Устройство для зажима инструмента в шпинделе металлорежущего станка

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 9) 1) 4 В 23 С 5/26, В 2 04 54) УЕНТАТАНКА57) Из бюро ся к станкотение отно может быть использован го зажима ин асточных, мн их станков. ое ВасильевА.Проко 111 уклин ) я авто атизированно шпинделях р умента оопера р я нных яется упро бретениярукции исч ет сниж ью и во СССР 4, 1983 вышение эконом ие ко гетич сти ни 5 7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свицетельстУ 1117135, кл. В 23 В 31/О СТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЖИМА ИНСТРУВ ШПИНДЕЛЕ МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО1340931 Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано для автоматизированного зажима инструмента в шпинделе расточных, многооперационных и других станков. 5Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение экономичности эа счет снижения энергетических потерь путем использования в качестве дросселирующего коллектора 10 гидростатической опоры силового замыкания упорного гидростатического подшипникаНа фиг, показано устройство, продольный разрез, с принципиальной15 гидравлической схемой питания опорзамкнутого гидростатического упор.ного подшипника при установке крана режима работы в общую гидролинию; на фиг.2 - принципиальная гидравли ческая схема питания опор замкнутого .гидростатического упорного подшипника при установке крана режима работы в гидролинию питания замыкающей опоры этого подшипника (вариант, испол 25 кения),ких потерь путем использования вкачестве дросселирующего коллекторагидростатической опоры силового замыкания упорного гидростатическогоподшипника. Устройство содержит установленный на подшипниках в корпусешпиндельной бабки шпиндель 1, назаднем конце которого закрепленкорпус 6 зажимного гидроцилиндра,поршень 8 которого связан с толкате"лем механизма захвата хвостовикаинструмента. Концентрично корпусу6 установлен корпус 16 отжимногогидроцилиндра с поршнем 18, предназначенным для взаимодейсвтия с поршйем 8. Между торцом корпуса шпиндельной бабки и торцом корпуса 6установлен гидростатический подшипник 2 с базовым 27 и замыкающим28 карманами гидростатических опор.В торце корпуса 6 выполнено отверстие 10, соединяющее рабочую полость11 зажимного гидроцилиндра с карманом 28 замыкающей гидростатической 5 10 15 20 25 опоры, а последний соединен с источником гидравлического давления через регулятор 39 и управляемый кран40 режима работы зажима. Из кармана28 масло поступает через отверстие10 в зажимную полость 11 и смещаетпоршень 8 с толкателем 5, посредством чего и осуществляется зажим ин-,струмента, установленного в шпинделе 1. При подаче давления в полость22 поршень 18 смещается в сторонупоршня 8 и, взаимодействуя с ним,перемещает толкатель 5, воздействующий на захватный механизм для освобождения головки хвостовика инстру-.мента. При установке крана 40 тольков гидролинии питания замыкающейопоры возможно осуществление силового замыкания по стыку 30 между корпусом 6 и упорным подшипником 2,чем обеспечивается Фиксация углового положения шпинделя в случае егоориентированного останова. 1 з.п,Ф-лы, 2 ил. Шпиндель 1 (фиг,1) установлен в замкнутом упорном 2 и радиальных 3 (покаэан только задний) гидростатических подшипниках, жестко связанных с корпусом 4 шпиндельной бабки. В шпинделе 1 выполнено центральное отверстие, внутри которого расположен толкатель 5 (передняя часть шпинделя с гнездом для закрепления инструмента и механизмом захвата его хвостовика не показана), На заднем конце шпинделя 1 установлен корпус 6 зажимного гицроцилиндра, который закреплен гайками 7. Внутри корпуса 6 расположен поршень 8, который закреплен на заднем конце толкателя 5 гайками 9. В торце корпуса 6 выполнено прямое сквозное отверстие 10 для подвода (прохода масла в зажимную рабочую полость 11. В зажимном поршне 8 выполнены продольные канавки 12 ( предпочтительно их должно быть три), в которых размещены защелки 13, в каждой из которых один иэ концов шарнирнозакреплен в поршне 8 на оси 4. Свободные концы защелок 13 направлены в сторону рабочей полости 11 и поджаты по направлению к периферии пружинами 15.