Шпиндельный узел расточного станка Советский патент 1976 года по МПК B23B47/00 B23B29/18 

1

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в расточных стан ках, преимущественно, с программным управлением.

Известны шпиндельные узлы расточных станков, в полом шпинделе которых, размешенном а корпусе шпиндельной бабки на подшипниках, установлен на подшипниковых опорах вал, одним концом связанный с борштангой, несушей резец, а другим - с дифференциальным механизмом радиального перемеш.ения резца.

Цель изобретения - упростить конструкцию, создать возможность изменения диаметра расточки в ходе обработки малых отверстий и обеспечить безрисочный вывод резца из зоны резания.

Для этого шпиндельная бабка предлагаемого устройства снабжена толкателем и сферическим шарниром, центр сферы которого лежит на оси шпинделя и в котором концентрично расположена одна из подшипниковых опор вала. Другая опора вала размещена в эксцентричном отверстии втулки, установленной в сферическом подшипнике шпинделя с

возможностью поворота вокруг оси последнего, причем вал и шпиндель связаны компенсирующей муфтой, а коническая шестерня дифференциального механизма жестко укреплена на конце вала и входит в зацепление с сателлитом указанного механизма, водило которого закреплено во втулке перпендикулярно ее оси и шарнирно связано с сателлитом, причем внутри вала установлен с возможностью возвратно -поступательного перемещения подпружиненный стержень, несущий щарнирно закрепленный на нем рычаг, шарнир-, но связанный с обод ом сателлита, и шаровой подпятник, взаимодействующий с толкателем.

На фиг. 1 изображен описываемый шпиндельный узел, продольный разрез; на фиг. 2дифференциальный механизм радиального перемещения резца (увеличено).

