Способ повышения точности шпиндельного узла и устройство для его осуществления

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик нн745596 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 050577 (21) 2483251/25-08 (53) . Кл 2 с присоединением заявки ¹â€”

В 23 В 25/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 070780, Бюллетень ¹25

Дата опубликования описания 07.0780 (53) V4K 62.1.952. .5 (088.8) A. И. Гамерман, В. М. Панин, С. М. Шерстинский и В. И. Эльцин (72) Авторы изобретения

/ (71) Заявитель

Специальное конструкторское бюро алмазно-расточных и радиально-сверлильных станков (54) СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ

ШПИНДЕЛЬНОГО УЗДА И УСТРОИСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к металлообработке и может быть использоваto для прецизионной обработки отвер:тий с подрезкой соосных с ними торцов преимущественно на алмазно-расточных станках.

Известны способы повьхаения точности шпиндельного узла, при которых управляют усилием предварительного натяга в опорах шпинделя эа счет приложения в процессе обработки к шпиндельному узлу внешней осевой силы.

Известны устройства для повышения точности шпиндельного узла, содержащие силовой орган, выполненный в виде установленной вне шпинделя тс соосно с ним пружины сжатия, один конец которой связан c,íàãðóæàþùèì устройством, управляемым при помощи @ датчика контроля рабочего усилия (1).

Недостатком известйых способов и устройств является то, что они обеспечивают повышение точности шпиндельных узлов только при шлифовальных работах.

Целью изобретения является снижение износа опор при обработке от30.2 верстий с подреэкой соосных с ни» ми торцов MeTQI?QM осевой подачи.

Для этого в предложенном способе внешнюю осевую силу, равную по величине и направленную противоположно осевой силе резания, прикладывают в процессе подрезки торцов непосредственно к шпинделю.

В предложенном устройстве второй конец пружины сжатия связан со шпинделем, а датчик контроля рабочего усилия встроен в опору шпинделя, воспринимающую осевую нагрузку.

С целью регулирования усилия, развиваемого пружиной сжатия, нагружающее устройство выполнено в виде гидроцилиндра, который смонтирован на корпусе шпиндельного узла с воэможностью установочного перемещения вдоль оси шпинделя, На чертеже изображено устройство для осуществления способа повыаения точности шпиндельного узла.

Устройство содержит шпиндель 1, смойтированный в корпусе 2 шпиндельного узла на двух опорах, каждая из которых содержит два радиально745596

15

Формула Изобретения

65 упорных подшипника 3 и две распорные втулки: наружную 4 и внутреннюю

5. Наружные кольца подшипников передней опоры замкнуты между упорным торцом корпуса 2 и крышкой 6, благо- даря чему передняя воспринимает радиальные и осевые нагрузки. Задняя опора воспринимает только радиальные нагрузки. Внутренние кольца подшипников 3 обеих опор стягиваются на шпинделе 1 при помощи промежуточной втулки 7 и гайки 8. При этом благо даря тому, что наружные распорные втулки 4 шире внутренних втулок 5 на определенную величину, в подшипниках 3 обеих опор шпинделя создается прЕдварительный натяг, величина которого обеспечивает оптимальные условия работы шпиндельного узла при растачивании отверстий.

Соосно со шпинделем установлено нагружающее устройство — гидроцилиндр 9, закрепленный на корпусе 2-шпиндельного узла при помощи кронштейна 10. Шток 11 гидроцилйндра воздействует на силовой орган, выполненный в виде пружины сжатия

12, установленной во фланце гидроцилиндра и взаимодействующей со шпинделем через палец 13 и упорный подшипник 14.

Рабочая полость гидроцилиндра

9"подключена к гидросистеме через распределитель 15, золотник которого связан с электромагнитом 16.

В наружную распорную втулку 4 передней опоры шпинделя 1 встроен датчик контроля рабочего усилия— тенэодатчик 17, управляющий через преобразующий блок 18 распределителем 15.

Ф

На шпинделе 1 закреплена борштанга

19 с резцом 20, предназначенным для растачивания отверстия и подрезки соосного с ним торца в детали 21. На хвостовике шпинделя за- креплен шкив,22, связанный посредством клиноременной передачи с приводом вращения шпинделя (на чертеже не показан) .

