SU695068A1 - Boring machine spindle unit - Google Patents

Abstract

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 гидролини ми с источником питани , отличающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона осевого хода шпиндел , повы- • шени  его несущей способности и виб- рЬустойчивости, а также управлени  их величиной при различных режимах резани , 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   тем, что между передним и задним подшипниками установлен дополнительный гидростатический радиальный подшипник.о>&С0елоО» 001. SPINDLE KNOT OF THE BORING MACHINE, containing a spindle mounted in the headstock on the front and rear radial hydrostatic bearings and a bearing axial feed slide, fixed on the spindle by a double-sided hydrostatic bearing, connected to the radial bearings of the hydroline with a power source, differing in the spindle with a hydrostatic thrust bearing connected to the power source with radial hydrodynamic bearings with a power source, characterized by a hydrostatic bearing connected to the power source with radial hydrodynamic bearings with a power source, differing from the hydrostatic bearing connected to the power source with the radial hydrodynamic bearings with a power source, different from the hydrostatic bearing connected to the power source with the radial hydrodynamic bearings, connected to the power source, differing in hydrostatic that, in order to expand the range of the axial stroke of the spindle, increase its • carrying capacity and vibration stability, as well as control their value with different In the cutting conditions, the rear hydrostatic radial bearing is installed between the front radial bearing and the slide for axial feed, and an additional hydrostatic radio bearing is mounted in the slide itself. An assembly as claimed in claim 1, of which there is an additional hydrostatic radial bearing between the front and rear bearings. & Gt & oO "00

Description

Изобретение относитс  к станкостроению и касаетс  станков расточной Труппы. Известны шпиндельные узлы расточ ных станков, в которых шпиндель установлен в полом шпинделе (пиноли ) на подшипниках качени , а сам полый шпиндель смонтирован в шпиндельной бабке на продольных подшипниках скольжени  |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 двум  опорными подшипниками. На пол зуне расположены рейка, с которой сцеплена шестерн  привода осевой по дачи шпиндел  2j . Расположение ползуна с рейкой пр дольной подачи между опорами шпиндел  в известной конструкции шпиндельного узла приводит К большому пролету шпиндел , между этими опорам так как он должен перекрывать двойной ход шпиндел  и длины втулок, .следствием чего  вл ютс  таким недостатки указанной конструкции, как мала  жесткость при выдвинутом шпин деле из-за изгиба в средней части, что исключает возможность использовани  его в горизонтально-расточных станках; пролет между передними и задними подшипниками в известном устройстве составл. ет от 1000 до 5000 мм, т.е. соответственно около 16 диаметров шпиндел . В итоге така  нежестка  конструкци  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 по влени  вибраций (вынужденных колебаний и автЪколеба ний) при силовых и чистовых режимах резани  (растачивани  и фрезеровани ) ; больша  величина тер емой мощности на высоких скорост х йращени  шпиндел , так как подшип ш ки рассчитаны по максимальной несущ способности дп  низких скоростей вр щани  шпиндел . Целью изобретени   вл етс  созда ние шпиндельного устройства дл  ста ков расточной группы, предпочтитель но дп  Горизонтально-расточных стан ков, которое допускает увеличение осевого хода шпиндел  при сохранении высокой точности и. имеет повышенную несущую способность и виброустойчивость , а также возможность управлени  их величиной при ра:4личных режимах резани  дл  мини(-изации потерь мощности. Поставленна  цель достигаетс  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  ет подвод и отключение от источника питани  дополнительных гидростатических подшипников в зависимости от режимов резани  и условий работы шпиндел , 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, наружна  поверхность которого выполнена строго цилиндрической , так как она  вл етс  рабочей поверхностью, взаимодействующей с карманами гидростатических подшипников . Задний конец шпиндел  выполнен ступенчатым, имеющим три ступени: большую цилиндрическую, среднюю резьбовую и меньшую шлицеву, на которых соответственно смонтированы втулка 7, гайка 8 и переходна  муфта 9, соедин юща  шпиндель 6 с электродвигателем 10 главного движени . Больша  ступень хвостовика шпиндел  6 пропущена через подшипниковую шайбу 1, соприкасающуюс  своими торидами с задним торцом шпиндел  6 и торцом втулки 7. В шайбе 1.1 выполнены на торцах гидростатические карманы и существу  вл етс  составной частью двустороннего упорного гидростатическогоFIELD OF THE INVENTION The invention relates to a machine tool industry and concerns boring machine tools. Known spindle units of boring machines, in which the spindle is mounted in a hollow spindle (quill) on rolling bearings, and the hollow spindle is mounted in the spindle headstock on longitudinal sliding bearings | j. Also known is the spindle unit of boring machine tools, in which the spindle in the spindle head is mounted on radial hydrostatic bearings and equipped with a slider in the middle part, fixed in the axial direction on the spindle by two support bearings. On the floor of the zune there is a rail with which the gear wheel of the axial drive of the spindle 2j is engaged. The location of the slider with the longitudinal feed rail between the spindle supports in the known construction of the spindle assembly leads to a large spindle span, between these supports, since it must cover the double spindle stroke and the lengths of the sleeves, resulting in such disadvantages of this design as small rigidity at the extended spindle case due to bending in the middle part, which excludes the possibility of its use in horizontal boring machines; the span between the front and rear bearings in the known device is em from 1000 to 5000 mm, i.e. respectively about 16 spindle diameters. As a result, such a non-rigid structure significantly reduces the accuracy of the machined holes in diameter and shape; the spindle has a low frequency of natural oscillations, which ultimately reduces productivity due to the danger of vibration (forced oscillations and auto-oscillations) during power and finishing cutting modes (boring and milling); a large amount of lost power at high spindle speeds, since the bearings are calculated by the maximum bearing capacity dp of low spindle speeds. The aim of the invention is to create a spindle device for the boring group stacks, preferably dp Horizontal boring machines, which allow an increase in the axial stroke of the spindle while maintaining high accuracy and. It has increased load-carrying capacity and vibration resistance, as well as the ability to control their value at 4: 4 cutting modes for mini (-isation of power loss. The goal is achieved by the front and rear hydrostatic bearing placed in front of the axle drive drive axial feed, and in the slide itself additional hydrostatic radial bearing. In addition, another additional hydrostatic radial bearing is installed between the front and rear bearings. The driver connects and disconnects from the power source additional hydrostatic bearings depending on the cutting conditions and spindle operating conditions, i.e. its overhang. The drawing shows a longitudinal section of the proposed spindle assembly. In the headstock 1, the front and rear radial heads are installed static bearings 2 and 3, between which an additional hydrostatic radial bearing 4 is placed. Bearing 3 is installed in a separate bore of the spindle head, and bearings 2 and 4 are in one and divided between them is an installation sleeve 5. In bearings 2, 3 and 4, a spindle 6 is installed, the outer surface of which is made strictly cylindrical, as it is a working surface interacting with pockets of hydrostatic bearings. The rear end of the spindle is made in steps, having three stages: a large cylindrical, a middle threaded and a smaller spline, on which the sleeve 7, the nut 8 and the transition sleeve 9 are connected, respectively, connecting the spindle 6 with the main movement electric motor 10. The large step of the stem of the spindle 6 is passed through the bearing washer 1, in contact with its torids, with the rear end of the spindle 6 and the end of the sleeve 7. In the washer 1.1, the hydrostatic pockets are made on the ends and are essentially an integral part of a two-way hydrostatic resistant

