RU168845U1 - Lathe - Google Patents

Abstract

Предполагаемая полезная модель относится к области станкостроения в частности к конструкциям металлорежущего оборудования токарным станкам. Токарный станок, включает станину, на которой смонтированы шпиндельный узел с патроном и рабочий стол с резцедержателем, при этом между станина станка выполнена литой из полимербетона со сквозными каналами-полостями и перемычками между ними, выполненными под углом в 35-55° к продольной оси станины, между станиной, шпиндельным узлом с патроном и рабочим столом с резцедержателем жестко смонтирована промежуточная плита, а узел «резец - обрабатываемая деталь» выполнен над средней перемычкой станины. Количество перемычек в станине выполнено нечетным. Веса деталей и узлов, находящихся на промежуточной плите, удерживающих обрабатываемую деталь выполнены равными с весами деталей и узлов, находящихся на промежуточной плите удерживающих резец. В настоящее время на предприятии разработана техническая документация на станок и оснастку, изготовлен опытный образец станка, который передан в лабораторию для проведения испытаний. Предварительные результаты испытаний положительные.The proposed utility model relates to the field of machine tools, in particular to the designs of metal-cutting equipment for lathes. The lathe includes a bed on which a spindle assembly with a chuck and a work table with a tool holder are mounted, while between the machine bed is made of polymer concrete with through channels and cavities between them, made at an angle of 35-55 ° to the longitudinal axis of the bed , between the bed, the spindle unit with a chuck and the work table with the tool holder, an intermediate plate is rigidly mounted, and the node “cutter - workpiece” is made over the middle jumper of the bed. The number of jumpers in the frame is odd. The weights of the parts and assemblies located on the intermediate plate holding the workpiece are made equal to the weights of the parts and assemblies located on the intermediate plate holding the cutter. Currently, the enterprise has developed technical documentation for the machine and tooling, made a prototype of the machine, which was transferred to the laboratory for testing. Preliminary test results are positive.

Description

Предполагаемая полезная модель относится к области станкостроения в частности к конструкциям металлорежущего оборудования токарным станкам.The proposed utility model relates to the field of machine tools, in particular to the designs of metal-cutting equipment for lathes.

Известна станина металлорежущего станка, например токарного, см. патент на полезную модель №14155 состоящая из соединенных между собой верхней части, предназначенной для крепления опорных элементов станка, например, направляющих и нижней части, предназначенной для монтажа станка на фундаменте, имеющих коробчатую форму и образованных передними и задними силовыми элементами, связанными поперечными перегородками, причем упомянутые элементы нижней части ограничены по высоте продольной наклонной стенкой, а на горизонтальных опорно-базовых поверхностях верхней части имеются отверстия для крепления опорных элементов станка, при этом продольные силовые элементы верхней части выполнены в виде балок имеющих в сечении О-образную или П-образную формы.A well-known bed of a metal-cutting machine, for example, a turning one, see utility model patent No. 14155 consisting of interconnected upper parts intended for fastening the supporting elements of the machine, for example, guides and lower parts for mounting the machine on a foundation, having a box-shaped and formed front and rear power elements connected by transverse partitions, the above-mentioned elements of the lower part being limited in height by a longitudinal inclined wall, and on horizontal supporting-base the surfaces of the upper part have holes for mounting the supporting elements of the machine, while the longitudinal power elements of the upper part are made in the form of beams having an O-shaped or U-shaped in cross section.

К недостаткам известной конструкции станины токарного станка является низкая жесткость, наличие сварных соединений, наличие передаваемых вибраций от резца и обрабатываемой детали на станину станка и как следствие накладывание этих вибраций друг на друга, влияющих в конечном итоге на качество и точность обработки детали.The disadvantages of the known design of the lathe bed are low rigidity, the presence of welded joints, the presence of transmitted vibrations from the cutter and the workpiece on the machine bed and, as a result, the imposition of these vibrations on each other, ultimately affecting the quality and accuracy of the workpiece.

