Шпиндельний вузол верстата

1. Шпиндельний вузол верстата, що містить привод головного руху шпинделя, з'єднаний з електроприводом подачі піноль, гвинтову передачу, гвинт якої розміщений всередині шпинделя, а гай 3 силових головок є ускладнення конструкції і неможливість роботи на великих швидкостях, що призводить до зменшення надійності і продуктивності. Відомі шпиндельні вузли металорізальних верстатів (див., наприклад, [6]), що містять корпус, у якому з можливістю обертання в радіальному й упорному магнітному підшипниках установлений шпиндель, у яких корпус і шпиндель виконані з матеріалу з високими демпферними властивостями, при цьому привод виконано у вигляді жорстко закріпленої на шпинделі обмотки, з'єднаної з колектором, і встановлених у корпусі постійних магнітів. До недоліків таких шпиндельних вузлів слід віднести відсутність приводу подачі, що обмежує їх функціональні можливості і потребує додаткового неспіввісного приводу подачі, а також наявність ковзкого контакту в колекторному апараті, що зменшує надійність і потребує додаткового обслуговування. Найближчим аналогом, прийнятим за прототип, вибраний шпиндельний вузол верстата [7], що містить привод головного руху шпинделя на опорах, з'єднаний з електроприводом подачі піноль, гвинтову передачу, гвинт якої розміщений всередині шпинделя, а гайка з'єднана з пінолем. До недоліків прототипу належать, по-перше, винесений зовні привод головного руху у вигляді електродвигуна і зубчастих передач, які зв'язують вал електродвигуна з шпинделем через самогальмуючу гвинтову пару і гальмуючу муфту, що ускладнює конструкцію; по-друге, наявність зубчастих передач обмежує підвищення частот обертання шпинделя, що призводить до зниження швидкості різання і продуктивності обробки; потретє, неспіввісне прикладання тягової сили на піноль призводить до прекосу пінолю в корпусі при подачі, що обмежує величину подачі інструмента і осьову силу різання, а внаслідок зменшує продуктивність обробки; по-четверте, привод подачі пінолю, крім електродвигуна містить додаткові зубчасті передачі, що збільшує витрати на виготовлення, а також габарити шпиндельного вузла. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення шпиндельного вузла шляхом розташування приводу головного руху шпинделя всередині пінолю і використання електроприводу подачі співвісно з гвинтовою подачею, що дозволяє досягнути технічного результату - підвищення продуктивності обробки при зменшенні витрат на виготовлення і матеріали та спрощення конструкції. Розв'язання задачі досягається тим, що шпиндельний вузол верстата, що містить привод головного руху шпинделя, з'єднаний з електроприводом подачі піноль, гвинтову подачу, гвинт якої розташований всередині шпинделя, а гайка з'єднана з пінолем, згідно з корисною моделлю, привод головного руху шпинделя розташований всередині пінолю з можливістю передачі крутного моменту за допомогою електромагнітного поля, а електропривод подачі виконаний співвісно з гвинтовою передачею. За рахунок розташування електромеханічного приводу всередині пінолю виключаються зайві 65488 4 зубчасті та інші механічні передачі, що дозволяє суттєво підвищити частоти обертання шпинделя і швидкості різання. Співвісне виконання електроприводу позбавляє від перекосів пінолю і дозволяє підвищити сили і подачі різання. Відсутність зайвих зубчастих передач зменшує також витрати на виготовлення і приводить до економії матеріалі. Таким чином досягається технічний результат - підвищення продуктивності обробки при зменшенні виробничих і матеріальних витрат. