mounted on the column (6). ) carrying a feed motor (14) for movement along the Z axis, in which the tool magazine (8) is of drum type vertically arranged and is equipped with a hand-manipulator (25) for changing the tool (26), in which a worm gear is provided gear (21) for driving the tilting rotary table (11) and the rotating table (12), and the column (6), the spindle box (7) and the swing (5) are internally ribbed. 2. Вертикална петосна металорежеща машина с цифрово-програмно управление съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че в инструменталния магазин (8) са оформени от 24 до 120 гнезда за инструменти (26).Vertical five-digit metal-cutting machine with digital program control according to claim 1, characterized in that 24 to 120 tool slots (26) are formed in the tool shop (8).