Шпиндельный узел Советский патент 1992 года по МПК B23B39/02 B23B29/34 

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в шлифовальных узлах расточных станков, оснащенных механизмами зажима инструмента, при настройке резца на заданный размер {вылет).

Цель изобретения - упрощение конструкции за счет совмещения привода зажима радиального суппорта с приводом перемещения штока механизма зажима расточной оправки.

На фиг.1 показан металлорежущий станок с установленным в нем шпиндельным узлом в положении радиального суппорта Отжато ; на фиг.2 -- то же, вид сверху; на фиг.З - разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.5 - узел I на фиг.З, положение радиального суппорта

Зажато ; на фиг.6 - то же, положение радиального суппорта Настройка радиального вылета резца ; на фиг.7 - то же, положение радиального суппорта Отжато ; на фиг.8 - разрез В-В на фиг.З.

Шпиндельный узел включает шпиндель 1 и расточную оправку 2.

Шпиндельный узел предназначен для установки в шпиндельную бабку 3, смонтированную на стойке 4 станка. Стойка 4 установлена на санях 5, перемещаемых по станине 6. Стол 7 перемещается по основанию 8, которое жестко состыковано со -а- киной 6. На столе 7 закреплен настроечный упор 9, рабочая поверхность которого совмещена с рабочей поверхностью стола 7.

Расточнэя оправка 2 состоит из цилиндрического корпуса 10 и конического хвоVI

Јь OJ vl

Ю

стовика 11. В корпусе 10 размещены механизмы зажима и подачи радиального суппорта. На корпусе 10 выполнены поперечные направляющие типа ласточкина хвоста образованные торцовой плоскостью 12 и скошенными плоскостями 13 и 14. С этими плоскостями сопряжены ответные направляющие - торцовая 15 и скошенные плоскости 16 и 17 радиального суппорта 18. В радиальном суппорте 18 закреплен резец 19.

Со скошенной плоскостью 17 радиального суппорта 18 сконтактирована образующая клин скошенная плоскость 20 тяги 21.

Тяга 21 жестко связана посредством переходного стержня 22 с захватной головкой 23. Между тягой 21 и переходным стержнем

22расположен регулировочный компенсатор 24.

На стержень 22 надета силовая пружина 25, которая передним торцом сконтактирована с торцом тяги 21, а задним - с втулкой 26, ввинченной в хвостовик 11.

Механизм зажима расточной оправки 2 с пружинно-гидравлическим приводом содержит сцепляемые с захватной головкой

23зажимные рычаги 27, установленные с возможностью качания на переднем конце штока 28. На заднем конце штока 28 расположен комплект предварительно сжатых тз- рельчзтых пружин 29, стремящихся сдвинуть шток назад и установить заж. м- ные рычаги 27 в заднюю позицию зажима расточной оправки.

В передней части шпинделя 1 выполнено конусное отверстие 30, в которое устанавливается конический хвостовик 11 расточной оправки 2. Вдоль оси в шпинделе 1 просверлены цилиндрические отверстия 31 и 32, в которых размещены зажимные рычаги 27, шток 28 и пакет тарельчатых пружин 29. В отверстии 31 шпинделя 1 имеется кольцевая проточка 33 с конусными торцами 34 и 35. Кольцевая проточка 33 расположена около конусного отверстия 30,

Зажимные рычаги 27 имеют на передних концах утолщения, образованные из направленных внутрь выступов 36, установленных с возможностью взаимодействия с захватной головкой 23, и периферийно направленных выступов 37, установленных с возможностью взаимодействия с задним конусным торцом 35. Рычаги 27 посредством наружных выступов 38, расположенных в их задней части, сконтактированы с нажимной втулкой 39, поджатой пружиной 40, которая создает момент, действующий на смыкание передних концов рычагов 27.

Задний конец шпинделя 1 зафиксирован от продольных смещений упорными

, подшипниками 41. Соосно шпинделю 1 закреплен цилиндр 42 трехпозиционного гидроцилиндра, внутри которого установлены передний поршень 43 и задний поршень 44

с внутренним штоком 45. Передний поршень 43 связан с полым наружным штоком 46. Внутренний шток 45 расположен внутри полого штока 46. Поршни 43 и 44 делят гидроцилиндр на три рабочие полости: пере0 днюю 47, среднюю 48 и заднюю 49, соответственно соединенные гидролиниями 50, 51 и 52 с управляющими распределителями гидросистемы станка.

