CZ303259B6 - Device for compensation of deflection of extensible part of machine tool formed by quill or slide - Google Patents

Abstract

The present invention relates to a device for compensation of deflection of extensible part (5) of machine tool formed by quill or slide, said deflection being caused by gravity forced of horizontally extensible parts (5) wherein the deflection of the extensible parts (5) is directly proportional to both the weight of the extensible parts (5) and the amount of their extension. The extensible part (5) is supported by a pair of supporting rollers (8) arranged within the headstock (6) and coupled by means of a front hinge (3) and a rear hinge (4) guided over the rollers with a weight (2). The headstock (6) body is coupled by means of an independent hinge (1) guided over the roller with a weight (2). The front hinge (3) and/or the rear hinge (4), as well as the independent hinge (1) are provided with tensioners (7, 7').

Description

Zařízení pro kompenzaci svěšení výsuvné části obráběcího stroje tvořené pinolou nebo smýkadlemA device for compensating for hanging of a withdrawable part of a machine tool consisting of a quill or a ram

Oblast technikyTechnical field

Vynálezem je zařízení pro kompenzaci svěšení výsuvné části obráběcího stroje tvořené pinolou nebo smýkadlem způsobeným tíhovou silou horizontálně výsuvných Částí, kde deformace výsuvných částí je přímo úměrná jak hmotnosti výsuvných částí, lak velikosti jejich vysunutí.The invention is a device for compensating for the extension of a sliding part of a machine tool formed by a quill or a ram caused by the gravity of the horizontally sliding parts, where the deformation of the sliding parts is directly proportional to both the mass of the sliding parts and their size.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

U velkých obráběcích strojů, jakými jsou především vodorovné vyvrtávací a frézovací stroje, které mají horizontálně výsuvné ěásti s vodorovnou osou vysunutí, tvořené pinolou či smýkadlem o značné hmotnosti. Při jejich vysunutí z tělesa vřeteníku vznikají deformace těchto výsuvných částí a deformace jejich výsuvných ploch. S velikostí vysunutí dochází vlivem hmotnosti výsuvných částí k jejich průhybu a skutečná osa vřetene není totožná s požadovanou osou. Jsou známá řešení, která kompenzují velikost vzniklé deformace. Ke kompenzaci vzniklé deformace se zpravidla využívá hmotnosti závaží umístěného ve stojanu obráběcího stroje. Závaží je s tělesem vřeteníku spojeno několika lanovými závěsy vedenými přes kladky na horním okraji stojanu. Všechna známá řešení využívají působení alespoň části hmotnosti závaží na nadzvedávání horizontálně výsuvné Části a to tím, že ovlivňují velikost tažné síly v jednotlivých lanových závěsech.In large machine tools, such as horizontal boring and milling machines, which have horizontally extendable parts with a horizontal axis of extension, consisting of a quill or a ram of considerable weight. When they are pulled out of the headstock body, deformations of these extendable parts and deformations of their extendable surfaces result. With the size of the extrusions, due to the weight of the withdrawable parts, they are deflected and the actual spindle axis is not identical to the desired axis. Solutions are known to compensate for the amount of deformation that has occurred. The weight of the weight placed in the machine tool stand is usually used to compensate for the deformation. The weight is connected to the headstock body by several rope hinges guided through pulleys on the upper edge of the stand. All known solutions utilize the action of at least a portion of the weight of the weight to lift the horizontally extending portion by affecting the magnitude of the pulling force in the individual rope suspensions.

