Шпиндельное устройство

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 87 А 24 В 4 4 3(, " 1 г3,", ВИМн" ЕТЕН ЛЬСТ УДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕ(7 ) Ленинградский политехнический институт им. М. И. Калинина(56) Скоростная алмазная обработка деталей из технической керамики. /Подред. 3. И. Кремня. - Л.: Машиностроение, 1984, с. 22 - 25.(57) Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано для регулирования положения в пространстве ификсации оси шпинделя станка. Цельюизобретения является повышение точностии сокращение времени регулирования за счетобеспечения изменения положения оси шпинделя станка в заданном направлении принеизменном месте расположения органа си,ЯО 137 лового воздеиствия. Механизм регулирования выполнен в виде установленного на выступающем из втулки 2 нерабочем конце шпинделя 3 с натягом по узкому поясу диска 4, имеющего малую жесткость в осевом направлении. С внутренней стороной периферийного буртика диска 4 контактирует с возможностью силового воздействия на него один конец двуплечего поворотного рычага 6. Другой его конец контактирует с нажимным кольцом 9, соединенным с соосным кольцом 10 осью 11 вращения. Между кольцами вставлен прямой конус3 с возможностью перемещения в диаметральном направлении колец Диск 4 примагничен к магнитной плите 5, закрепленной на втулке 2. При необходимости перемещения конца шпинделя в Заданном направФленин кольцо 7 со смонтированным на нем рычагом 6 поворачивают на заданный угол, перемещают диск 4, связанный с нижним концом шпинделя. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.Изсбстение относится к машиностроению и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для обработки плоских деталей точной формы.Целью изобретения является сокращение времени и повышение точности регулирования оси шпинделя станка за счет обеспечения возможности изменять положение Оси шпинделя станка в заданном направлении. На фиг.изображено устройство, об. сций нид; на фиг. 2 - сечение А - А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б - Б на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение В - В на фиг. 1; на фиг. 5 сечение Г - Г на фиг. 1; на фиг. 6 - сечение Д- Д на фиг. 5; на фиг. 7 сечение Е - Е на фиг. 1; на фиг. 8 - сенине,К Ж на фиг. 1; на фиг. 9 - сеченис,3 3 нд фиг. 1; на фиг. 10 сечение И И ид фиг. 1; на фиг. 11 - схема Определения взаимного положения оси шпинделя ст,ик н пространстве; на фиг. 12 сенс иие К К ид фиг. 11; на фиг. 13 схе. мд рботы силового параллельного пс ремепения иджимного кольца. 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 киу 13, имекщий резьбовое соединение с улпонгОнным на втулке кронштейном 14. С цс льк иостоянногс ко 1 актирования кодс и с кисом кольца соединены пружиУстройство состоит из станиныс здкреилс ний ид ней нтулкой 2, в которой устдионлсч иииндель 3 с натягом ио узксмх пояску, расположенному у рабочего коиц; с возможностью качания его нерабо- чегО копи в пределах зазора во втулке. Н 1 ыст и;кием из втулки нерабочем кон 1 ц иии,1 с,151 с натягом ио узкому пояску ус;иО:,Ои диск 4, который примагничен к к,шиной магнитной плите 5, закреплсиий ид нтх.ке. На периферии диска ныисгисн буртик, с внутренней стороны которого расположен с возможностью силоного вздсйсвия нд диск н его диаметральном ИдпрН,спИИ ОДИН КОНЕЦ днуПЛЕЧЕГО рцчдд 6 смонтированного на кольце 7, устионлениом нд нерабочей поверхности ма н гг и Ой и,иты с возможностью кругового нрпения и снабженном угловой шкалой, а ид лиске тдионлен указатель 8 углового иоль и я кольца 7. Второй конец рычага р;с и,1 жеи с возможностью контактироваиия и иерддци силового воздействия от гориснй ионерхности нажимного кольца 9, ус т и,и.с нного с зазорол Отнк ител ьно нарх.спой исверхости нтх,к и соединенного у кр;я с ссосиым поворотным кольцом 1 О к ьк 11 нрдпения, параллельной их хордм, поворотное кольцо установлено на диал;стрдльиой оси 12 качания, смонтированной н вгулке ири параллельном расположении с сс,к,:ндиияющей кольцд. Между кольцми сс гороны, противоположной соеди- ИЯКИссй ИХ ОСИ, НСтдВЛЕН ПряМОй НаружНЫй ной растяжения (не показано). Для умень. щения осевой жесткости центральной части диска 4 в нем выполнена кольцевая проточка Р.Механизм регулирования устройства сос. тоит из трех сборочных единиц.