Между поршнем 43 и стенкой цилиндра

5 42 установлена пружина 53, имеющая небольшую жесткость. Этой пружиной поршни 43 и 44 сдвигаются в крайнее заднее положение при отсутствии давления в рабочих полостях.

0На заднем конце штока 28 ввинчен упор

54. Между упором 54 и торцом штока 28 установлена регулировочная шайба 55.

Механизм подачи радиального суппорта 18 выполнен в виде выступа 56 на торце

5 тяги 21, входящего в выемку 57, которая выполнена на внутренней стороне радиального суппорта 18. В выемке 57 размещена пружина 58, упирающаяся одним концом в выступ 56, а другим - в стенку выемки со

0 стороны вершины резца 19. Радиальное перемещение резца 19 создается усилием пружины 58. К радиальному суппорту 18 прикреплена ограничительная планка 59, препятствующая его выпадению из направ5 ляющих.

Шпиндельный узел работает следующим образом.

Расточная оправка 2 вне шпинделя 1 станка, например в инструментальном ма0 газине, находится в положении, при котором радиальный суппорт 18 с резцом 19 выдвинут пружиной на максимальный вылет КмаксЛРи этом ограничительная планка 59 контактирует с выступом 56. В таком виде

5 расточная оправка 2 устанавливается в шпиндель 1 станка и зажимается механизмом зажима.

Работа шпиндельного узла характеризуется трем, взаимосвязанными положени0 ями входящих в него механизмов: положение Зажато, при котором производится резание; положение Отжато, при котором производится-смена инструмента; положение Настройка радиального вылета

5 резца.

В положениях Зажато все три гидролинии - 50,51 и 52 - соединены со сливом, поршни 43 и 44 под действием пружины 53 сдвигаются в крайнее заднее положение. Подвижный шток 28 под действием пакета

тарельчатых пружин 29 перемещается назад и затягивает рычаги 27 внутрь отверстия 31. При этом периферийно направленные выступы 37, Скользя по конусному торцу 35, смещаются в радиальном направлении, в результате чего направленными внутрь выступами 36 рычаги 27 сцепляются с захватной головкой 23.

Развиваемое пакетом тарельчатых пружин 29 усилие зажима через захватную головку 23 и стержень 22 передается на клин подвижной тяги 21, который прижимает радиальный суппорт 18 к торцу корпуса 10 оправки. При этом усилие силовой пружины 25 действует в противоположном направлении.

При переходе в положение Отжато рабочая жидкость под давлением подается по гидролинии 52 в рабочую полость 49 (остальные гидролинии соединены со сливом). По,г давлением жидкости поршень 44 сме- влеред на величину АО, равную 10...12 мм, и его шток 45 через упор 54 и регулировочную шайбу 55 смещает подвижный шток 28, сжимая пакет тарельчатых пружин 29, Рычаги 27 также перемещаются вперед, и их периферийно направленные выступы 37 располагаются в кольцевой проточке 33. При выводе инструмента захватная головка 23 может раздвинуть концы зажимных рычагов 27 (так как последние размещены в полости проточки 33) и пройти между ними, преодолев усилие вспомогательной пружины 40.

Положение Настройка радиального вылета резца по расположению входящих в шпиндельный узел деталей подобно положению Зажато, однако периферийно и внутрь направленные выступы 37 и 36 зажимных рычагов 27 и подвижный шток 28 немного смещены вперед на расстояние АН, равное 1... 1,5 мм по сравнению с положением Зажато. При этом значительная часть периферийно нагшавленных выступов 37 зажимных рычагов 27 находится внутри отверстия 31, т.е. в зафиксированном состоянии, исключающем расцепление в радиальном направлении направленных внутрь выступов 36 с захватной головкой 23. Смещение подвижного штока 28 с рычагами 27 вперед на расстояние АН производится подачей рабочей жидкости под давлением по гидролинии 51 в рабочую полость 48 (остальные гидролинии соединены со сливом). Под давлением рабочей жидкости поршень 44 прижимается к внешней крышке гидроцилиндра 42. а поршень 43 смещается вперед и полым штоком 46 упирается через упор 54 и регулировочную шайбу 55 в подвижный шток 28. Полый шток 46 выполнен

короче внутреннего штока 45, поэтому в итоге он смещает подвижный шток 28 только в конце своего хода на величину АН, равную 1...1,5 мм.

