Шпиндельный узел

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 191 (111 А 32 3 В 19/02 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ редняя пары ко е 4,5 и двух шипников 6, установлены нич 9циалных конструк танко ачения и пники 6, тановлен ССР985,иде23 ьств 9/02 или зазоный в вра 3, в подшипниках, выполнен иде подвижного полого цилиндкотором выполнена проточка дки наружного кольца подшипторец его установлен с возю контактирования с наружнымодшипника 7. Перемещением3 в конических роликовыхах 4,5 создается натяг илии создании зазора в передработают радиальные шарикои. 1 ил,(54) (57) НДЕЛЬНЫИ УЗЕЛбретение относим станков с выс для по ельой с ника 5,можность ным узл окобр аст вращен ляется вала. Цельювышение прои ения ьности счет повышения частоты ния шпинделя, Шпиндельнь режущего станка соде тановленный в корпус еталл 29,порат в г ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Ивановское спеторское бюро расточ(56) Авторское свВ 1135558, кл, В кольцом цилиндра и одшип ни зазор. П ней опор подшипни которых выполнена в виде ских роликоподшипников радиальных шариковых под, причем подшипники 4,5 с натягом между телами оковыми дорожками, а под - с зазором. В корпусе 1 механизм создания натяга130327 Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано вшпиндельных узлах станков с высокойчастотой вращения,Цель изобретения - повышение производительности путем повышения частоты вращения на чистовых и получистовых операциях изменением зазора-натяга в опорах шпинделя,На чертеже изображен шпиндельный 10узел, разрез.Шпйндельный узел металлорежущегостанка собран в корпусе 1, которыйустановлен в шпиндельной бабке 2. Передняя опора шпинделя 3 состоит издвух пар прецизионных подшипниковкачения: роликовых конических 4 н 5и шариковых радиальных 6 и 7, причемподшипники 4 и 5 установлены с натягом между телами качения и беговыми 20дорожками колец, а подшипники 6 ис зазором.В передней части шпиндельного узла установлен роликовый коническийпоДшипник 4, Наружное невращающеесякольцо подшипника 4 расположено в,отверстии корпуса 1, своим правымторцом упирается в запрессованную вкорпус 1 втулку 8 и зафиксировано отосевого перемещения через невращаю Ощееся кольцо 9 лабиринтного уплотнения фланцем 10, который с помощью кре"пежных винтов закреплен на левомвнешнем торце корпуса 1.35Внутреннее вращающееся кольцо подшипника 4, а также внутренние кольцаподшипников 5-7 запрессованы в полый(фрезерный) шпиндель 3 и через проставные кольца 11-13, вращающееся 4 Окольцо 14 лабиринтного уплотнения ифланец 15 шпинделя Э зафиксированы отосевого перемещения фланцем 16, который закреплен винтами на торце шпинделя 3. Наружные невращающиеся кольца радиальных шариковых подшипников6 и 7 установлены во внутреннем отверстии запрессованной в корпус 1 втулки 8. Между наружными невращающимисякольцами подшипников 6 и 7 установ Олен упругий элемент - пружина 17 сжатия, а между наружными невращающимися кольцами подшипников 4 и 6 установлено проставное кольцо 18, Все наружные кольца подшипников 4-7 установлены в отверстия по высокому квалитету точности,Подшипник 5 своим наружным невращающимся кольцом установлен в проточ 0 2ке, выполненной в корпусе цилиндра19, и зафиксирован от осевого перемещения в проточке цилиндра 19 пружинным упорным кольцом 20, Между кольцом 20 и торцом подшипника расположено проставное кольцо 21,Цилиндр 19 установлен в корпус 1по двум сопрягаемым круглым поверхностям,.выполненным с высоким квалитетом точности и с возможностью осевого перемещения.Задняя опора полого шпинделя Э выполнена на подшипниках 22 и 23 такого же типа, что и подшипники 6 и 7,расположенные в передней опоре шпинделя,Между подшипниками 22 и 23 установлены проставные кольца 24 и 25 дляустранения бокового зазора, что осуществляется путем подгонки кольца 25(уменьшение по высоте) с разноразмерностью колец по высоте на величинуосевого зазора в обоих подшипниках.Подшипники 22 и 23 закреплены наполом шпинделе 3 через проставное уплотнительное кольцо 26 и зубчатое колесо 27 гайкой 28.Внутри полого шпинделя 3 расположен выдвижной шпиндель 29, вращениеи крутящий момент на который передается шпонками 30, закрепленными наполом шпинделе 3 и взаимодействующими с пазами, расположенными на выдвижном шпинделе 29. Работа шпиндельного узла при черновом точении, фрезеровании осуществляется при работе передней опоры шпинделя 3 на роликовых конических подшипниках 4 и 5. Для этого цилиндр 19 своим приводом (не показан), например эксцентриковым механизмом, перемещается в правое положение, а вместе с ним перемещается вправо и невращающееся наружное кольцо подшипника 5, так как оно зафиксировано в отверстии цилиндра 19 пружинным упорным кольцом 20. При этом перемещении устраняются зазоры между роликами и взаимодействующими с ними беговыми дорожками подшипника 5, перемещается вправо полый шпиндель 3, так как внутреннее кольцо подшипника 5 зафиксировано на полом. шпрнделе 3 от осевого перемещения. Одновременно с перемещением полого шпинделя 3 вправо перемещается внутреннее кольцо подшипника 4, установленное и зафиксированное на полом шпинделе 3, до полногоустранения зазоров между роликами и взаимодействующими с ними беговыми дорожками подшипника 4, Так как наружное кольцо подшипника 4 не имеет осевого перемещения, то при дальнейшем перемещении цилиндра 19 устанавливается натяг между роликами и беговыми дорожками наружных и внутренних колец подшипников 4 и 5, Величина этого натяга определяется усилием, 10 развиваемым механизмом, транспортирующим цилиндр 19. Подшипники 6 и 7 перемещению полого шпинделя 3 не препятствуют, так как они в осевом направлении относительно втулки 8 не 15 зафиксированы. Также не препятствуют осевому перемещению шпинделя 3 и подшипники 22 и 23, так как они не имеют осевой фиксации.Таким образом, радиальную и осевую 20 составляющие технологических сил резания в передней опоре шпиндельного узла принимают роликовые конические подшипники 4 и 5, в этом положении шпиндельный узел предназначен для работы при черновых режимах резания.Часть радиальной нагрузки в передней опоре шпиндельного узла принимают и радиальные шариковые подшипники 6 и 7. Но величина этой нагрузки про порциональна отношению радиальных жесткостей групп подшипников 4,5 и 6,7, что составляет малую величину и не превышает грузоподъемность радиальных шариковых подшипников. 35Второе фиксированное положениешпиндельного узла соответствует ра-боте станка, в частности шпиндельного узла, на получистовых и чистовых режимах резания, т.е, работе передней 40 опоры полого шпинделя 3 на радиальных шариковых подшипниках 6 и 7. Дпя приведения шпиндельного узла в это положение необходимо цилиндр, 19 переместить в осевом направлении в левое положение. При этом движении цилиндра 19 перемещается влево наружное невращающееся кольцо подшипника 5, устраняется натяг и в дальнейшем возможен зазор между роликами и беговыми дорожками наружных и внутренних колец подшипников 4 и 5. При этом движении перемещается влево и начинает воздействовать на наружное коль цо подшипника 7 проставное кольцо 20, расположенное в том же отверстии цилиндра 19, в котором размещен подшипник 5. Наружное кольцо подшипника 7 также перемещается влево, так как в левом направлении оно не зафиксировано, до тех пор, пока не выберется этим движением осевой зазор в подшипнике 7. После этого перемещается весь подшипник 7, вместе с ним полый шпиндель 3, а также все элементы, расположенные на полом шпинделе 3. При перемещении полого шпинделя 3 влево наружное невращающееся кольцо подшипника 6 влево не перемещается, так как оно своим левым торцом упирается в проставное кольцо 18, которое, в свою.,очередь, упирается в торец не- вращающегося чаружного кольца подшипника 4, не имеющего осевого перемещения. Вследствие этого перемещение происходит только на величину суммарного бокового зазора подшипников 6 и 7, при этом упругий элемент - пружина 17 - сжимается, создавая натяг между рабочими телами подшипников - шариками - и беговыми дорожками колец подшипников. Натяг создается в обоих подшипниках 6 и 7, При этом положении полого шпинделя 3 в роликовых конических подшипниках 4 и 5 между роликами и беговыми дорожками колец подшипников натяг пропадает и возможен зазор.Таким образом, полый шпиндель 3 при работе с высокими частотами вращения базируется в передней опоре только на радиальных шариковых подшипниках 6 и 7, в то время как роликовые конические подшипники в работе не участвуют, т.е. не принимают ни осевой, ни радиальной составляющих от технологических сил резания.Формула изобретенияШпиндельный узел металлорежущего станка, содержащий шпиндель, установленный в корпусе через конические роликоподшипники в передней опоре, и механизм создания зазора-натяга в подшипниках, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности, он дополнительно снабжен одним или более радиальным шарикоподшипником, расположенным в передней опоре между коническими роликоподшипниками, а механизм создания зазора-натяга выполнен в виде полого цилиндра с расточкой, установленного на шпинделе между опорами с возмож1303270 Составитель А.АбрамовТехред:П,Сердикона Корректор А.Обручав Редактор А.Огар Тираж 976 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб, д, 4/5 Заказ 1248/12 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проктная,4 ностью осевого перемещения, при этомнаружное кольцо конического роликоподшипника смонтировано в отверстии,а радиальный щарикоподшипник установлен с возможностьк 1 взаимодействия наружного кольца с торцом полого цилиндра.