Поворотный механизм перемещения нерабочего конца шпинделя состоит из двуплечего поворотного рычага 6, смонтированного на кольце 7, имеющем круговую шкалу и установленном соосно с втулкой 2 с возможностью кругового вращения. Ука. занный рычаг установлен с целью перемещения нерабочего конца шпинделя 3 через диск 4 в плоскости, перпендикулярной оси шпинделя в любом, наперед заданном радиальном направлении диска, установленного соосно на нерабочем конце шпинделя. При наличии неподвижной точки-центра качания рабочего конца шпинделя перемещение его нерабочего конца в любом заданном направлении соответствует наклону оси шпинделя и том же направлении.Механизм силового параллельного перемесцения нажимного кольца состоит из нажимного кольца 9, установленного с зазором относительно наружной поверхности втулки 2 и соединенного у края с соосным поворотным кольцом 10 осью1 вращения, параллельной их хордам; поворотное кольцо установлено с зазором относительно наружной поверхности втулки на диаметральной оси 12 качания, смонтированной во втулке при параллельном расположении с осью, соединяющей кольца. Между кольцами со стороны, противоположной соединяюцей их оси, вставлен орган силового воздействия прямой нагруженный конус 13, имеющий резьбовое соединение с установленным на втулке кронштейном 14. С целью постоянного контактирования колец с конусом кольца соединены пружиной растяжения (не показано).С помощью зтого механизма достигается перемещение конца поворотного рычага 6, контактирующего с торцовой поверхностью нажимного кольца при неизменном месте расположения органа силового воздействия прямого конуса. Последнее об. стоятельство важно с точки зрения уменьшения габаритов конструкции и улучшения удобства обслуживания станка. Кроме этого, строгая параллельность перемещения торцовой поверхности н аж им ного кольца обеспечивает постоянное передаточное отношение узла регулирования для любого радиального относительно втулки положения поворотного рычага, что гарантирует точность работы узла регулирования, а следовательно, и точность настройки станка.Механизм фиксации-закрепления поло жения оси шпинделя, достигнутого при ре гулировании,состоит из установленного на выступающем из втулки 2 нерабочем конце шпинделя 3 соосно с ним с натягом поузкому пояску диска 4, примагниченного к кольцевой магнитной плите 5, закрепленной соосно на втулке.Этим механизмом достигается подторможенность перемещаемого в процессе регулирования диска 4, а также обеспечивается постоянная совмещенность процессов окончания перемещения, фиксации и закрепления этого диска в конечном положении без создания неравномерных внутренних напряжений в контактирующих между собой поверхностях магнитной плиты и диска. Это гарантирует постоянство во времени достигнутого при регулировании положения оси шпинделя. Подторможенность диска повышает точность настройки положения оси шпинделя и сокращает время рсгулировдния за счет обеспечения неподвижности диска, а следовательно, и регулируемого нерабочего конца шпинделя после каждого его перемещения, осуществляемого при по. могци совместного действия механизмов пе. ремегцения нерабочего конца шпинделяц силового параллельного перемещения нажимного кольца. За счет использования креплений рабочего и нерабочего концов шпинделя 3, соответственно во втулке 2 и диске 4 с помощью посадок с натягом, а также кольцевой магнитной плиты 5, а в случае необходимости и болтов 5, обеспечивается высокая во всех направлениях жесткость смонтированного во втулке шпинделя. Это гарднтирует его малую во всех направлениях податливость. Поэтому перемещения шпинделя, которые могут возникнуть от инерционных сил и сил резания в процессе эксплуатации станка, будут очень малыми и практически не повлиякт на точность размеров, формы и взаимного расположения обрабатываемых поверхностен деталей. Таким образом, использование предлагаемого устройства гарантирует практическую независимость точностных параметров обработки от силоиыл факторов процесса, т.е. положение шпинделя относительно настроечных элементов станка, достигнутое при регулировании, остается таким же неизменным и в процессе обработки.Устройство работает следующим образом.С инструментального верхнего шпинделя (ось ОгОг) снимается шлифовальный круг и на его место устанавливается оправка с индикатором, а на нижний шпиндель (ось О - О ) устанавливается эталонная плоскопараллельная плита с угловой шкалой, расположенной на оси вращения инструментального шпинделя Ог - Ог, т.