Шпиндельное устройство горизонтально-расточного станка

 

Изобретение относится к станкостроению и может найти применение в горизонтально-расточных станках. Цель изобретения - повышение виброустойчивости выдвижного шпинделя за счет подачи смазки в направляющие втулки под постоянным давлением. При вращении шпинделей 1 и 4 смазка по отверстию 26 поступает в кольцевую камеру 23, а из нее по отверстию 25 - в кольцевую камеру 24, из которой происходит вытекание смазки через щелевое уплотнение 27, и по радиальному отверстию 28 попадает в камеру 31, а из нее по винтовым канавкам 37- в камеру 34. Из этой камеры смазка через отверстие 36 заполняет камеру 35 и канавки 38, связанные с ней. Из камеры 35 смазка распределяется по канавкам 38 к передней втулке 2 двумя противоположно направленными потоками, один из которых направлен к переднему торцу втулки 2, а другой - к заднему. Тем самым обеспечивается смазывание наружной поверхности шпинделя 1. Из кольцевой камеры 35 по канавкам 38 осуществляется смазка задней опоры шпинделя 1. 2 з. п. ф-лы. 4 ил.^ъ^ N^Ё

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (ll) (я)з В 23 В 19/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

1 (21) 4670325/08 (22) 31.03.89 (46) 23.02.92. Бюл. ЬЬ 7 (71) Ленинградское станкостроительное . обьединение им. Я.М. Свердлова (72) В,С, Малышев и Г.А. Гинзбург (53) 621.952-229.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 10 18234, кл. В 23 0 11/12, 1982.. (54) ШПИНДЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ГОРИЗОНТАЛЬНО-РАСТОЧНОГО СТАНКА (57) Изобретение относится к станкостроению и может найти применение в горизонтально-.расточных станках. Цель изобретения — повышение виброустойчивости выдвижного шпинделя за счет подачи смазки в направляющие втулки под постоянным давлением. При вращении шпинде- .

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к станкостроению, и может найти применение в горизонтально-расточных станках, Целью изобретения является повышение виброустойчивости выдвижного шпинделя.

Указанная цель достигается путем под ачи смазки в смазочные канавки направляющих втулок выдвижного шпинделя под постоянным давлением.

На фиг. 1 изображено предлагаемое шпиндельиое устройство. продольный разрез при заднем положении выдвижного шпинделя; на фиг, 2 -узел! на фиг. l; на фиг.

3 — вид сбоку на переднюю направляющую лей 1 и 4 смазка по отверстию 26 поступает .в кольцевую камеру 23, а из нее по отверстию 25 — в кольцевую камеру 24, иэ которой происходит вытекание смазки через щелевое уплотнение 27, и по радиальному отверстию 28 попадает в камеру 31, а из нее по винтовым канавкам 37- в камеру 34. Из этой камеры смазка через отверстие 36 заполняет камеру 35 и канавки 38, связанные с ней.

Иэ камеры 35 смазка распределяется по канавкам 38 к передней втулке 2 двумя противоположно направленными потоками, один из которых направлен -к переднему торцу втулки 2, а другой — к заднему. Тем самым обеспечивается смазывание наружной поверхности шпинделя 1. Иэ кольцевой камеры 35 по канавкам 38 осуществляется смазка задней опоры шпинделя 1, 2 з, и. ф-лы. 4 ил. втулку; на фиг. 4 — вид по стрелке А на фиг.

3.

Выдвижной шпиндель 1 горизонтальнорасточного станка, на котором крепится режущий инструмент, установлен в передней направляющей 2 и задней 3 втулках. Шпиндель 1 и втулки 2 и 3 закалены, при этом направляющие втулки 2 и 3 установлены с натягом в соответствующие расточки шпинделя 4.