В корпусе шпиндельной бабки 1 на подшипниках установлен полый шпиндель 2, связанный с приводом станка клиноременной передачей. В полости шпинделя 2 размещен вал 3, на одном конце которого жестко укреплена борштанга 4, несущая резец 5, а на противоположном его конце соосно смонтирована коническая шестерня 6. Вал 3 связан со шпинделем 2 компенсирующей муфтой 7. Одна подшипниковая опора вала 3 концентрично размешена внутри смонтированного в шпиндельной бабке сферического шарнира 8, центр сферы которого лежит на оси шпинделя 2, а другая - в эксцентричном отверстии втулки 9, соосно установленной в полости шпинделя 2 на сферическом подшипнике 10 качения. Величина эксцентриситета оси отверстия втулки 9 к оси шпинделя 2 соответствует разности максимального и минимального радиусов растачиваемого отверстия изделия. На половине длины окружности кромки тор па втулки 9 выполнена выточка 11, в которую входит жестко укрепленный на стенке шпинделя стопорный палец 12, что обеспечивает возможность поворота втулки вокруг оси шпинделя на 180 . В отверстии втулки 9, перпендикулярно е оси, закреплено водило 13, на котором шарнирно установлены один или два (как показа но на фиг. 1) сателлита 14, входящих в зацепление с конической шестерней 6. К ободу каждого из сателлитов шарнирно прикреплен конец одного из рычагов 15, которые другими своими концами связаны, общим шарниром, смонтированным на подпружиненном стержне 16, входящем в центральное отверс тие вала 3 с возможностью возвратно-поступательного осевого перемещения. Связанные с сателлитами 14 концы рычагов 15 расположены по разные стороны от оси стерж ня 16. На свободном торце стержня 16cMOH тирован шаровой подпятник 17, взаимодействующий с опорной плоскостью толкателя 18, установленного вместе со своим приводом, например гидроципиндром, на заднем суппорте инструментальной бабки. В показанном на фиг. 1 положении толкатель 18 выведен из контакта с подпятником 17, а стержень 16 под воздействием своей пружины занимает выдвинутое, т.е. крайнее левое (по чертежу) положение. В этом случае левый конец вала 3 и вершина резца 5 располагается в вертикальной плоскости по разные стороны от оси шпинделя 2 (или оси расточки), а вылет резца 5, т.е. расстояние его вершины от оси расточки, является наибольшим, что дает возможность вести обработку отверстий максимального диаметра в пределах расчетного диапазона, Перед началом работы полое изделие 19 жестко устанавливают на переднем суппорте станка, затем подают шпиндельную бабку слева направо (по чертежу), помещая вершину резца 5 над отверстием изделия выше его кромки на величину расчетного при пуска, снимаемого за один проход при расточке. Затем включают привод, который через клиноременную передачу сообщает вращение шпинделю 2, а последний через компенсирующую муфту 7 передает вращение валу 3 относительно центра сферы шарнира 8, через который проходит его ось таким образом, что все точки вала 3 описывают концентрические окружности относительно оси шпинделя 2, а ось вала при своем ьращении описывавает две конические поверхности, сходящиеся вершинами в центре сферы шарнира 8, Вершина режущей кромки резца 5 также описывает окружность, диаметр которой соответствует расчетному диаметру расточки отверстия изделия 19 для данного прохода. По мере дальнейщей подачи шпинд.ельной бабки слева направо (по чертежу) происходит съем металла изделия в растачиваемом отверстии до достижения расчетной длины расточки. По окончании прохода приводят в действие толкатель 18, опорная плоскость которого входит в контакт с подпятником 17 и утапливает стержень 16 в центральном отверстии вала 3, сжимая пружину. При своем перемещении стержень 16 воздействует через укрепленный на нем шарнир на рычаги 15, связанные с сателлитами 14, и последние, вращаясь в противоположные стороны на оси водила 13, обкатывают коническую шестерню 6, вместе с втулкой 9 на поворачивая водило 180 относительно оси ашинделя 2, Поворотвтулки 9 заканчивается в тот момент, когда в контакт со стопорным пальцем 12 войдет противоположный предьщущему торец вы.точки 11. В процессе поворота втулки 9 левый конец вала 3 перемещается по дуге окружности снизу вверх, а правый - вместе с борштангой и резцом - сверху вниз, при этом угол наклона оси вала к оси шпинделя остается постоянным. В результате поворота втулки на 180 левый конец вала и вершина резца оказываются по одну сторону оси расточки, а резец 5 отходит от обрабатываемой поверхности изделия и вылет его уменьшается до минимума. Положение деталей дифференциального механизма в этот момент показано на фиг. 2. Затем инструментальной бабке сообщают обратный ход, и борштанга 4 с резцом 5 выводится из полости изделия 19, не образуя риски на обработанной поверхности. На этом цикл заканчивается. Таким образом расточка отверстий максимального диаметра происходит при выдвинутом до отказа стержне 16 дифференциального механизма и максимальном вылете резца 5. Однако данное устройство позволяет вести расточку отверстий любых промежуточных диаметров, когда втулка 9 повернута не на 180 а на любой угол от О до 180 , Кроме того, обеспечиваетсй возможность рас5Ч5ЧКИ не только цилиндрических отверстий, но и отверстий любого профиля, например конкческЕх, сфероидальных, переменного или периодического сечения. Для этого необходигло предварительно задать соответствующую программу перемещения толхатепя 18, поааоляющую изменить величину вылета резца 5 непосредственно в процессе обработки, которая может вестись в один или н ;колько про ходов. Формула изобретения Шпиндельный узел расточного станка, в полом шшшделе которого, размещенном в корпусе шпиндельной бабки на подшипниках, установлен на подшипниковых опорах вал,одним концом связанный с борштангой, несущей резец, а другим - с дифференциальным маханнзмом радиального перемещения резца, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, создания возможности изменения диаметра в ходе обра529бстки малых отверстий и обеспечения безрисочного вывода резца из зоны резания, щпиндельная бабка снабжена толкателем и сферическим щарниром, центр сферы которого лежит на оси щпинделя и в котором концентрично расположена одна из подщипниковых опор вала, другая опора которого установлена в эксцентричном отверстии втулки, которая размещена в сферическом подщипнике щпинделя с возможностью поворота вокруг оси последнего, причем вал и щпиндель связаны друг с другом компенсирующей муфтой, а коническая щестерня дифференциального механизма жестко укреплена на конце вала и входит в зацепление с сателлитом указанного механизма, водило которого закреплено во втулке перпендикулярно ее оси и щарнирно связано с сателлитом, причем внутри вала расположен с возможностью возвратно-поступательного перемещения подпружиненный стержень, несущий щарнирно установленный на нем рычаг, щарнирно связанный с ободом сателлита, и щаровой подпятник, взаимодействующий с толкателем.

77

W