е. на межцентровом расстоянии А станка (фиг.). Опусканием верхнего инструментального шпинделя инликатор вводится в соприкосновение с эталонной плитой. Круговым вращением оправки определяется разность меж. ду максимальным и минимальным показаниями индикатора. За максимальное значение принимается показание индикатора, со 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ответствующее максимальному его улдлс ццк от плоскости эталонной плиты цд углвращения 360". Определяется углодос положение оправки, соответствуюццгмаксимдльцому показанию индикатора ца ) глсццгй ц:кале эталонной плиты. Например, при нулс ьч м значении угловой шкалы, находящемя цд межцентровой линии стднка ц ес цдцрдилнии против часовои стрелки, угол расположения оправки, соответствующий мдксц. мальному показанию индикатора (т. Л) р - вен сс (фиг. 1 ). Это значит, что ось верх него шпинделя О. -О отклоццлдсь ог цдрдллельного положения отцоситсльцо осц нижнего шпинделя О О, нд угол у (фиг. 12). Направление угловой шкалы цд кольце 7 совпадает с ндпрдилеццм шкдлы, нанесенной на эталонной плцгс, т.е. против часовой стрелки значецис нуля шкалы совпадает с центром двуцлсчео рцчдгд 6, и угловое расположение укд:,дтеля 8 слцосительно оси О - О, гдкос ж, как ц- леиос значение шкалы на:.талонной плите относительно оси О - О . При вылицзлож ц. ном условии кольцо 7 устдндвлив;нтся и цо. ложсцие, равное углу и. Врдцкццм конуса 13 достигается перемещнцс диска 4, а следовательно, и нерабочего конца шпинделя в направлении гла и. Достаточность перемещения опредлягся по показаниям индикатора, установленного цд опрдвк цри ее круговом вращении. Вначале латся и- ремещение, соответствующее изменению покдзания индикатора, равного половив значения отклонения от параллельности осц, измеренного на диаметре ирашция индикатора. В случае неудовлтворигельного рдс. положения осей щи инлелс й процесс цд. стройки повторяется. Болты 15 используются в станках, работающих с большими усилиями шлифования, т.е. когда сила прцмагничивация магнитной плитой 5 диски 4 недостаточна для удержания последцсго в процессе шлифования. В этом случас перел началом настройки болты 15 открецляются, а после настройки закрепляются. Нд фиг. 13 дана схема работы силового параллельно. го перемещения нджимного кольцд 9 11 рц значении равенства плеч и рыча и 6, который воспроизводит поворотное кольцо , имеем, что при перемещении конуса 13 цд величину 1 правые стороны колец 9 ц 1 О п- реместятся соответственно вниз и вверх чд равные значения Ь. Центр оси 1 из-за равен ства плеча переместится вниз цд величину Ь. Тогда левая сторона кольца 9 так. же опустится на величину Ь. Следовательно, все кольца 9 параллельно иеремстятся вниз на величину Ь. Строгая параллельность достигается только цри раис истце длин элементов конструкции, обозначенных через Ь. Сплоцгныс и гптг и хо. вые линии обозначают соотвлсгвенцо начдль нос и конечное положение устройства. 11 драллельность перемещения цажимного ко,ц,1371887ца 9 обеспечивает постоянное передаточное отношение узла регулирования для любого углового положения рычага 6, что уве. личивает точность настройки станка.Формула изобретения1. Шпиндельное устройство, содержащее закрепленную на станине втулку, установленную с натягом на верхней части разме. щенного внутри нее шпинделя, нижний ко. нец которого установлен с возможностью взаимодействия с механизмом регулирования положения и фиксации, смонтированным на втулке, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования оси шпинделя и сокращения времени настройки, механизм регулирования положения шпинделя выполнен в виде двуплечего поворотного рычага, смонтированного на периферии кольцевого элемента, размещенного концентрично с втулкой с возможностью поворота относительно нее, при этом нижний и верхний концы рычага установлены с возможностью контакта соответственно с буртиком диска, смонтированного на нерабочем конце шпинделя с возможностью радиального перемещения совместно с последним, и торцовой поверхностью нажим- ного кольца, свободно расположенного на втулке и связанного по периферии осью, перпендикулярной оси шпинделя, с поворотным кольцом, смонтированным на втулке 10 посредством оси, параллельной оси, связывающей кольца, а между обращенными одна к другой поверхностями колец со стороны, противоположной оси, связывающей кольца, размещен конус, установленный с воэможностью взаимодействия с кольцами и перемещения в направлении, перпендикулярном оси шпинделя,2. Устройство по п. 1, отличающееся тем,что оно снабжено магнитной плитой, смон 20 тированной на втулке с возможностью пос. тоянного контакта с диском.имокосо крыти Составитель Л. ДроздецкийТехред И Верее Корректор АТираж 677 Подписноевенного комитета СССР по делам изобретений и