Способ повышения точности шпиндельного узла и устройство для его осуществления

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 050577 (21) 2483251/25-08 (51) М2 с присоединением заявки Нов В 23 В 25/06 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Специальное конструкторское бюро алмазно-расточных и радиально-сверлильных станков(54) СПОСОБ ПОВЬ 21 ЕНИЯ ТОЧНОСТИ ШПИНДЕЛЬНОГО УЗЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к металлообработке и может быть использовао для прецизионной обработки отвер:тий с подрезкой соосных с ними торцов преимущественно на алмазно-расточных станках.Известны способы повьхаения точности шпиндельного узла, при которых управляют усилием предварительного натяга в опорах шпинделя эа счет приложения в процессе обработки к шпиндельному узлу внешней осевой силы.Известны устройства для 6 овыщения точности шпиндельного узла, содержащие силовой орган, выполненный в виде установленной вне шпинделя тс соосно с ним пружины сжатия, один конец которой связан с,нагружающим устройсвом, управляемым при помощи датчика контроля рабочего усилия 1). Недостатком известйыхспособов и устройств является то, что они обеспечивают повышение точности шпиндельных узлов только при шлифовальных работах.Целью изобретения является снижение износа опор при обработке от 30.2верстий с подреэкой соосных с ними торцов методом осевой подачи. Для этого в предложенном способе внешнюю осевую силу, равную по величине и направленную противоположно осевой силе резания, прикладывают в процессе подрезки торцов непосредст" венно к шпинделю.В предложенном устройстве второй конец пружины сжатия связан со шпинделем, а датчик контроля рабочего усилия встроен в опору шпинделя, воспринимающую осевую нагрузку .С целью регулирования усилия, развиваемого пружиной сжатия, нагружающее устройство выполнено в виде гидроцилиндра, который смонтирован на корпусе шпиндельного узла с воэможностью установочного перемещения вдоль оси шпинделя. На чертеже изображено устройстводля осуществления способа повыаенияточности шпиндельного узла.Устройство содержит шпиндель 1,смойтированный в корпусе 2 шпиндельного узла на двух опорах, каждаяиз которых содержит два радиальноветственно, осевая нагрузка на переднюю опору шпинделя возрастают,вследствие чего увеличивается деформация втулки 4, По достижении осевой нагрузкой заданной величины впреобразующий блок 18 поступает соответствующий сигнал от тензодатчика17. Электросхема обеспечивает включение электромагнита, 16, при этомзолотник распределителя 15 перемещается влево и соединяет рабочую полостьгидроцилиндра 9 с магистралью давления, Шток 11 перемещается в крайнее правое положение и сжимает пружину 12, которая через палец 13 иупорный подшипник 14 передает шпинделю 1 осевую нагрузку, равную повеличине и направленную противоположно осевой силе резания, действующей на шпиндель при подрезкеторца в детали 21. Благодаря этомуподшипники 3 передней опоры шпинделя разгружаются от осевой силы реупорных подшипника 3 и две распорные втулки: наружную 4 ивнутреннюю5. Наружные кольца подшипников передней опоры замкнуты между упорнымторцом корпуса 2 и крышкой 6, благо-даря чему передняя воспринимаетрадиальные и осевые нагрузки. Задняяопора воспринимает только радиальныенагрузки. Внутренние кольца подшипников 3 обеих опор стягиваются нашпинделе 1 при помощи промежуточнойвтулки 7 и гайки 8. При этом благодаря тому; что наружные распорныевтулки 4 шире внутренних втулок 5на определенную величину, в подшипниках 3 обеих опор шпинделя создается прЕдварительный натяг, величинакоторого обеспечивает оптимальныеусловия работы шпиндельного узлапри растачивании отверстий,Соосно со шпинделем установлено нагружающее устройство - гидроцилиндр 9, закрепленный на корпусе 2-шпиндельного узла при помощикронштейна 10. Шток 11 гидроцилйндра воздействует на силовой орган,выполненный в виде пружины сжатия12, установленной во Фланце гидроцилиндра и взаимодействующей со шпинделем через палец 13 и упорный подшипник 14.Рабочая полость гидроцилиндра9"подключена к гидросистеме черезраспределитель 15, золотник которого связан с электромагнитом 16.