Шпиндельный узел

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОИУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик н)994126 (61)Дополнительное к авт . свид-ву (22) Заявлено 07.06.79.(21) 2775897/25-08 (И)М Ки з с присоединением заявки hlo—

В 23 В 19/02

//В 23 В 41/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет (331УДК 621,952. . 5 (088 ° 8) Опубликоваио070233. Бюллетень Мо 5

Дата опубликования описаиия07.02.83

Э.В.Коргичев, Л.И.Коган, В.А.Петухов, О.T.Oñíà4 и Э.И.Ярковая (72) Авторы изобретения

Украинский научно-исследовательский институ станков и инструментов (71) Заявитель (54) ШПИНДЕЛЬНЫИ УЗЕЛ

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в металлорежущих станках.

Известен шпиндельный узел, содержащий корпус, шпиндель, смонтирован ный на передней и задней опорах, втулку, установленную в расточке кор пуса и. взаимодействующую с задней опорой, и эажимное устройство, не- 1п подвижно фиксирующее втулку относительно корпуса l l, Недостатком известного шпиндельного узла, является сравнительно невысокая точность его ь надежность.: .

Невысокая точность вызывается де- ,формацией корпуса шпиндельного узла из-за силового. воздействия на него зажимного устройства в процессе -Фиксации втулки. Невысокая надежность шпинделъного узла вызывается влиянием вибраций при резании на величи- ° ну силы трения, посредством которой втулка фиксируется относительно корпуса. В результате этого влияния появляется опасность снижения силы трения до величины при которой возможна расфиксация втулки, взаимодействующей с задней опорой шпиндель ного узла.

Целью изобретения является повышение точности и надежности шпиндельного узла в работе .

Цель достигается тем, что предлагаемый шпиндельный узел снабжен подпружиненной гильзой, установленной с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном оси шпинделя, на втулке, на наружной поверхности..которой выполнены упор и углуб- ление, образующее в поперечном сечении при взаимодействии с. гильзой клиновое соединение, а эажимное устройство смонтировано на гильзе.

На фиг..1 изображен шпиндельный узел, общий виду на фиг.2 - разрез

А-А на фиг.1.

Шпиндельный узел содержит корпус 1, шпиндель 2, смонтированный в корпусе 1 на передней 3 и .задней 4 опорах, втулку 5, установленную s расточке корпуса 1 и. взаимодействующую с задней опорой 4, подпружиненную упругим элементом б, гильзу 7, свободно посаженную на втулку 5 между ее буртиком и корпусом 1, а также зажимное устройство, неподвижно фиксирующее втулку 5 относительно . корпуса 1. Зажимное устройство выполнено в-виде мембраны 8, прикреп994126 ленной к гильзе 7 посредством крышки 9 и вкладыша 10, размещенного в отверстии 11 (фиг.2), гильзы 7 между мембраной 8 и втулкой 5, Упор втулки 5, с которым взаимодействует упругий элемент 6, образован кольцом 12 5 и полукольцами 13, размещенными в канавке на втулке 5. На участке наружной цилиндрической поверхности втулки 5, расположенном со стороны, противоположной зажимному устройству ° 30 выполнено углубление 14, образующее в поперечном сечении втулки клиновое соединение ее с гильзой 7 °

Полость 15, образованная мембраной 8 эажимного устройства и крышкой 9 15 соединена посредством штуцера 16 ! с масляной магистралью, идущей от управляющего устройства (не показано) .

Шпиндельный узел работает следую- ;у щим образом.

Щпинделем 2 сообщают расчетное число оборотов. При этом натяг в опорах шпиндельного узла равен расчетному и определяется усилием, развиваемым упругим элементом б. По сигналу от управляющего устройства масло под давлением подается через штуцер 16 в полость 15 зажимного устройства,, образованную мембраной 8 и крышкой 9, При этом мембрана 8 несколько деформируется, в результате чего гильза 7, упираясь через вкладыш 10 во втулку 5, несколько приподнимается относительно втулки 5 °

Благодаря углублению 14 втулка 5 заклинивает в гильзе 7 и таким образом надежно фиксируется относительно корпуса 1 шпиндельного узла. При этом корпус 1 не деформируется усилием. фиксации втулки 5, посколь- 40 ку усилие это замыкается на втулке 5 и гильзе 7. Отсутствие каких-либо деформаций корпуса 1 не снижает точности опор 3 и 4, смонтированных в нем. 45

После фиксации втулки 5 относительно корпуса 1. включением давления подачи на станке, оснащенном шпиндельным узлом, начинают обработку заготовки. В процессе обработки заготовки осевая жесткость шпинделя высокая, так как формируется жесткостью передней и задней опор.

Вибрация элементов шпиндельного узла, вызванные резанием, несколько снижают коэффициент трения на вза" имодействующих поверхностях втулки 5 и гильзы 7, однако усилие заклинивания этих элементов, сформированное углублением 14 на втулке

5, остается достаточным для надежной Фиксации втулки 5 относительно корпуса 1.

После окончания каждой операции резания и выключения движения подачи сигналом от управляющего устройства давление масла в рабочей полости 15 сбрасывается, В результате сила трения на контактирующих поверхностях. втулки 5 и гильзы б пропадает, и втулка 5 смещается упругим элементом б в осевом направлении, ликвидируя, таким образом, избыточный натяг, который появляется в опорах 3 и 4 в процессе резания из-за тепловых деформаций элементов шпиндельного узла, Каждый последующий цикл резания начинается в условиях, когда натяг в опорах 2 и 3 шпиндельного узла равен величине монтажного натяга (величине усилия воздействия упругого элемента 6 на опоры 3 и 4) °

Таким образом, шпиндельный узел обладает повышенной точностью и надежностью. Это достигается оригинальной конструкцией зажимного устройства фиксаиии подпружиненной втулки относительно корпуса. Повышение точности происходит за счет того, что усилие фиксации втулки не деформирует корпус шпиндельного узла, в котором смонтированы опоры, а повышение надежности — за счет того, что усилие фиксации втулки относительно корпуса формируется клиновым соединением втулки и гильзы и потому значительно превышает величину такого усилия в известном шпиндельном узле, Формула изобретения

Шпиндельный узел, содержащий корпус, переднюю и заднюю опоры, установленную в расточке корпуса и взаимодействующую с задней опорой втулку и эажимное устройство последней,относительно корпуса, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и надежности его в работе, узел снабжен подпружиненной гильзой, установленной с возможностью. перемещения в направлении-, перпендикулярном оси шпинделя, на втулке, на наружной поверхности которой выполнены упор и углубление, образующее в поперечном сечении при взаимодействии с гильзой клиновое соединение, а зажимное уст1.ойство смонтировано на гильзе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Головка отделочно-расточная, рабочие чертежи, УкрНИИСИП, Одесса, 05.03.79.