Шпиндельный узел металлорежущего станка Советский патент 1975 года по МПК B23Q5/04 

1

Изобретение относится к области станкостроения и может найти применение в металлорежуидих станках.

Известны шпиндельные узлы металлорежущих станков, содержащие корпус, шпиндель, пиноль и размеш,енные в ней винт с шариковой гайкой, подпружиненной в ее осевом направлении.

Известные шпиндельные узлы не обеспечивают автоматического управления подачей.

С целью автоматического управления подачей в функции составляющих сил резания в предлагаемом шпиндельном узле винт снабжен упругим элементом, размещенным на рабочей поверхности витка, а наружная поверхность витка винта и соответствующая ей внутренняя поверхность витка гайки выполнены с коническими, сопрягаемыми поверхностями, с осевым зазором А между ними, выбираемым из условия ,

где б - величина деформации упругого элемента винта.

На фиг. 1 изображен описываемый шпиндельный узел в разрезе; на фиг. 2 - элемент шариковинтовой передачи; на фиг. 3 - сечение по А-А на фиг. 1.

Шпиндельный узел содержит корпус 1, в котором на подшииниках установлен винт 2, взаимодействующий через шарики 3 с гайкой 4. Гайка установлена с ограничением от ироворота относительно щпинделя 5. На рабочей поверхности витка впита размещены упругий элемент 6 и металлическая прокладка 7.

На наружной поверхности витка винта и соответствующей ей внутренней поверхностн витка гайки выполнены конические поверхности 8 и 9, между которыми имеется зазор А. Гайка 4 подпружинена в осевом направлении упругим элементом 10 и поджата кольцом

11. Шпиндель 5 установлен в пиноли 12, которая имеет свободу перемещения в осевом направлении относительно корпуса 1.

При работе узла вращение от привода передается винту 2. Гайка удерживается от вратения кольцом 11. Винт, вывинчиваясь из гайки, перемеи1ает пииоль 12 со шпинделем 5, несушл-iM режущий инструмент до встречи инструмента с поверхностью обрабатываемой детали. В момент контакта инструмента с обрабатываемой деталью возникает осевая сила, удерживающая от перемещения пиноль. Винт перемещает гайку в осевом направлении относительно шпинделя 5, деформируя упругий элемент 10. Гайка при этом отводится от

кольца II, а впит вращает шпиндель с инструментом. Возникаюп1,ий на шпинделе крутящий момент резания способствует тому, что щпиндель с гайкой 4 отстает в осевом движении от винта 2. Это приводит к осевому перемещению пииоли 12 с гайкой и шпинделем в

3

направлении рабочей подачи инструмента. Первопачальпая деформация упругого элемеита 6 - So выбирается такой, чтобы нормальиое усилие от элемента было меньше или равпо усилию, передаваемому на упругий элемент шариками 3.

При увеличении осевой подачи выше заданной возрастает нормальное усилие в резьбе, и уиригий элемент 6 деформируется на величину б бо+А. Профиль витка винтя при этом смеш,ается относительно профиля витка гайки, и конические поверхности 8 и 9 приходят в соприкосиовение. Осевое усилие, возникаюпдее при этом в винтовой паре, меньше осевой составляюи1ей сил резания, li рсзу льтате чего пиноль с инетрументом не исремспдается в осевом направлении. Нагрузка на инструмент уменьшается, а упругий элемент 6 переменгает гайку в осевом паправленнн, размыкая конические поверхиости 8 и 9. Винт 2 получает возможность поворачиваться относительно гайки и осевая подача возобповляется.

Таким образом, нинолв не может неремепдаться в осевом направлении ео екоростыо, выше заданной, и величина сил резания поддерживается ностояиной.

Предмет и з о б р е т е н и я

Шииндельный узел металлорежупдего станка, содержащий корпус, шпиндель, пиноль и размещенные в ней винт е шариковой гайкой,

подпружиненной и ее оеевом направлении, о т :i н ч а ю ш, и и с я тем, что, е нелыо обеспечения автоматического управления подачей в функдии составляющих сил резания, винт сиабжен упругим элементол, размещенным на

рабочей новерхноети его витка, а наружная поверхность витка виита и соотвстствуюишя ей вну ;- 1е11Няя нов(ххность витка гайки выполнены с коническими, сопрягаемыми поверхностями, е осевым зазором А между ним) выбираемым из условия

,

где б - величина деформации уиругого элемента винта.