Шпиндельный узел расточного станка

 

1. ШПИНДЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ РАСТОЧНОГО СТАНКА, содержащий шпиндель, установленный в шпиндельной бабке на переднем и заднем радиальных гидростатических подшипниках и.несущий ползун осевой подачи, зафиксированный на шпинделе двусторонним упорным гидростатическим подшипником, соединенным вметете с радиальными подшипниками гидролиниями с источником питания, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона осевого хода шпинделя, повы- • шения его несущей способности и вибрЬустойчивости, а также управления их величиной при различных режимах резания, задний гидростатический радиальный подшипник установлен между передним радиальным подшипником и ползуном привЬда осевой подачи , а в самом ползуне установлен дополнительный гидростатический радиапьньм подшипник.2. Узел по п. 1, о т л и ч а ю - щ и и с я тем, что между передним и задним подшипниками установлен дополнительный гидростатический радиальный подшипник.о>&С0елоО» 00

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН т ! (19) 01) 3(51) B 23 В 19/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ, g !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2574976/25-08 (22) 01.02.78 (46) 15.10.84. Бюп, ¹ 38 (72) M.Ï.Êàìåíåöêàÿ, Б.Б.Мездрогин, Е.Г.Нижник и Б.И.Проэкт (,71) Особое конструк-. орское бюро станкостроения (53) 621.941-229(088.8) (56) 1 ° Металлорежущие станки, Под ред. Н.С.Ачеркан M., "Машиностроение", 1965, т. 1, с. 405, . фиг. 11 61.

2. Авторское свидетельство СССР .№ 354942, кл. В 23 В 19/02, 1968. (54)(57)1. .ШПИНДЕЛЬНЫИ УЗЕЛ РАСТОЧНОГО

СТАНКА, содержащий шпиндель, установленный в шпиндельной бабке на переднем и заднем радиальных гидро" статических подшипниках и несущий ползун осевой подачи, зафиксированный на шпинделе двусторонним уйорным гидростатическим подшипником, соединенным вместе с радиальными подшипниками гидролиниями с источником питания, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона осевого хода шпинделя, повышения его несущей способности и виброустойчивости, а также управления их величиной при различных режимах резания, задний гидростатический радиальный подшипник установлен между передним радиальным подшипником и ползуном привЬда осевой подачи, а в самом ползуне установлен дополнительный гидростатический радиальный подшипник.

2. Узел по п. 1, о т л и ч а ю " шийся тем, что между передним и задним подшипниками установлен дополнительный гидростатический радиапьный подшипник.

1 69506

Изобретение относится к станкоI строению и касается станков расточной группы.

Известны шпиндельные узлы расточных станков, в которых шпиндель

5 установлен в полом шпинделе (пиноли) на подшипникау качения, а сам полый шпиндель смонтирован в шпиндельной бабке на продольных подшипниках скольжения flj . I0

Известен также шпиндельный узел станков расточной группы, в котором шпиндель в шпиндельной бабке установлен на радйальных гидростатическйх подшипниках и снабжен в сред— ней части ползуном,зафиксированным

1 в осевом направлении на шпинделе .двумя опорными подшипниками. Ha ползуне расположены рейка, с которой сцеплена шестерня привода осевой подачи шпинделя (2) .

Расположение ползуна с рейкой продольной подачи между опорами шпинделя в известной конструкции шпиндельного узла приводит К большому пролету шпинделя между этими опорами, так как он должен перекрывать двойной ход шпинделя и длины втулок, .следствием чего являются таким недостатки указанной конструкции „как малая жесткость при выдвинутом шпинделе из-за изгиба в средней части, что исключает возможность испольэ ов ания его в гориз онтально-расточных станках; пролет между передними и задними подшипниками в известном устройстве составляет от 1000 до

5000 мм, т.е. соответственно около

16 диаметров шпинделя. В итоге такая нежесткая конструкция значительно уменьшает точность обрабатывае40 м»х отверстий по диаметру и по форме; шпиндель обладает низкой частотой собственных колебаний, что в итоге снижает производительность из-за опасности появления вибраций (вынужденных колебаний и автоколебаний) при силовых и чистовых режимах резания (растачивания и фрезерования); большая величина теряемой мощности на высоких скоростях 50 вращения шпинделя, так как подшипники рассчитаны йо максимальной несущей способности для низких скоростей вращения шпинделя.

Целью изобретения является созда- 55 ние шпиндельного устройства для станков расточной группы, предпочтительно для Горизонтально-расточных станков, которое допускает увеличение осевого хода шпинделя при сохранении высокой точности и имеет повышенную н е сущую способн ост ь и вибр оустойчивость, а также возможность управления их величиной при различных режимах резания для минимизации потерь мощности.

Поставленная цель достигается тем, что передний и задний гидроста— тические подшипники установлены перед ползуном привода осевой подачи, а в самом ползуне установлен дополнительный гидростатический радиальный подшипник. Кроме того, между передними и задним подшипниками установлен другой дополнительный гидроста— тический радиальный подшипник.

Гидравлический распределитель осуществляет подвод и отключение от источника питания дополнительных гидростатических подшипников в зависи— мости от режимов резания и условий работы шпинделя, т.е. его вылета.

