Устройство для зажима инструмента в шпинделе металлорежущего станка

Устройство для зажима инструмента в шпинделе металлорежущего станка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано для автоматизированного зажима инструмента в шпинделях расточных, многооперационных и других станков. Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение экономичности за счет снижения энергетичес 37 JZL 0 с (Л со о CD 00 25 26 I 78 J215.13 lit S 6L Фи.7A 7 20

СО)О3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 Ai (19) (11) (51) 4 В 23 С 5/26, В 23 В 31/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21). 3983968/25-08 (22) 04.12.85 (46) 30.09.87.Бюл. ¹ 36 (71) Особое конструкторское бюро станкостроения (72) M.À.Болотников, С.В.Васильев, А.А.Кунин, В.А.Павлов, В.А.Прокопенко, В.M.Ôàéíãàóç и В.С.(11уклин (53) 621.951-229.2 (088.8 ) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1117135, кл. В 23 В 31/04, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЖИМА ИНСТРУМЕНТА В ШПИНДЕЛЕ МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО

СТАНКА (57) Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано для автоматизированного зажима инструмента в шпинделях расточных, многооперационных и других станков.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение экономичности за счет снижения энергетичес 1340931

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано для автоматизированного зажима инструмента в шпинделе расточных, многооперационных и других станков. 5

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение экономичности эа счет снижения энергетических потерь путем использования в качестве дросселирующего коллектора >0 гидростатической опоры силового замыкания упорного гидростатического подшипника..

На фиг,1 показано устройство, продольный разрез, с принципиальной

15 гидравлической схемой питания опор

° замкнутого гидростатического упор.ного подшипника при установке крана режима работы в общую гидролинию; на фиг.2 — принципиальная гидравлическая схема питания опор замкнутого гидростатического упорного подшипника при установке крана режима работы в гидролинию питания замыкающей опорьi этого подшипника (вариант, испол25 кения). ких потерь путем использования в качестве дросселирующего коллектора гидростатической опоры силового замыкания упорного гидростатического подшипника. Устройство содержит установленный на подшипниках в корпусе шпиндельной бабки шпиндель 1, на заднем конце которого закреплен корпус б зажимного гидроцилиндра, поршень 8 которого связан"с толкате" лем механизма захвата хвостовика инструмента. Концентрично корпусу б установлен корпус 16 отжимного гидроцилиндра с поршнем 18, предназначенным для взаимодейсвтия с поршйем 8. Между торцом корпуса шпиндельной бабки и торцом корпуса 6 установлен гидростатический подшипник 2 с базовым 27 и замыкающим

28 карманами гидростатических опор.

В торце корпуса б выполнено отверстие 10, соединяющее рабочую полость

11 зажимного гидроцилиндра с карманом 28 замыкающей гидростатической

?О

25 опоры, а последний соединен с источником гидравлического давления через регулятор 39 и управляемый кран

40 режима работы зажима. Из кармана

28 масло поступает через отверстие

10 в зажимную полость 11 и смещает поршень 8 с толкателем 5, посредством чего и осуществляется зажим ин-. струмента, установленного в шпинделе 1. При подаче давления в полость

22 поршень 18 смещается в сторону поршня 8 и, взаимодействуя с ним, перемещает толкатель 5, воздействующий на захватный механизм для освобождения головки хвостовика инстру-. мента. При установке крана 40 только в гидролинии питания замыкающей опоры возможно осуществление силового замыкания по стыку 30 между корпусом 6 и упорным подшипником 2, чем обеспечивается фиксация углового положения шпинделя в случае его ориентированного останова. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Шпиндель 1 (фиг, 1) установлен в замкнутом упорном 2 и радиальных 3 (покаэан только задний) гидростатических подшипниках, жестко связанных с корпусом 4 шпиндельной бабки. В шпинделе 1 выполнено центральное отверстие, внутри которого расположен толкатель 5 (передняя часть шпинделя с гнездом для закрепления инструмента и механизмом захвата его хвостовика не показана). На заднем конце шпинделя 1 установлен корпус

6 зажимного гицроцилиндра, который закреплен гайками 7. Внутри корпуса

6 расположен поршень 8, который закреплен на заднем конце толкателя 5 гайками 9. В торце корпуса 6 выполнено прямое сквозное отверстие 10 для подвода (прохода) масла в зажимную рабочую полость Il.

В зажимном поршне 8 выполнены продольные канавки 12 (предпочтительно их должно быть три), в которых размещены защелки 13, в каждой из которых один иэ концов шарнирно

1340931 закреплен в поршне 8 на оси 14.