подшипника. Рабочие зазоры в этом подшипнике регулируютс  гайкой, смещающей втулку 7 вдоль оси шпиндел .bearing. The working clearances in this bearing are adjusted by a nut displacing the sleeve 7 along the spindle axis.

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. Подшипникова  шайба 11 и подшипник 13 прикреплены к ползуну 12 при помощи крьш1ки 14 и кронштейна 15, на котором закреплен элетродвигатель 10.Washer P is installed in the bore of the slider 12 drive axial feed. In the same bore, an additional radial hydrostatic bearing 13 is installed, in a separate direction. acting with the outer surface of the sleeve 7. The bearing washer 11 and the bearing 13 are attached to the slider 12 by means of the bolt 14 and the bracket 15 on which the electric motor 10 is fixed.

Ползун 12 смонтирован, на направл ющих 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, осуществл юи1 1м осеву подачу шпиндел  6 посредством ползуна 12, Передний 2 и задний 3 радиальные гидростатические подшипники , а также упорный двусторонний гидростатический подшипник соединены гидролини ми 20, 21, 22 и 23 с разветвительной колодкой 24, котора  гидролинией 25 соединена с источником 26 питани . Дополнительные радиальньте гидростатические подшипники 4 и 13 соединены гидролини ми 27 и 28 с гидравлическим распределителем 29, подвод жидкости к которому от источника 26 питани  осуществл етс  по гидролинии 30.The slider 12 is mounted on the guides 16, which are made in the spindle head 1. In the slider 12, a tide is made, in the bore of which a nut 17 is fastened, screwed with a screw 18 connected to an electric motor 19, spindle 6 is axially fed by a slider 12, anterior 2 and a rear 3 radial hydrostatic bearings, and also a thrust bilateral hydrostatic bearing are connected hydraulic lines 20, 21, 22 and 23 with a splitter block 24, which is connected by hydraulic line 25 to a power source 26. Additional radially hydrostatic bearings 4 and 13 are connected by hydrolines 27 and 28 to a hydraulic distributor 29, the fluid to which is supplied from power supply 26 by hydraulic line 30.

Работает предлагаемый шпиндельный узел следующим образом.Works proposed spindle node as follows.