Известна виброизолирующая система для металлорежущих станков см. патент РФ на изобретение №2472989 - прототип, М. кл. F16F 15/04, B23Q 1/00, включающая, например, токарный станок со станиной на которой установлены шпиндельный узел с патроном и рабочий стол с резцедержателем, а также включает, по меньшей мере, четыре виброизолятора и платформу, на которой крепится виброизолируемый станок и которая опирается на два вертикально расположенных виброизолятора и демпфирующий элемент, расположенные под платформой. Виброизоляторы имеют разную жесткость и связаны с опорными элементами оборудования. Один виброизолятор расположен над свободным концом платформы и закреплен другим торцом на рычаге, имеющем Г-образное сечение в вертикальной плоскости и П-образное в сечении горизонтальной плоскостью. Каждый из виброизоляторов имеет полости, образованные плоскими упругими коаксиально расположенными кольцами, внешнего и внутреннего с центральным отверстием, расположенными в параллельных горизонтальных плоскостях, жестко соединенных между собой посредством, по крайней мере, двух упругих элементов. Упомянутые полости заполнены упруго-демпфирующим сетчатым элементом. Сетчатый элемент выполнен армированным из сетчатого каркаса, залитого эластомером, например полиуретаном. В результате, по мнению авторов изобретения, обеспечивается повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме и упрощение конструкции и монтажа.Known vibration isolation system for metal cutting machines, see RF patent for the invention No. 2472989 - prototype, M. C. F16F 15/04, B23Q 1/00, including, for example, a lathe with a bed on which a spindle assembly with a chuck and a work table with a tool holder are mounted, and also includes at least four vibration isolators and a platform on which the vibration-insulated machine is mounted and which relies on two vertically located vibration isolators and a damping element located under the platform. Vibration isolators have different stiffness and are associated with the supporting elements of the equipment. One vibration isolator is located above the free end of the platform and is fixed by the other end face to a lever having an L-shaped section in a vertical plane and a U-shaped section in a horizontal plane. Each of the vibration isolators has cavities formed by flat elastic coaxially arranged rings, external and internal, with a central hole located in parallel horizontal planes rigidly connected to each other by at least two elastic elements. Said cavities are filled with an elastic damping mesh element. The mesh element is made of a reinforced mesh frame filled with an elastomer, for example polyurethane. As a result, according to the authors of the invention, it is possible to increase the efficiency of vibration isolation in the resonant mode and simplify the design and installation.

К недостаткам известной конструкции можно отнести возможность накладывания вибраций, возникающих в процессе обработки детали от самой детали и вибрации от резца, которые, сказываются на точности изготовления детали и порой невозможности получить деталь требуемых геометрических параметров.The disadvantages of the known design include the possibility of imposing vibrations that occur during processing of the part from the part itself and vibration from the cutter, which affect the accuracy of the manufacture of the part and sometimes the inability to obtain the part with the required geometric parameters.

Техническим результатом предполагаемой полезной модели является устранение обстоятельств, приводящих к наложению и воздействию колебаний друг на друга от обрабатываемой детали и резца с получением более точных размеров и качественных поверхностей обрабатываемых особенно малогабаритных деталей с гашением вибрационных колебаний. Поставленный полезной моделью технический результат достигается использованием сочетания известных общих с прототипом признаков, включающих станину, на которой смонтированы шпиндельный узел с патроном и рабочий стол с резцедержателем и новых признаков, заключающихся в том, что станина выполнена литой из полимербетона со сквозными каналами-полостями и перемычками между ними, выполненными под углом в 35-55° к продольной оси станины, при этом между станиной, шпиндельным узлом с патроном и рабочим столом с резцедержателем жестко смонтирована промежуточная плита, а узел «резец - обрабатываемая деталь» выполнен над средней перемычкой станины.The technical result of the proposed utility model is the elimination of circumstances leading to the imposition and influence of vibrations on each other from the workpiece and the cutter to obtain more accurate dimensions and high-quality surfaces of the processed especially small-sized parts with damping vibrational vibrations. The technical result set by the utility model is achieved using a combination of well-known features common to the prototype, including a bed on which a spindle assembly with a chuck and a work table with a tool holder are mounted, and new features, namely that the bed is made of polymer concrete with through channels-cavities and jumpers between them, made at an angle of 35-55 ° to the longitudinal axis of the bed, while between the bed, the spindle unit with a chuck and the work table with a tool post, it is rigidly mounted on the intermediate plate, and the node “cutter - workpiece” is made over the middle jumper of the bed.

Количество перемычек в станине выполнено нечетным.The number of jumpers in the frame is odd.

Веса деталей и узлов, находящихся на промежуточной плите, удерживающих обрабатываемую деталь выполнены равными с весами деталей и узлов, находящихся на промежуточной плите удерживающих резец.The weights of the parts and assemblies located on the intermediate plate holding the workpiece are made equal to the weights of the parts and assemblies located on the intermediate plate holding the cutter.

Соотношение веса обрабатываемой детали к весу станины выполнено равным как 1:10000.The ratio of the weight of the workpiece to the weight of the bed is made equal to 1: 10000.

