Шпиндельное устройство горизонтально-расточного станка

(56) Авторское свиМ 108234, кл. В ован в корпусе радиально-упоратяг которых осуки 8, Передний акой 9, имеющей у маслоотража; ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ 347ое станкостроительно(54) ШПИНДЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ГОРИЗОНТАЛЬНО-РАСТОЧНОГО СТАНКА (57) Изобретение относится к станкостроению и может найти применение в горизонтально-расточных станках. Цель изобретения - повышение виброустойчивости выдвижного шпинделя за счет подачи смазки в направляющие втулки под постоянным давлением. При вращении шпиндеИзобретение относится к области машиностроения, а именно к станкостроению, и может найти применение в горизонтально-расточных станках,Целью изобретения является повышение виброустойчивости выдвижного шпинделя.Указанная цель достигается путем подачи смазки в смазочные канавки направляющих втулок выдвижного шпинделя под постоянным давлением.На фиг. 1 изображено предлагаемое шпиндельиое устройство, продольный разрез ори заднем положении выдвижного шпинделя; на фиг, 2 -узел на фиг. 1; на фиг.3 - вид сбоку на переднюю направляющую 1713749 А 1 лей 1 и 4 смазка по отверстию 26 поступает .в кольцевую камеру 23, а из нее по отверстию 25- в кольцевую камеру 24, иэ которой происходит вытекание смазки через щелевое уплотнение 27, и по радиальному отверстию 28 попадает в камеру 31, а из нее по винтовым канавкам 37- в камеру 34. Из этой камеры смазка через отверстие 36 заполняет камеру 35 и канавки 38, связанные с ней. Иэ камеры 35 смазка распределяется по канавкам 38 к передней втулке 2 двумя противоположно направленными потоками, один из которых направлен к переднему торцу втулки 2, а другой - к заднему. Тем самым обеспечивается смазывание наружной поверхности шпинделя 1. Иэ кольцевой камеры 35 по канавкам 38 осуществляется смазка задней опоры шпинделя 1, 2 з, и. ф-лы, 4 ил. втулку; на фиг. 4 - вид по стрелке А на фиг.3,Выдвижной шпиндель 1 горизонтальнорасточного станка, на котором крепится режущий инструмент, установлен в передней направляющей 2 и задней 3 втулках, Шпиндель 1 и втулки 2 и 3 закалены, при этом направляющие втулки 2 и 3 установлены с натягом в соответствующие расточки шпинделя 4. Шпиндель 4 смонтир шпиндельной бабки 5 на ных подшипниках 6 и 7, н ществлен затяжкой гай подшипник 6 прикрыт кры по внутреннему диаметр5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 тельные канавки (см. фиг. 1). Для восприятия крутящего момента на шпинделе 4 установлено зубчатое колесо 10. Передача момента осуществляется через шпонку 11. Зубчатое колесо 10 соединено с выходным зубчатым колесом 12 главного привода (на чертежах не показан). В шпинделе 4 выполнено два противоположно расположенных паза, в которых закреплены скользящие шпонки 13, сопрягающиеся со шпоночными пазами 14 выдвижного шпинделя 1; Шпонки 13 служат для передачи крутящего момента от шпинделя 4 на выдвижной шпиндель 1 при различной величине его вылета, Внутри шпинделя 4 имеется средняя кольцевая полость 15, которая ограничена внутренней поверхностью .выдвижного шпинделя 1 и поверхностями направляющих втулок 2 и 3.В передней части шпинделя 4 выполнена расточка, в которой последовательно расположены упорное кольцо 16, уплотнительная манжета 17, наружное кольцо 18, образующие уплотнение между полым 4 и выдвижным 1 шпинделями. Кольцо 18 зафиксировано в расточке при помощи пружинного кольца 19 и удерживает манжету 17, Упорное кольцо 16 имеет в средней части кольцевой выступ, который прорезан шлицами в нескольких местах. Этим выступом упорное кольцо 16 обращено к переднему торцу направляющей втулки 2. По внутреннему и наружному краям кольцевого выступа упорного кольца 16 и между торцом расточки образованы две коаксиально расположенные камеры, сообщающиеся через шлицы,Наружная камера через дроссельное отверстие 20 сообщается с внутренней полостью корпуса 5 шпиндельной бабки.В расточке бобышки на второй стенке корпуса 5 шпиндельной бабки установлена дополнительная втулка 21, зафиксирован, ная винтом 22, Втулка 21 имеет наружную (периферийную) 23 и внутреннюю 24 кольцевые камеры, сообщающиеся одна с другой через отверстия 25.