Jedna forma kompenzace předpokládané deformace spočívá v přesouvání lanového závěsu spojujícího výsuvnou část se závažím spolu s vysouvající Částí. Taková řešení jsou kupříkladu popsaná v patentu US 4149822 a CZ 279142. U těchto provedení odpovídá velikost posunu lanového závěsu velikosti vysunutí výsuvné části z tělesa vřetene, v tomto případě pinoly. Je tomu tak proto, že lanový závěs je s pinolou pevně spojen. Hmotnost pinoly však nebývá vždy stejná, aleje odvislá především od hmotnosti nástroje či přídavných technologických příslušenství. Tato přídavná zařízení jsou často značné hmotnosti a upínají se na čelo pinoly. Vzniká tak značný klopný moment působící na pinolu, který pinolu svěšuje. S takovým silovým účinkem, který by bylo nutné vyvodit pro kompenzování deformací výsuvné částí účinků v lanovém závěsu se při konstrukci stroje nepočítalo a nelze ho průběžně měnit. Tažná síla v lanovém závěsu, jakož i jeho ukotvení k pinole jsou předem dané. Proto takové řešení, které spočívá v pevném spojení lanového závěsu s pinolou, na který působí konstantní síla vyvozená závažím, je pro univerzální použití těchto strojů nedostačující.One form of compensating for the assumed deformation consists in shifting the cable suspension connecting the extension part with the weight together with the extension part. Such solutions are described, for example, in U.S. Pat. No. 4,149,822 and CZ 279142. In these embodiments, the amount of displacement of the rope suspension corresponds to the amount of withdrawal of the withdrawable portion from the spindle body, in this case the quill. This is because the cable suspension is firmly connected to the quill. However, the weight of the quill is not always the same, but it depends mainly on the weight of the tool or additional technological accessories. These attachments are often of considerable weight and are clamped to the quill face. This creates a significant heeling moment acting on the quill, which brings the quill down. Such a force effect that would have to be inferred to compensate for the deformations of the pull-out parts of the effects in the rope suspension was not taken into account during the construction of the machine and cannot be continuously changed. The pulling force in the rope suspension as well as its anchoring to the quill are predetermined. Therefore, such a solution, which consists of a rigid connection of the rope suspension with the quill, on which the constant force exerted by the weight is applied, is insufficient for universal use of these machines.

Částečně se s popsaným nedostatkem vypořádalo řešení popsané v patentu CZ 278763. Silový účinek od závaží se rovněž přenáší na definované místo na pinole v tomto případě tvořené maticí obemykající pohybový šroub, kterým je matice soplu s pinolou vysouvána. Matice je zprostředkovaně přes vozík podepřena sklopným nosníkem. Po sklopném nosníku se pohybuje vozík. Jeden konec sklopného nosníku je podepřen čepem spojeným s tělesem vřeteníku a druhý konec je spojen s lanovým závěsem. Mezi vozíkem a maticí je hydraulický válec. Vyvažovači účinek proměnlivého klopného momentu působící na pinolu se vyvodí přídavnou silou hydraulického válce. Tím dochází ke zvyšování tažné síly v předním závěsu za současného poklesu tažné síly v hlavním závěsu, který je k nosiči pinoly ukotven na opačném konci. Předem určené a neměnné umístění matice na pinole, a tím i místo působení proměnlivé síly omezuje míru kompenzování deformace pinoly, kterou lze měnit pouze změnou tlaku v hydraulickém válci.The solution described in patent CZ 278763 has partially overcome the described drawback. The force effect from the weight is also transferred to a defined location on the quill, in this case formed by a nut enclosing the movement screw, by which the nut of the sow and quill is extended. The nut is supported by a folding beam through the trolley. The truck moves along the tilting beam. One end of the tilting beam is supported by a pin connected to the headstock body and the other end is connected to a cable suspension. There is a hydraulic cylinder between the carriage and the nut. The counterbalancing effect of the variable tilting moment acting on the quill is derived by the additional force of the hydraulic cylinder. This increases the tensile force in the front hinge while simultaneously reducing the tensile force in the main hinge, which is anchored to the quill carrier at the opposite end. The predetermined and unchangeable positioning of the nut on the quill, and hence the location of the variable force, limits the amount of compensation for the quill deformation, which can only be changed by changing the pressure in the hydraulic cylinder.

