Прецизионный металлорежущий станок

 

37830!

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскик

Социалистические

Реопублик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 28Х.1969 (№ 13i33154/25-8) М. Кл. В 23Ь 3/06 с присоединением заявок № 1333155/25-8 и 1333156/25-8

Приоритет

Комитет по делам изобретений и открытий ори Совете Министров

0С0Р

УДК 621.941.26 (088.8) Опубликовано 18.1V.1973. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 23ХП.1973

Автор изобретения

В. Н. Юрин

Московский авиационный технологический институт

Заявитель

ПРЕЦИЗИОННЫЙ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЙ СТАНОК

Изобретение касается металлообрабатывающих станков.

Известны устройства для отвода тепла от инструмента, в которых в качестве элементов, отводящих тепло, используют тепловые трубы.

Изобретение основано на использовании тепловых труб и позволяет автоматически управлять процессом изменения температуры и тепловых деформаций его узлов при обработке деталей, а также упростить станок.

Тепловые трубы смонтированы на элементах конструкции станка или выполнены .по ях форме, например обхватывают станину стойки. Тепловые трубы элементов, являющихся источниками тепла, связаны с регулируемой охладительной установкой, Несколько тепловых труб выполнены регулируемыми, для чего они снабжены, например средствами,подвода неконденсируемого газа, который изменяет размеры теплоотдающей поверхности, или устройствами, позволяющими изменять величину зазоров в стыках между тепловыми трубами и элементами станка или охладительной установкой по сигналу датчиков температуры или деформации.

На фиг. 1 приведена схема тепловой трубы с зонами нагрева и конденсации; на фиг. 2— схема расположения тепловых труб при выравнивании температуры элемента станка; на фиг. 3 и 4 показаны варианты расположения тепловых труб на элементах станка, являющихся источниками тепла; на фиг, 5 — схема расположения регулируемых тепловых труб с устройством, изменяющим зазоры в стыках с элементом станка.

Тепловая труба представляет собой герметичный сосуд 1, внутренние стенки которого выложены пористым материалом 2, пропитан10 ным рабочей жидкостью. Рабочей жидкостью могут быть вода, спирт или другая жидкость, температуру кипения которой устанавливают выбором давления внутри трубы, Теплопередача осуществляется паром жидкости, обра15 зующимся при нагреве одного из концов трубы. Пар конденсируется на другом ее конце, и конденсат за счет капиллярных сил пористого материала 2 возвращается в зону на,грева, преодолевая при необходимости силы

20 гравитации. В случаях вертикального (или близкого к нему) расположения тепловой трубы, когда зона нагрева находится ниже зоны конденсации, можно применять трубы без пористого материала. В этом случае кон25 денсат возвращается под воздействием сил тяжести.

Для сохранения точности обработки на станке не обязательно охлаждать все его элементы, часто достаточно, чтобы при нагреве

30 температура их отдельных oñòeé оставалась 378301 одинаковой. Особенно важно это для элементов большой длины, например станин, стоек, тр аверс.

Расположив вдоль стенок станины 8 тепловые трубы 4 или соединив ими различные участки ее, можно выровнять температуру этого элемента станка (обычно она неодинакова в связи с вл иян ием источника 5 тепла, например коробки скоростей, бака гидропривода). При повышении температуры на каком-либо участке станины до величины, равной температуре кипения рабочей жидкости в тепловой трубе, жидкость кипит и испаряется. Образующийся при этом пар передает тепло более холодным участкам станины 8.

Это продолжается до выравнивания температуры всей тепловой трубы, после чего ее температуру поддерживают постоянно перегретым паром рабочей жидкости.

При отводе тепла от сильно нагревающихся узлов станка, или их элементов, являющихся источниками тепла, например от подшипника 6 шпиндельной бабки 7 (см. фиг. 3) тепловые трубы 8 соединены с охлаждающим устройством 9, оснащенным регулятором 10 для регулирования интенсивности теплоотвода. Таким образом стабилизируют температуру стенок 7 шпиндельной бабки.

Эта задача может быть решен а использованием регулируемых тепловых труб 11 (см. фиг. 4), в которых в .зону конденсации 12 из резервуара 18 подается неконденсируемый, например, инертный газ. Резервуар 18 связан с сильфоном 14.

При увеличении тепловыделения подшипника 6 возрастает давление пара в трубах ll, и граница раздела сред пар- газ сместится вправо, увеличивая поверхность теплосъема.

При уменьшении тепловыделения эта граница смещается влево, уменьшая поверхность теплосъема. Охлаждающее устройство 15 в данном случае не регулируется.

При управлении тепловыми деформациями станка путем регулируемого изменения во времени температуры его элементов (при создании следящих систем) интенсивность теплопередачи регулируется путем изменения зазора в стыках тепловой трубы 16 (см, фиг. 5) и медной или свинцовой прокладок 17 и 18, закрепленных на стенке станины 19. Для этого по коман де датчиков (не показаны), измеряющих температуру или деформацию стенок станины 19, приводы 20, 21, например электромагнитные, гидравлические, пневматические, кулачковые, с помощью рычагов 22 и

23 отводят тепловую трубу 16, раскрывая стык. В результате теплопередача уменьшается.

По новой команде датчиков приводы 20, 21 вновь прижимают трубу 16 к прокладкам 17 и 18, и теплопередача возрастает.

Возможно управление тепловыми деформа15 циями с помощью тепловых труб с подачей неконденсируемого газа. При этом размеры поверхности теплосъема измен яют по команде датчиков, путем смещения границы раздела сред пар-газ, при изменении объема резер2О вуара 18, который может быть выполнен с сильфоном 14 или с поршнем (не показан).

Тепловые трубы станка. покрыты теплоизоляцией, исключая зоны нагрева и конденсации.

Предмет изобретения

Прецизионный металлорежущий станок с автоматическим регулированием температуры нагрева его узлов в процессе работы с помощью тепловых труб, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и управления тепловыми деформациями его, тепловые трубы смонтированы на элементах станка или выполнены по их форме, например обхватывают его станину, стойку, а гепловые трубы на элементах, являющихся источниками тепла, н апример шпиндельной бабке, свя40 заны с регулируемой охладительной установкой, причем неоколько тепловых труб выполнены регул ируемыми, для чего они снабжены, например, средствами подвода неконденсируемого газа или устройствами, позволяющи45 ми изменять величину зазоров в стыках с элементами станка и охладительной установкой по сигналу датчиков деформаций или температуры,.

378301

12 7Д 14

Фиг 1Составитель Е. Макарова

Техред Т. Курилко

Редактор Е. Кравцова

Корректор Е. Михеева

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1984/9 Изд. № 493 Тираж 888 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 5Ê-35, Раушская наб., д. 4/5