Шпиндель 4 смонтирован в кОрпусе шпиндельной бабки 5 на радиально-упорных подшипниках 6 и 7, натяг которых осуществлен затяжкой гайки 8. Передний подшипник 6 прикрыт крышкой 9, имеющей по внутреннему диаметру маслоотража;

1713749

10

55 тельные канавки (см. фиг. 1). Для восприятия крутящего момента на шпинделе 4 установлено зубчатое колесо 10. Передача момента. осуществляется через шпонку 11.

Зубчатое колесо 10 соединено с выходным зубчатым колесом 12 главного привода (на чертежах не показан). В шпинделе 4 выполнено два противоположно расположенных паза, в которых закреплены скользящие шпонки 13, сопрягающиеся со шпоночными пазами 14 выдвижного шпинделя 1. Шпонки

13 служат для передачи крутящего момента от шпинделя 4 на выдвижной шпиндель 1 при различной величине его вылета. Внутри шпинделя 4 имеется средняя кольцевая полость 15, которая ограничена внутренней поверхностью .выдвижного шпинделя 1 и поверхностями направляющих втулок 2 и 3.

В передней части шпинделя 4 выполнена расточка, в которой последовательно расположены упорное кольцо 16, уплотнительная манжета 17, наружное кольцо 18, образующие уплотнение между полым 4 и выдвижным 1 шпинделями. Кольцо 18 зафиксировано в расточке при помощи пружинного кольца 19 и удерживает манжету

17. Упорное кольцо 16 имеет в средней части кольцевой выступ, который прорезан шлицами в нескольких местах. Этим выступом упорное кольцо 16 обращено к переднему торцу направляющей втулки 2. flo внутреннему и наружному краям кольцевого выступа упорного кольца 16 и между торцом расточки образованы две коаксиально расположенные камеры, сообщающиеся через шлицы.

Наружная камера через дроссельное отверстие 20 сообщается с внутренней полостью корпуса 5 шпиндельной бабки.

В расточке бобышки на второй стенке корпуса 5 шпиндельной бабки установлена дополнительная втулка 21, зафиксирован, ная винтом 22, Втулка 21 имеет наружную (периферийную) 23 и внутреннюю 24 кольцевые «амеры, сообщающиеся одна с другой через отверстия 25.

Периферийная камера 23 посредством отверстия 26 в корпусе 5 шпиндельной бабки соединена с системой смазки станка (на чертежах не показана). Внутренняя кольцевая камера 24 охватывает шпиндель 4. Она герметизирована щелевыми уплотнениями

27, образованными зазором, например а0,03 ... 0,05 мм, между краями внутреннего диаметра втулки 21 и наружной поверхностью шпинделя 4. В шпинделе 4 выполнено четыре радиальных отверстия 28, сообщающихся с внутренней кольцевой камерой 24.

С задним торцом передней направляющей втулки 2 состыковано меньшим диаметром ступенчатое кольцо 29, Внутренний диаметр ступенчатого кольца 29 выполнен на

2 мм больше наружного диаметра шпинделя

1, что образует маслопроходную щель 30.

Поверхность меньшего наружного диаметра ступенчатого кольца 29 с задним торцом передней направляющей втулки 2 и внутренней поверхностью рас очки, в которой установлена направляющая втулка 2, образуют маслоприемную кольцевую камеру 31, соединенную с радиальным отверстием 28 в шпинделе 4, а через него и с кольцевой внутренней камерой 24 (см. фиг. 2).

В передней части передней направляющей втулки 2 выполнены концентрично расположенные наружная 32 и внутренняя 33 кольцевые канавки, Наружная кольцевая канавка 32 и внутренняя поверхность расточки в полом шпинделе 4 под направляющую втулку 2,образуют наружную промежуточную кольцевую камеру 34. Внутренняя кольцевая канавка 33 и наружная поверхность шпинделя 1 образуют внутреннюю промежуточную кольцевую камеру 35, Кольцевые камеры 34 и 35 соединены одна с другой отверстиями 36.

