SU965610A2 - Устройство дл зажима инструмента в шпинделе металлорежущего станка - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЖИ.МА ИНСТРУМЕНТА В ШПИНДЕ,1Е МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО СТАНКА

1

Изобретение относитс  к станкостроению .

По основному авт. св. № 841790 известно устройство дл  зажима инструмента в шпинделе металлорежущего станка, содержащее механизм зажима хвостовика инструмента , соединенный с помощью толкател  с приводом зажима и отжима инструмента. Механизм зажима инструмента расположен внутри шпиндел  со стороны переднего конца и содержит захват (цанга, кулачки и т. п), который взаимодействует с хвостовиком инструмента и охватывающей его внутренней поверхностью шпиндел . Захват закрепл етс  на конце толкател . Привод зажима и отжима инструмента выполнен в виде гидроцилиндра двустороннего действи , имеющего полый ступенчатый щток, с которым скреплен порщень. Внутри щтока гидроцилиндра расположен толкатель, который зафиксирован относительно штока и поршень с помощью подшипникового узла двустороннего действи , обеспечивающего возможность независимого вращени  толкател  относительно поршн  и передачу реверсивного осевого усили . Полость гидроцилиндра со стороны толкател  соединена с управл ющим гидрораснределителем через двусторонний гидрозамок. Эти.м обеспечиваетс  фиксаци  положени  поршн  гидроцилиндра в зажатом или отжатом состо ни х. Гидрозамок закреплен непосредственно на корпусе гидроцилиндра , что дает возможность исключить промежуточные элементы гидролиний (трубки , ниппел  и т. п.), снижающие надежность

10 работы. Гидролини  между двусторонним гидрозамком и полостью гидроцйлиндра со стороны толкател  выполнена из двух, соедин ющихс  друг с другом участков (отверстий ), расположенных в их корпусах. Эта гидролини  соединена с гидроаккумул тором

который встроен в тело гидроцилиндра. Гидроцилиндр своим передним торцом прикреплен к заднему торцу щпиндельной бабки соосно щпинделю станка.

20 Особенностью данного устройства дл  зажима инструмента в шпинделе металлорежущего станка  вл етс  передача усили  от гидроцилиндра при зажиме инструмента на главные подшипники шпиндел , которыми он зафиксирован в шпиндельной бабке 1.

Недостатками данного устройства  вл етс  то, что уменьшаетс  срок службы главных подшипников шпиндел  ориентировочно на 20-25%, так как сила зат жки инструмента, равна  2000-2500 кгс, слага сь с осевой составл юш,ей силы резани , равной 1500-2000 кгс, увеличивает общую осевую нагрузку на главные подшипники более чем в 2 раза, увеличиваетс  износ главных подшипников шпиндел , что приводит к повышенному биению шпиндел  и снижению точности и чистоты обработки, увеличиваетс  тепловыделение в главных подшипниках , из-за чего возникают тепловые деформации в системе шпиндельна  бабка - стойка, привод щие к неконтролируемому смещению шпиндел .

Цель изобретени  - упрощение конструкции при обеспечении разгрузки главных подшипников шпиндел  от осевой силы при зажатом инструменте. Это позволит длительно сохран ть первоначальную точность вращени  шпиндел  с встроенным в него устройством дл  зажима инструмента.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в полости гидроцилиндра со стороны толкател  дополнительно установлен опорный поршень с опорным подшипником, контактирующий с задним концом шпиндел  через упом нутый подшипник.

На фиг. 1 изображен гидроцилиндр и задн   часть шпиндел  металлорежушего 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 I выполнено центральное отверстие , внутри которого расположен толкатель 4 (передн   часть шпиндел  с гнездом дл  инструмента и механизмом захвата хвостовика инструмента не показана).

К торцу шпиндельнойбабки 3 прикреплен корпус гидроцилиндра 5, внутренн   полость которого имеет ступенчатые расточки с большими диаметрами по кра м. 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 шпиндел  1.

В другой расточке корпуса гидроцилиндра 5 большего диаметра расположен рабочий нажимной поршень 9, скрепленный со ступенчатым штоком 10, вход щим ступенью меньшего диаметра в отверстие опорного поршн  6. В штоке 10 выполнено ступенчатое отверстие, в котором установлены два упорных подшипника 11 и 12, охватывающих с обеих сторон головку 13 толкател  4 и образующих подшипниковый узел двустороннего действи . Между поршнем 9 и упорным подшипником 12 установлена компенсационна  прокладка 14 дл  создани  рабочего нат га в подшипниковом узле. Корпус гидроцилиндра 5 закрыт крышкой 15, на которой укреплен цикловой конечный выключатель 16, взаимодействующий с толкателем 17 порщн  9. Полость 18 гидроцилиндра

