Шпиндельное устройство Советский патент 1984 года по МПК B23B47/00 B23B19/02 

Изобретение относится к станкостроению, и может быть использовано на универсальных станках, преимущественно во фрезер но-расточных станках для обработки деталей, у которых помимо осевых расточек для подрезки торцов требуется поперечное перемещение режущего инструмента.

Известно устройство для растачивания для тяжелых фрезерно-расточных станков с выдвижным шпинделем, содержащее по меньшей мере один радиальный суппорт с гайкой, сопряженной с ходовым винтом, на котором установлена коническая шестерня. Кроме того, устройство снабжено шарико-винтовой парой, винт которой жестко соединен с выдвижным шпинделем, а гайка размещщена в корпусе планшайбы и имеет коническое колесо, зацепляющееся с конической шестерней ходового винта 1.

Недостатком устройства является то, что конструкция такого привода подачи требует наличия отверстия, расположенного соосно со-шпинделем, что значительно ограничивает область его применения. Кроме того, известное устройство не позволяет осуществлять подачу в мм/об, так как отсутствует кинематическая связь между осевой подачей шпинделя и частотой его вращения.

Известно также шпиндельное устройство, содержащее привод зажима инструментальной головки, включающий стержень, выходной конец которого выполнен с резьбой и планетарно-дифференциальный механизм 2.

Недостатком известного устройства является сложность размещения планщайбы, что снижает технологические возможности станка, так как конструкция привода не позволяет иметь большой ход плансуппорта планшайбы в результате того, что длина рейки не Может быть брльще толщины планшайбы и требует обязательного продольного движения шпинделя. Кроме того, привод известного устройства не позволяет также- осуществить подачу в мм/об, так как отсутствует кинематическая связь между продольной подачей шпинделя и частотой его вращения.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем использования механизма зажима инструментальной головки для привода подачи плансуппорта в случае установки на шпиндельном устройстве планшайбы.

Указанная цель достигается тем, что шпиндельное устройство, содержащее привод зажима инструментальной головки, вклю чающий стержень, выходной конец которого выполнен с резьбой, и планетарно-дифференциальный механизм, снабжено соединительной шлицевой втулкой, а стержень

снабжен шлицевой частью, взаимодействующей с указанной втулкой, причем внутренний диаметр шлицевой части стержня больше наружного диаметра резьбовой части.

На фиг. 1 изображено шпиндельное устройство, общий вид; на фиг. 2 - привод механизма зажима инструмента и подачи плансуппорта планшайбы; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; вариант установки инструмента; на фиг. 4 - разрез А-А на

О фиг. I, вариант установки планшайбы.

Шпиндельное устройство, предназначенное для крепления инструмента 1, размещено в корпусе шпиндельной бабки 2, к которой крепится коробка скоростей главног го привода 3, на которой, в свою очередь, закреплен привод механизма зажима инструмента и механизм управления 4.

Привод зажима инструмента состоит из корпуса 5 планетарно-дифференциального механизма б, высокомоментного элект0 родвигателя 7 и отсчетного устройства 8.

Передача движения с планетарно-дифференциального механизма 6 на вал 9 осуществляется зубчатыми колесами 10 - 13. Передаточное отнощение планетарно-дифференциального механизма б на приводной вал 9 и щпиндель 14 станка выполнено таким образом, что при отключенном электродвигателе 7 привода и вращения щпинделя 14 с зубчатым колесом 11, соединенным

Q со шпинделем через втулку 15 и шпонку 16, они вращаются с одинаковой угловой скоростью, т.е. зубчатое колесо 13 является неподвижным относительно щпинделя 14. Вал 9 установлен с возможностью вращения в расточке шпинделя. Вращение вала 9 осуществляется через зубчатое колесо 13, установленное на шлицевом валу 17 через шлицевую втулку 18, соединенную с.валом 9, другой конец которого соединен со стержнем, выходной конец которого выполнен двухступенчатым. Первая ступень

19 стержня выполнена с резьбой, предназначенной для крепления инструмента 1, а вторая ступень 20 вьшолнена шлицевой, служащей для передачи крутящего момента. Стержень второй ступенью 20 центри5 руется во втулке 21, которая соединена с валом 9 посредством резьбы и штифта 22, предназначенного для передачи крутящего момента. Пружина 23 малой жесткости, размещенная в расточке вала 9, служит для смягчения ударов в начальной фазе

0 установки режущего инструмента 1 или планшайбы 24. Кроме того, на стержне размещен пакет тарельчатых пружин 25, затянутый на стержне гайкой 26 с усилием, равным 0,5-0,8 от осевого усилия крепления инструмента 1. При установке инструмента 1 в шпинделе 14 передача крутящего момента дополнительно осуществляется шпонкой 27.

Съемная планшайба 24 содержит корпус 28, в котором установлена крестовина 29 с размещенными в ней взаимодействующими коническими колесами 30 и 31. Крестовина 29 также служит лпорой скольжения для гайки 32, соединенной с коническим колесом 31 шпонкой 33.

Ходовой винт 34 жестко соединен с плансуппортом 35 планшайбы 24. Коническое колесо 30 выполнено с хвостовиком, имеющим шлицы для установки соединительной шлицевой. втулки .36, которая, в свою очередь, соединяется с второй ступенью 20 стержня.