Концентрично корпусу 6 расположен корпус 16 отжимного гицроцилиндра, жестко закрепленный винтами 17 совместно с замкнутым упорным подшипником 2 на заднем торце корпуса 4 шпиндельной бабки. Внутри корпуса 16 расположен поршень 18, который снабжен буртом 19, направленным в сторону поршня 8, На шток поршня 18 насажена крышка 20, закрепленная на корпусе 16 винтами 21, Между крышкой 20 и торцом поршня 16 образована рабочая полость 22, подвод масла в которую осуществляется через штуцер 23. К торцу штока поршя 18 прик - реплена винтами 24 упорная шайба 25, между которой и крьппкой 20 расположена возвратная пружина 26, надетая на шток поршня 18.Упорный гидростатический подшипник 2 имеет базовый 27 и замыкающий 28 карманы гидростатических опор. БазОвая гидростатическая опора образует с задним торцом шпинделя 1 рабочий зазор 29 и служит для восприятия прямой осевой нагрузки, действующий на шпиндель в направлении от рабочего конца к хвостовику. Замыкающая гидростатическая опора образует с передним торцом корпуса 6 зажимного гидроцилиндра рабочий зазор 30 и служит для восприятия осевых нагрузок, действующих на шпиндель в обратном направлении (например, при операциях типа обратной подрезки торцов).Карманы 27 и 28 гидростатических опор замкнутого упорного подшипника 2 соединены через каналы (отверстия) 31 и 32 соответственно с подводными штуцерами 33 и 34, Последние соединены внешними гидролиниями 35 и 36 через общую гидролинию 37 с источником гидравлического давления. В гидролинию 35 встроен регулятор 38, выполненный, например, в виде регулируемого дросселя. В гидролинию 36 встроен идентичный регулятор 39. В общую гидролинию 37 последовательно установлен кран 40 режима работы зажима, в качестве которого в пока занном варианте применен электрогид 5 10 15 2025 равличвский распределитель. Кран 40 соединен гидролинией 41 со штуцером 23.Возможно исполнение устройства, когда кран 40 установлен в гидролийии 36 питания замыкающей опоры гидростатического упорного подшипника перед управляющим устройством 39Устройство работает следующим образом.От источника гидравлического давления (гидростанции станка) маслопод давлением подается в узлы танка, в частности в карманы несущих опор радиального гидростатического подшипника 3, в несущие карманы 27 и 28 базовой опоры и замыкающей опоры упорного гидростатическога подшипника 2.В гидростанции имеется необходимая аппаратура для настройки режимаработы, т.е. поддержания номинального рабочего давления и отключения станка при падении давления ниже минимальной нормы в случае аварии. например разрыва трубок какой-либогидролинии. Время останова станкапри аварии в гидросистеме обычно З 0 не превышает 6 - 8 с.Если аварий в гидросистеме стан-.ка случилась во время резания, тонеобходимо инструмент надежно удержать в шпинделе до полной остановки 35 привода вращения шпинделя во избежание травмирования рабочего вырвавшимся инструментом, а также образования брака обрабатываемого изделия.40В карманы 27 базовой опоры маслоот источника гидравлического давле-.ния через кран 40 (электрогидравли".ческий распределитель) по внешнимгидролиниям 35 и 37, выполненным иэ 45трубок, подается к штуцеру 33, соединенному с отверстием 31, По внешней гидролинии 35 масло проходит через регулятор 38, которым устанавливается рабочее давление и зазор29 в базовой опоре.В карман 28 замыкающей опоры мас-.ло от источника гидравлического давления подается по внешней гидролинии 36 (также выполненной из трубки),которая через штуцер 34 соединена сотверстием 32. По внешней гидролиниимасло проходит через регулятор 39,посредством которого устанавливает 5 13ся давление в кармане 28 опоры силового замыкания,Электрогидравлический распределитель 40 служит для подключения илиотключения кармана 28 силового замыкания к источнику гидравлическогодавления,Иэ кармана 28 опоры силового замыкания масло поступает через отверстие 1 О в зажимную рабочую полость 11и смещает поршень 8 с толкателем 5,посредством чего и осуществляетсязажим инструмента, вставленного кэтому времени вручную или автооператором в конусное отверстие шпинделя 1.Двигаясь в направлении от переднего конца шпинделя 1, толкатель 5посредством, например, цанговогозахвата, сцепляется с головкой хвостовика инструмента и затягивает инструмент в конусное отверстие шпинделя 1. При этом свободные концы защелок 13 выйдут из внутренней полости цилиндра 6 и под действием пружин 15 сместятся к периферии, зайдяза внутренний край торца. В такомположении защелок 13 поршень 8 неможет сместиться в сторону передкего конца шпинделя 1, т,е. на отжиминструмента. Этим производится механическое замыкание и блокировказажатого инструмента. Давление маслав гидролинии 36, в полости кармана28 замыкающей опоры и в зажимнойрабочей полости 11 непрерывно поддерживается во время резания. В случае аварийного падения давления врабочей полости 11 ( например, иэ-эа1разрыва трубки в питающей гидролинии 36 свободные концы защелок13 упираются в торец цилиндра 6 инадежно удерживают инструмент в зажатом положении.