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де зображено на: Фіг.1 - принципова кінематична схема шпиндельного вузла фланцевого типу; Фіг.2 - загальний вигляд шпиндельного вузла (Фіг.1) на лапах; Фіг.3 - конструкція шпиндельного вузла фланцевого типу по варіанту 1; Шпиндельний вузол містить привод головного руху, що складається з шпинделя 1 (Фіг.1, 3) на опорах - передньої 2 і задньої 3. На кінці шпинделя 1 розташований затискний патрон або оправка 4 з закріпленим інструментом 5. Шпиндель 1 розташований в середині пінолю 6, який при переміщеннях вздовж осі шпинделя утримується від провертання шпонкою 7, що ковзає по повздовжньому пазу «а» в корпусі 8. Зліва з пінолем 6 жорстко зв'язаний фланець 9, в якому розташована гайка 10, що взаємодіє з гвинтом 11 (або безпосередньо з тертям ковзання, або через кульки з тертям коченням, що краще). Вільний кінець гвинта 11 розташований в отворі «в» шпинделя 1, що зменшує осьові габарити шпиндельного вузла. Корпус 8 оснащений фланцем, який за допомогою болтів 12 жорстко зв'язаний з нерухомою частиною 13 верстата традиційної компоновки або рухомою платформою верстата з механізмом паралельної структури [4]. З другого боку корпуса 8 виконаний перехідний фланець 14, який за допомогою болтів 15 жорстко зв'язаний з корпусом 8. Всередині перехідного фланця 14 розміщена опора 16 для гвинта 11, до його торця прикріплений привод подачі пінолю, наприклад, у вигляді крокового електродвигуна 17, дискретні оберти якого за допомогою системи ЧПК перетворюються через гвинтову пару 10, 16 в поступальний рух пінолю 6 з подачею S. Обертання шпинделя 1 з частотою n() здійснюється за рахунок електромагнітного поля між нерухомим статором 18, жорстко з'єднаним з пінолем 6, і рухомим ротором із двошаровою активною поверхнею 19, жорстко з'єднаним з шпинделем 1. Корпус 8 може бути виконаний з лапками 20 (Фіг.2) для закріплення на рухомій частині 13 верстата, наприклад, на станині токарного верстата, а замість інструменту в затискному патроні 21 може бути закріплена заготовка 22, що обробляється. Шпиндельний вузол працює наступним чином. При подачі напруги на обмотку статора 18, виникає магнітне поле, яке взаємодіє із двошаровою активною поверхнею ротора 19 і таким чином змушує шпиндель 1 обертатися із необхідною частотою обертання n(). Для забезпечення подачі шпинделя, подається напруга на електродвигун 17, оберти якого за допомогою системи ЧПК пере 5 творюються через гвинтову пару 10, 11 в поступальний рух пінолю 6, забезпечуючи потрібну подачу S. Джерела інформації: 1. А.с. СССР №601124. Шпиндельный узел станка. МПК В23Q5/22, заяв. 24.04.72, опубл. 05.04.78, Бюл. №13. 2. А.с. СССР №515626. Силовая головка. МПК В23Q37/00, заяв. 09.11.72, опубл. 30.05.76, Бюл. №20. 3. А.с. СССР №1798119. Силовая головка. МПК В23Q37/00, заяв. 24.05.91, опубл. 28.02.93, Бюл. №8. 4. Кузнецов Ю.Н., Дмитриев Д.А., Диневич Д.Е. компоновка станков с механизмами параллельной Комп’ютерна верстка Н. Лисенко 65488 6 структуры (под., ред. Ю.Н. Кузнецова. с-с Херсон: ПП Вишемирский B.C., 2010. - 417с. (рис. 7.17, стр.399-401). 5. Патент на изобретение РФ №2119410. Силовая головка. МПК В23В47/00, В23В47/04, B23Q5/22, заяв. 24.05.1994, опубл. 27.09.1998, Бюл. №5. 6. Патент на изобретение РФ №2080214. Шпиндельный узел. МПК В23В19/02, В24В41/04, заяв. 30.05.1994, опубл. 27.05.1997, Бюл. № 2. 7. Шпиндельный узел станка: А.с. 601124 СССР, МКИ B23Q5/22 / В.М.Пестунов, Ю.А.Мшар, В.А.Крыжановский (СССР). - №1776570/25-08; заявлено 24.04.72; Опубл. 05.04.78, Бюл. №13. 2с. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601