Устройство для зажима инструмента в шпинделе металлорежущего станка

Устройство для зажима инструмента в шпинделе металлорежущего станка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()965-610

Ф

7. (61) Дополнительное к авт. свид-ву № 841790 (22) Заявлено 07.07.80 (21) 2978276/25-08 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 15.10.82. Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 25.!0.82 (51) М, Кл з

В 23 В 31/04

Государственный комитет (53) УДК 621.941-229 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. Н. Быховский и Г. С. Иоффе

Ь .1,,,::;:-,; ... !

Особое конструкторское бюро станкостроения (71) Заявитель (54) УСТР011СТВО ДЛЯ ЗАгКИМА ИНСТРУМЕНТА

В ШПИНДЕЛЕ МЕТАЛЛОРЕЖУ1ЦЕГО CTAHKA

Изобретение относится к станкостроению.

По основному авт. св. № 841790 известно устройство для зажима инструмента в шпинделе металлорежущего станка, содержащее механизм зажима хвостовика инструмента, соединенный с помощью толкателя с приводом зажима и отжима инструмента.

Механизм зажима инструмента расположен внутри шпинделя со стороны переднего конца и содержит захват (цанга, кулачки и т. п), который взаимодействует с хвостовиком инструмента и охватывающей его внутренней поверхностью шпинделя. Захват закрепляется на конце толкателя. Привод зажима и отжима инструмента выполнен в виде гидроцилиндра двустороннего действия, имеющего полый ступенчатый шток, с которым скреплен поршень. Внутри штока гидроцилиндра расположен толкатель, который зафиксирован относительно штока и поршень с помощью подшипникового узла двустороннего действия, обеспечивающего возможность независимого вращения толкателя относительно поршня и передачу реверсивного осевого усилия. Полость гидроцилиндра со стороны толкателя соединена с управляющим гпдрораспределителем через двусторонний гидрозамок. Этим обеспечивается фиксация положения поршня гидроцилнцдра в зажа5 том или отжатом состояниях. Гидрозамок закреплен непосредственно на корпусе гидроцилиндра, что дает возможность исключить промежуточные элементы гидролиний (трубки, ниппеля и т. п.), снижающие надежность

to работы. Гидролиния между двусторонним гидрозамком и полостью гидроцилиндра со стороны толкателя выполнена из двух, соединяющихся друг с другом участков (отверстий), расположенных в их корпусах. Эта гидролиния соединена с гидроаккумулятором, 15 которыи встроен в тело гидроцилиндра. Гидроцилиндр своим передним торцом прикреплен к заднему торцу шпиндельной бабки соосно шпинделю станка.

zo Особенностью данного устройства для зажима инструмента в шпинделе металлорежущего станка является передача усилия от гидроцилиндра при зажиме инструмента на главные подшипники шпинделя, кото965610 рыми он зафиксирован в шпиндельной бабке (1).

Недостатками данного устройства является то, что уменьшается срок службы главных подшипников шпинделя ориентировочно на 20 — 25"/о, так как сила затяжки инструмента, равная 2000 — 2500 кгс, слагаясь с осевой составляющей силы резания, равной 1500 — 2000 кгс, увеличивает общую осевую нагрузку на главные подшипники более чем в 2 раза, увеличивается износ главных подшипников шпинделя, что приводит к повышенному биению шпинделя и снижению точности и чистоты обработки, увеличивается тепловыделение в главных подшипниках, из-за чего возникают тепловые деформации в системе шпиндельная бабка— стойка, приводящие к неконтролируемому смещению шпинделя.

Цель изобретения — упрощение конструкции при обеспечении разгрузки главных подшипников шпинделя от осевой силы при зажатом инструменте. Это позволит длительно сохранять первоначальную точность вращения шпинделя с встроенным в него устройством для зажима инструмента.

Поставленная цель достигается тем, что в полости гидроцилиндра со стороны толкателя дополнительно установлен опорный поршень с опорным подшипником, контактирующий с задним концом шпинделя через упомянутый подшипник.

На фиг. 1 изображен гидроцилиндр и задняя часть шпинделя металлорежущего станка, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А — А на фиг. 1.

Шпиндель 1 установлен на главных подшипниках 2 в шпиндельной бабке 3 (фиг. 1).

В шпинделе 1 выполнено центральное отверстие, внутри которого расположен толкатель 4 (передняя часть шпинделя с гнездом для инструмента и механизмом захвата хвостовика инструмента не показана) .

К торцу шпиндельной бабки 3 прикреплен корпус гидроцилиндра 5, внутренняя полость которого имеет ступенчатые расточки с большими диаметрами по краям. В расточке корпуса гидроцилиндра 5 большего диаметра со стороны торца, прикрепленного к шпиндельной бабке 3, размещен полый опорный поршень 6, взаимодействующий через кольцо 7 с дополнительным упорным подшипником 8, контактирующим с задним торцом шпинделя 1.