Устройство работает следующим образом.

В процессе растачивания отверстия в детали 21 резцом 20 осевая составляющая силы резания незначительна и наружная распорная втулка 4 передней опоры шпинделя 1 испытывает некоторую деформацию под действием усилия предварительного натяга в опоре. При этом электромагнит 16 распределителя

15 обесточен, золотник распределите" =ля находится в правом положении и рабочая полость гидроцилиндра 9 соединена со сливом. Шток 11 гидроцилиндра находится в крайнем левом положении и шпиндель 1 разгружен от усилия пружины 12. При врезании резца 20 в торец детали 21 осевая сила резания и," соответственно, осевая нагрузка на переднюю опору шпинделя возрастают, вследствие чего увеличивается деформация втулки 4. По достижении осевой нагрузкой заданной величины в преобразующий блок 18 поступает соответствующий сигнал от тензодатчика

17. Электросхема обеспечивает включение электромагнита, 16, при этом золотник распределителя 15 перемещается влево и соединяет рабочую полость гидроцилиндра 9 с магистралью давления. Шток 11 перемещается в крайнее правое положение и сжимает пружину 12, которая через палец 13 и упорный подшипник 14 передает шпинделю 1 осевую нагрузку, равную по величине и направленную противоположно осевой силе резания, действующей на шпиндель при подрезке торца в детали 21. Благодаря этому подшипники 3 передней опоры шпинделя разгружаются от осевой силы резания, и действующая на них в процессе подрезки торца осевая нагрузка, так же, как и при растачивании, остается равной усилию предварительного натяга..

Окончание подрезки торца методом осевой подачи на алмазно-расточных станках, как правило, контролируется специальным реле времени (на чертеже не показано), которое дает команду на отвод шпиндельного узла от обрабатываемой детали. Эта же коман- да поступает в блок 18 устройства

35 и обеспечивает отключение электромагнита 16 распределителя 15.

Золотник распределителя под действйем своей пружины перемещается вправо, рабочая полость гидроцилиндра 9 соединяется со сливом, пружина

40 12 йеремещает шток гидроцилиндра влево, и шпиндель 1 разгружается от внешнего усилия.

Гидроцилиндр 9 может быть связан с кронштейном 10, например, с

45 помощью н*аправляющих типа ласточкина хвоста (на чертеже не показаны), что позволяет регулировать рабочее усилие пружины 12 установочным перемещением гидроцилиндра вдоль оси шпин50

Использование предлагаемых способа и устройства для повышения эксплуатационной точности шпиндельного узла позволит обеспечить оптимальные условия работы узла как при растачивании, так и при подрезке торцов методом осевой подачи, благодаря чему, уменьшается износ шпиндельных подшипников; увеличивается долго вечность узла и, соответственно, 60 межремонтный период.

1. Способ повышения точности шпин- дельного узла, при котором управ745596

15

Составитель Г. Довнар

Техред Э.Фечо Корректор С . Шекмар

Редактор Т. Клюкина

Заказ 3857/7 Тираж 1160 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ляют усилием предварительного натяга в опорах шпинделя за счет приложения в процессе обработки к шпиндельному узлу внешней осевой силы, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения износа опор при обработке отверстий с подреэкой соосных с ними торцов методом осевой подачи, внешнюю осевую силу, равную по величине и направленную противоположно осевой силе резания, прикладывают в процессе подрезки торцов непосредственно к шпинделю.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее силовой орган, выполненный в виде установленной вне шпинделя и соосно с ним пружины сжатия, один конец которой связан с нагружающим устройством, управляемым при помощи датчика контроля рабочего усилия, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что второй конец пружины сжатия связан со шпинделем, а датчик контроля рабочего усилия встроен в опору шпинделя, воспринимающую осевую нагрузку.

3. Устройство по п. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью регулирования усилия, развиваемого пружиной сжатия, нагружающее устройство выполнено в виде гидроцилиндра, который смонтирован на корпусе шпиндельного узла с возможностью установочного перемещения вдоль оси шпиндел я °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2044151/08, кл. В 23 Q 5/20, 1974.