Промежуточная плита влита в полимербетон станины.The intermediate plate is poured into the polymer concrete of the bed.

Новизной предложенной полезной модели является выполнение станины литой из полимербетона со сквозными каналами-полостями и перемычками между ними, при этом между станиной, основанием шпиндельного узла и рабочим столом с резцедержателем жестко смонтирована промежуточная плита, перемычки станины выполнены под углом в 35-55° к продольной оси станины, а узел «резец - обрабатываемая деталь» выполнен над средней перемычкой станины.The novelty of the proposed utility model is the implementation of a cast polymer bed with through-channel cavities and jumpers between them, while the intermediate plate is rigidly mounted between the bed, the base of the spindle unit and the work table with the tool holder, the bed jumpers are made at an angle of 35-55 ° to the longitudinal the axis of the bed, and the node "cutter - workpiece" is made over the middle jumper of the bed.

Так, выполнение станины станка литой из полимербетона со сквозными каналами-полостями и перемычками между ними позволяет только за счет материала станины полимербетона убрать и погасить часть возникающих вибрационных колебаний детали и резца во время ее обработки, а в сочетании с выполнением перемычек станины под углом в 35-55° к ее продольной оси позволяет гасить колебания и вибрацию, возникающие в конкретном направлении по результирующей реактивной силе.Thus, the execution of a machine bed cast from polymer concrete with through channels-cavities and jumpers between them allows only due to the material of the polymer concrete bed to remove and absorb part of the vibrational vibrations of the part and the cutter during its processing, and in combination with the implementation of the bed jumpers at an angle of 35 -55 ° to its longitudinal axis allows you to damp vibrations and vibrations that occur in a specific direction along the resulting reactive force.

Выполнение узла «резец - обрабатываемая деталь» над средней перемычкой станины позволяет перенести основную часть возникающих вибрационных колебаний при обработке детали на конкретное место станины, а именно на среднюю, смонтированную под углом к продольной оси станины перемычку и погасить колебания при дальнейшем их распространении на другие перемычки и весь корпус станины, выполненные из виброгасящего материала полимербетона.The execution of the “cutter - workpiece” assembly over the middle jumper of the bed allows you to transfer the bulk of the vibrational vibrations when processing the part to a specific place on the bed, namely the middle jumper installed at an angle to the longitudinal axis of the bed and dampen the vibrations when they are further distributed to other jumpers and the entire body of the frame, made of vibration-damping material of polymer concrete.

Наличие между станиной, основанием шпиндельного узла и рабочим столом с резцедержателем жестко смонтированной промежуточной плиты позволяет более эффективно достичь полезной моделью поставленного технического результата, рационально размещая на ней узлы и детали станка участвующие в металлообработке.The presence of a rigidly mounted intermediate plate between the bed, the base of the spindle unit and the work table with the tool holder makes it possible to more effectively achieve the desired technical result by rationally placing the nodes and machine parts involved in metalworking on it.

Признаки выполнения станины с количеством перемычек нечетным, выполнение веса деталей и узлов, находящихся на промежуточной плите, удерживающих обрабатываемую деталь равными с весами деталей и узлов, находящихся на промежуточной плите удерживающих резец, выполнение соотношения веса обрабатываемой детали к весу станины равным как 1:10000 и выполнение промежуточной плиты влитой в полимербетон станины - являются признаками дополнительными, направленными на раскрытие основных признаков и на достижение поставленного полезной моделью технического результата.Signs of the implementation of the frame with the number of jumpers odd, the weight of the parts and assemblies located on the intermediate plate holding the workpiece equal to the weights of the parts and assemblies located on the intermediate plate holding the cutter, the ratio of the weight of the workpiece to the weight of the frame equal to 1: 10000 and the implementation of the intermediate plate poured into the polymer concrete bed - are additional features aimed at revealing the main features and to achieve the technique set by the utility model eskogo result.

Согласно проведенных патентно-информационных исследований, сочетания известных и новых признаков предполагаемой полезной модели в источниках патентной и научно-технической информации не обнаружено, что позволяет отнести признаки к обладающим новизной.According to the patent information research, no combination of known and new features of the proposed utility model was found in the sources of patent and scientific and technical information, which makes it possible to attribute the features to novelty.

Поскольку предложенное сочетание признаков не известно из существующего уровня техники и не вытекает из него явным образом, и позволяет получить более высокий и даже неожиданный технический результат, то предлагаемые существенные признаки и их сочетание можно считать имеющими изобретательский уровень.Since the proposed combination of features is not known from the existing level of technology and does not follow from it explicitly, and allows you to get a higher and even unexpected technical result, the proposed essential features and their combination can be considered to have an inventive step.

