Шпиндельный узел расточного станка Советский патент 1984 года по МПК B23B19/02 

Изобретение относится к станкостроению и касается станков расточной Труппы. Известны шпиндельные узлы расточ ных станков, в которых шпиндель установлен в полом шпинделе (пиноли) на подшипниках качения, а сам полый шпиндель смонтирован в шпиндельной бабке на продольных подшипниках скольжения |j . Известен также шпиндельный узел станков расточной группы, в котором шпиндель в шпиндельной бабке устаНрвпен на радиальных гидростатических подшипниках и снабжен в средней части ползуном,зафиксирован1ым в осевом направлении на шпинделе двумя опорными подшипниками. На пол зуне расположены рейка, с которой сцеплена шестерня привода осевой по дачи шпинделя 2j . Расположение ползуна с рейкой пр дольной подачи между опорами шпинделя в известной конструкции шпиндельного узла приводит К большому пролету шпинделя, между этими опорам так как он должен перекрывать двойной ход шпинделя и длины втулок, .следствием чего являются таким недостатки указанной конструкции, как малая жесткость при выдвинутом шпин деле из-за изгиба в средней части, что исключает возможность использования его в горизонтально-расточных станках; пролет между передними и задними подшипниками в известном устройстве составл.яет от 1000 до 5000 мм, т.е. соответственно около 16 диаметров шпинделя. В итоге такая нежесткая конструкция значитель но уменьшает точность обрабатываемых отверстий по диаметру и по форме; шпиндель обладает низкой частотой собственных колебаний, что в итоге снижает производительность из-за опасности появления вибраций (вынужденных колебаний и автЪколеба ний) при силовых и чистовых режимах резания (растачивания и фрезерования) ; большая величина теряемой мощности на высоких скоростях йращения шпинделя, так как подшип ш ки рассчитаны по максимальной несущ способности дпя низких скоростей вр щания шпинделя. Целью изобретения является созда ние шпиндельного устройства для ста ков расточной группы, предпочтитель но дпя Горизонтально-расточных стан ков, которое допускает увеличение осевого хода шпинделя при сохранении высокой точности и. имеет повышенную несущую способность и виброустойчивость, а также возможность управления их величиной при ра:4личных режимах резания для мини(-изации потерь мощности. Поставленная цель достигается тем, что передний и задний гидростатические подщипники установлены перед ползуном привода осевой подачи, а в самом ползуне установлен дополнительный гидростатический радиальный подшипник. Кроме того, между передними и задним подшипниками установлен другой дополнительный гидростатический радиальрый подшипник. Гидравлический распределитель осуществл яет подвод и отключение от источника питания дополнительных гидростатических подшипников в зависимости от режимов резания и условий работы шпинделя, т.е. его вылета. На чертеже представлен продольный разрез по предлагаемому шпиндельному узлу. В шпиндельной бабке 1 уст ановлены передний и задний радиальные гвдро статические подшипники 2 и 3,между которыми размещен дополнительный гидростатический радиальный подшипник 4. Подшипник 3 установлен в отдельной расточке шпиндельной бабки, а подшипники 2 и 4 - в одной и разделены между собой установочной втулкой 5. В подшипниках 2, 3 и 4 устано.влен шпиндель 6, наружная поверхность которого выполнена строго цилиндрической, так как она является рабочей поверхностью, взаимодействующей с карманами гидростатических подшипников. Задний конец шпинделя выполнен ступенчатым, имеющим три ступени: большую цилиндрическую, среднюю резьбовую и меньшую шлицеву, на которых соответственно смонтированы втулка 7, гайка 8 и переходная муфта 9, соединяющая шпиндель 6 с электродвигателем 10 главного движения. Большая ступень хвостовика шпинделя 6 пропущена через подшипниковую шайбу 1, соприкасающуюся своими торидами с задним торцом шпинделя 6 и торцом втулки 7. В шайбе 1.1 выполнены на торцах гидростатические карманы и существу является составной частью двустороннего упорного гидростатического

подшипника. Рабочие зазоры в этом подшипнике регулируются гайкой, смещающей втулку 7 вдоль оси шпинделя.