Периферийная камера 23 посредством отверстия 26 в корпусе 5 шпиндельной бабки соединена с системой смазки станка (на чертежах не показана). Внутренняя кольцевая камера 24 охватывает шпиндель 4. Она герметиэирована щелевыми уплотнениями 27, образованными зазором, например а,030,05 мм, между краями внутреннего диаметра втулки 21 и наружной поверхностью шпинделя 4. В шпинделе 4 выполнено четыре радиальных отверстия 28, сообщающихся с внутренней кольцевой камерой 24.С задним торцом передней направляющей втулки 2 состыковано меньшим диаметром ступенчатое кольцо 29, Внутренний диаметр.ступенчатого кольца 29 выполнен на 2 мм больше наружного диаметра шпинделя 1, что образует маслопроходную щель 30. Поверхность меньшего наружного диаметра ступенчатого кольца 29 с задним торцом передней направляющей втулки 2 и внутренней поверхностью рассрочки, в которой установлена направляющая втулка 2, образуют маслоприемнуа кольцевую камеру 31, соединенную с радиальным отверстием 28 в шпинделе 4, а через него и с кольцевой внутренней камерой 24 (см. фиг. 2).В передней части передней направляющей втулки 2 выполнены концентрично расположенные наружная 32 и внутренняя 33 кольцевые канавки, Наружная кольцевая канавка 32 и внутренняя поверхность расточки в полом шпинделе 4 под направляющую втулку 2,образуют наружную промежуточную кольцевую камеру 34, Внутренняя кольцевая канавка 33 и наружная поверхность шпинделя 1 образуют внутреннюю промежуточную кольцевую камеру 35, Кольцевые камеры 34 и 35 соединены одна с другой отверстиями 36.Снаружи на передней направляющей втулке 2, между наружной кольцевой канавкой 32 и задним торцом втулки 2, нарезаны левые двухзаходные смазочные канавки 37,имеющие прямоугольное сечение для обеспечения наименьшего гидравлического сопротивления. Заходы винтовых канавок 37 на заднем торце направляющей втулки 2 расположены в ее диаметральной плоскости (см. фиг. 3 и 4).Внутри в передней направляющей втулке 2 нарезаны левые двухзаходные смазочные винтовые канавки 38, непосредственно соединенные с кольцевой камерой 35, так как пересекают ее, Смазочные винтовые канавки 38 имеют одинаковые шаг и направление, что и винтовье канавки 37. Заходы смазочных винтовых канавок 38 на заднем торце направляющей втулки 2 также расположены в диаметральной плоскости, которая перпендикулярна диаметральной плоскости,. в которой расположены заходы канаво 37,В любом поперечном сечении передней направляющей втулки 2 винтовые канавки 38 и канавки 37 чередуются одна с другой и равноудалены одна от другой.Такое взаимное расположение канавок 37 и 38 обеспечивает равномерную радиальную усвдку передней направляющей втулки 2 при ее монтаже с натягом в расточке шпинделя 4. Это позволяет сохранить необходимуа круглость внутренней цилиндрической поверхности направляющей втулки 2,1713749 5 10 20 25 30 35 40 45 50 55 Винтовые смазочные канавки 38 имеют вогнутый профиль с шириной Ь, в несколько раз большей глубины с, например Ь -4 - 5 мм, с - 0,3 - 0,5 мм, Этим достигается небольшой угол наклона краев канавок к внутренней цилиндрической поверхности направляющей втулки 2, что,благодаря возникающему клиновому эффекту при перемещении выдвижного шпинделя 1, . обеспечивает полное и стабильное заполнение слоем смазки всего зазора между внутренней поверхнбстью направляющей втулки 2 и наружной поверхностью шпинделя 1;Внутри задней направляющей втулки 3 нарезаны двухэаходные смазочные канавки, аналогичные смазочным канавкам 38 во втулке 2.Шпонки 13 установлены на шпинделе 4 по соседству с задним подшипником 7 со стороны, противоположной расположению переднего подшипника 6. Начало шпоночного паза 14 на шпинделе 1 расположено от переднего его торца на длине не менее суммы расстояний между противоположными наружно направленными торцами передней 2. и задней 3 направляющих втулок и толщины уплотнения, Толщина уплотнения равна сумме .толщин упорного кольца 16, манжеты 17, наружного 18 и пружинного 19 колец, При таком расположении шпоночного паза 14 гладкая цилиндрическая часть шпинделя 1 в заднем положении полностью заходит в направляющую втулку 3 и обеспечивает герметизацию средней кольцевой части полости 15 (см, фиг, 1), обеспечивающую подачу масла в направляющую втулку 3;Втянутое положение шпинделя 1 для горизонтально-расточных станков, оснащенных системой программного управления, соответствует смене инструмента. Практически смена инструмента в горизонтально-расточных станках в среднем производится через каждые 5 - 10 мин, что дает воэможность с такой периодичностью осуществлять подачу масла в винтовые канавки направляющей втулки 3. Устройство работает следующим образом,От главного привода станка передаетсявращение через зубчатое колесо 12 на зубчатое колесо 10, сидящее на шпонке 11 нашпинделе 4. От шпинделя 4 крутящий момент передается на шпиндель 1 черезскользящие шпонки 13 и шпоночный паз 14,Шпиндель 1, вращаясь, может перемещаться в продольном направлении поддействием механизма осевой подачи, . 