Шпиндельный узел шлифовального станка Советский патент 1988 года по МПК B24B41/04 

Изобретение относится к стаккостр ,ению и может быть использовано в шлифовальных станках для обработки ко™ леннйтьгх валов „

Целью изобретения является повышение : очности обработки,.

На фиг, 1 показана конструкция предложенного шпиаделтьного узлае на фиг, 2 - характеристика аг о угфугой системы,

С 1ти1-эдел&ный узел состоит из шпинделя 15 передний конец которого базируется в подшипнике 2 с дипиндричес - ними роликаглк, а в двух встречно установленных р.адиально упо Efaix подшипниках 3« Наружные кольца подшипникоэ 3 закреплены з корпусе бабки 4 неподБШкно, а внутренние ус гановлены ка шпинделе с посадкой без натяга.

Упругие элементы 5 в в:йЕ,ца пакетов тарельчатых пружин через ограничительные кольца б воздействуют на внутренние кол-ьца подшипника 3, а че рез бурт 7 и кольцо 8 вьшолняющее роль бурта - на шпиндель 1,

. ограничительным дкольцом 6,. и Dy;pTOJ.s 7 слева or подшипника 3 и or- . раничктельньм кольцом б и кольцом 8 справа от него имеются осевые зазоры 9р в пределах которых обеспечива ется осевая упругая податливость шпин деля ,

Да лево конце шпинделя 1 установ- лена планшайба с TOPD,DM Ю на кото- рый устанавливается зажимное приспо™ сс.бление 11, предназначенное-для крепления изделия 1.о На правом конце юпявде.пя 1 imeeTCH .гайка 13.

Шпиндельный узел работает следующим образом.

При отсутствии внешней осевой силы усилия упругих элементов взаимно фавнов вшивают ел, а шпиндель находится в номинальном осевом положении,, Ле- вьй и правый упрзтие элеменаъ 5 пред- зарительно дефорш-фованк на величину f..- (фиг.2), чем достигается большое

-СР

усилие в упругих элементах для натяга подшипников и выход на пологую часть tix характеристики;,

На фиг, 2 совмещены графики харак теристик упругих элементов; участок Л для левого S. учасч ок П - для правого.

С припсжением к деталям, связанны со шпинделем, осевой силы, направлен нойэ напр1- 1ер, вправо-, пшиндель пере

S

Q

; 0

5

,д

0

местится за счет смещения в подшипнике 2 и скольжения шейки шпинделя в подшипнике 3„ При этом левый упругий элемент оказывается сжатым боль ше правого (в пределах зазора 9), а правый - ослаблен на ту. же взличину)., Б связи с тем, что интенсивность убы- вания усилий в этой части диаграммы разная для левого и правого упругого элемента, возникает сила, которйя после снятия внешней осевой силы устанавливает шпиндель в исходное положение. То же происходит и при противоположном направлении внешней силы,, . ,

Характеристика тарельчатьпс пру- иик (упругих элементов.) и пределы их деформации подобраны так, что, не смотря на предварительное напряжение пружин с большим усилием, для осевого смещения шпинделя достаточна малая внешняя сила, так как используются пологие и к тому же убьюада- щие участки-характеристик пружин,

Ограничительные кольца 6 применя ются с целью ограничения деформации упругих элементов, так как при их использова1юи на убывающих участках характеристики возможно опрокидывание одно.го упругого элемента другим с вытекающим из этого реверсом осевого усилия упругих элементов, В связи с этим возможна деформация - упруг.их элементов в пределах ,t S ±(0,1-05125) максимального хода пружин,

График на фиг. 2 построен на базе пружины со следующими параметрамиs

Наружньй диаьзетр

пружины,мм180

Внутренний диаметр, мм

Толщина материала пружины, мм Максимальньш ход пружинь, мм Модуль TipyrocTH материала, кгс/см Коэфф.относ.удлинения материала

125 3

А. 5

2,1-.1С 0,3

Пружины предварительно Д€ .формирО ваиы на величину 3,6 мм. Ход пружины при работе узла 0.,5 мм (для упру гого элемента - пакета из двух пружин - 1 мм). Максимальная противо действующая смещению шпинделя сила упругих элементов равна 4 кгс.

Так как кольца подшипников установлены в корпусе и на шпинделе в радиальном направлении жестко и,кроме того, шпиндель защемляется усилием натяга подшипников 3, ось шпинделя занимает постоянное положение. . В случае работы узла в условиях когда осевое смещение шпинделя не допускается, например при шлифовании Q торца 10 планшайбы, установленной на шпинделе, зазоры 9 убираются гайкой 13, а шпиндельный узел становится жестким и в осевом направлении.

Предложенный шпиндельный узел при 5 высокой радиальной жесткости позволяет эффективно компенсировать внешние осевые силы, приложенные к нему, чем снижается- их вредное влияние на обрабатываемое изделия и, как след- 20 ствие, повьш1ается точность обработки.

Особое значение высокая осевая податливость шпинделя приобретает после некоторого периода эксплуата- 25 ции станка у потребителя, когда зажимные приспособления (например, само- центрируюпц-ie кулачковые патроны) подверглись частичному износу, при котором в них появились люфты, позволяю- 30 ие зажимным кулачкам, кроме движения зажима, иметь перемещения, создающие осевые напряжения в изделии. Осевая одатливость шпинделя компенсирует ти напряжения и этим сохраняет вы- зь окукз точность обработки в течение лительного периода эксплуатации танка без замены патронов.

Таким образом, благодаря податливости шпинделя при достаточно большом натяге радиально-упорных подшипников достигается уменьшение отрицательного влияния осевой силы на работу шпинделя и, как следствие, повышение точности обработки.

Формула изобретения

Шпиндельный узел шлифовального станка, содержащий шпиндель, установленный в корпусе на оТторах в виде подшипников качения, одна из которых выполнена с возможностью осевого перемещения шпинделя, а другая расположена между буртами шпинделя и снабжена упругими в осевом направлении злементами, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности обработки, вторая опора выполнена в виде двух встречно установ jjeHHbK радиально-упорных подшипников наружные кольца которых жестко закреплены в корпусе, а внутренние смонтированы на шпинделе с возможностью осевого перемещения последнего, при этом вторая опора снабжена ограничительными кольцами, установленными между внутренним кольцами подшипников и буртами шпинделя с. зазором, а упругие элементы выполнены в виде тарельчатых пружин-и расположены между буртами шпинделя и ограничительными кольцами с возможностью осевой деформации на. величину зазора между ограничительными кольцами и буртами шпинделя.

Л

Ртах Р

т in

fff

fnmcfx. Scp f/rmax

Фиг. 2

П

Изобретение относится к станкостроению. Его целью является повышение точности обработки. Шпиндельный узел шлифовального станка содержит шпиндель 1, .установленный в корпусе на опорах в виде подшипников качения, одна (2) из которых выполнена с возможностью осевого перемещения шпинделя, а вторая (3) выполнена в виде встречно установленных радиаль- но-упорных подшипников, наружные кольца которых жестко связаны с корпусом а внутренние кольца смонтированы на шпинделе по посадке без натяга и соединены со шпинделем в осевом направлении посредством симметричных упруг гих элементов в виде тарельчатых пружин с нелинейной характеристикой. 2 ил. (Л /7 ю оо со СП 00 дуив. i