Снаружи на передней направляющей втулке 2, между наружной кольцевой канавкой 32 и задним торцом втулки 2, нарезаны левые двухзаходные смазочные канавки 37, имеющие прямоугольное сечение для обеспечения наименьшего гидравлического сопротивления. Заходы винтовых канавок 37 на заднем торце направляющей втулки 2 расположены в ее диаметральной плоскости (см. фиг. 3 и 4).

Внутри в передней направляющей втулке 2 нарезаны левые двухзаходные смазочные винтовые канавки 38, непосредственно соединенные с кольцевой камерой 35, так как пересекают ее. Смазочные винтовые канавки 38 имеют одинаковые шаг и направление, что и винтовь е канавки 37. Заходы смазочных винтовых канавок 38 на заднем торце направляющей втулки 2 также расположены в диаметральной плоскости, которая перпендикулярна диаметральной плоскости,. в которой расположены заходы канавок 37.

В любом поперечном сечении передней направляющей втулки 2 винтовые канавки

38 и канавки 37 чередуются одна с другой и равноудалены одна от другой.

Такое взаимное расположение канавок

37 и 38 обеспечивает равномерную радиальную усвдку передней направляющей втулки

2 при ее монтаже с натягом в расточке шпинделя 4. Это позволяет сохранить необходимуа круглость внутренней цилиндрической поверхности направляющей втулки 2.

1713749

10

25

35

Винтовые смазочные канавки 38 имеют вогнутый профиль с шириной b, в несколько раз большей глубины с, например Ь -4 — 5 мм, с - 0,3 — 0,5 мм. Этим достигается небольшой угол наклона краев канавок к внутренней цилиндрической поверхности направляющей втулки 2, что,благодаря возникающему клиновому эффекту при перемещении выдвижного шпинделя 1, . обеспечивает полное и стабильное заполнение слоем смазки всего зазора между внутренней поверхнбстью направляющей втулки 2 и наружной поверхностью шпинделя 1;

Внутри задней направляющей втулки 3 нарезаны двухэаходные смазочные канавки, аналогичные смазочным канавкам 38 во втулке 2.

Шпонки 13 установлены на шпинделе 4 по соседству с задним подшипником 7 со стороны, противоположной расположению переднего подшипника 6. Начало шпоночного паза 14 на шпинделе 1 расположено от переднего его торца на длине не менее суммы расстояний между противоположными наружно направленными торцами передней 2 и задней 3 направляющих втулок и толщины уплотнения. Толщина уплотнения равна сумме .толщин упорного кольца 16, манжеты 17, наружного 18 и пружинного 19 колец. При таком расположении шпоночного паза 14 гладкая цилиндрическая часть шпинделя 1 s заднем положении полностью заходит в направляющую втулку 3 и обеспечивает герметизацию средней кольцевой части полости 15 (см, фиг, 1), обеспечивающую подачу масла в направляющую втулку

3;

Втянутое положение шпинделя 1 для горизонтально-расточных станков, оснащенных системой программного управления, соответствует смене инструмента.

Практически смена инструмента в горизонтально-расточных станках в среднем производится через каждые 5 — 10 мин, что дает воэможность с т&кой периодичностью осуществлять подачу масла в винтовые канавки направляющей втулки 3.

Устройство работает следующим образом, От главного привода станка передается вращение через. зубчатое колесо 12 на зубчатое колесо 10, сидящее на шпонке 11 на шпинделе 4. От шпинделя 4 крутящий момент передается на шпиндель 1 через скользящие шпонки 13 и шпоночный паз 14.

Шпиндель 1, вращаясь, может перемещаться в продольном направлении поддействием механизма осевой подачи, .

6 кинематически соединенного с хвостовой частью выдвижного шпинделя 1.

Смазка шпинделя 1 осуществляется от системы смазки станка под давлением (P3 — 5 кг/см ) по отверстию 26 в кольцевую камеру 23, а из нее — по отверстию 25 в кольцевую камеру 24, охватывающую шпиндель 4. Из кольцевой камеры 24 происходит вытекание смазки через щелевое уплотнение 27. По радиальному отверстию 28 смаз- ка попадает в кольцевую камеру 31, а из нее по винтовым канавкам 37 — в камеру 34. Из этой камеры смазка, проходя через отверстие 36, заполняет камеру 35 и непосредственно соединенные с ней винтовые канавки

38.

Из камеры 35 смазка поступает по винтовым канавкам к передней направляющей втулке 2 двумя противоположно направленными потоками, один иэ которых направлен. к переднему торцу втулки 2, а другой — к заднему.

Поток масла. направленный к переднему торцу направляющей втулки 2, проходит из кольцевой камеры 35 по расположенным впереди нее частям смазочных канавок 38 к переднему торцу шпинделя 4, осуществляя смазывание наружной поверхности шпинделя 1. Часть смазки собирается во внутренней кольцевой камере, прилегающей к упорному кольцу 16, и, пройдя через его шлицы, по отверстию 20 направляется в полость корпуса 5 шпиндельной бабки. Величина этого потока ограничивается подбором диаметра отверстия 20.

Поток смазки, направленный к заднему торцу направляющей втулки 2, проходит иэ кольцевой камеры 35 по расположенным сзади нее частям канавок 38 к заднему концу шпинделя 4, одновременно осуществляя смазывание наружной поверхности шпинделя 1.

Неизрасходованная смазка вытекает иэ заходов смазочных канавок 38 на заднем торце передней направляющей втулки 2 в кольцевую маслопроводную щель 30,, а из нее — в среднюю кольцевую полость 15. При установке шпинделя 1 в заднем положении смазка собирается в средней кольцевой полости 15. По мере накопления смазки в кольцевой полости 15 она проходит в канавки направляющей втулки 3, Смазка внутренней цилиндрической поверхности задней направляющей втулки осуществляется разбрызгиванием масла шпоночными пазами 14 при размещении начала паза перед задней направляющей втулкой 3 и затекания в него масла, скопившегося в средней кольцевой камере 15.

1713749

9 36 0 У/ У 37 2726 ZJ 2837 72 70 11 7 3 8 13 74

Я 2 Ф 22 2ЮЛ 21 29 1 15 фи .1

Формула изобретения

1, Шпиндельное устройство горизонтально-расточного станка, содержащее расположенный на переднем и заднем подшипниках качения в корпусе шпиндель- 5 ной бабки полый шпиндель, имеющий шпонку, размещенную в пазу установленного в мем нв передней и задней направляющих втулках выдвижного шпинделя, с уплотнением со стороны передйего под- 10 шипника, при этом на направляющих втулках выполнены многозаходные винтовые смазочные канавки, сообщающиеся одна с другой кольцевой полостью между полым и выдвижными шпинделями, о т л и ч а ю щ е- 15 . е с я тем, что, с целью повышения виброустойчивости выдвижного шпинделя, оно снабжено дополнительной втулкой, охватывающей полый шпиндель и размещенной у переднего подшипника, s которой выполне- 20 ны. кольцевые канавки, предназначенные для связи с системой смазки и со смазочными канавками направляющих втулок посредством отверстий, выполненных в полом шпинделе, и винтовых канавок, выполненных на наружной поверхности передней направляющей втулки, при этом шпонка, соединяющая шпиндели, размещена у заднего подшипника с внешней стороны.

2, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что винтовые канавки на передней направляющей втулке выполнены двухэаходными с одинаковым шагом и направлением, причем их заходы расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что шпоночный паэ в выдвижном шпинделе выполнен на расстоянии от его переднего торца, не меньшем суммы расстояния между противоположными торцами передней и задней направляющих втулок и толщины уплотнения.

1113749

Z %52

Составитель B.Ïàíôèëîâ

Техред М;Моргентал Корректор С.Шевкун

Редактор Т.Иванова

Производственно-издательский комбинат "Патент" ° г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 652 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наф., 4/5