Шпиндельная бабка к металлообрабатывающему станку

 

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано при создании металлообрабатывающего оборудования с ЧПУ. Цель изобретения - повышение точности обработки за счет повышения жесткости конструкции. На круговых направляющих корпуса 3 установлена планшайба 5. На круговых направляющих планшайбы 5 эксцентрично внутри нее размещена планшайба 7. Круговые направляющие планшайбы 5 для взаимодействия с направляющими корпуса 3 и планшайбы 7 выполнены на противоположных торцах. Механизм поворота планшайбы 7 размещен внутри планшайбы 5. Эксцентрично в планшайбе 7 установлен шпиндель 8. Эксцентриситет установки шпинделя равен эксцентриситету установки планшайбы 7 относительно планшайбы 5. Приводы вращения шпинделя 8 и поворота планшайбы 7 размещены на корпусе бабки за пределами планшайб 5 и 7. Шпиндель 8 связан с приводом его вращения через кинематическую цепь, включающую полый двухвенцовый зубчатый блок 11, смонтированный в отверстии большой планшайбы, расположенный концентрично ее оси. Приводной вал механизма поворота 21 планшайбы 7 размещен внутри полого двухвенцового блока 13. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„1495019 (51) 4 В 23 С 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОС УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4200466/25-08 (22) 25.02.87 (46) 23 ° 07.89, Бюл, М 27 (71) Специальное конструкторское оюро алмазно-расточных и радиальносверлильных станков (72) Э,Н,Хомченко, В.И.Эльцин и B,Ë,ÇóáàòîB (53) 621, 914. 1(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 515595, кл ° В 23 С 3/00, 1974.

2 (54 ) ШГП1НДЕЛЬНАЯ БАБКА К 11ЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩЕМУ C f АНКУ (57) Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано при создании ме т аллообр аб аты ваюшего оборудования с ЧПУ, Цель изобре генияповышение точности обработки за счет повышения жесткости конструкции, На круговых направляющих корпуса 3 усгановлена планшайба 5. На круговых

3 1495019 направлякщнх ппаншайбы 5 эксцентрично внутри нее размещена планшайба 7 °

Круговые направляющие планшайбы 5 для взаимодействия с направляющими корпУса 3 и планшайбы 7 выполнены на противоположных торцах. Механизм поворота планшайбы 7 размещен внутри

1 ппаншайбы 5. Эксцентрично в планшайбе 7 установлен шпиндель 8. Эксцентриситет установки шпиндЕля равен эксцентриситету установки планшайбы

7 относительно планшайбы 5, Приводы вращения шпинделя 8 и поворота планшайбы 7 размещены на корпусе бабки эа пределами планшайб 5 и 7. Шпиндель 8 связан с приводом его вращения через кинематическую цепь, включающую полый двухвенцовый .зубчатый блок 11, смонтированный в отверстии большой планшайбы, расположенный концентрично ее оси, Приводной вал механизма поворота 21 планшайбы 7 размещен внутри полого двухвенцового блока 13, з.п. ф-лы, 2 ил, Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано при создании металлообрабатывающе- 20

ro об орудо в ания с ЧПУ.

Цель изобретения — повышение точности обработки эа счет повышения жесткости конструкции при использовании бабки на станках с ЧПУ. 25

На фиг. 1 представлен станок, на который устанавливается предлагаемая шпиндельная бабка, представленная в разрезе; на фиг. 2 — схема установки шпинделя в заданное координатное по- 30 ложение, Шпиндельная бабка предназначена для установки на станине 1 станка с возможностью перемещения по направ- ляющим 2. В корпусе 3 шпиндельной бабки на круговых направляющих 4 смонтирована ппаншайба 5 с горизонтальной осью поворота, На торце планшайбы 5 выполнены ответные круговые направляющие для взаимодействия с на-40 правляющими 4, На другом торце планшайбы 5 выполнены круговые направляющие 6 для круговых направляющих, выполненных. на торце другой планшайбы

7. Ось поворота планшайбы 7 парал"- 45 лельна оси поворота планшайбы 5. Круговые направляющие 4 и 6 выполнены на комбинированных ролико- игольчатых подшипниках, способных воспринимать радиальные и осевые нагрузки, а гакже50 значительно опрокидыва ацие моменты.