6кинематически соединенного с хвостовой частью выдвижного шпинделя 1.Смазка шпинделя 1 осуществляется от системы смазки станка под давлением (Р - 5 кг/см ) по отверстию 26 в кольцевую камеру 23, а из нее - по отверстию 25 в кольцевую камеру 24, охватывающую шпиндель 4. Из кольцевой камеры 24 происходит вытекание смазки через щелевое уплотнение 27. По радиальному отверстию 28 смазка попадает в кольцевую камеру 31, а из нее по винтовым канавкам 37 - в камеру 34. Из этой камеры смазка, проходя через отверстие 36, заполняет камеру 35 и непосредственно соединенные с ней винтовые канавки 38.Из камеры 35 смазка поступает по винтовым канавкам к передней направляющей втулке 2 двумя противоположно направленными потоками, один иэ которых направленк переднему торцу втулки 2, а другой - к заднему. Поток масла, направленный к переднему торцу направляющей втулки 2, проходит из кольцевой камеры 35 по расположенным впереди нее частям смазочныхканавок 38 к переднему торцу шпинделя 4, осуществляя смазывание наружной поверхности шпинделя 1. Часть смазки собирается во внутренней кольцевой камере, прилегающей к упорному кольцу 16, и, пройдя через его шлицыпо отверстию 20 направляется в полость корпуса 5 шпиндельной бабки. Величина этого потока ограничивается подбором диаметра отверстия 20,Поток смазки, направленный к заднему торцу направляющей втулки 2, проходит иэ кольцевой камеры 35 по расположенным сзади нее частям канавок 38 к заднему концу шпинделя 4, одновременно осуществляя смазывание наружной поверхности шпинделя 1.Неизрасходованная смазка вытекает иэ заходов смазочных канавок 38 на заднем торце передней направляющей втулки 2 в кольцевую маслопроводную щель 30 а из нее - в среднюю кольцевую полость 15. При установке шпинделя 1 в заднем положении смазка собирается в средней кольцевой полости 15, По мере накопления смазки в кольцевой полости 15 она проходит в канавки направляющей втулки 3,Смазка внутренней цилиндрической поверхности задней направляющей втулки осуществляется разбрызгиванием масла шпоночными пазами 14 при размещении начала паза перед задней направляющей втулкой 3 и затекания в него масла, скопившегося в средней кольцевой камере 15.Формула изобретения1, Шпиндельное устройство горизонтально-расточного станка, содержащее расположенный на переднем и заднем подшипниках качения в корпусе шпиндель ной бабки полый шпиндель, имеющий шпонку, размещенную в пазу установленного в мем нв передней и задней направляющих втулках выдвижного шпинделя, с уплотнением со стороны передйего под шипника, при этом на направляющих втулках выполнены многозаходные винтовые смазочные канавки, сообщающиеся одна с другой кольцевой полостью между полым и выдвижными шпинделями, о т л и ч а ю щ е , е с я тем, что, с целью повышения виброустойчивости выдвижного шпинделя, оно снабжено дополнительной втулкой, охватывающей полый шпиндель и размещенной у переднего подшипника, в которой выполне ны. кольцевые канавки, предназначенные9 М 6 3 Е У З 7 272 б 2 ХИ 37 для связи с системой смазки и со смазочными канавками направляющих втулок посредством отверстий, выполненных в полом шпинделе, и винтовых канавок, выполненных на наружной поверхности передней направляющей втулки, при этом шпонка, соединяющая шпиндели, размещена у заднего подшипника с внешней стороны.2, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что винтовые канавки на передней направляющей втулке выполнены двухэаходными с одинаковым шагом и направлением, причем их заходы расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях.3, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что шпоночный паэ в выдвижном шпинделе выполнен на расстоянии от его переднего торца, не меньшем суммы расстояния между противоположными торцами передней и задней направляющих втулок и толщины уплотнения,72 ЮО 7 3 8 13 Я1713749 Составитель В.ПанфиловТехред М;Моргентал Корректор С.йевкун дактор Т,Иванова Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 аказ 652 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раущская на 5., 4/5