SU1593886A1 - Шпиндельный узел - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к станкостроению и может быть использовано в металлорежущих станках. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности зажима инструмента во врем  работы шпиндельного узла за счет компенсации ослаблени  в процессе эксплуатации усили  тарельчатых пружин и поддержани  заданного усили  зажима. При вращении шпиндел  2 от приводной муфты, одна из полумуфт 15 которой жестко св зана со шпинделем 2, а втора  полумуфта 16 за счет взаимодействи  наклонных торцовых кулачков 17 и 18 полумуфт 16 и 15, перемеща сь в осевом направлении и тем самым компенсиру  ослабление в процессе эксплуатации усили  пакета тарельчатых пружин 10, который размещен между полумуфтой 16 и стаканом 12, св занным со штревелем 8 механизма зажима инструмента, обеспечивает при этом надежный зажим последнего в оправке 3. 1 ил.

Description

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в металлорежущих станках.

Цель изобретения — повышение надежности зажима инструмента во время работы шпиндельного узла за счет компенсации ослабления усилия тарельчатых пружин и поддержания заданного усилия зажима.

Нь чертеже изображен шпиндельный узел, общий вид.

Шпиндельный узел содержит корпус 1, шпиндель 2 с инструментом на оправке 3, смонтированный в корпусе i на передней 4 и задней 5 опорах, втулку 6, расположенную между опорами, крышку 7 передней опоры 4, механизм зажатия инструмента в виде штревеля 8 с захватом 9, муфту привода, набор тарельчатых пружин 10, упорный подшипник 11, стакан 12 и силовой привод, (не показан), а также бесконтактное уплотнение передней опоры 4, выполненное в виде буртиков 13 на шпинделе 2 и 14 — на крышке 7 с осевым зазором между ними. Муфта привода выполнена разъемной из двух полу муфт 15 и 16 с торцовыми кулачками 17 и 18 соответственно. При этом взаимодействующие поверхности кулачков 17 и 18 выполнены наклонными (угол наклона поверхностей кулачков 17 и 18 выбирается в зависимости от конкретных условий эксплуатации).

Полумуфта 15 посредством шпонки расположена на шпинделе 2, контактирует с задней опорой 5 и зафиксирована от осевого перемещения вдоль шпинделя 2, например, стопорными винтами. При этом установка полумуфты 15 на шпиндель 2 определяет осевой зазор в передней 4 и задней 5 опорах. Полумуфта 16 расположена на шпинделе 2 с возможностью как осевого перемещения вдоль последнего, так и поворота относительно шпинделя 2. Полумуфта 16 по наружной поверхности снабжена зубчатым венцом 19, который входит в зацепление с сопряженным зубчатым колесом коробки скоростей (не показано). Полумуфта .16 посредством упорного подшипника 11, рас-, положенного в выточке 20 полумуфты 16, взаимодействует с пакетом тарельчатых пружин 10, размещенных между полу муфтой 16 и стаканом 12, установленным с торца шпинделя 2 с возможностью осевого перемещения вдоль последнего. Захват 9 механизма зажатия инструмента взаимодействует с оправкой 3 с инструментом, а штревель 8 соединен со стаканом 12. На штревеле 8 установлен также ограничитель 21 хода, поджатый, например, гайкой 22. Ограничитель 21 хода взаимодействует со стопорным кольцом 23, установленным внутри шпинделя 2.

Узел работает следующим образом.