Jsou rovněž známa zařízení vyvozující proměnlivé napětí v lanových závěsech podepírajících pinolu. Jedno takové řešení je popsané v patentu CZ 275716, kde pinola se v tělese vřeteníku pohybuje na válečcích uložených v krajních polohách tělesa vřeteníku. Rozpětí válečkuje voleno tak, že těžiště pinoly se pohybuje mezi válečky. Válečky podpírající pinolu jsou lanovými závěsy spojeny se závažím, které je dělené. Jedna část závaží je spojena lanovým závěsem s tělesem vře-1 CZ 303259 B6 leníku a druhá část závaží je dvojicí lanových závěsů spojena s válečky, kde každém válečku přísluší jeden z lanových závěsů. Přední lanový závěs příslušející válečku podpírajícího pinolu blíže k jejímu čelu, je předělen napínacím ústrojím tvořeným hydraulickým válcem. Přírůstek síly potřebný pro vyrovnání deformace pínoly je realizován zvýšením tlaku v napínacím ústrojí. Tím dojde ke zkrácení předního lanovém závěsu, čímž se zvýší tažná síla za současného poklesu tažné síly v druhém lanovém závěsu. Tím je kompenzován klopný moment v pinote a deformace zapříčiňující svěšení pinoly je umenšena. Jako nevýhoda tohoto vcelku úspěšného řešení je, že přes dvojici lanových závěsů spojených s pinolou lze dělit pouze část celkové hmoty závaží, kteráje dokonce u tohoto provedení přesně rozdělena na dvě části. Při zvýšené hmotnosti přídavných zařízení a ty bývají u velkých obráběcích strojů s vodorovně výsuvnými díly značné, hmota závaží pro kompenzaci deformace pinoly nebo smýkadla obráběcího stroje nedostačuje.Also known are devices generating variable tension in the rope suspensions supporting the quill. One such solution is described in patent CZ 275716, wherein the quill in the headstock body moves on rollers mounted in the extreme positions of the headstock body. The span of the roller is chosen so that the center of gravity of the quill moves between the rollers. The rollers supporting the quill are connected by rope suspensions to the weight, which is divided. One part of the weights is connected by a rope suspension to the body of the sausage and the other part of the weight is connected by a pair of rope suspensions to the rollers, where each roller is associated with one of the rope suspensions. The front cable suspension belonging to the roller supporting the quill closer to its front is divided by a tensioning device formed by a hydraulic cylinder. The increase in force required to compensate for the deformation of the pole is realized by increasing the pressure in the tensioning device. This shortens the front rope suspension, thereby increasing the traction force while decreasing the traction force in the second rope suspension. This compensates the tilting moment in the pinote and the deformation causing the pinch to droop is reduced. A disadvantage of this quite successful solution is that only a part of the total mass of the weight can be divided through a pair of rope suspensions connected to the quill, which even in this embodiment is exactly divided into two parts. With the increased weight of the attachments and these tend to be considerable on large machine tools with horizontally extendable parts, the mass of the weights is not sufficient to compensate the deformation of the machine tool quill or ram.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Zařízení podle vynálezu kompenzuje svěšení výsuvné části obráběcího stroje, tvořené pinolou nebo smýkadlem, způsobené tíhovou silou horizontálně výsuvných částí. Deformace výsuvných částí je přímo úměrná jak hmotnosti výsuvných částí, tak velikosti jejich vysunutí. Výsuvná část, tvořená pinolou nebo smýkadlem, je podepřena dvojicí podpěrných válečků uložených ve vřeteníku a spojených pomocí předního závěsu a zadního závěsu vedených přes kladky se závažím. Těleso vřeteníku je spojeno pomocí samostatného závěsu vedeného přes kladku se závažím. Přední a/nebo zadní závěs, jakož i samostatný závěs, jsou opatřeny napínacími ústrojími, například hydraulickými. Změnou tažných sil v předním i zadním závěsu od působení napínacího ústrojí, lze především rozdělovat účinek hmoty závaží do obou závěsů pri stálé síle přenášené samostatným závěsem, ze závaží na těleso vřeteníku. Pokud je účinek změny tažné síly v obou závěsech nedostatečný pro kompenzaci svěšení výsuvné části, pak lze umenšit až vyloučit tažnou sílu v samostatném závěsu napínacím ústrojím. Takto získanou sílu lze přenést do zvýšení tahu předního závěsu, a tím ji využít pro kompenzaci svěšení výsuvné částí. Těleso vřeteníku je následně neseno předním a zadním lanovým závěsem spolu s výsuvnou částí.The device according to the invention compensates for the suspension of the withdrawable part of the machine tool, consisting of a quill or a ram, caused by the gravity of the horizontally extendable parts. The deformation of the pull-out parts is directly proportional to both the weight of the pull-out parts and the size of their extension. The withdrawable part, consisting of a quill or a ram, is supported by a pair of support rollers mounted in the headstock and connected by means of a front suspension and a rear suspension guided over the pulleys with a weight. The headstock body is connected to the weight by means of a separate hinge guided over the pulley. The front and / or rear hinges as well as the separate hinges are provided with tensioning means, for example hydraulic ones. By varying the tensile forces in the front and rear hinges from the action of the tensioning device, the effect of the mass of the weight can be divided into both hinges at a constant force transmitted by a separate hinge from the weights to the headstock body. If the effect of changing the tensile force in both hinges is insufficient to compensate for the extension of the withdrawable portion, then the tensile force in the separate hinge can be reduced to eliminate the tensioning device. The force thus obtained can be transferred to an increase in the pull of the front hinge, thereby utilizing it to compensate for the extension of the withdrawable part. The headstock body is subsequently carried by the front and rear rope suspension together with the withdrawable part.