Описание осуществления предлагаемого устройства, в том числе на конкретном примере позволяет отнести его к промышленно выполнимым.A description of the implementation of the proposed device, including a specific example, allows it to be attributed to industrially feasible.

На фиг. 1 схематично представлен предлагаемый токарный станок в изобметрии.In FIG. 1 schematically shows the proposed lathe in isobmetry.

На фиг. 2 схематично представлен вид станка и станины снизу с отображением полостей и перемычек станины и расположения узла «обрабатываемая деталь-резец» над средней перемычкой.In FIG. Figure 2 schematically shows a view of the machine and the bed from the bottom with a display of the cavities and jumpers of the bed and the location of the node "workpiece-cutter" above the middle jumper.

Предлагаемый токарный станок состоит из станины 1 выполненной литьем из полимербетона с влитой в нее промежуточной плитой 2, на которой с одной стороны смонтировано основание 3 шпиндельного узла 4 с пневматическим патроном 5 и обрабатываемой деталью 6. С другой стороны на промежуточной плите смонтирован рабочий стол 7 с механизмом перемещения и резцедержателем 8. Станина 1 выполнена по форме параллелепипеда со сквозными вертикально расположенными каналами-полостями 9 и перемычками 10 между ними. Количество перемычек выполнено нечетным с таким расчетом, чтобы узел «обрабатываемая деталь 6 - резец 11» были расположены над средней перемычкой, выполненной, как и другие перемычки под углом в 35-55°.The proposed lathe consists of a bed 1 made of polymer concrete cast with an intermediate plate 2 poured into it, on which, on one side, the base 3 of the spindle unit 4 is mounted with a pneumatic chuck 5 and the workpiece 6. On the other hand, a working table 7 is mounted on the intermediate plate the movement mechanism and the tool holder 8. The bed 1 is made in the form of a parallelepiped with through vertically arranged channels-cavities 9 and jumpers 10 between them. The number of jumpers is made odd so that the node "workpiece 6 - cutter 11" were located above the middle jumper, made like other jumpers at an angle of 35-55 °.

Предлагаемый токарный станок работает следующим образом:The proposed lathe works as follows:

Во время обработки детали, при начале резания металла, обрабатываемая деталь 6 и резец 11, при скалывании металла, начинают вибрировать (колебаться). Колебания от обрабатываемой детали 6 через пневматический патрон 5, шпиндельный узел 4 и основание шпиндельного узла 3 через промежуточную плиту 2 передаются на станину 1. Одновременно вибрационные колебания от резца 11 через резцедержатель 8, рабочий стол 7 с механизмом перемещения через промежуточную плиту 2 также передаются на литую станину 1. Вибрационные колебания через соответствующие детали и узлы от резца 11 обрабатываемой детали 6, передаются на станину 1 станка и концентрируются на ее средней перемычке 10, на которой результирующее усилие R направлено перпендикулярно продольной оси перемычки. Часть колебаний, передаваемых на боковые стороны станины, имеют перпендикулярную к ним направленность и при разнонаправленности результирующих усилий на боковых сторонах и перемычках станины происходит их гашение и устраняется влияние колебаний обрабатываемой детали на колебания резца, что и является техническим результатом предполагаемой полезной модели, позволяющим получить более точные размеры и качественную поверхность обрабатываемых, особенно малогабаритных, деталей.During the processing of the part, at the beginning of metal cutting, the workpiece 6 and the cutter 11, when chipping metal, begin to vibrate (oscillate). Oscillations from the workpiece 6 through the pneumatic chuck 5, the spindle unit 4 and the base of the spindle unit 3 through the intermediate plate 2 are transmitted to the bed 1. At the same time, vibrational vibrations from the cutter 11 through the tool holder 8, the work table 7 with the movement mechanism through the intermediate plate 2 are also transmitted cast bed 1. Vibration vibrations through the corresponding parts and assemblies from the cutter 11 of the workpiece 6 are transmitted to the machine bed 1 and concentrated on its middle jumper 10, on which the resultant line R is directed perpendicular to the longitudinal axis of the bridge. Some of the vibrations transmitted to the sides of the bed have a direction that is perpendicular to them and when the resulting forces are multidirectional on the sides and lintels of the bed, they are damped and the influence of the vibrations of the workpiece on the vibrations of the cutter is eliminated, which is the technical result of the proposed utility model, which allows to obtain more exact dimensions and high-quality surface of processed, especially small-sized, parts.