После сборки шпиндельного узла пакетом тарельчатых пружин 10 устанавливается усилие зажима инструмента в шпинделе 2. Инструментальная оправка 3 с инструмен том прижимается к Шпинделю 2 усилием пакета тарельчатых пружин 10, которое передается на оправку 3 стаканом 12, соединенным со штревелем 8 с захватом 9. Для смены инструмента с оправкой 3 к штревелю 8 прикладывается осевое усилие от силового привода (не показан), превышающее усилие пакета пружин 10. При этом штревель 8 с захватом 9 перемещается вниз и инструмент с оправкой 3 освобождается из шпинделя 2. Одновременно со штревелем 8 перемещается стакан 12, сжимая пакет тарельчатых пружин 10. При снятии со штревеля осевого усилия от силового привода последний с захватом 9 и стаканом 12 под действием пакета тарельчатых пружин 10, стремящихся принять ненагруженное состояние, поднимается вверх до упора ограничителем 21 хода в стопорное кольцо 23. Повторная установка инструмента с оправкой 3 в шпиндель 2 происходит аналогичным образом. При зажатой инструментальной оправке 3 в шпинделе 2 между ограничителем 21 хода штревеля 8 и стопорным кольцом 23, расположенным в шпинделе 2, имеется гарантированный зазор, обеспечивающий надежное затягивание оправки 3 в шпинделе 2.

Шпиндель 2 приводится во вращение муфтой привода, полу муфта 16 которой зубчатым венцом 19 входит в зацепление с сопряженным зубчатым колесом коробки скоростей (не показано) и одновременно торцовыми кулачками 18 — с ответными торцовыми кулачками 17 полумуфты 15, которая жестко зафиксирована на шпинделе 2. Величина усилия, с которым взаимодействуют между собой полумуфты 15 и 16, равна величине усилия зажатия инструмента и определяется также пакетом тарельчатых пружин 10. Величина этого усилия достаточна для того, чтобы во время вращения шпинделя полумуфты 15 и 16 не разъединялись и надежно передавали крутящий момент (вращение) , и выбирается в зависимости от конкретных условий эксплуатации. В процессе эксплуатации тарельчатые пружины 10 имеют тенденцию к ослаблению усилия, т.е. к проседанию, к потере своих характеристик. Следовательно, величина усилия зажатия инструмента и сцепления полумуфт 15 и 16 со временем уменьшается. При этом при вращении полумуфта 16 поворачивается относительно полумуфты 15, перемещаясь наклонными поверхностями торцовых кулачков 18 по наклонным поверхностям торцовых кулачков 17, поднимаясь и одновременно поворачиваясь относительно шпинделя 2, компенсируя' величину проседания тарельчатых пружин 10, обеспечивая тем самым надежное зажатие инструмента с оправкой 3 в шпинделе 2 в процессе обработки и надежную передачу крутящего момента (внешнего усилия) на шпиндель 2 при любом направлении вращения. Чем больше проседание пружин 10, тем на большую величину поднимается по шпинделю 2 полумуфта 16, обеспечивая расчетное (заданное) усилие зажатия инструмента.

Данный процесс компенсации проседания (потери характеристик) тарелчатых пружин 10 происходит до тех пор, пока внешнее усилие не превысит момент трения (сцепления) полумуфт 15 и 16 между собой, обеспечиваемый как пакетом тарельчатых пружин 10, так и поверхностью контакта торцовых кулачков 17 и 18 между собой. При этом необходимо заменить пакет тарельчатых пружин 10 или добавить в него несколько новых тарельчатых пружин до обеспечения заданного усилия.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Шпиндельный узел, содержащий шпиндель, смонтированный в корпусе на передней и задней опорах, размещенную на шпин5 деле муфту привода последнего и механизм зажима инструмента, выполненный в виде штревеля с захватом и пакета тарельчатых пружин, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности зажима инструмента, муфта выполнена из двух полумуфт с ¹θ наклонными торцовыми кулачками, причем одна полумуфта жестко связана со шпинделем и установлена с возможностью контакта с задней опорой, а пакет тарельчатых пружин размещен с возможностью вза15 имодействия одним торцом с другой полумуфтой, а другим — с введенным в устройство стаканом, соединенным со штревелем.

   Составитель А. Селиванов Редактор Н. Тупица Заказ 2798 Техред А. Кравчук Корректор Н. Король Тираж 671 Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

   Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101