Шпиндельная бабка

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„SU 1220 5 (51) 4 B 23 В 47/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ :-:.::, М ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ю с

° °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3808693/25-08 (22) 06,11.84 (46) 30.03.86 ° Бюл. ¹ 12 (71) Ульяновское головное специальное конструкторское бюро тяжелых и фрезерных станков (72) А.В.Кучерявый, Г.А,Прончатов, Е.М.Хватов и В.В.Балашов (53) 62-229. 2 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1071369, кл. В 23 В 47/26, 1971.

Авторское свидетельство СССР № 257996, кл. В 23 -В 47/26, 1966. (54) (57) ШПИНДЕЛЬНАЯ БАБКА, корпус которой снабжен опорами, расположенными в приводной и инструментальной зонах шпинделя, первые из которых предназначены для охватывания в вертикальной, а вторые — в горизонтальной плоскостях базовых направляющих и содержат регулирующие элементы, определяющие положение оси шпинделя, о т л z» ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности обработки путем уменьшения погрешности ориентации положения шпинделя в двук взаимно перпендикулярных плоскостях, регулирующие элементы выполнены в виде планок, снабженных гидростатическими карманами, причем регулирующие элементы в опорах приводной эоны шпинделя установлены с двух сторон, а в инструментальной — с одной стороны относительно базовых направляющих, при этом регулирующие элементы каждой опоры предназначены для изменения положения оси шпинделя в вертикальной плоскости, перпендикулярной поверхности опор, несущих эти элементы.

1220885

Изобретение относится к машиностроению, в частности к станкостроению, и может быть использовано в тяжелых многоцелевых металлорежущих

30 станках. 5

Цель изобретения — повышение точности обработки путем уменьшения погрешности ориентации положения шпинделя в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

1О

На фиг, 1 изображена шпиндельная бабка, общий вид; на фиг.2 — то же, вид сбоку; на фиг.3 — разрез А-А на фиг. 2; на фиг, 4 — разрез Б-Б на фиг. 1.

Шпиндельная бабка 1, установлен- 15 ная на неподвижных направляющих 2 базового узла, содержит шпиндель 3.

Корпус шпиндельной бабки 1 имеет замкнутые гидростатические направляющие, которые в нижней части корпуса 20 состоят из базовой опоры 4 и параллельной ей замыкающей опоры 5, базовой опоры 6 и параллельной ей замыкающей опоры 7, расположенных перпендикулярно к опорам 4 и 5.

В верхней части корпуса шпиндельной бабки замкнутые гидростатичес" кие направляющие состоят иэ дополнительной базовой опоры 8, замыкающей опоры 9, вспомогательной опоры 10.

Опоры 7-9, снабжены регулировочными элементами, выполненными в виде жестких планок, установленных парами на каждой опоре с базированием на корпус, например, с помощью клиновых по- 35 верхностей.

В замыкающей опоре 7 установлены регулировочные элементы 11 и 1.2, зафиксированные в корпусе с помощью ступенчатых компенсаторов 13 и 14 40 (фиг.3).

Установка двух пар регулировочных элементов на дополнительных направляющих в верхней части корпуса шпиндельной бабки 1, с их оппозитным рас- 45 положением на базовой и замыкающей опорах, вызвана гем, что диапазон регулирования (переориентации) может выполняться в пределах допустимой неравномерности рабочих зазоров в ба- 50 эовых опорах 4 и 6 и в замыкающих опорах 5 и 9 при повороте оси шпинделя на угол 9.

Рабочие суммарные зазоры в замкнутых гидростатических направляющих, 55 например, для тяжелых станков, с учетом оптимальной точности обработки направлякщих базового узла и отсутствия сухого трения в направляющих, а также жесткости гидростатического слоя и расхода масла выбираются 100120 мкм, а минимальный рабочий зазор допускается 20-30 мкм.

Поэтому, для расширения диапазона регулирования оси шпинделя (угол / ) и выдерживания нормальных рабочих зазоров в опорах 8 и 9, с учетом того, что они удалены от выходного конца шпинделя 3, установлены две пары регулировочных элементов, позволяющие сдвигать верхнюю часть корпуса шпиндельной бабки 1, сохраняя необходимую толщину гидростатического слоя в опорах направляющих.

В опоре 8 установлены регулирующие элементы 15 и 16, зафиксированные компенсаторами 17 и 18, а в опоре 9— элементы 19 и 20, зафиксированные компенсаторами 21 и 22 (фиг.4).

