Шпиндельный узел

 

О П И С А H E (11)584975

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.09.76 (21)2404954/25-08 (51) ф1. Кл.

В 23 В 19/02 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР оо делам иэооретений и открытий (43) Опубликовано25.12.77. Бюллетень ¹47 (53) УДК 621.233 (088.8) (45) Дата опубликования описания 15.01.78 (72) Авторы изобретения

С. Н, Аграновский и Б. С, Шейнин

Особое конструкторское бюро станкостроения (71) Заявитель (54) ШПИНДЕЛЪНЫЙ УЗЕЛ

Изобретение может быть использовано в станках, оснащенных системой адаптивного управления.

Известны устройства, предназначенные для измерения сил резания в станках с адаптивным управлением при помощи тензодатчиков, установленных на упругом звене шпиндельного узла (1).

Однако наличие упругого звена снижает жесткость шпиндельного узла.

Известны конструкции шпиндельных узлов, у которых шпиндель установлен в гидростатических подшипниках. С целью измерения реакций к карманам гидростатических опор подшипников подключены датчики давления (2).

Величина и направление силы резания определяются по реакциям в гидростатических опорах подшипников.

Однако при изменении скорости вращения шпинделя, вследствие гидродинамических явлений и тепловыделения, величина давления масла в гидростатических опорах изменяется. Поэтому точность измерения реакций уменьшается.

Цель изобретения — повышение точности измерения в гидростатических опорах.

Это достигается тем, что подшипники шпинделя размещены в невращаюшейся гильзе, которая установлена в гидростатически. опорах, воспринимающих радиальную и осевую составляющие силы резания.

Датчики давления подключены к смазочным канавкам (карманам), расположенным на несуших поверхностях гидростатических опор.

Давление в смазочной канавке пропорционально реакции, действуюшей на опору. Таким образом, измерение давлений в смазочных канавках гидростатических опор дает полную информацию о величине силы резания и ее направлении.

На фиг. 1 изображен шпиндельный узел с устройством для измерения силы резания, разрез; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг.

3 — разрез Б — Б на фиг. 1.

Шпиндель 1 установлен в подшипниках качения 2 — 7. Все подшипники качения закреплены в гильзе 8. которая установлена в корпусе шпиндельной бабки 9 при помощи радиальных

10-17 и осевых 18, 19 гидростатических опор.

2р Вращению гильзы 8 препятствует шпонка 20.

К каждой паре противоположно расположенных гидростатических опор подключен дифференциальный датчик давления, измеряющий разность давлений в этих опорах. К опорам 10, 12 подключен датчик давления 21, к опорам 11, 25

13 — датчик 22, к опорам 14 — 16 — датчик 23, к

584975 опорам 15, 17--датчик 24, к опорам 18, !9— датчик 25. Невращающаяся гильза установле»а в корпусе 26.

При резании возникает усилие резания на режущем инструменте, закрепленном во вращающемся шпинделе 1. Это усилие через подшипники качения 2-.7 передается на гильзу 8 и воспринимается радиальными 10 — 17 и осевыми

l8,,19 гидростатическими опорами. Каждому определенному значению и направлению усилия резания однозначно соответствует определенная разность давлений в каждой из пяти пар противоположно расположенных гидроста- . тических опор, измеряемая соответствующим дифференциальным датчиком давления. Значения измеренных разностей давления преобразуются в напряжения, которые затем поступают в систему адаптивного управления станком.

Предлагаемая конструкция позволяет производить точное измерение силы резания без использования податливых элементов, снижающих жесткость шпиндельпого узла. Также исключается влияние скорости вращения шпинделя на точность измерения силы резания.

Формулп изобретения

Шпиндельный узел, включающии срелство для измерения силы резания, выполненное в виде датчиков давления, подключенных к гидростатнческим опорам в корпусе, отличакнцийся тем, что, с целью повышения точности изIO мерения за счет исключения влияния вращения шпинделя на результаты измерения, между шпинделем и корпусом установлена на гидростатических подшипниках нев раша ющаяся гильза, в которой размещены подшипники шпинделя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

l.Ýêñïðåññ-информация, «Технология и оборудование механосборочного производства», № 15, 1973, с. 8.

2Î 2. Патент США № 3675517, кл. 82 — 2, 1972.

584975

Фиг. Г

ЦН И И ПИ Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений н открытий

F13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

Филиал ППП «Патент». г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор М. Рогова

Заказ 5070/48

Составитель В. Анашко

Техред О. Луговая Корректор A. Гриценко

Тираж 1 0 f Подписное