Шпиндель 8 смонтирован в планшайбе 7 со смещением г относительно оси последней, равным расстоянию между осями планшайб 5 и 7. 55

Привод вращения шпинделя включает коробку 9 скоростей с приводом (дви" гатель не показан), смонгированную на корпусе 3 шпиндельной бабки ° Выходкой вал коробки скоростей посредством шестерни 10 зацепляется с полым двухвенцовым зубчатым блоком 11, смонтированным в планшайбе 5 концентрично ее оси. Цепь главного движения включает также зубчатое колесо 12, закрепленное на валу 3, смонтированном в планшайбе 5 соосно с ппаншайбой 7, вал 14 и зуб чатые колеса 15 и 16, смонтированные в планшайбе 5. Валы 13 и 14 связаны между собой зубчатой муфтой 17.

Перемещение шпиндел ьной баб ки по направляющим 2 осуществляется от регулируемого двигателя, смонтированного на станине 1, через шариковинтовую передачу (не показ аны) . Поворот планшайб 5 и 7 осуществляется от регулируемых двигателей 18 и 19, смонтированных соответственно на корпусе 3 бабки и на коробке 9 скоростей, через двухпроточные редукгоры

20 и 21 с принудительной выборкой зазоров, смонтированные соответственно на корпусе бабки и в планшайбе 5.

При этом двигатель 19 установлен соосно с ппаншайбой 5, приводной вал редуктора 21, входящего в механизм поворота планшайбы 7, пропущен сквозь блок 11.

Управление вращением шпинделя, перемещениями шпиндельной бабки и поворотом планшайб 5 и 7 осуществляется устройством 1ПУ станка (не показано), Отсчет линейных перемещений шпиндельной бабки и угловых перемещений планшайб осуществляется с помощью круговых датчиков (например, фотоэлектрических), смонтированных на соответствующих узлах (не показаны) .

5 l4

Положение шпинделя относительно . прямоугольной системы координат с началом на оси поворота большой

1 пл аншайбы (в плоскости > пер пендикулярной оси шпинделя) определяется угловыми положениями большой 5 и малой 7 планшайб, (фиг.2) . На фиг,2 обозначено: Π— начало прямоугольной система координат ХОХ > совпадающее с осью поворота большой планшайбы; А -ось поворота малой план> шайбы;  — ось вращения шпинделя

M — некоторая точка в системе координат XOY с координатами X „и Y

r — р а с стоя ни е между о ся ми мал ой планшайбы и шпинделя, численно равное расстоянию между осями большой и малой плаышайб; (- угол, определяющий угловое положение большой планшайбы относительно корпуса шпиндельной бабки образован вертикальной плоскостью проходящей через ось поворота большой планшайбы и плоскостью, проходящей через оси поворота большой и малойй пл анш ай 6; г> — у гол, опр еделя наций угловое положение малой планшайбы относительно большой планшайбы (образован плоскостью, проходящей через оси большой и малой планшайб и плоскостью, проходящей через ось повсрота малой планшайбы и ось вращения шпинделя), Индекс "!" соответствует положениям большой и малой планшайб при

И=О и P =Î > индекс "2" — положениям планшайб, обеспечивающим установку шпннделя в точку М.

Равенство между собой расстояний между осями планшайб и между осям> малой планшайбы и шпинделя обеспечивает воэможность координатной установки шпинделя (путем поворотов планшайб) в любое заданное положение в пределах эоны, ограниченной окружностью радиусом R=2r с центром на оси поворота большой ппаншайбы. Иначе говоря, поворотом планшайб в определенные угловые положения обеспечивается установка шпинделя в любую тачку, координаты Х и Y которой удовлетворяют условию

Х +Y Й2г, Работу осуществляют следующим образом.

