Гидромеханическая шпиндельная головка (варианты)

Полезные модели относятся к машиностроению и применяются при механической обработке торцевых поверхностей труб, заготовок из труб, тройников, отводов для подрезки торцов и снятия фасок. Кроме того, предложенные головки могут использоваться для сверления отверстий, вальцовки и выдавливания металлических изделий из листа, имеющих форму тел вращения. Технический результат предложенных полезных моделей направлен на: - расширение функциональных возможностей шпиндельной головки; - упрощение конструкции станка; - уменьшение габаритов головки и станка; - уменьшение вес станка; - повышение точности механической обработки. По первому техническому решению в гидромеханической шпиндельной головке, содержащей корпус, приводной электродвигатель, передающий крутящий момент механизм, шпиндель, гидроцилиндр механизма осевого перемещения шпинделя, согласно первого варианта выполнения, в качестве передающего крутящий момент механизма применен колесно-зубчатый редуктор, к корпусу которого прикреплен приводной электродвигатель, шпиндель установлен на подшипниках внутри полого цилиндрического штока, установленного в корпусе и прикрепленного к редуктору, гидроцилиндр образован между наружной поверхностью штока и внутренней поверхностью гильзы, прикрепленной к корпусу, на выходном торце шпинделя закреплен патрон с резцедержателем. По второму техническому решению в гидромеханической шпиндельной головке, содержащей корпус, приводной электродвигатель, передающий крутящий момент механизм, шпиндель, гидроцилиндр механизма осевого перемещения шпинделя, согласно второго варианта выполнения, в качестве передающего крутящий момент механизма применен планетарный колесно-зубчатый редуктор, к корпусу которого прикреплен приводной электродвигатель, шпиндель установлен на подшипниках внутри полого цилиндрического штока, установленного в корпусе и прикрепленного к редуктору, гидроцилиндр образован между наружной поверхностью штока и внутренней поверхностью гильзы, прикрепленной к корпусу, на выходном торце шпинделя закреплен патрон с резцедержателем.

Полезные модели относятся к машиностроению и применяются при механической обработке торцевых поверхностей труб, заготовок из труб, тройников, отводов для подрезки торцов и снятия фасок. Кроме того, предложенные головки могут использоваться для сверления отверстий, вальцовки и выдавливания металлических изделий из листа, имеющих форму тел вращения.

Широко известны станки для механической обработки торцов труб, содержащие станину, приводной электродвигатель, коробку скоростей, шпиндель с патроном для закрепления режущего инструмента и гидравлический или механический узлы подачи трубной заготовки к режущему инструменту, либо подачи коробки скоростей с режущим инструментом к заготовке.

Известен также станок для обработки торцов полых цилиндрических деталей по а.с. SU 1664466, приводная шпиндельная головка которого принята в качестве прототипа.

По прототипу станок для обработки торцов полых цилиндрических деталей содержит станину, механизм подачи заготовок, приводную ведущую шпиндельную головку, ведомую шпиндельную головку, разводные упоры, между которыми размещается заготовка, и суппорт с резцедержателем. Ведущая шпиндельная головка и суппорт с резцедержателем имеют отдельные приводы. При этом к обрабатываемой заготовке подводится режущий инструмент. Ведущая и ведомая шпиндельные головки, снабженные установочными цангами, служат только для закрепления заготовки и придания ей вращения. Т.е. механизмы подвода к заготовке режущего инструмента и вращения заготовки являются отдельными узлами, что усложняет конструкцию станка, увеличивает его габариты и вес, ограничивает функциональные возможности приводной шпиндельной головки. К недостаткам последней также относится применение клиноременной передачи крутящего момента от приводного двигателя к шпинделю, что увеличивает габариты головки, приводит к изменению скорости вращения шпинделя при вытягивании и износе клинового приводного ремня и к изменению установленных режимов резания. Увеличению габаритов головки способствует также раздельное от головки расположение гидроцилиндра механизма осевого перемещения шпинделя.

Технический результат предложенных полезных моделей направлен на устранение недостатков прототипа, а именно:

- на расширение функциональных возможностей шпиндельной головки;

- на упрощение конструкции станка;

- на уменьшение габаритов головки и станка;

- на уменьшение веса станка;

- на повышение точности механической обработки.

Технический результат достигается следующими техническими решениями.

По первому техническому решению в гидромеханической шпиндельной головке, содержащей корпус, приводной электродвигатель, передающий крутящий момент механизм, шпиндель, гидроцилиндр механизма осевого перемещения шпинделя, согласно первого варианта выполнения, в качестве передающего крутящий момент механизма применен колесно-зубчатый редуктор, к корпусу которого прикреплен приводной электродвигатель, шпиндель установлен на подшипниках внутри полого цилиндрического штока, установленного в корпусе и прикрепленного к редуктору, гидроцилиндр образован между наружной поверхностью штока и внутренней поверхностью гильзы, прикрепленной к корпусу, на выходном торце шпинделя закреплен патрон с резцедержателем.