Во врем  работы шпиндель 6 вращаетс  с необходимой скоростью от электродвигател  10. От источника 2 питани  подаетс  непрерывно масло п гидролини м 25, 20, 21, 22 и 23 в. передний 2 и задний 3 радиальные подшипники и упорный двусторонний подшипник. Эти подшипники включены посто нно и запитываютс  маслом до начала вращени  шпиндел  .e. электродвигатель источника 26 питани  и электродвигатель 10 включаютс  в сеть последовательно. Дополнительные радиальныг гидростатические подшипники 4 и 13 могут бытьDuring operation, the spindle 6 rotates at the required speed from the electric motor 10. From the power source 2, the oil is fed continuously to the hydraulic lines 25, 20, 21, 22 and 23 c. front 2 and rear 3 radial bearings and thrust double-sided bearing. These bearings are permanently turned on and fed with oil before the spindle .e begins to rotate. the motor of the power source 26 and the motor 10 are connected in series with the network. Additional radial hygrostatic bearings 4 and 13 can be

отключены от источника 26 питани  гидравлическим распределителем 29 или подключены к нему совместно или раздельно в зависимости от режимарезани  и вьшета рабочего конца шпидел .are disconnected from the power source 26 by the hydraulic distributor 29 or connected to it jointly or separately depending on the cutting mode and the extension of the working end of the cross-pieces.

В горизонтально-расточныхстанках имеютс , в основном, три режима работы, различающихс  между собой по следующим параметрам. Черновое растачивание, при котрром снимаетс  стружка большого поперечного сечени  при небольших скорост х резани  . Вьшет шпиндел  на зтом режиме работы может быть наибольшим. Применительно к средним горизонтальнорасточным станкам (с диаметром шпиндел  90-125 мм) окружное усилне резани  составл ет до 2000 кг, а усилие подачи до 600 кг. На этом режиме все подшипники включаютс  в работу.In horizontal boring machines there are basically three modes of operation, differing in the following parameters. Rough boring, while cutting off large cross-section chips at low cutting speeds. A spindle in this mode of operation may be the largest. For medium horizontal cutting machines (with a spindle diameter of 90-125 mm), circumferential cutting is up to 2000 kg, and the feed force is up to 600 kg. In this mode, all bearings are engaged.

Черновое фрезерование, которое проводитс  также при небольших скорост х резани  и средних сечени х снимаемой стружки. шпиндел  на этом режиме работы как правило минимален. Окружное усилие на этом режиме составл ет до 600 кг, 1а усилие подачи до 200 кг. На этом режиме работы дополнительный радиалный гидростатический подшипник, расположенный между передним и задним подшипниками отключаете дл  уменьшени  потерь на трение, а дополнительный радиальный гидрост.атический подшипник в ползуне работает, что исключает по вление вибраций на заднем конце шпиндел .Rough milling, which is also carried out at low cutting speeds and medium sections of chip removal. spindle on this mode of operation is usually minimal. Circumferential force in this mode is up to 600 kg, 1a feed force up to 200 kg. In this mode of operation, the additional radial hydrostatic bearing located between the front and rear bearings is turned off to reduce friction losses, and the additional radial hydrostatic bearing in the slider works, which eliminates the appearance of vibrations at the rear end of the spindle.

Чистовое растачивание и фрезерование , производимые на высоких скорост х резани , так как сечение стружки минимально. Окружное усилие и усилие подачи на этом режиме малы и составл ют 50 и 25 кг соответственно . Дп  уменьшени  потерь на трение на этом режиме работы отключаютс  оба дополнительных гидростатических радиальных подшипника, так как имеющиес  нeoткnючae ыe подшипники обеспечивают необходимую точность обработки.Fine boring and milling at high cutting speeds, since the chip section is minimal. The circumferential force and feed force in this mode are small and are 50 and 25 kg, respectively. Dp of reducing friction losses in this operating mode both additional hydrostatic radial bearings are shut off, since the non-terminating bearings provide the necessary machining accuracy.

695068695068

Claims (2)

1. ШПИНДЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ РАСТОЧНОГО СТАНКА, содержащий шпиндель, установленный в шпиндельной бабке на переднем и радием радиальных гидростатических подшипниках и.несущий ползун Осевой подачи, зафиксированный на шпинделе двусторонним упор ным гидростатическим подшипником, соединенным вместе с радиальными подшипниками гидролиниями с источником питания, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона осевого хода шпинделя, повы- _; шения его несущей способности и вибрОустойчивости, а также управления их величиной при различных режимах резания, задний гидростатический радиальный подшипник установлен между передним радиальным подшипником и ползуном привода осевой подачи , а в самом ползуне установлен дополнительный гидростатический радиальный подшипник.1. SPINDLE ASSEMBLY OF THE BORING MACHINE, comprising a spindle mounted in the headstock on the front and radial radial hydrostatic bearings and a bearing axial feed slider fixed on the spindle with a double-sided thrust hydrostatic bearing connected to the radial bearings by hydraulic lines with a power source, characterized in that that, in order to expand the range of the axial stroke of the spindle, increase _; To increase its bearing capacity and vibration stability, as well as to control their value under various cutting conditions, the rear hydrostatic radial bearing is installed between the front radial bearing and the axial feed drive slider, and an additional hydrostatic radial bearing is installed in the slider itself. 2. Узел по п. ^отличающийся тем, что между передним и задним подшипниками установлен дополнительный гидростатический радиальный подшипник.2. The assembly according to claim ^, characterized in that an additional hydrostatic radial bearing is installed between the front and rear bearings. 1 695068 21 695068 2