Шпиндельное устройство

(54) (57) ШПИНДЕЛЬНОЕ У СТВО, содержащее привод зажима ментальной головки, включающий жень, выходной конец которого вь с резьбой, и планетарно-диффере ный механизм, отличающееся тем, целью расширения технологически можностей путем использования зажима инструментальной головки д вода подачи плансуппорта в случа новки на шпиндельном устройстве шайбы, оно снабжено соединительно цевой втулкой, а стержень снабже цевой частью, взаимодействующей занной втулкой, причем внутрен ни метр шлицевой части стержня боль ружного диаметра резьбовой части. ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И(71) Ивановское специальное конструкторское бюро расточных станков(56) 1. Авторское свидетельство СССР639661, кл. В 23 В 47/00, 1977.2. Руководство по эксплуатации У 01.603. РЭ станков мод. 2636 и 2637. Ивановское станкостроительное производственное объединение, 1975, с. 37, рис. 22 (прототип). 3 В 47/00// В 23 В 19/0 СТРОЙ- инстру- стерпол нен нциальчто, с х возпривода ля прие устапланй шлин шлис укай диаше на5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к станкостроению, и может быть использовано на универсальных станках, преимущественно во фрезерно-расточных станках для обработки деталей, у которых помимо осевых расточек для подрезки торцов требуется поперечное перемещение режущего инструмента.Известно устройство для растачивания для тяжелых фрезерно-расточных станков с выдвижным шпинделем, содержащее по меньшей мере один радиальный суппорт с гайкой, сопряженной с ходовым винтом, на котором установлена коническая шестерня. Кроме того, устройство снабжено шарико-винтовой парой, винт которой жестко соединен с выдвижным шпинделем, а гайка размещщена в корпусе планшайбы и имеет коническое колесо, зацепляющееся с конической шестерней ходового винта 1.Недостатком устройства является то, что конструкция такого привода подачи требует наличия отверстия, расположенного соосно со шпинделем, что значительно ограничивает область его применения. Кроме того, известное устройство не позволяет осуществлять подачу в мм/об, так как отсутствует кинематическая связь между осевой подачей шпинделя и частотой его вращения.Известно также шпиндельное устройство, содержащее привод зажима инструментальной головки, включающий стержень, выходной конец которого выполнен с резьбой и планетарно-дифференциальный механизм 2,Недостатком известного устройства является сложность размещения планшайбы, что снижает технологические возможности станка, так как конструкция привода не позволяет иметь большой ход плансуппорта планшайбы в результате того, что длина рейки не может быть больше толщины планшайбы и требует обязательного продольного движения шпинделя. Кроме того, привод известного устройства не позволяет также осуществить подачу в мм/об, так как отсутствует кинематическая связь между продольной подачей шпинделя и частотой его вращения.Цель изобретения - расширение технологических возмож ностей путем использования механизма зажима инструментальной головки для привода подачи плансуппорта в случае установки на шпиндельном устройстве планшайбы.Указа нная цель достигается тем, что шпиндельное устройство, содержащее привод зажима инструментальной головки, вклю чающий стержень, выходной конец которого выполнен с резьбой, и планетарно-дифференциальный механизм, снабжено соединительной шлицевой втулкой, а стержень снабжен шлицевой частью, взаимодействующей с указанной втулкой, причем внутренний диаметр шлицевой части стержня больше наружного диаметра резьбовой части.На фиг. 1 изображено шпиндельное устройство, общий вид; на фиг. 2 - привод механизма зажима инструмента и подачи плансуппорта планшайбы; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 1; вариант установки инструмента; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 1, вариант установки планшайбы.Шпиндельное устройство, предназначенное для крепления инструмента 1, размещено в корпусе шпиндельной бабки 2, к которой крепится коробка скоростей главного привода 3, на которой, в свою очередь, закреплен привод механизма зажима инструмента и механизм управления 4.Привод зажима инструмента состоит из корпуса 5 планетарно-дифференциального механизма 6, высокомоментного электродвигателя 7 и отсчетного устройства 8.Передача движения с планетарно-дифференциального механизма 6 на вал 9 осуществляется зубчатыми колесами 10 - 13. Передаточное отношение планетарно-дифференциального механизма 6 на приводной вал 9 и шпиндель 14 станка выполнено таким образом, что при отключенном электродвигателе 7 привода и вращения шпинделя 14 с зубчатым колесом 11, соединенным со шпинделем через втулку 15 и шпонку 16, они вращаются с одинаковой угловой скоростью, т.е. зубчатое колесо 13 является неподвижным относительно шпинделя 14. Вал 9 установлен с возможностью вращения в расточке шпинделя. Вращение ва.ла 9 осуществляется через зубчатое колесо 13, установленное на шлицевом валу 17 через шлицевую втулку 18, соединенную с.валом 9, другой конец которого соединен со стержнем, выходной конец которого выполнен двухступенчатым. Первая ступень 19 стержня выполнена с резьбой, предназначенной для крепления инструмента 1, а вторая ступень 20 выполнена шлицевой, служащей для передачи крутящего момента. Стержень второй ступенью 20 центрируется во втулке 21, которая соединена с валом 9 посредством резьбы и штифта 22, предназначенного для передачи крутящего момента. Пружина 23 малой жесткости, размещенная в расточке вала 9, служит для смягчения ударов в начальной фазе установки режущего инструмента 1 или планшайбы 24, Кроме того, на стержне размещен пакет тарельчатых пружин 25, затянутый на стержне гайкой 26 с усилием, равным 0,5-0,8 от осевого усилия крепления инструмента 1, При установке инструмента 1 в шпинделе 4 передача крутящего момента дополнительно осуществляется шпонкой 27.