По второму техническому решению в гидромеханической шпиндельной головке, содержащей корпус, приводной электродвигатель, передающий крутящий момент механизм, шпиндель, гидроцилиндр механизма осевого перемещения шпинделя, согласно второго варианта выполнения, в качестве передающего крутящий момент механизма применен планетарный колесно-зубчатый редуктор, к корпусу которого прикреплен приводной электродвигатель, шпиндель установлен на подшипниках внутри полого цилиндрического штока, установленного в корпусе и прикрепленного к редуктору, гидроцилиндр образован между наружной поверхностью штока и внутренней поверхностью гильзы, прикрепленной к корпусу, на выходном торце шпинделя закреплен патрон с резцедержателем.

Применение колесно-зубчатых редукторов в качестве передающих крутящий момент механизмов обеспечивает постоянство заданной окружной скорости вращения шпинделей, что позволяет выдерживать установленные технологическими картами режимы механической обработки, повысить ее точность.

Прикрепление приводных электродвигателей непосредственно к корпусам редукторов обеспечивает снижение габаритов шпиндельных головок и станков, на которых они установлены, упрощает конструкцию станков.

Выполнение гидроцилиндра между наружной поверхностью штока, прикрепленного к редуктору, и внутренней поверхностью гильзы, прикрепленной к корпусу, обеспечивает снижение габарита головки и ее веса и веса станка.

Закрепление на выходном торце шпинделя патрона с резцедержателем расширяет функциональные возможности шпиндельной головки: одновременно с вращением режущего инструмента осуществляется подвод к заготовке резца и отвод его от заготовки за счет воздействия поршня на шток гидроцилиндра.

Скорость вращения шпинделя и режимы резания можно изменять за счет регулирования числа оборотов в минуту вала электродвигателя.

По первому варианту дополнительно скорость вращения шпинделя можно корректировать путем изменения числа зубьев и диаметров зубчатых колес редуктора.

Сущность полезных моделей поясняется рисунками.

На рисунке 1 изображена гидромеханическая шпиндельная головка с колесно-зубчатым редуктором.

На рисунке 2 представлена гидромеханическая шпиндельная головка с планетарным колесно-зубчатым редуктором.

Гидромеханическая шпиндельная головка содержит корпус 1, приводной электродвигатель 2, прикрепленный к редуктору 3, шпиндель 4, установленный на подшипниках 5 внутри полого цилиндрического штока 6, установленного в корпусе 1 и прикрепленного к редуктору 3. Между наружной поверхностью штока 6 и внутренней поверхностью гильзы 7 образован гидроцилиндр 8 с поршнем 9. Гильза 7 прикреплена к корпусу 1. На выходном торце шпинделя 4 закреплен патрон 10 с резцедержателем. Проворачивание штока 6 относительно корпуса 1 пред отвращается упором 11, соединенным с редуктором 3 и установленным по скользящей посадке в отверстие корпуса 1. Цифрой 12 обозначена трубная заготовка - отвод.

Гидромеханическая шпиндельная головка работает следующим образом.

На столе станка с помощью гидрозажима закрепляется заготовка 12, после чего автоматика включает приводной электродвигатель 2. Начинает вращаться шпиндель 4 с патроном 10, в резцедержателе которого установлен режущий инструмент. В рабочую полость гидроцилиндра 8 с помощью гидронасоса нагнетается масло. Поршень 9, шток 6 и вращающийся шпиндель 4 вместе с патроном 10 продвигаются к заготовке на повышенной подаче, при подходе режущего инструмента к заготовке подача шпинделя и режущего инструмента осуществляются в технологическом режиме. После снятия с заготовки заданного припуска масло подается в другую полость гидроцилиндра, а из рабочей полости вытесняется. Шток с поршнем на повышенной подаче возвращаются в исходное положение, отводя режущий инструмент от заготовки. Приводной двигатель 2 отключается. Цикл обработки завершен. Таким образом шпиндельная головка выполняет функции подвода к заготовке и отвода от нее режущего инструмента, и вращения режущего инструмента при неподвижной заготовке. Все механизмы образуют единый агрегат.

1. Гидромеханическая шпиндельная головка, содержащая корпус, приводной электродвигатель, передающий крутящий момент механизм, шпиндель, гидроцилиндр механизма осевого перемещения шпинделя, отличающаяся тем, что передающий крутящий момент механизма выполнен в виде колесно-зубчатого редуктора, к корпусу которого прикреплен приводной электродвигатель, шпиндель установлен на подшипниках внутри полого цилиндрического штока, установленного в корпусе и прикрепленного к редуктору, при этом гидроцилиндр образован между наружной поверхностью штока и внутренней поверхностью гильзы, прикрепленной к корпусу, а на выходном торце шпинделя закреплен патрон с резцедержателем.

2. Гидромеханическая шпиндельная головка, содержащая корпус, приводной электродвигатель, передающий крутящий момент механизм, шпиндель, гидроцилиндр механизма осевого перемещения шпинделя, отличающаяся тем, что передающий крутящий момент механизм выполнен в виде планетарного колесно-зубчатого редуктора, к корпусу которого прикреплен приводной электродвигатель, шпиндель установлен на подшипниках внутри полого цилиндрического штока, установленного в корпусе и прикрепленного к редуктору, при этом гидроцилиндр образован между наружной поверхностью штока и внутренней поверхностью гильзы, прикрепленной к корпусу, на выходном торце шпинделя закреплен патрон с резцедержателем.