В другой расточке корпуса гидроцилиндра 5 большего диаметра расположен рабочий нажимной поршень 9, скрепленный со ступенчатым штоком 10, входящим ступенью меньшего диаметра в отверстие опорного поршня 6. В штоке 10 выполнено ступенчатое отверстие, в котором установлены два упорных подшипника 11 и 12, охватываю50

Силовая замкнутая цепь взаимодействующих друг с другом деталей при передаче усилия зажима будет следующая: масло в полости 18 (под давлением) — рабочий поршень 9 — ступенчатый шток 10 — упорный подшипник 11 — головка 13 толкателя 4— тело толкателя 4 — захват инструмента— конусный хвостовик инструмента — конусное отверстие на рабочем конце шпинделя

1 — тело шпинделя 1 — дополнительный щих с обеих сторон головку 13 толкателя 4 и образующих подшипниковый узел двустороннего действия. Между поршнем 9 и упорным подшипником 12 установлена компенсационная прокладка 14 для создания рабочего натяга в подшипниковом узле, Корпус гидроцилиндра 5 закрыт крышкой 15, на которой укреплен цикловой конечный выключатель 16, взаимодействующий с толкателем

17 поршня 9. Полость 18 гидроцилиндра

10 (между рабочим нажимным поршнем 9 и опорным поршнем 6) служит для зажима инструмента, а противоположная ей полость

19 (между поршнем 9 и крышкой 15) для его отжима. К крышке 15 подведена гидролиния 20 питания полости 19 для отжима инструмента. Полость 18, служащая для зажима инструмента, соединена гидролинией с управляющим гидрораспределителем гидросистемы станка (не приведены) через стандартный двусторонний гидроза щ мок 21, имеющий две подводящие гидролинии 22 и 23 и одну выходную — 24 (фиг. 2).

Гидролиния 23 служит для открытия гидрозамка и соединена с гидролинией 20 (фиг. 1).

В корпусе гидроцилиндра 5 выполнена гидролиния 25, сообщающаяся с выходной гид45 ролинией 24 двустороннего гидрозамка 21.

Гидрозамок 21 жестко закреплен на корпусе гидроцилиндра 5. Между ними размещена уплотнительная прокладка 26.

В ступенчатом отверстии 27, выполненном в корпусе гидроцилиндра 5, расположен гидроаккумулятор. Он состоит из поршня 28 и пружины 29, предварительный натяг который осуществляется заглушкой 30.

Устройство работает следующим образом

При зажиме инструмента масло от гид55 рораспределителя под давлением подается по гидролинии 22 в гидрозамок 21 и далее по гидролиниям 24 и 25 в полость 18 зажима инструмента корпуса гидроцилиндра 5.

Попав в полость 18, масло разжимает друг от друга поршни: рабочий нажимной 9 и опорный 6. Опорный поршень 6 через кольцо 7 и дополнительный упорный подшипник

8 прижимается к заднему торцу шпинделя 1.

Рабочий поршень 9 при этом движется в противоположном относительно поршня 6

45 направлении (т. е. от шпиндельной бабки

3), тянет толкатель 4, который посредством захвата сцепляется с головкой хвостовика инструмента.

965610 упорный подшипник 8 — кольцо 7 — опорный поршень 6 — масло в полости 18.

Таким образом, силовая цепь при передаче усилия зажима проходит только по телу шпинделя 1, не нагружая его главные подшипники 2.

Для отжима инструмента гидролиния 22 соединяется гидрораспределителем со сливом, а масло под давлением подается одновременно в гидролинии 23 и 20.

Масло, постуйающее по гидролинии 23 0 смещает шарик гидрозамка 21 (т. е. открывает гидроза мок) и создает возможность маслу из полости 18 вытекать на слив по гидролиниям 25, 24 и 22.

Масло под давлением, поступающее по гидролинии 20, попадает в полость 19 и смещает рабочий поршень 9 и соединенный с ним толкатель 4 в направлении от крышки 15 (т. е. к шпиндельной бабке 3). При этом захваты зажима освобождают головку хвостовика инструмента, и инструмент свободно может быть вынут из конусного отверстия шпинделя и заменен на новый.

Силовая цепь взаимодействующих деталей при отжиме инструмента следующая: масло в полости 19 (под давлением) — рабочий поршень 9 — упорный подшипник 12 — 25 головка 13 толкателя 4 — тело толкателя

4 — захват инструмента — конусный хвостовик инструмента — конусное отверстие нг рабочем конце шпинделя 1 — тело шпинделя 1 — главные подшипники шпинделя 2— корпус шпиндельной бабки 3 — корпус гидроцилиндра 5.

При передаче усилия отжима нагружаются главные подшипники шпинделя 2, однако это практически не оказывает отрицательного влияния на точность и долговечность главных подшипников, так как усилие отжима составляет весьма не значительную часть усилия зажима по величине, ориентировочно,5 — 7 /р, т. е. 100 †1 кгс, усилие отжима кратковременно по длительности, всего несколько с, кроме того, усилие отжима действует только при остановленном шпинделе, т. е. когда главные подшипники не вращаются и в связи с этим исключается теплообразование в них.

Использование предлагаемого изобретения позволяет увеличить срок службы главных подшипников шпинделя примерно на 20 — 25 /р и длительно сохранять их первоначальную точность, так как почти в два раза уменьшается осевая составляющая действующей на главные подшипники нагрузки за счет исключения усилия для удержания инструмента в шпинделе станка, кроме того, уменьшается тепловыделение в главных подшипниках шпинделя за счет уменьшения действующей на них силы, а это дает возможность уменьшить смещение шпинделя от тепловых деформаций.

Формула изобретения

Устройство для зажима инструмента в шпинделе металлорежущего станка по авт. св. Ке 841790, отличающееся тем, что, с целью упрошения конструкции при обеспечении разгрузки главных подшипников шпинделя от осевой силы при зажатом инструменте, в полости гидроцилиндра со стороны толкателя установлен дополнительный поршень с опорным подшипником, контактирующий с задним концом шпинделя через упомянутый подшипник.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 841790, кл. В 23 В 31/04, 1979.

965б10

27

Ре

Составитель И. Пашснко едактор Н. Воловик

Заказ 7182/12 ехред . ерес Корректор Л. Гриценко

Тираж 153 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, JK — 35, Раушская наб., д. 4(5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4