Popis obrázku na výkreseDescription of the drawing in the drawing

Příkladné provedení vynálezu je schematicky znázorněno na výkresu, který znázorňuje vyvažování pinoly vodorovného vyvrtávacího stroje.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing which illustrates the quill balancing of a horizontal boring machine.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Výsuvná část 5 je tvořená pinolou vodorovného vyvrtávacího stroje. Výsuvná část 5 se pohybuje v tělese vřeteníku 6 na dvojicí válečků 8. Přední z válečků 8 je spojen předním závěsem 3 se závažím 2. Zadní z válečků 8 je spojen zadním závěsem 4 se závažím 2. Závaží 2 je uloženo v dutině stojanu, který není na výkrese zobrazen. Těleso vřeteníku 6 je samostatným závěsem 1 spojeno se závažím 2 a to nejlépe v jeho těžišti Tv. Každý ze závěsů 1, 3 a 4 je zhotoven z lana či řetězu a od závaží 2 je veden přes soustavu kladek umístěných na horním okraji stojanu. Přední závěs 3 je opatřen hydraulickým napínacím ústrojím 7. Rovněž samostatný závěs 1 spojující těleso vřeteníku 6 se závažím 2 je opatřen hydraulickým napínacím ústrojím T_. Napínacím ústrojím 7 může být opatřen i zadní závěs 4.The extension part 5 is formed by the quill of a horizontal boring machine. The retractable part 5 moves in the headstock body 6 on a pair of rollers 8. The front of the rollers 8 is connected by a front hinge 3 with a weight 2. The rear of the rollers 8 is connected by a rear hinge 4 with a weight 2. shown in the drawing. The headstock body 6 is connected to a weight 2 by a separate hinge 1, preferably at its center of gravity Tv. Each of the hinges 1, 3 and 4 is made of rope or chain and is guided from the weight 2 via a set of pulleys located at the upper edge of the stand. The front hinge 3 is provided with a hydraulic tensioning device 7. Also a separate hinge 1 connecting the headstock body 6 to the weight 2 is provided with a hydraulic tensioning device T. The tensioning device 7 can also be provided with a rear hinge 4.