Шайба П установлена в расточке ползуна 12 привода.осевой подачи. В этой же расточке установлен дополнительный радиальный гидростатический подшипник 13, вэаимо- . действующий с наружной поверхностью втулки 7. Подшипниковая шайба 11 и подшипник 13 прикреплены к ползуну 12 при помощи крьш1ки 14 и кронштейна 15, на котором закреплен элетродвигатель 10.

Ползун 12 смонтирован, на направляющих 16, которые выполнены в шпиндельной бабке1. В ползуне 12 выполнен прилив, в расточке которого закреплена гайка 17, свинченна с винтом 18, соединенным с электродвигателем 19, осуществляюи1 1м осеву подачу шпинделя 6 посредством ползуна 12, Передний 2 и задний 3 радиальные гидростатические подшипники , а также упорный двусторонний гидростатический подшипник соединены гидролиниями 20, 21, 22 и 23 с разветвительной колодкой 24, которая гидролинией 25 соединена с источником 26 питания. Дополнительные радиальньте гидростатические подшипники 4 и 13 соединены гидролиниями 27 и 28 с гидравлическим распределителем 29, подвод жидкости к которому от источника 26 питания осуществляется по гидролинии 30.

Работает предлагаемый шпиндельный узел следующим образом.

Во время работы шпиндель 6 вращается с необходимой скоростью от электродвигателя 10. От источника 2 питания подается непрерывно масло п гидролиниям 25, 20, 21, 22 и 23 в. передний 2 и задний 3 радиальные подшипники и упорный двусторонний подшипник. Эти подшипники включены постоянно и запитываются маслом до начала вращения шпинделя .e. электродвигатель источника 26 питания и электродвигатель 10 включаются в сеть последовательно. Дополнительные радиальныг гидростатические подшипники 4 и 13 могут быть

отключены от источника 26 питания гидравлическим распределителем 29 или подключены к нему совместно или раздельно в зависимости от режимарезания и вьшета рабочего конца шпиделя.

В горизонтально-расточныхстанках имеются, в основном, три режима работы, различающихся между собой по следующим параметрам. Черновое растачивание, при котрром снимается стружка большого поперечного сечения при небольших скоростях резания . Вьшет шпинделя на зтом режиме работы может быть наибольшим. Применительно к средним горизонтальнорасточным станкам (с диаметром шпинделя 90-125 мм) окружное усилне резания составляет до 2000 кг, а усилие подачи до 600 кг. На этом режиме все подшипники включаются в работу.

Черновое фрезерование, которое проводится также при небольших скоростях резания и средних сечениях снимаемой стружки. шпинделя на этом режиме работы как правило минимален. Окружное усилие на этом режиме составляет до 600 кг, 1а усилие подачи до 200 кг. На этом режиме работы дополнительный радиалный гидростатический подшипник, расположенный между передним и задним подшипниками отключаете для уменьшения потерь на трение, а дополнительный радиальный гидрост.атический подшипник в ползуне работает, что исключает появление вибраций на заднем конце шпинделя.

Чистовое растачивание и фрезерование, производимые на высоких скоростях резания, так как сечение стружки минимально. Окружное усилие и усилие подачи на этом режиме малы и составляют 50 и 25 кг соответственно. Дпя уменьшения потерь на трение на этом режиме работы отключаются оба дополнительных гидростатических радиальных подшипника, так как имеющиеся нeoткnючae ыe подшипники обеспечивают необходимую точность обработки.

695068

1. ШПИНДЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ РАСТОЧНОГО СТАНКА, содержащий шпиндель, установленный в шпиндельной бабке на переднем и заднем радиальных гидростатических подшипниках и.несущий ползун осевой подачи, зафиксированный на шпинделе двусторонним упорным гидростатическим подшипником, соединенным вметете с радиальными подшипниками гидролиниями с источником питания, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона осевого хода шпинделя, повы- • шения его несущей способности и виб- рЬустойчивости, а также управления их величиной при различных режимах резания, задний гидростатический радиальный подшипник установлен между передним радиальным подшипником и ползуном привЬда осевой подачи , а в самом ползуне установлен дополнительный гидростатический радиапьньм подшипник.2. Узел по п. 1, о т л и ч а ю - щ и и с я тем, что между передним и задним подшипниками установлен дополнительный гидростатический радиальный подшипник.о>&С0елоО» 00