Опора 6, в том числе и регулировочные элементы 11,12,)5,16,19,20, снабжены несущими карманами 23, количество и размеры которых выбираются в зависимости от размеров узлов и воспринимаемой ими нагрузки.

Вспомогательная опора 10 служит для разгрузки массы шпиндельной бабки на неподвижную направляющую базового узла, для чего на ней предусматриваются разгрузочные механизмы 24.

Несущие карманы 23 соединены гидролиниями с системой смазки типа "насос-карман (не показано).

Регулирование оси шпинделя в двух взаимно перпендикулярных плоскостях производится следующим образом.

Установленная на неподвижных направляющих 2 базового узла шпиндельная бабка I разгружается частично или полностью с помощью разгрузочных механизмов 24. При этом при полной разгрузке ее массы в базовой опоре 6 зазора не будет, а при частичной— зазор h5 (фиг.2 и 3), зазоры h, и h> равны нулю, т.е. шпиндельная бабка 1 опирается регулировочными элементами

I1 и 12 на направляющую 2 базового узла.

Если масса шпиндельной бабки разгружена полностью, то зазор hy в базовой опоре 6 равен нулю, масса шпиндельной бабки 1 полностью воспринимается опорой 10, а зазоры h 1 и hz в замыкающей опоре 7 имеют какую-то величину.

1220885

Включается .система смазки и масло

rtop давлением подается в несущие карманы 23 гидростатических направляющих. При этом шпиндельная бабка 1 определенным образом устанавливается на направляющих базового узла 2.

Так как применены замкнутые гидростатические направляющие,то происходит выравнивание (усреднение) рабочих зазоров в базовых и замыкающих 10 опорах. В этом положении замеряют фактическое положение оси шпинделя в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, углы О и (фиг.l и 2).

Регулирование оси шпинделя в плоскости, параллельной рабочей поверхности базовой опоры 4 (угол oc), производится при помощи регулировочных элементов 11 и 12, которые перемещаются в направлении гидростатического 2р слоя с целью его увеличения или уменьшения, т.е. изменяются величины рабочих зазоров Ь 4 Ь2 h (фиг.3).

Переориентация шпиндельной бабки происходит в сторону большего зазора, 25 например, если рабочие зазоры ht, Ь, h> одинаковы, а ось шпинделя 3 бабки нужно переориентировать с по-воротом на некоторый угол влево (фиг.3), то зазор h делается больше зазора h . При этом зазор h автома тически изменяется и становится переменным по длине направляющей с увеличением в сторону большего зазора h .

При необходимости поворота оси шпинделя на некоторый угол вправо, необходимо увеличить зазор h u уменьшить h<, при этом зазор h будет неравномерным с увеличением в сторону большего зазора h .

Рабочие зазоры h и h также будут неравномерными по длине регулируемых элементов 11 и 12. В тех карманах где зазоры больше расход масла также больший, что учитывается при выборе насосов по производительности, После ориентации оси шпинделя 3 регулировочными элементами II и 12 подгоняют компенсаторы 13 и 14 и фик- сируют ими элементы 11 и 12.

Регулирование оси шпинделя в плоскости, перпендикулярной поверхности базовых опор (угол P ), производится с помощью регулировочных элементов.

15, 16, 19 и 20.

При этом, если после замера фактического положения оси шпинделя (угол P ) оказывается, что ось шпин" деля у инструментальной его стороны необходимо сместить вперед, то верхнюю часть корпуса нужно сдвинуть назад на величину Ж (фиг.4), для чего элементы 19 и 16 сдвигают влево, а элементы 15 и 20 — вправо и фиксируют их.

После подачи масла под давлением в карманы 23 рабочие зазоры выравниваются в опорах 8 и 9 и имеют одинаковую величину h, а ось шпинделя 3 принимает заданное положение. При снятии давления шпиндельная бабка переориентируется.

Учитывая особенности шпиндельной бабки, имеющей замкнутые гидростатические направляющие и регулировочные элементы на них, можно в автоматическом цикле придать ей два устойчивых положения, одно с включенной гидростатикой и второе — без нее.

1220385 л-и

23

Фиг. 4

Составитель В,Панфилов

Техред И.Верес Корректор М.Самборская

Редактор И,Касарда

Заказ 1526/1б Тираж 1001 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент™, г ° Ужгород, ул, Проектная, 4

23

22