В наружную распорную втулку 4передней опоры шпинделя 1 встроендатчик контроля рабочего усилия -тенэодатчик 17, управляющий черезпреобразующий блок 18 распределителем 15.ФНа шпинделе 1 закреплена борштанга19 с резцом 20, предназначеннымдля растачивания отверстия и подрезки соосного с ним торца в детали 21. На хвостовике шпинделя за-креплен шкив,22, связанный посредством клиноременной передачи с приводом вращения шпинделя (на чертежене показан) .Устройство работает следующимобразом.В йроцессе растачивания отверстияв детали 21 резцом 20 осевая составляющаясилы резания незначительнаи наружная распорная втулка 4 передней опоры шпинделя 1 испытывает некоторую деформацию под действием усилияпредварительного натяга в опоре. Приэтом электромагнит 16 распределителя15 обесточен, золотник распределите"=лянаходится в правом положении и рабочая полость гидроцилиндра 9 соединена со сливом. Шток 11 гидроцилиндра находится в крайнем левом положении и шпиндель 1 разгружен от усилия пружины 12.При врезании резца 20 в торец детали 21 осевая сила резания и "соот 5 30 15 20зания, и действующая на них в процессеподрезки торца осевая нагрузка, так же, как и при растачивании,остается равной усилию предварительного натяга.Окончание подрезки торца методомосевой подачи на алмазно-расточных станках, как правило, контролируется специальным реле времени (на чертеже не показано), которое дает команду на отвод шпиндельного узла от Формула Изобретения 1. Способ повышения точности шпин-дельного узла, при котором управ 65 обрабатываемой детали. Эта же коман-да поступает в блок 18 устройства 35 иобеспечивает отключение электромагнита 16 распределителя 15.Золотник распределителя под действйем своей пружины перемещаетсявправо, рабочая полость гидроцилиндра 9 соединяется со сливом, пружина 40 12 йеремещает шток гидроцилиндравлево, и шпиндель 1 разгружается отвнешнего усилия.Гидроцилиндр 9 может быть связан с кронштейном 10, например, с 45 помощью направляющих типа ласточкинахвоста на чертеже не показаны), чтопозволяет регулировать рабочее усилие пружины 12 установочным перемещением гидроцилиндра вдоль оси шпин делЯИспользование предлагаемых способа и устройства для повышения эксплуатационной точности шпиндельногоузла позволит обеспечить оптимальные условия работы узла как при растачивании, так и при подрезке торцов методом осевой подачи, благодаря чему, уменьшается износ шпиндельныхподшипников; увеличивается долговечность узла и, соответственно, 60 межремонтный период.745596 ляют усилием предварительного натяга в опорах шпинделя за счет приложения в процессе обработки к шпиндельному узлу внешней осевой силы, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью снижения износа опор при обработке отверстий с подреэкой соосных с ними торцов методом осевой подачи, внешнюю осевую силу, равнуюпо величине и направленную противоположно осевой силе резания, прикладывают в процессе подрезки торцов непосредственно к шпинделю. 10 15 1. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2044151/08,20 кл. В 23 О 5/20, 1974. Составитель Г. ДовнарКлюкина Техред Э.Фечо Корректор С. Шек едактор Подписимитета СССРоткрытийнаб., д. 4/5 Тираж 1160 ПИ Государственного о делам изобретений осква, Ж, Раушск 7/7 ЦН Заказ 113 илиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная 2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее силовой орган, выполненный в виде установленной вне шпинделя и соосно с ним пружины сжатия, один конец которой связан с нагружающим устройством, управляемым при помощи датчика контроля рабочего усилия, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что второйконец пружины сжатия связан со шпинделем, а датчик контроля рабочегоусилия встроен в опору шпинделя, воспринимающую осевую нагрузку. 3. Устройство по п. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью регулирования усилия, развиваемого пружиной сжатия, нагружающее устройство выполнено в виде гидроцилиндра, который смонтирован на корпусе шпиндельного узла с возможностью установочного перемещения вдоль оси шпинИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе