Шпиндельный узел

,ЯО.ИМОШ В 19 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯицетвытв ВТОРСКОМ анко о ванолов раэя - по-тем ста. танкоа. а в кори выполт линейаза корпу са.9. У ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЭОБРЕтЕНИЯМ И ОТНРЫТИЕИПРИ ПЧНТ СССР(56) Точность и надежностс ЧПУ./Под ред. А.С.ПроникМашиностроение, 1982, с,; (54) Ш 11 ИНДЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ (57) Изобретение относится строению и может быть исполпри разработке шпиндельныхличных групп. Цель изобретевьппение точности обработкибилиэации положения оси шпиШпиндельная бабка 1 раэмещепусе 9, при этом корпус бабнен иэ материала, коэффициеного расширения которого впревышает аналогичный парам1495001 30 Шпинпельный узел работает следующим образомПри включении станка и опорах 6 и 7 шпинделя 8, д также внутри корпуса 2 генерируются тепловые потоки, ндгрендющие кдк корпус 2, так и кор 55 Изобретение относится к станкостроению и может быть использованопри разработке шпиндельных узлов стднков различных групп. 5Цель изобретения - повышение точности обработки путем стабилизацииположения оси шпинделя.На фиг.1 приведен шпиндельныйузел, поперечный разрез; на фиг.2 - Ото же, продольный разрез; на Фиг.Зи 4 - шпиндельный узел, варианты исполнения.Шпиндельный узел содержит шпиндельную бабку 1, которая включает 15корпус 2 с двумя расточками 3 и 4под подшипники 5 опор 6 и 7 шпинделя8. Бабка установлена в дополнительном корпусе 9 и фиксируется относительно него по плоскости разъема 10 20болтами и штифтами 11. Дополнительный корпус имеет базовые элементы 12,с помощью которых он сопрягается снесущей деталью станка. По боковымповерхностям 13 и 14 в зоне опор 6 и7 шпиндельная бабка 1 опирается нарегулируемые болтами 15 роликовые направляющие 16 качения, установленные по обеим сторонам бабки 1 в зоне опор 6 и 7.Нижняя часть 17 корпуса 2 бабки1 связана с корпусом 9 посредствомупругих пластин 18. Корпус 2 бабки1 может иметь исполнение в виде замкнутой коробки с крьппкой 19. 35Возможен конструктивный вариантпредлагаемого шпиндельного узла, вкотором корпус 2 фиксируется относительно корпуса 9 упругими пластинами18, Корпус 2 жестко соединен с корпусом 9 посредством двух металлических планок 20 в плоскостях 21 и 22.Упругие пластины 18 жестко крепятсяк корпусу 9 и к корпусу 2 болтами23, Кеталлические планки выполнены 45из материала с большим значением коэффициента линейного расширения, чему корпуса 9, Сам корпус 2 при этомможет быть изготовлен из материала слюбым коэффициентом линейного расширения, его значение не влияет на смещение оси шпинделя 8, или ф 1Ь=Нэ(6) пус 9, то есть при повышении избыточной температурыкорпуса 9, одновременно повышается также и температура к дополнительного корпуса 9, При этом смещение Хэ плоскости 1 О крепления корпуса 2 происходит в положительном направлении вдоль оси Х, а смещение шпиндельных опор 6 и 7 - Хр происходит в отрицательном направлении - Х относительно плоскости 10, При этом в соответствии с расчетами и экспериментальными исследованиями установлено, что избыточная температура корпуса 2во всем ра-.Эбочем диапазоне температур работы узла выше избыточной температуры корпуса 9 , при этом между избыточными температурами С к и 1 э при рабочих режимах узла существует зависимостье = 1 ст, (1) где 1 = 1,2-1,3 в рабочем диапазоне температур при эксплуатации узла, то есть при С =10-50 С.Таким образом, чтобы ось шпинделя не меняла своего положения вдоль координаты Х, необходимо соблюдение условия1 1 к (2) где 61, - тепловые смещения корпуса2 на длине Ь, определяющейположение оси шпинделя:Ь 1., - тепловые смещения корпуса9 на длине Н, определяющейтепловые смещения плоскости крепления корпуса 2,В свою очередь величины Ь 1.р и 61, определяются уравнениями5 1. = ос Ь С; (3)Ь 1,1, = оС . Н "с, (4) где М,э - коэффициент линейного расширения материала корпусного элемента 2 рок - коэффициент линейного расширения материала корпуса 9.Если в качестве материала корпуса9 использовать чугун (М =1 Г 1/ С),д для корпуса 2 применить дюралюминий-6 о имеет размер Н=360 мм,о=11 х 10 1/ С о =22 х 10 1/ С с=1,2, то для обеспечения условий (2), (5) размер Ь должен быть равен 1 1Ь = 360 х -- х= 150 мм2 1,2 15 Расчетное смещение 1 1 оси 00шпинделя 8 вдоль оси Х при условии1,=50 С и при отсутствии корпуса 2равно1 = ой, (Н - Ь)20 Ь 1 = 11 х 10 (360-150) х 50 120 мкм,Использование предлагаемого узла позволяет получить расчетное нулевое 2 б смещение оси шпинделя 8. Возможные отклонения от нулевого положения оси шпинделя 8 от начального положения О О, определяются пере- З 0 ходными тепловыми процессами, неустановившимися температурами корпусов 9 и 2, колебаниями значений коэффициен"тов 1, 1, в рабочем диапазоне температур узла,Предлагаемая конструкция оГеспечивает повышение точности производительности обработки,Формула изобретенияШпиндельный узел, содержащий шпиндельную бабку со шпинделем, установленным в опорах корпуса, а также привод, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности обработки путем стабилизации положения оси шпинделя, узел снабжен дополнительным корпусом и направляющими каче ния, при этом шпиндельная бабка размещена в дополнительном корпусе с жесткой фиксацией ее к верхней части последнего и с возможностью взаимодействия нижней части кррпуса с дополнительным посредством введенной в узел упругой пластины, а направляющие качения размещены между вертикальными стойками корпусов, при этом корпус шпиндельной бабки выполнен иэ материала с коэффициентом линейного расширения, в два раза превышающим коэффициент линейного расширения,материала дополнительного корпуса.1 495001 УХ р О О Сиг Составитель Ю.ЕльчаРедактор С,Патрушева Техред Л.Олийнык Лончакова Коррек оиэводствецнц-иэдательский комбинат "Патент", г. Укгоро Гагарина, 10 Закаэ 4155/7ВНИИПИ Госуда Тирам 831 Подписноевенного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5