Деталь 22, в которой необходимо обработать определенное количество отверстий (не показаны) с координата95019 ми Х °, Y в прямоугольной системе

I координаг ХОХ > устанавливают на сганке, при этом базированием детали в приспособлении 23 обеспечивается сов5 мещение начала координат детали с осью поворота планшайбы 5.

Обработку отверстий в детали 22 производя т по пр о гр амме, пр едв арительно введенной в устройство ЧПУ станка, Перед обработкой каждого отверстия система ЧПУ обеспечивает установку шпинделя 8 в плоскости, перпендйкулярной его оси, в заданное положение относительно начала координат детали (совпадающего с осью вращения планшайбы 6) путем установки большой 5 и малой 7 планшайб в определенные угловые положения > соответствующие значениям углов a(. и

1" 1

Согласованным управлением поворота обеих планшайб могут быть обеспечены рабочие перемещения шпинделя в

25 плоскости, перпендикулярно его ocu (например, для фрезерования ), При этом заданные траектории и скорость перемещения (скорость рабочей подачи) обеспечиваются изменением скоростей

gp поворотов планшайб по определенному закону, Станок может быть оснащен устройствами автоматической смены инструмента и обрабатываемах деталей > что позволяет использовать его в гибком автоматизированном производстве.

Основные технические преимущества предлагаемого станка по сравнению с

4О известным следующие.

Уменьшение нагрузок и соответственно деформаций в направляющих рабочих органов, осуществляющих перемещения в плоскости, перпендикулярной

45 оси инструмента; от сил резания благодаря приближению этих направляющих к зоне контакта инструмента и детали в процессе обработки, от сил веса — благодаря снижению массы система большая планшайба — малая планшайба — шпиндель по сравнению с массой система салазки-стойка-шпиндельная б аб ка про тоти па.

Уменьшение колебаний на груз ок в

5 направлякхцих рабочих органов: от сил резания (в прототипе указ анные колебания обусловлены изменением расстояния от оси шпинделя до напр авлякщих станины (ось Х) при изменении положе1495019

20

30 ния шпиндельной бабки по высоте (ось

Y) от сил веса (в прототипе указан-; ные колебания обусловлены изменением положения центра тяжести системы салаэ ки-стойка-шпиндельная бабка относительно направляющих станины (ось Х) при перемещении стойки с бабкой по салазкам (ось Z).

Стабилизация жесткости станка по углу поворота шпинделя благодаря расо положению направляющих рабочих органов, осуществляющих перемещения в плоскости, перпендикулярной оси инструмента, вокруг шпинделя, Повышение жесткости станины, несущей шпиндельную бабку, по сравнению с жесткостью системы станинасалазки эа счет увеличения высоты станины, Формул а изобретения

1. Шпиндельная бабка к металлообрабатывающему станку, включающая установленный в корпусе шпиндель, устройство для регулирования положения шпинделя в плоскости, перпендикулярной оси последнего, выполненное в виде эксцентрично размещенных одна в другой частей, одна из которых установлена в корпусе, а другая несет эксцентрично расположенный в ней шпиндель, при этом величина эксцентриситета расположения частей равна величине зксцентрисите ra расположения шпинделя, и части снабжены механизмами их поворота с приводами, о тли ч ающ ая ся тем, что, с целью повышения точности обработки за сче T повышения жестKости конструкции при использовании ее на станках с ЧПУ, поворотные части выполнены в виде планшайб с круговыми направляющими, при этом круговые направляющие планшаибы, размещенной в корпусе, выполнены на про гивоположных торцах и предназначены одни для вэаимодействия с направляющими второй планшайбы, а другие — с выполненными в корпусе круговыми направлянтО щими, механизм поворота вт.орой планшайбы размещен внутри первой планшайбы, а приводы врашения шпинделя и поворота второй планшайбы установлены на корпусе бабки за плапшайбаМИ .

2, Бабка по п.I о т л и ч а ющ а я с я тем, что кинематическая цепь, соединяющая шпиндель с приводом снабжена полым двухвенцовым блоком, размещенным в первой планшайбе концентрично ее оси, а входной вал механизма поворота второй планшайбы расположен внутри вышеуказанного блока, t