Свободные концы защелок 13 направлены в сторону рабочей полости 11 и поджаты по направлению к периферии пружинами 15.

Концентрично корпусу 6 расположен корпус 16 отжимного гицроцилиндра, жестко закрепленный винт-ми 17 совместно с замкнутым упорным подшипником 2 на заднем торце корпуса 4 шпиндельной бабки. Внутри корпуса 16 расположен поршень 18, который снабжен буртом 19, направленным в сторону поршня 8. На шток поршня 18 насажена крышка 20, закрепленная на корпусе 16 винтами 21, Между крышкой 20 и торцом поршня 16 образована рабочая полость 22, подвод масла в которую осуществляется через штуцер 23. К торцу штока поршя 18 прик— реплена винтами 24 упорная шайба 25, между которой и крьппкой 20 расположена возвратная пружина 26, надетая на шток поршня 18.

Упорный гидростатический подшипник 2 имеет базовый 27 и замыкающий

28 карманы гидростатических опор.

Базовая гидростатическая опора образует с задним торцом шпинделя 1 рабочий зазор 29 и служит для восприятия прямой осевой нагрузки, действующий на шпиндель в направлении от рабочего конца к хвостовику. Замыкающая гидростатическая опора образует с передним торцом корпуса 6 зажимного гидроцилиндра рабочий зазор 30 и служит для восприятия осевых нагрузок, действующих на шпиндель в обратном направлении (например, при операциях типа обратной подрезки торцов).

Карманы 27 и 28 гидростатических опор замкнутого упорного подшипника

2 соединены через каналы (отверстия)

31 и 32 соответственно с подводными штуцерами 33 и 34. Последние соединены внешними гидролиниями 35 и 36 через общую гидролинию 37 с источником гидравлического давления.

В гидролинию 35 встроен регулятор

38, выполненный, например, в виде регулируемого дросселя. В гидролинию

36 встроен идентичный регулятор 39.

В общую гидролинию 37 последовательно установлен кран 40 режима работы зажима, в качестве которого в пока занном варианте применен электрогиднапример разрыва трубок какой-либо гидролинии. Время останова станка при аварии в гидросистеме обычно не превышает 6 — 8 с.

Если аварий в гидросистеме стан-. ка случилась во время резания, то необходимо инструмент надежно удержать в шпинделе до полной остановки

З5 привода вращения шпинделя во избежание травмирования рабочего вырвавшимся инструментом, а также образования брака обрабатываемого изделия.

В карманы 27 базовой опоры масло от источника гидравлического давле-. ния через кран 40 (электрогидравли". ческий распределитель) по внешним гидролиниям 35 и 37, выполненным иэ

45 трубок, подается к штуцеру 33, соединенному с отверстием 31, По внешней гидролинии 35 масло проходит через регулятор 38, которым устанавливается рабочее давление и зазор

29 в базовой опоре.

В карман 28 замыкающей опоры масло от источника гидравлического давления подается по внешней гидроли55 нии 36 (также выполненной из трубки), которая через штуцер 34 соединена с .отверстием 32. По внешней гидролинии масло проходит через регулятор 39, посредством которого устанавливает5

25 равличвский распределитель. Кран

40 соединен гидролинией 41 со штуцером 23.

Возможно исполнение устройства, когда кран 40 установлен в гидролийии 36 питания замыкающей опоры гидростатического упорного подшипника перед управляющим устройством 39 °

Устройство работает следующим образом.

От источника гидравлического давления (гидростанции станка) масло под давлением подается в узлы станка, в частности в карманы несущих опор радиального гидростатического подшипника 3, в несущие карманы 27 и 28 базовой опоры и замыкающей опоры упорного гидростатическога подшипника 2.

В гидростанции имеется необходимая аппаратура для настройки режима работы, т.е. поддержания номинального рабочего давления и отключения станка при падении давления ниже минимальной нормы в случае аварии.

5 13 ся давление в кармане 28 опоры силового замыкания, Электрогидравлический распределитель 40 служит для подключения или отключения кармана 28 силового замыкания к источнику гидравлического давления, Иэ кармана 28 опоры силового замыкания масло поступает через отверстие 10 в зажимную рабочую полость 11 и смещает поршень 8 с толкателем 5, посредством чего и осуществляется зажим инструмента, вставленного к этому времени вручную или автооператором в конусное отверстие шпинделя 1.