Svěšení výsuvné části 5, tvořené pinolou nebo smýkadlem obráběcího stroje, je způsobené tíhovou pinolou horizontálně výsuvné části 5, kde svěšení výsuvné části 5 je přímo úměrná jak hmotnosti výsuvné části 5, tak velikosti jejího vysunutí. Velikost svěšení výsuvné části 5 je kompenzována změnou tažné síly v předním závěsu 3 a to zvýšením tahu. Tažná sílaje přenášena ze závaží 2 předním závěsem 3 přes váleček 8 na přední část výsuvné části 5. Tažná sílaje rovněž přenášena ze závaží 2 zadním závěsem 4 pres váleček 8 na zadní Část výsuvné části 5. Pokud neníThe drooping of the extension part 5 formed by the quill or the ram of the machine tool is caused by the gravity quill of the horizontal extension part 5, where the extension of the extension part 5 is proportional to both the weight of the extension part 5 and its extension. The amount of extension of the extension 5 is compensated by varying the tensile force in the front hinge 3 by increasing the tension. The tensile force is transmitted from the weight 2 by the front hinge 3 through the roller 8 to the front part of the withdrawable part 5. The tensile force is also transmitted from the weight 2 by the rear hinge 4 through the roller 8 to the rear part of the withdrawable part 5.

-2CZ 303259 B6 zvýšení tahu v předním závěsu 3 vyvozené hydraulickým napínacím ústrojím 7 dostatečné pro kompenzaci svěšení výsuvné části 5, sníží se tah v samostatném závěsu i hydraulickým napínacím ústrojím 7\ lažní síla doposud přenášená samostatným závěsem 1_ se rozdělí mezi přední závěs 3 a zadní závěs 4. Míra rozdělení této tažné síly mezi oba tažné závěsy 3 a 4 je ovládaná s hydraulickým napínacím ústrojím 7, v tomto případně umístěném na předním závěsu 3. Obdobně by bylo možné ovlivňovat rozdělení tažné síly mezi předním a zadním závěsem 3 a 4, kdyby bylo hydraulické napínací ústrojí 7 umístěno na zadním závěsu 4. Je možné opatřit přední i zadní závěsy 3 a 4 samostatnými napínacími ústrojími 7.The tension increase in the front hinge 3 exerted by the hydraulic tensioning device 7 is sufficient to compensate for the extension of the extension part 5, the thrust in the single hitch is reduced and the hydraulic tensioning device 7 is divided between the front hinge 3 and the rear hinge 3. hinge 4. The degree of distribution of this tensile force between the two hitches 3 and 4 is controlled with the hydraulic tensioning device 7, in this possibly located on the front hinge 3. Similarly, it would be possible to influence the distribution of the tensile force between the front and rear hinge 3 and 4 if the hydraulic tensioning device 7 has been placed on the rear hinge 4. It is possible to provide both front and rear hinges 3 and 4 with separate tensioning devices 7.

Claims (1)

1. Zařízení pro kompenzaci svěšení výsuvné části (5) obráběcího stroje, tvořené pinolou nebo smýkadlem, způsobeného tíhovou silou horizontálně výsuvných částí (5), kde deformace výsuvných částí (5) je přímo úměrná jak hmotnosti výsuvných částí (5), tak velikosti jejich vysunutí, přičemž výsuvná část (5) je podepřena dvojicí podpěrných válečků (8) uložených ve vřeteníkuA device for compensating for the suspension of a withdrawable part (5) of a machine tool, consisting of a quill or a ram, caused by the gravity of the horizontally extending parts (5), wherein the deformation of the withdrawable parts (5) is proportional to both the weight of the withdrawable parts (5) and their size The extension part (5) is supported by a pair of support rollers (8) mounted in the headstock 20 (6) a spojených pomocí předního závěsu (3) a zadního závěsu (4) vedených přes kladky se závažím (2), přičemž těleso vřeteníku (6) je spojeno pomocí samostatného závěsu (1) vedeného přes kladku se závažím (2), vyznačující se tím, že přední a/nebo zadní závěs (3, 4), jakož i samostatný závěs (1), jsou opatřeny napínacími ústrojími (7, 7').20 (6) and connected by means of a front hinge (3) and a rear hinge (4) guided over a pulley with a weight (2), the headstock body (6) being connected by a separate hinge (1) guided over a pulley with a weight (2) characterized in that the front and / or rear hinge (3, 4) as well as the separate hinge (1) are provided with tensioning devices (7, 7 ').