5При смещении штока 28 вперед на величину АН, равную 1...1.5 мм, в осевом направлении также смещаются направленные внутрь выступы 36 захватных рычагов 27. При этом захватная головка 23, стержень 22 10 и тяга 21 смещаются вперед под действием усилия, развиваемого пружиной 25. Тяга 21 скошенной плоскостью 20 перестает передавать контактное давление на сопряженную с нею скошенную плоскость 17 на 15 радиальном суппорте 18. Освобождений от сил трения по направляющим плоскостям 12, 13 и 14 радиальный суппорт 18 под действием пружины 58 выдвигается на максимальный вылет RMaKC.ycHflne пружины 25

0 передается также на конический хвостовик 11 расточкой оправки 2 и обеспечивает фиксированное положение его в конусном от- версжи 30 шпинделя 1.

При переходе с одного диаметрального

5 размера обработки на другой необходимо переместить радиальный суппорт 18 и обеспечить необходимый вылет вершины резца RH. Для этого по команде от ЧПУ станка производится остановка шпинделя 1 и угло0 вог ориентирование его так, чтобы попереч- ные направляющие корпуса 10 были перпендикулярны рабочим плоскостям стола 7 и упора 9,позиционирование шпинделя 1 так, чтобы радиальный суппорт 18 распо5 ложился над рабочей плоскостью расточного упора 9 на расстоянии заведомо больше наибольшего радиуса вылета резца Ямакс (при этом резец 19 устанавливается вершиной, направленной к упору 9), приведение

0 шпиндельного узла в положение Настройка радиального вылета резца, в результате чего освобожденный радиальный суппорт 18 будет выдвинут на максимальный вылет Рмаксустановка шпинделя 1 относительно

5 настроечного упора 9 на расстоянии необходимого радиуса RH от рабочей поверхности упора (при этом вершина резца 19 сконтактирована с рабочей поверхностью настроенного упора усилием пружины 58),

0 приведение шпиндельного узла в положение Зажато, позиционирование шпинделя 1 в рабочей зоне на необходимых координатах с приведением его во вращение и последующим резанием.

5 Формула изобретения

Шпиндельный узел, в шпинделе которого закреплена посредством механизма зажима расточная оправка, состоящая из корпуса и конического хвостовика и несущая радиальный суппорте резцом, установленным с возможностью взаимодействия при настройке с настроечным упором, причем расточная оправка выполнена с захватной головкой, механизм ее зажима содержит шток, рычаги, соединенные со штоком, и привод перемещения штока, а радиальный суппорт связан с механизмом его зажима, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, захватная головка установлена с возможностью осевого перемещения относительно расточной оправки, привод перемещения штока вы0

полней трехпозиционным, а механизм зажима радиального суппорта - в виде жестко соединенной с захватной головкой тяги, которая расположена в корпусе расточной оправки и снабжена клином, установленным с возможностью взаимодействия с радиальным суппортом, причем шпиндельный узел снабжен силовой пружиной, размещенной в корпусе расточной оправки, а механизм зажима радиального суппорта кинематически связан со штоком.

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в шпиндельных узлах расточных станков, оснащенных механизмами зажима инструмента, при настройке резца на заданный 1азмер. Цель изобретения -упрощение конструкции за счет совмещения привода зажима радиального суппорта с приводом перемещения штока механизма зажима расточной оправки. При смещении штока вперед в осевом направлении также смещаются направленные внутрь выступы захватных рычагов. При этом захватная головка, стержень и тяга смещаются вперед под действием усилия, развиваемого пружиной. Тяга скошенной поверхностью перестает передавать контактное давление на сопряженную с нею скошенную поверхность на радиальном суппорте. Освобожденный от сил трения по направляющим плоскостям радиальный суппорт под действием пружины выдвигается на максимальный вылет. Усилие пружины передается также на конический хвостовик расточной оправки и обеспечивает фиксированное положение его в конусном отверстии шпинделя. 8 ил.

Фиг 2

еиеш

ITS

10

I «-Q

ГО

&

№

C ifi

. ЈZ

/G sc7 Ic7 5CX

ППф

tt

WK ЛС

5 8П0

гг

6UEWI

S-8

58

фиг.Й