На чертеже представлен продольный разрез по предлагаемому шпиндельному узлу.

В шпиндельной бабке 1 установлены передний и задний радиальные гидростатические подшипники 2 и 3, между которыми размещен дополнительный гидростатический радиальный подшипник 4. Подшипник 3 установлен в от- дельной расточке шпиндельной бабки, а подшипники 2 и 4 — в одной и разделены между собой установочной втулкой 5. В подшипниках 2, 3 и 4 установлен шпиндель 6, наружная поверхность которого выполнена строго цилиндрической, так как она является рабочей поверхностью, взаимодействующей с карманами гидростатических подшипников. Задник конец шпинделя выполнен ступенчатым, имеющим три ступени: большую цилиндрическую, среднюю реэьбовую и меньшую шлицеву, на которых соответственно смонтированы втулка 7, гайка 8 и переходная муфта 9, соединяющая шпиндель 6 с электродвигателем 10 главного движения.

Большая ступень хвостовика шпинделя 6 пропущена через подшипниковую шайбу 11 соприкасающуюся своими тор4еиж с задним торцом шпинделя 6 я торцом втулки 7. В шайбе 11 выполнены на торцах гидростатические карманы и она по существу, является составной частью двустороннего упорного гидростатического

35 з 6950 подшипника. Рабочие зазоры в этом подшипнике регулируются гайкой, смещающей втулку 7 вдоль оси шпинделя.

Шайба 11 установлена в расточке ползуна 12 привода осевой по5 дачи. В этой же расточке установлен дополнительный радиальный гидростатический подшипник 1 3, взаимодействующий с наружной поверхностью втулки 7. Подшипниковая шайба 11 и подшипник 13 прикреплены к ползуну 12 при помощи крышки 14 и кронштейна 15, на котором закреплен электродвигатель 10.

Ползун 12 смонтирован на направляющих 16, которые выполнены в шпиндельной бабке 1. В ползуне 12 выполнен прилив, в расточке которого закреплена гайка 17, свинченная

1 с винтом 18, соединенным с электродвигателем 19, осуществляющим осевую подачу шпинделя 6 посредством ползуна 12, Передний 2 и задний 3 радиальные гидростатические подшипники, а также упорный двусторонний гидростатический подшипник соединены гидролиниями 20, 21, 22 и 23 с разветвительной колодкой 24, которая гидролинией 25 соединена с источником 26 питания. Дополнительные радиальные гидростатические подшип30 ники 4 и 13 соединены гидролиниями 27 и 28 с гидравлическим распределителем 29, подвод жидкости к которому от источника 26 питания осуществляется по гидролинии 30.

Работает предлагаемый шпиндельный узел следующим образом.

Во время работы шпиндель 6 вращается с необходимой скоростью от электродвигателя 10. От источника 26 40 питания подается непрерывно масло по гидролиниям 25, 20, 21, 22 и 23 в передний 2 и задний 3 радиальные подшипники и упорный двусторонний подшипник. Эти подшипники включены 45 постоянно и запитываются маслом до начала вращения шпинделя б т.е. электродвигатель источника 26 питания и электродвигатель 10 включаются в сеть последовательно. Допол- 50 нительные радиальные гидростатические подшипники 4 и 13 могут быть отключены от источника 26. питания гидравлическим распределителем 29 или подключены к нему совместно или раздельно в зависимости от режима. резания и вылета рабочего конца шпинделя.

В горизонтально-расточных станках имеются, в основном, три режима работы, различающихся между собой по следующим параметрам. Черновое растачивание, при котором снимается стружка большого поперечного сечения при небольших скоростях резания. Вылет шпинделя на этом режиме работы может быть наибольшим. Применительно к средним горизонтальнорасточным станкам (с диаметром шпинделя 90-125 мм) окружное усилие резания составляет до 2000 кг, а усилие подачи до 600 кг. На этом режиме все подшипники включаются в работу.

Черновое фрезерование, которое проводится также при неболыпих скоростях резания и средних сечениях снимаемой стружки. Вылет шпинделя на этом режиме работы как правило минимален. Окружное усилие на этом режиме составляет до 600 кг, 1а усилие подачи до 200 кг. На этом режиме работы дополнительный радиальный гидростатический подшипник, расположенный между передним и задним подшипниками отключается для уменьшения потерь на трение, а дополнительный радиальный гидростатический подшипник в ползуне работает, что исключает появление вибраций на заднем конце шпинделя, Чистовое растачивание и фрезерование, производимые на высоких скоростях резания, так как сечение стружки минимально. Окружное усилие и усилие подачи на этом режиме малы и составляют 50 и 25 кг соответственно. Для уменьшения потерь на трение на этом режиме работы отключаются оба дополнительных гидростатических радиальных подшипника, так как имеющиеся неотключаемые подшипники обеспечивают необходимую точность обработки.

695068

Составитель Ю. Королев

Техред Т. Фанта

Редактор П. Горькова

Корректор А.Зимокосов

Подписное

Заказ 7042/2 Тираж 1036

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l,)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП"Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

12