Шпиндельная бабка

(5)5 В 23 В 19 ПИСАНИ ЕТЕНИЯ ЬСТВУ аума ьство СССР9/00, 1986.БАБКА носится к станко ть использовано при ых станков. Целью меньшение тепловых помощью приж вающих налож вдоль координа закрыты защитн встроены сопла вентиляторов 5 ры2 и эжекто к вентиляторам духа. хности 1 ныиог 16. Ан няя стен редней и д шпин одна 18 шири на расельной бабщитными ко- онструкцию Поверки оребрежухамиимеет задНа пепуса 1 повыполненьпрорезейложенныхных опо 4 и 15 шпи раждены з алогичную ка 17 корпузадней 17 дельными о или нескол ной в и дл стоянии К3 кса 1.стенках корпорами 2 и 3ько сквозных иной 1, распоот шпиндельпрорезями - 6.Геометрическиекомендуется опред1-В - (6 - 12) 1;К - (1,5 - 2) 1;Ь - 1;6:(2 - 3) 1,ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИД(57) Изобретение отстроению и может быразработке прецизионнизобретения является у Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано при разработке прецизионных станков.Целью изобретения является уменьшение тепловых деформаций и повышение точности положения оси шпинделя.На фиг. 1 изображена шпиндельная бабка, вид спереди; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг, 1; на фиг. 4 - вид В на фиг. 1; на фиг. 5 - схема взаимодействия увлажненного воздуха с оребрением; на фиг, 6 - подшипниковый узел; на фиг. 7 - разрез Г - Г на фиг. 6.Шпиндельная бабка содержит коробчатый корпус, 1 с двумя шпиндельными опорами 2 и 3. На переднем и заднем концах шпинделя 4 закреплены два вентилятора 5 и 6 для охлаждения задней и передней стенок шпиндельной коробки и смежных областей. Корпус установлен на станине 7. Ось шпинделя 4 при неработающем станке (не показан) занимает положение, определяемое точками 0 и 0, лежащими на его оси. Шпиндельная коробка 1 закрепляется на станине станка с деформаций и повышение точности положения оси шпинделя. Шпиндельная бабка, содержащая установленный в опорах корпуса шпиндель, снабжена направляющей планкой, а в корпусе выполнены сквозные прорези с герметизирующими крышками, Удлинение пути теплового потока приводит к снижению тепловых деформаций корпуса. Снижение влияния тепловых деформаций достигается посредством предыскажения положения оси шпинделя в горизонтальной плоскости с помощью направляющей планки. 7 ил. имных планок 8, обеспечиение механической связи ты У. Вентиляторы 5 и 6 ыми кожухами 9, в которые1 О и 11. В кожухах 9 и 6 закреплены диффузорные устройства 13 подачи5 и 6 увлажненного возРасстояние междуа араметры прорезей релять из соотношений:1553252 В-В2 с= - ,НД50 55 гдето - толщина стенки корпуса 1;В - ширина корпуса.Корпус 1 фиксируется на станине 7 станка двумя прижимными планками, ограничивающими перемещение вдоль координаты , и направляюшей планкой 19, закрепленной на станине 7 и имеющей возможность линейного и углового смешений +-у в пределах линейных смещений планки 19+-Л,Сопла 11 вентиляторов 5 и 6 направляют увлажненный эжекторным устройством 13 воздух на оребренные вставки 20, закрепленные на поверхностях 14 и 15 бабки и расположенные на передней и задней 17 стенках корпуса. В бобышках 21 корпуса 1, предназначенных для размещения подшипцикозых опор 2 и 3, вьшолнено по две кольцевые проточки 22, в которых выполнены сквозные отверстия 23, соединяющие две кольцевые проточки 22 на обеих бобышках 21. На крьшках 24 подшипциковых опор 2 и 3 Выполнены выступы 25, попарно соединяющие и перекрывающие смежные сквозные отверстия 23. Подача охлаждающей среды Осушествляется через штуцер 26 по стрелке Н (нагнетание), а слив -- через штуцер .7 по стрелке С (слив). В зоне, обозначенной буквой П, находится перемьчка. Выступы 25 на крышках 24 цодшипниковых опор 2 и 3 смецены олин относительно другого ца угсО- вой шаг, равный угловому шагу расположения сквозцых отверстий 23, поэтому цри закреплении крышек 24 с выступал",и 25 В бобышках 21 передней и задцей Опор образуются замкнутые проточные каналы 28, имеющие серпантинную форму. 31 И 1 трихованные выступы 25 относятся к Гравой крышке 24, цезаштриховацные выступы 25 к левой крышке 24 подиипниковой опоры. Такил образом, канал 28 образуется двумя кольцевыми проточками 22 ца бобыцках 21, сквозными отверстиями 23 и чередующимися выступами 25 крышек 24, 1 цтуцерами нагнетания 26 и слива 27.Размеры оребрецных Вставок 20 определяют из соотношений: где В -- ширина коробки;Р - диаметр вентилятора;Н - высота коробки.Шпиндельная бабка раоотает следуюшим образом,При обработке деталей передняя опора 3 бабки испытывает более большие нагрузки, чем задняя Опора 2, поэтому ось шпинделя 4 перемещается вверх из-за тепловых деформаций, вызванных тепловы 5 10 15 20 25 30 35 40 делением в опорах 2 и 3, неравномерно, как правило, передняя опора 3 поднимается выше, а задняя 2 - ниже, т. е. ОО ( (0202, образуются перекосы оси шпинделя из-за тепловых деформаций в горизонтальной и вертикальной плоскостях ОХХ.