(между рабочим нажимным порщнем 9 и опорным поршнем 6) служит дл  зажима инструмента, а противоположна  ей полость 19 (между поршнем 9 и крышкой 15) - дл  его отжима. К крышке 15 подведена гидролини  20 питани  полости 19 дл  отжима инструмента. Полость 18, служаща  дл  зажима инструмента, соединена гидролинией с управл ющим гидрораспределителем гидросистемы станка (не приведены) через стандартный двусторонний гидрозамок 21, имеющий две подвод щие гидролинии 22 и 23 и одну выходную - 24 (фиг. 2). Гидролини  23 служит дл  открыти  гидрозамка и соединена с гидролинией 20 (фиг. 1). В корпусе гидроцилиндра 5 выполнена гидролини  25, сообщающа с  с выходной гидролинией 24 двустороннего гидрозамка 21. Гидрозамок 21 жестко закреплен на корпусе гидроцилиндра 5. Между ними размещена уплотнительна  прокладка 26.

Б ступенчатом отверстии 27, выполненном в корпусе гидроцилиндра 5, расположен гидроаккумул тор. Он состоит из поршн  28 и пружины 29, предварительный нат г который осуществл етс  заглушкой 30.

Устройство работает следующим образом При зажиме инструмента масло от гидрораспределител  под давлением подаетс  по гидролинии 22 в гидрозамок 21 и далее по гидролини м 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 прижимаетс  к заднему торцу шпиндел  1. Рабочий поршень 9 при этом движетс  в противоположном относительно поршн  6

направлении (т. е. от шпиндельной бабки 3), т нет толкатель 4, который посредством захвата сцепл етс  с головкой хвостовика инструмента.

Claims (2)

1. Силова  замкнута  цепь взаимодействующих друг с другом деталей при передаче усили  зажима будет следующа ; масло в полости 18 (под давлением) - рабочий поршень 9 - ступенчатый шток 10 - упорный подшипник 11 - головка 13 толкател  4 - тело толкател  4 - захват инструмента - конусный хвостовик инструмента - конусное отверстие на рабочем конце шпиндел  1 - тело шпиндел  1 - дополнительный упорный подшипник 8 - кольцо 7 - опорный поршень 6 - масло в полости 18. Таким образом, силова  цепь при передаче усили  зажима проходит только по телу шпиндел  1, не нагружа  его главные подшипники
2. 2. Дл  отжима инструмента гидролини  22 соедин етс  гидрораспределителем со сливом , а масло под давлением подаетс  одновременно в гидролинии 23 и 20. Масло, постуИаюшее по гидролинии 23 смещает шарик гидрозамка 21 (т. е. открывает гидрозамок) и создает возможность маслу из полости 18 вытекать на слив по гидролини м 25, 24 и 22. Масло под давлением, поступаюшее по гидролинии 20, попадает в полость 19 и смешает 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 отверсти  шпиндел  и заменен на новый. Силова  цепь взаимодействуюших деталей при отжиме инструмента следуюша : масло в полости 19 (под давлением) - рабочий поршень 9 - упорный подшипник 12 - головка 13 толкател  4 - тело толкател  4 - захват инструмента - конусный хвостовик инструмента - конусное отверстие нг рабочем конце шпиндел  1 - тело шпиндел  1 - главные подшипники шпиндел  2 - корпус шпиндельной бабки 3 - корпус гидроцилиндра 5. При передаче усили  отжима нагружаютс  главные подшипники шпиндел  2, однако это практически не оказывает отрицательного вли ни  на точность и долговечность главных подшипников, так как усилие отжима составл ет весьма не значительную часть усили  зажима по величине, ориентировочно , 5-7%, т. е. 100-150 кгс, усилие отжима кратковременно по длительности, всего несколько с, кроме того, усилие отжима действует только при остановленном шпинделе , т. е. когда главные подшипники не врашаютс  и в св зи с этим исключаетс  теплообразование в них. Использование предлагаемого изобретени  позвол ет увеличить срок службы главных подшипников шпиндел  примерно на 20-25% и длительно сохран ть их первоначальную точность, так как почти в два раза уменьшаетс  осева  составл юща  действующей на главные подшипники нагрузки за счет исключени  усили  дл  удержани  инструмента в шпинделе станка, кроме того, уменьшаетс  тепловыделение в главных подшипниках шпиндел  за счет уменьшени  действующей на них силы, а это дает возможность уменьшить смещение шпиндел  от тепловых деформаций. Формула изобретени  Устройство дл  зажима инструмента в шпинделе металлорежушего станка по авт. св. № 841790, отличающеес  тем, что, с целью упрощени  конструкции при обеспечении разгрузки главных подшипников шпиндел  от осевой силы при зажатом инструменте , в полости гидроцилиндра со стороны толкател  установлен дополнительный поршень с опорным подшипником, контактирующий с задним концом щпиндел  через упом нутый подшипник. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 841790, кл. В 23 В 31/04, 1979.