Съемная планшайба 24 содержит корпус 28, в котором установлена крестовина 29 с размещенными в ней взаимодействующими коническими колесами 30 и 31. Крестовина 29 также служит лпорой скольжения для гайки 32, соединенной с коническим колесом 31 шпонкой 33. Ходовой винт 34 жестко соединен с плансуппортом 35 планшайбы 24. Коническое колесо 30 выполнено с хвостовиком, имеющим шлицы для установки соединительной шлицевой. втулки .36, которая, в свою очередь, соединяется с второй ступенью 20 стержня.Установка планшайбы 24 осуществляется по посадочному диаметру шпинделя 14, а ее крепление - посредством шпилек 37 с упорным буртом между резьбовыми концами и гаек 38. Крутящий момент на планшайбу 24 от шпинделя 14 передается шпонкой 39.В случае работы крупногабаритным инструментом 40 установка его производится на те же посадочные места, что и план- шайбы 24, и закрепляется теми же крепежными элементами.Контроль величины перемещения плансуппорта 35 планшайбы 24, установка нулевого положения и ограничение хода производится механизмом управления 4 путем настройки упоров 41, перемещением их на заданную величину, Механизм управления 4 выполнен в виде зубчатых колес 42 - 44, винта 45, гайки 46, соединенной с ползушкой 47, которая при перемещении направляется по отверстию втулки 48 и удерживается от поворота шпонкой 49, закрепленной на кронштейне 50. Ползушка 47 имеет пазы для установки упоров 41.На станках, оснащенных системой ЧПУ, отсчет перемещений плансуппорта 35 производится от отсчетного устройства 8, установленного на валу электродвигателя 7 привода механизма зажима, а механизм управления 4 в этом случае служитдля установки нуля и ограничения перемещения плансуппорта 35 планшайбы 24.Установка инструмента 1 происходит в следующей последовательности.Инструмент 1 вставляют в коническое отверстие шпинделя 14 так, что первая ступень 19 стержня соединяется с резьбовым отверстием в. хвостовой части режущего инструмента 1, тарельчатые пружины 25 сжимаются с усилием, необходимым для крепления режущего инструмента, и служат надежной защитой для предотвращения ослабления крепления от действия вибраций и тепловых деформаций в шпиндельной бабке, создавая постоянный натяг в резьбе.Шпиндельное устройство работает следующим образом.5 1 О 15 20 25 30 35 4 О 45 50 55 Пружина 23 малой жесткости поджимаетстержень в крайнее левое положение. Привключении электродвигателя 7 приводавращение передается через планетарнодифференциальный механизм 6, зубчатыеколеса 12 и 13 на шлицевой вал 17 и отнего через шлицевую втулку 18 на приводной вал 9 и через втулку 21 на стержень,первая ступень 19 которого, выполненнаяс резьбой, поджата пружиной 23 к отверстию с резьбо - в хвостовой части инструмента 1. При этом происходит ввертывание в резьбовое отверстие инструмента 1стержня, который перемещается по шлицевому отверстию втулки 21, сжимая комплекттарельчатых пружин 25 с усилием крепления инструмента, При достижении требуемого осевого усилия крепления инструмента высоком оментный электродвигатель 7отключается при определенном заданномкрутящем моменте.Крупногабаритный режущий инструмент40, а также планшайба 24 устанавлйваютсяна шпинделе станка с центровкой по посадочному диаметру шпинделя 14,Прижим по торцу осуществляется установкой крепежного элемента 37 с затяжной гайкой 38. Движение плансуппорта35 план ша йбы 24 осуществляется от и ривода при включении аысокомоментногоэлектродвигателя 7, так же как и при установке инструмента; через планетарно-дифференциальный механизм 6, зубчатые колеса 12 и 13 на шлицевой вал 17 и от негочерез шлицевую втулку 18 на приводнойвал 9 и через втулку 21 на стержень, вторая ступень 20 которого вза имодействуетс соединительной шлицевой втулкой 36.Далее с втулки движение передается на коническое колесо 30, которое через коническое колесо 31 передает вращение гайке 32,в результате чего осуществляется радиальное перемещение плансуппорта 35.Крепление инструмента 1 происходитв режиме Зажим инструмента, установленном на пульте управления (не показан)вручную или по программе. Работа плансуппорта 35 планшайбы 24 происходит приустановке на пульте управления режимаРабота планшайбы с управлением отсистемы ЧПУ.При включении привода плансуппортавращение от электродвигателя 7 одновременно передается через зубчатые колеса42 - 43, 44 винту 45, от которого движениечерез гайку 46 передается ползушке 47,несущей упоры 4. Упоры 41 при перемещении ползушки 47 воздействует на соответствующие контакты блоков конечных выключателей (не показаны) и таким образом управляют циклом работы плансуппорта 35 планшайбы 24.Такая конструкция шпиндельного устройства позволяет расширить технологи5ческие возможности путем использова ниякак концевого инструмента, так и съемнойпланшайбы в результате того, что механизм зажима инструментальной головки использован для привода подачи плансуппорта планшайбы.ПИ Государ о делам изо Москва, Ж - ПП Патент Составитель Г. Ни Техред И. Верес Тираж 1037ственного комитетабретений и открыт 35, Раушская наб г. Ужгород, ул. П СССРйд. 4/5роектная, 4 орректор В. Бутяодписное