В предлагаемой конструкции шпиндельной бабки линейные и угловые деформации оси шпинделя 4 резко сокрашаются вследствие ряда следуюших конструктивных мер.Прорези 1 8 в передней и задней стенках корпуса служат значительным тепловым сопротивлением для распространения потока тепла Г 1 от опор . и 3 в сторону станины 7. Участки стенок 0 и аналогичный участок задней стенки 17 практически не нагреваются. Удлиняется путь потока тепла от опор к станине. Поток тепла идет по траектории О,РМ и ОЯ)л 1, что вызывает снижение изоыточнои температуры этих участков передней и задней стенок корпуса бабки, несущих опоры 2 и 3 шпинделя 4, изменяется направление тепловых смешений, Влияюших ца положение оси шпинделя.Дополнительное снижение тепловых деформаций корпуса 1 достигается за счет ицтенсивцсно охлаждения поверхностей 14 1 РМ) и 15 (ЯГ) увлажненным воздухом посредством вентиляторов 5 и 6, подающих через сопла .О и 1 воздух на специальные вставки 20, плотно присоединенные к участкам 14 ц 15 передней и задней стенок корпуса бабки.Охлаждение передней и задней опор шпинделя 4 резко снижает величину теплоВых НОоков, идуших От Опор 2 и 3 В стенки, что существенно сокращает избыто ую температуру передней и задней 17 стенок корпуса 1. Использование для целей Охлаждения смазываюше-охлаждаюшей жидкоеи, применяемой цри обработке, упрощает техническую реализацию этого мероприятия. Степень снижения тепловых потоков зависит от теплоемкости применяемой охлаждающей жидкости и ее расхода -ерез опорыи 3. Еце большая нейтрализация вредного Влияния теГ 11 ое 5 ых деформации цд тОчнОсть расГОложения Оси В 1 пинделя при нормальных рабочих режимах работы станка достигается В предлагаемой бабке за счет предыскажения положения оси ГНГ 1 инделя 4 в плоскостях ОУХ и ОХ 2., которое осуществляется в плоскости ОХ за счет того, что базовую поверхность корпуса 1, которой она примыкает к станине 7, изготавливают с учетом линейного смещения Л, и углового наклона - ук оси расточек под шпиндельный узел. При включении и нагреве корпуса ось шпинделя 0102 становится в горизонтальное положеД=1. 1 д,10 Формула изобретения 15 20 25 30 ние, соответствующее расчетному тепловому режиму работы бабки.Практически при изютовлении бабки следует обеспечить разность размеров корпусаН-НЛ - , найденную из соотношенияг а также уменьшить размеры Ог 1. и 0 1. на величины 00 и 00 г или экспериментально. Эти величины можно определять и вносить в конструкцию бабки на основе учета средних режимов работы бабки или на основе условий ее минимальной нагрузки, например с учетом только ее холостого хода на расчетных числах оборотов (Н/2 - высота центров коробки).Предыскажение положения оси шпинделя 4 бабки в плоскости ОХХ осуществляется в соответствии с конструкцией коробки 1 с помощью регулируемой в угловом положении в плоскости ОХ 2 направляющей планки 19, определяющей угловое положение бабки и шпинделя 4 в плоскости ОХХ относительно оси станка. Направляющая планка может быть закреплена на станине в произвольном угловом положении в пределах возможных регулировочных смещений + Л. Эта регулировка начального положения оси шпинделя 4 в плоскости ОХ Х может оказаться необходимой вследствие отсутствия полной тепловой симметрии бабки и вызванных этим угловых смещений уоси шпинделя 4 в плоскости ОХХ при обработке на станке (не показан). Поэтому при установке бабки на станине 7 станка ось шпинделя 4 и корпус 1 выставляются с помощью направляющей планки 19 под углом -ук оси станка. При работе станка и нагреве бабки 1 ось шпинделя 4 стремится занять соосное с осью станка 7 положение. Аналогично можно компенсировать линейные смещения оси -Лх.Использование предлагаемой шпиндельной бабки для высокоточных металлорежущих станков позволяет существенно снизить вредное влияние тепловых деформаций. Шпиндельная бабка, содержащая корпус с базовыми поверхностями, подшипниковые опоры с размещенным в них шпинделем, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения тепловых деформаций и повышения точности положения оси шпинделя, корпус снабжен регулируемым установочным элементом, размещенным на пересечении базовой поверхности корпуса с плоскостью, проходящей через ось шпинделя перпендикулярно базовой поверхности, передняя и задняя стенки корпуса выполнены оребренными, при этом между подшипниковыми опорами шпинделя и базовой поверхностью в стенках выполнены сквозные прорези с установленными на них введенными в бабку герметизирующими крышками, а на переднем и заднем концах шпинделя установлены введенные в бабку вентиляторы с эжекторными увлажнителями.Составитель Ю. ЕльчанинРедактор Л. Лежнина Техред И. Верес Корректор Н. КорольЗаказ 421 Тираж 690 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101