Для осуществления отжима инструмента гидролиния 37 распределителем40 подключается к сливу, и масло поддавлением подается в рабочую полость22 через тот же распределитель 40и штуцер 23.При этом упорный гидростатический подшипник отключается от питания,что вполне допустимо, так как вовремя смены инструмента шпиндель невращается и достаточно базированияего только в радиальных подшипниках,Под действием давления масла пор-шень 18 смещается в сторону поршня40931б 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 8 и. своим коническим скосом прижимает защелки 13 к центру, чтобы их свободные концы разместились внутри цилиндра 6.Затем поршень 18 своим буртом 19 упирается в торец поршня 8 и смеща - ет его и толкатель 5 в сторону переднего конца шпинделя 1, При этом захваты механизма зажима освобождают головку хвостовика инструмента и он свободно может быть вынут из конусного отверстия шпинделя и заменен на новый.Возврат поршня 18 в исходное положение производится пружиной 26. Для, этого распределителем 40 осуществляется переключение в исходное ( рабочее) положение, т.е, гидролиния 37 подключается к опорам гидростатического упорного подшипника, а отжимная полость 22 через этот же распределитель - к сливу. Указанный подшипник выходит на свой рабочий режим и одновременно происходит зажим нового инструмента, Шпиндель станка готов к осуществлению следующей технологической операции. Эвакуация масла из зазора 30 осуществляется через сливную камеру К. При установке крана (распределителя) 40 режима работы устройства(фиг.2) в гидролинии 36 питания за мыкающей опоры гидростатическогоупорного подшипника перед дросселем 39 во время отжима отключаетсяпитание только указанной замыкающейопоры, а базовая опора продолжаетоставаться связанной через гидроли-.нии 35 и 37 с источником питания, ив кармане 2 действует давление, поддействем которого по стыку между корпусом 6 и упорным подшипником 2 осуществляется силовое замыкание, Засчет возникающих сил трения, в указанном стыке обеспечивается дополнительная фиксация углового положенияшпинделя на время смены инструмента,что важно в случаях ориентированногоостанова шпинделя,Формула изобретения 1. Устройство для зажима инструмента в шпинделе металлорежущего станка, содержащее размещенный на подшипниках в корпусе шпинделвной бабки шпиндель, закрепленный на зад40931 НИИПИ Заказ 4385/17 Подписно Т роизв.-полигр. пр-тие, г, Ужгород, ул. Проектная 7 13 нем конце шпинделя эажимный гидро- цилиндр, поршень которого закреплен на толкателе, связанном с захватом хвостовика инструмента, установленный неподвижно относительно шпиндельной бабки и концентрично зажим- ному гидроцилиндру отжимной гидро- цилиндр, поршень которого установлен с возможностью взаимодействия своим торцом с торцом поршня зажимного гидроцилиндра, причем в корпусе зажимного гидроцилиндра выполнено отверстие для. соединения его рабочей полости с источником гидравлического давления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения экономичности за счет снижения энергетических потерь, устройство снабжено установленным между задним торцом шпинделя и передним торцом корпуса зажимного гидроцилиндра, жестко связанным с корпусом шпиндельной бабки и с корпусом отжимного гидроцилинцра, замкнутым гидростатическим упорным подшипникомс базовым и замыкающим карманамигидростатических опор, при этомбазовая гидростатическая опора образует с задним торцом шпинделя рабочий зазор, а замыкающая гидростатическая опора образует с передним тор цом корпуса зажимного гидроцилиндрарабочий зазор, причем отверстие вкорпусе эажимного гидроцилиндра выполнено на его переднем торце и расположено напротив кармана замыкающей 15 гидростатической опоры, а упомянутыйкарман соединен с источником гидравлического давления через введенныев устройство регулятор и управляемыйкран режима работы.20 2. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что кран режима работы соединен также с карманом базовой гидростатической опоры.