Шпиндельний вузол металорізального верстата

Реферат: UA 79058 U UA 79058 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Спосіб належить до області машинобудування і, зокрема до верстатобудування. Широко відомі шпиндельні вузли металорізальних верстатів [1], що мають привод головного руху з установленою в ньому несамогальмівною гвинтовою передачею, кінематично зв'язаною зі шпинделем. Відомі конструкції шпиндельних вузлів не дозволяють керувати швидкістю поступального руху у функції технологічного навантаження, що знижує їх надійність і обмежує область можливого використання. Відомий також шпиндельний вузол [2], прийнятий за прототип, що має привод головного руху з установленою в ньому несамогальмівною гвинтовою передачею і гідравлічний обмежник швидкості поступального руху, шток якого через упорні підшипники з'єднаний зі шпинделем. Відомий шпиндельний вузол не дозволяє керувати швидкістю поступального руху у функції крутного моменту, що знижує надійність експлуатації шпиндельного вузла. Задачею пропозиції є підвищення надійності шпиндельного вузла шляхом керування швидкістю поступального руху у функції технологічного навантаження. Поставлена задача досягається тим, що у запропонованому шпиндельному вузлі ходовий гвинт оснащений гальмом і двома протилежними нарізками, з кожною з яких спряжена гайка, яка має муфту зчеплення, а порожнини гідроциліндра з'єднані каналами, в яких розміщені золотник і дроселі, при цьому на гайці робочої подачі встановлено датчик навантаження, з'єднаний через порівнювальний і програмний пристрої з механізмом керування дроселем подачі. Схема запропонованого шпиндельного вузла наведена на кресленні. Він складається зі шпинделя 1, у якому знаходиться піноль 2, з'єднана ходовим гвинтом 3 через упорні підшипники зі штоком стабілізатора швидкості її поступального руху, виконаного у вигляді гідроциліндра 4, розташованого в центральному отворі шпинделя. На ходовому гвинті 3 закріплене гальмо 5 для здійснення холостого поступального руху пінолі 2, а сам гвинт має дві ділянки з протилежними нарізками, з кожною з яких спряжена гайка 6 або 7, що має муфту для періодичного зчеплення зі шпинделем. Одна гайка використовується для здійснення поступального руху шпинделя в одному напрямі (швидкого підведення і робочої подачі), а інша гайка - у протилежному напрямі (швидкого відведення). Порожнини гідроциліндра 4 з'єднані каналами. В одному каналі установлений золотник 8 і дросель 9 для обмеження швидкості холостого ходу, а в іншому дросель 10 для регулювання швидкості робочої подачі. Вузол оснащений датчиком 11 осьового навантаження гайки 7, що здійснює робочу подачу, порівнювальним 12 і програмним 13 пристроями, а також механізмом керування 14 дроселем 10 робочої подачі. Шпиндельний вузол працює так. Оброблювана деталь кріпиться в пристосуванні, а ріжучий інструмент - у пінолі. Шпиндель 1 здійснює обертальний, а піноль 2 разом з інструментом обертальний і зворотно-поступальний рух. У вихідному положенні, коли інструмент відведений від оброблюваної деталі, вмикається муфта гайки 7 і вона з'єднується з обертовим шпинделем 1. Одночасно гальмо 5 створює момент навантаження на шпинделі. Внаслідок цього осьова сила Р1 у гвинтовій парі 3-7 здійснює швидке підведення інструмента до деталі. Золотник 8 знаходиться в положенні, зображеному на схемі, й масло через дросель 9 переходить з однієї порожнини в іншу. Дросель 9 обмежує максимальну швидкість холостого поступального руху. Після підведення інструмента шляхова автоматика (на схемі не зображена) перемикає золотник 8 і вимикає гальмо 5. Крутний момент Мк робочого навантаження на шпинделі викликає осьову силу Р2, яка здійснює робочу подачу. Величина робочої подачі регулюється дроселем 10. Програмний пристрій 13 настроюється так, щоб забезпечити задану швидкість робочої подачі при певному осьовому навантаженні у гвинтовій парі 3-7. При зростанні осьового навантаження на інструмент сила гідравлічного опору в обмежнику швидкості поступального руху практично не змінюється. Не змінюються також крутний момент і навантаження на датчику 11. Через це залишається незмінним гідравлічний опір дроселя 10. Подальше зростання технологічного навантаження без збільшення крутного моменту викликає зменшення швидкості робочої подачі. Зменшення швидкості робочої подачі, звичайно, викликає зниження складових сили різання і, в тім числі, сили Рx. Шпиндельний вузол буде адаптуватися до осьового навантаження. При зростанні крутного моменту навантаження (на виході інструмента) сигнал датчика 11 збільшується, і результуючий сигнал, що надходить від порівнювального пристрою 12, через механізм керування 14 змінить опір дроселя 10. Подача зменшується, що запобігає подальшому зростанню крутного моменту і поломці інструмента на виході з отвору. Таким чином система керування обмежує перевантаження і виключає поломку інструмента Поставлена мета досягається. Система керування дроселем робочої подачі підвищує надійність роботи шпиндельного вузла. 1 UA 79058 U 5 10 Після закінчення робочої подачі шляхова автоматика перемикає золотник 8 і вмикає гайку 6 і гальмо 5. Гайка 6 з'єднується зі шпинделем 1. Внаслідок цього гвинтова пара 3-6 здійснює швидке відведення інструмента від деталі. При цьому золотник 8 знаходиться в положенні, зображеному на схемі, а дросель 9 обмежує максимальну швидкість холостого поступального руху. Запропонований шпиндельний вузол може знайти застосування у верстатах із системами адаптивного керування, зокрема в агрегатних і багатоцільових верстатах. Джерела інформації: 1. А.с. 299311 СССР. М. Кл. В 23g 1/18. Шпиндельный узел металлорежущего станка / Пестунов В.М. - Бюл. № 12,1971 г.-С. 37. 2. Ах. 311710 СССР. М. Кл. В 23b 47/04;В 23g 1/18. Шпиндельний узел металлорежущего станка / Пестунов В.М. Бюл. № 25,1971 г.-С. 43. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Шпиндельний вузол металорізального верстата, у шпинделі якого знаходиться піноль, з'єднана ходовим гвинтом зі штоком стабілізатора швидкості її поступального руху, виконаного у вигляді гідроциліндра, розташованого в центральному отворі шпинделя, який відрізняється тим, що ходовий гвинт оснащений гальмом і двома протилежними нарізками, з кожною з яких спряжена гайка, яка має муфту зчеплення, а порожнини гідроциліндра з'єднані каналами, в яких розміщені золотник і дроселі, при цьому на гайці робочої подачі встановлено датчик навантаження, з'єднаний через порівнювальний і програмний пристрої з механізмом керування дроселем подачі. Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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 2