Выполнение количества перемычек в станине нечетным позволяет разместить узел «обрабатываемая деталь-резец» над средней перемычкой и соответственно более эффективно погасить возникающие при обработке детали вибрационные колебания.Performing the number of jumpers in the bed odd allows you to place the node "workpiece-cutter" above the middle jumper and, accordingly, more effectively absorb vibrational vibrations that occur during processing of the part.

Выполнение весов деталей и узлов, находящихся на промежуточной плите, удерживающих обрабатываемую деталь равными с весами деталей и узлов, находящихся на промежуточной плите, удерживающих резец, позволяет передавать равные по величине колебания на станину по обеим цепочкам - обрабатываемая деталь 6, пневматический патрон 5, шпиндельный узел 4, основание шпиндельного узла 3, промежуточная плита 2 и резец 11, резцедержатель 8, рабочий стол 7 с механизмом перемещения и промежуточная плита 2 и погасить их.Performing the weights of parts and assemblies located on the intermediate plate, holding the workpiece equal to the weights of the parts and assemblies located on the intermediate plate, holding the cutter, allows to transmit equal-sized vibrations to the bed along both chains - workpiece 6, pneumatic chuck 5, spindle node 4, the base of the spindle assembly 3, the intermediate plate 2 and the cutter 11, the tool holder 8, the working table 7 with the movement mechanism and the intermediate plate 2 and extinguish them.

Выполнение соотношения веса обрабатываемой детали к весу станины равным как 1:10000 снижает вероятность возникновения сильных вибрационных колебаний и снижает их влияние на точность размеров изготавливаемых деталей..Fulfillment of the ratio of the weight of the workpiece to the weight of the bed equal to 1: 10000 reduces the likelihood of strong vibrational vibrations and reduces their effect on the dimensional accuracy of the manufactured parts ..

Признаки того, что промежуточная плита влита в полимербетон станины стремятся уравновесить возникающие на обрабатываемой детали и резце вибрационные колебания и равномерно передать их на станину.Signs that the intermediate plate is poured into the polymer concrete of the bed tend to balance the vibrational vibrations occurring on the workpiece and the cutter and evenly transfer them to the bed.

В настоящее время на предприятии разработана техническая документация на станок и оснастку, изготовлен опытный образец станка, который передан в лабораторию для проведения испытаний.Currently, the enterprise has developed technical documentation for the machine and tooling, made a prototype of the machine, which was transferred to the laboratory for testing.

Предварительные результаты испытаний положительные.Preliminary test results are positive.

Claims (5)

1. Токарный станок, содержащий станину, на которой смонтированы шпиндельный узел с патроном, рабочий стол и резцедержатель с резцом, отличающийся тем, что станина выполнена литой из полимербетона со сквозными вертикально расположенными каналами-полостями и перемычками между ними, расположенными под углом в 35-55° к продольной оси станины, при этом между станиной, шпиндельным узлом с патроном и рабочим столом с резцедержателем жестко смонтирована промежуточная плита, а узел «резец-обрабатываемая деталь» расположен над средней перемычкой станины.1. A lathe containing a bed on which a spindle assembly with a chuck is mounted, a work table and a tool holder with a cutter, characterized in that the bed is made of cast polymer concrete with through vertical cavity channels and jumpers between them located at an angle of 35 55 ° to the longitudinal axis of the bed, while an intermediate plate is rigidly mounted between the bed, the spindle assembly with the chuck and the work table with the tool holder, and the cutter-workpiece assembly is located above the middle jumper with Anya. 2. Станок по п. 1, отличающийся тем, что количество перемычек в станине выбрано нечетным.2. The machine according to p. 1, characterized in that the number of jumpers in the bed is chosen odd. 3. Станок по п. 1, отличающийся тем, что веса находящихся на промежуточной плите деталей и узлов, удерживающих обрабатываемую деталь, выполнены равными с весами деталей и узлов, находящихся на промежуточной плите и удерживающих резец.3. The machine according to claim 1, characterized in that the weights of the parts and assemblies located on the intermediate plate holding the workpiece are made equal to the weights of the parts and assemblies located on the intermediate plate and holding the cutter. 4. Станок по п. 1, отличающийся тем, что соотношение веса обрабатываемой детали к весу станины выбрано равным как 1:10000.4. The machine according to p. 1, characterized in that the ratio of the weight of the workpiece to the weight of the bed is chosen equal to 1: 10000. 5. Станок по п. 1, отличающийся тем, что промежуточная плита влита в полимербетон станины.5. The machine according to claim 1, characterized in that the intermediate plate is poured into the polymer concrete of the bed.