Двигаясь в направлении or переднего конца шпинделя 1, толкатель 5 посредством, например, цангового захвата, сцепляется с головкой хвос-товика инструмента и затягивает инструмент в конусное отверстие шпинделя 1. При этом свободные концы защелок 13 выйдут иэ внутренней полости цилиндра 6 и под действием пружин 15 сместятся к периферии, зайдя за внутренний край торца. В таком положении защелок 13 поршень 8 не может сместиться в сторону передкего конца шпинделя 1, т,е. на отжим инструмента. Этим производится механическое замыкание и блокировка зажатого инструмента. Давление масла в гидролинии 36, в полости кармана

28 замыкающей опоры и в зажимной рабочей полости 11 непрерывно поддерживается во время резания. В случае аварийного падения давления в рабочей полости 11 (например, иэ-эа

1 разрыва трубки в питающей гидролинии 36Р свободные концы защелок

l3 упираются в торец цилиндра 6 и надежно удерживают инструмент в зажатом положении.

Для осуществления отжима инструмента гидролиния 37 распределителем

40 подключается к сливу, и масло под давлением подается в рабочую полость

22 через тот же распределитель 40 и штуцер 23.

При этом упорный гидростатический подшипник отключается от питания, что вполне допустимо, так как во время смены инструмента шпиндель не вращается и достаточно базирования его только в радиальных подшипниках.

Под действием давления масла поршень 18 смещается в сторону поршня

40931

8 и. своим коническим скосом прижимает защелки 13 к центру, чтобы их свободные концы разместились внутри цилиндра 6.

Затем поршень 18 своим буртом 19 упирается в торец поршня 8 и смеща— ет его и толкатель 5 в сторону переднего конца шпинделя 1. При этом захваты механизма зажима освобождают головку хвостовика инструмента и он свободно может быть вынут из конусного отверстия шпинделя и заменен на новый.

Возврат поршня 18 в исходное положение производится пружиной 26. Для . этого распределителем 40 осуществляется переключение в исходное (рабо( чее) положение, т. е. гидролиния 37 подключается к опорам гидростатического упорного подшипника, а отжимная полость 22 через этот же распределитель — к сливу. Указанный подшипник выходит на свой рабочий режим и одновременно происходит зажим нового инструмента, Шпиндель станка готов к осуществлению следующей технологической операции. Эвакуация масла из зазора 30 осуществляется через сливную камеру К.

При установке крана (распределителя) 40 режима работы устройства (фиг.2) в гидролинии 36 питания за-мыкающей опоры гидростатического упорного подшипника перед дросселем 39 во время отжима отключается питание только указанной замыкающей опоры, а базовая опора продолжает оставаться связанной через гидроли-. нии 35 и 37 с источником питания, и в кармане 2? действует давление, под действем которого по стыку между корпусом 6 и упорным подшипником 2 осуществляется силовое замыкание. 3а счет возникающих сил трения, в указанном стыке обеспечивается дополнительная фиксация углового положения шпинделя на время смены инструмента, что важно в случаях ориентированного останова шпинделя.

Формула изобретения 1. Устройство для зажима инструмента в шпинделе металлорежущего станка, содержащее размещенный на подшипниках в корпусе шпинделвной бабки шпиндель, закрепленный на зад40931

@08. 2

ВНИИПИ Заказ 4385/17 Тираж 974 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 l3 нем конце шпинделя эажимный гидроцилиндр, поршень которого закреплен на толкателе, связанном с захватом хвостовика инструмента, установленный неподвижно относительно шпиндельной бабки и концентрично зажимному гидроцилиндру отжимной гидроцилиндр, поршень которого установлен с возможностью взаимодействия своим торцом с торцом поршня зажимного гидроцилиндра, причем в корпусе saжимного гидроцилиндра выполнено отверстие для. соединения его рабочей полости с источником гидравлического давления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения экономичности за счет снижения энергетических потерь, устройство снабжено установленным между задним торцом шпинделя и передним торцом корпуса зажимного гидроцилиндра, жестко связанным с корпусом шпиндельной бабки и с корпусом отжимного гидроцилиндра, замкнутым гидростатическим упорным подшипником с базовым и замыкающим карманами гидростатических опор, при этом базовая гидростатическая опора образует с задним торцом шпинделя рабо чий зазор, а замыкающая гидростати— ческая опора образует с передним торlp цом корпуса зажимного гидроцилиндра рабочий зазор, причем отверстие в корпусе эажимного гидроцилиндра выполнено на его переднем торце и расположено напротив кармана замыкающей гидростатической опоры, а упомянутый карман соединен с источником гидравлического давления через введенные в устройство регулятор и управляемый кран режима работы.

2. Устройство по п.l, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что кран режима работы соединен также с карманом базовой гидростатической опоры.