Установка планшайбы 24 осуществляется по посадочному даамётру шпинделя 14, а ее крепление - посредством шпилек 37 с упорным буртом между резьбовыми концами и гаек 38. Крутящий момент на планшайбу 24 от шпинделя 14 передается щпонкой 39.

В случае, работы крупногабаритным инструментом 40 установка его производится на те же посадочные места, что и планшайбы 24, и закрепляется теми же крепежными элементами.

Контроль величины перемещения плансуппорта 35 планшайбы 24, установка нулевого положения и ограничение хода производится механизмом управления 4 путем настройки упоров 41, перемещением их на заданную величину. Механизм управления 4 выполнен в виде зубчатых колес 42-44, винта 45, гайки 46, соединенной с ползушкой 47, которая при перемещении направляется по отверстию втулки 48 и удерживается от поворота шпонкой 49, закрепленной на кронштейне 50. Ползушка 47 имеет пазы для установки упоров 41.

На станках, оснащенных системой ЧПУ, отсчет перемещений плансуппорта 35 производится от отсчетного устройства 8, установленного на валу электродвигателя 7 привода механизма зажима, а механизм управления 4 в этом случае служит для установки нуля и ограничения перемещения плансуппорта 35 планшайбы 24.

Установка инструмента 1 происходи т в следующей последовательности.

Инструмент 1 вставляют в коническое отверстие шпинделя 14 так, что первая ступень 19 стержня соединяется с резьбовым отверстием в. хвостовой части режущего инструмента 1, тарельчатые пружины 25 сжимаются с усилием, необходимым для крепления режущего инструмента, и служат надежной защитой для предотвращения ослабления крепления от действия вибраций и тепловых деформаций в шпиндельной бабке, создавая постоянный натяг в резьбе.

Шпиндельное устройство работает следующим образом.

Пружина 23 малой жесткости поджимает стержень в крайнее левое положение. При включении электродвигателя 7 привода вращение передается через планетарног дифференциальный механизм 6, зубчатые колеса 12 и 13 на шлицевой вал 17 и от него через шлицевую втулку 18 на приводной вал 9 и через втулку 21 на стержень, первая ступень 19 которого, выполненная с резьбой, поджата пружиной 23 к отвёрс тию с резьбо- в хвостовой части инструмента 1. При этом происходит ввертывание в резьбовое отверстие инструмента 1 стержня, который перемещается по шлицевому отверстию втулки 21, сжимая комплект

г тарельчатых пружин 25 с усилием крепления инструмента. При достижении требуемого осевого усилия крепления инструмента высокомоментный электродвигатель 7 отключается при определенном заданном крутящем моменте.

0 Крупногабаритный режущий инструмент 40, а также планшайба 24 устанавливаются на шпинделе станка с центровкой по посадочному диаметру шпинделя 14.

Прижим по торцу осуществляется уста5 новкой крепежного элемента 37 с затяжной гайкой 38. Движение плансуппорта 35 планщайбы 24 осуществляется от привода при включении высокомоментного электродвигателя 7, так же как и при установке инструмента-, через планетарно-диф0 ференциальный механизм 6, зубчатые колеса 12 и 13 на шлицевой вал 17 и от него через шлицевую втулку 18 на приводной вал 9 и через втулку 21 на стержень, вторая ступень 20 которого взаимодействует с соединительной шлицевой втулкой 36.

5 Далее с втулки движение передается на коническое колесо 30, которое через коническое колесо 31 передает вращение гайке 32, в результате чего осуществляется радиальное перемещение плансуппорта 35.

Q Крепление инструмента 1 происходит в режиме «Зажим инструмента, установленном на пульте управления (не показан) вручную или по программе. Работа плансуппорта 35 планшайбы 24 происходит при установке на пульте управления режима

5 «Работа планшайбы с управлением от системы ЧПУ.

При включении привода плансуппорта вращение от электродвигателя 7 одновременно передается через зубчатые колеса 42 - 43, 44 винту 45, от которого движение

0 через гайку 46 передается ползушке 47, несущей упоры 41. Упоры 41 при перемещении ползушки 47 воздействует на соответствующие контакты блоков конечных выключателей (не показаны) и таким обра5 зом управляют циклом работы плансуппорта 35 планшайбы 24.

Такая конструкция шпиндельного устройства позволяет расширить технологи u,.aчажима инструментальной головки испольческие возможности путем использования зажимРУ плансупггорта

-Lrr ГреТулГтГт о Г п-и.а.аь..

10841176

ШПИНДЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее привод зажима инструментальной головки, включающий стержень, выходной конец которого выполнен с резьбой, и планетарно-дифференциальный механизм, -отличающееся тем, что, с целью равщирения технологических возможностей путем использования привода зажима инструментальной головки для привода подачи плансуппорта в случае установки на шпиндельном устройстве планшайбы, оно снабжено соединительной щлицевой втулкой, а стержень снабжен шлицевой частью, взаимодействующей с указанной втулкой, причем внутренний диаметр шлицевой части .стержня больше наружного диаметра резьбовой части. Пг Г 1. Qj СХ) 4;

1 /

: