шпиндельное устройство

Формула изобретения

Шпиндельное устройство для металлорежущих станков, например, горизонтально-расточных, с инструментальным шпинделем, размещенным в полом шпинделе, отличающееся тем, что инструментальный шпиндель выполнен в виде двуплечего рычага, одно плечо которого несет режущий инструмент, а на конце второго установлена ось, взаимодействующая с наклонным по отношению к оси полого шпинделя пазом, причем наклонный паз выполнен на тяге, кинематически связанной с приводом ее осевого перемещения, а ось качания инструментального шпинделя установлена вблизи торца полого шпинделя.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое устройство относится к области станкостроения и может быть использовано для растачивания в деталях отверстий простой и сложной формы в продольном сечении, в частности в горизонтально-расточных станках при расточке отверстий ступиц железнодорожных колес.

Известны шпиндельные устройства горизонтально-расточных станков, содержащие выдвижной шпиндель, размещенный в полом шпинделе, и планшайбу, соосную шпинделю. Так, в изобретении по а.с. №386721, М. кл. В 23 В 39/00 от 07.06.71 г. полый шпиндель размещен на опорах качения, расположенных в корпусе шпиндельной бабки. Планшайба имеет независимый от полого шпинделя привод вращения и установлена на двух радиально-упорных подшипниках.

В устройстве по а.с. №452438, М. кл. В 23 В 39/00 от 12.04.73 г. планшайба установлена на собственном шпинделе соосно расточному шпинделю и снабжена радиальным суппортом. Шпиндель планшайбы снабжен осевой опорой, размещенной в передней стенке корпуса шпиндельной бабки.

В качестве прототипа предложено шпиндельное устройство по а.с.№1098679, М. кл. В 23 В 39/02 от 27.04.82 г. Указанное устройство содержит планшайбу с крышкой, посредством которой планшайба закреплена на фланце полого шпинделя, смонтированного в бабке горизонтально-расточного станка, размещенный с возможностью радиального перемещения по линейным направляющим суппорт с инструментальным шпинделем, который связан с приводом вращения через конические зубчатые передачи. Устройство снабжено платформой, установленной в выполненных в планшайбе цилиндрических направляющих с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оси планшайбы и удаленной от ее торца, причем суппорт с инструментальным шпинделем на платформе и указанный шпиндель установлены с возможностью осевого перемещения посредством введенных в устройство шарнирно связанных между собой пиноли и размещенного с возможностью поворота рычага, связанного с последним поводком, соединенным со шлицевой втулкой, предназначенной для закрепления в шпинделе станка. В указанной втулке с возможностью перемещения расположен шлицевой вал с дополнительной конической шестерней для связи инструментального шпинделя со шпинделем станка через передаточную кулису.

Указанное устройство имеет широкие технологические возможности, но значительно усложненную конструкцию.

Задачей предлагаемого изобретения является создание компактного шпиндельного устройства горизонтально-расточного станка, в котором механизм радиальной подачи встроен внутри полого шпинделя, тем самым определяя компактную компоновку в целом всего специального колесорасточного станка.

Поставленная задача решается предложенным шпиндельным устройством горизонтально-расточного станка с инструментальным шпинделем, размещенным в полом шпинделе.

Новым в устройстве является то, что инструментальный шпиндель выполнен в виде двуплечего рычага, одно плечо которого несет режущий инструмент, а на конце второго установлена ось, взаимодействующая с наклонным по отношению к оси полого шпинделя пазом. Наклонный паз выполнен на тяге, кинематически связанной с приводом ее осевого перемещения, а ось качания инструментального шпинделя установлена вблизи торца полого шпинделя.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 дан общий вид устройства в разрезе.

На фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

На фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1.

На фиг.4 - разрез В-В на фиг.1.

Предлагаемое шпиндельное устройство реализовано в станке колесорасточном модели КРС 2791, проект которого разработан инженерным коммандитным товариществом "Комплекс - Центр - УЗТС, Калужский и компания". Станок изготовлен на ОАО "Ульяновский завод тяжелых и уникальных станков".

Шпиндельное устройство содержит полый шпиндель 1 (см. фиг.1), установленный на подшипниках 2 и 3, смонтированных в корпусе ползуна 4 горизонтально-расточного станка.

Полый шпиндель 1 кинематически связан с приводом его вращения через шестерню 5.

Внутри полого шпинделя 1 консольно размещен инструментальный шпиндель 6, кинематически связанный с ним. Для этого на переднем торце полого шпинделя 1 закреплены два бугеля 7 (см. фиг.2), в которых на подшипниках 8 установлена ось 9, проходящая через отверстие, выполненное в инструментальном шпинделе 6.

На переднем торце инструментального шпинделя 6 выполнено коническое отверстие для базирования расточных блоков 10.

Для зажима расточного блока 10 в инструментальный шпиндель 6 встроен пакет тарельчатых пружин 11. Внутри полого шпинделя 1 установлен механизм отжима расточных блоков 10, состоящий из гидроцилиндра 12, поршня 13, трубы с фланцами 14, трубы 15, толкателя 16, пружины 17.

На заднем торце инструментального шпинделя 6 (см. фиг.3 и фиг.4) закреплены два бугеля 18, в отверстиях которых на подшипниках 19 установлена ось 20, проходящая через отверстие в инструментальном шпинделе 6. Ось 20 имеет посадочные шейки под подшипники 19 и среднюю часть, на которой выполнены расположенные диаметрально друг другу две лыски, имеющие возможность взаимодействия с клиновыми поверхностями механизма качания 21 через подшипники 22.

Механизм качания 21 представляет собой тягу 23 с приводом ее возвратно-поступательного перемещения, несущую паз, образованный двумя клиньями 24 и 25, закрепленными на тяге 23. Правый конец тяги 23 смонтирован в подшипниках 26.

Пружина 17 одним концом соединена с толкателем 16, а другим - с осью 20.

Тяга 23 кинематически связана с приводом ее возвратно-поступательного перемещения 27.

Работает предлагаемое устройство следующим образом.

Перед обработкой расточной блок 10 закрепляют в инструментальном шпинделе 6 с помощью пакета тарельчатых пружин 11.

Вращение инструментальному шпинделю 6 передается от привода через шестерню 5, полый шпиндель 1, бугели 7, ось 9.

Вращаясь, инструментальный шпиндель 6 через ось 20 с лысками увлекает во вращение через подшипники 22, клинья 24 и 25 тягу 23.

Включают привод радиальной подачи инструментального шпинделя 6. Тяга 23 получает осевое перемещение от привода 27. Клинья 24 и 25, образующие паз, смещаясь вдоль оси полого шпинделя 1, за счет своих наклонных поверхностей перемещают через подшипники 22 ось 20 в вертикальной плоскости. Соответственно происходит смещение правого конца инструментального шпинделя 6 вверх или вниз в зависимости от направления перемещения тяги 23.

Инструментальный шпиндель 6, работая как рычаг, при смещении его правого конца в вертикальной плоскости поворачивается вокруг оси 9, происходит смещение левого конца инструментального шпинделя 6 в вертикальной плоскости, тем самым обеспечивая радиальную подачу расточного блока 10.

Система управления станком обеспечивает пересчет радиальной подачи расточного блока 10 в зависимости от осевого перемещения тяги 23.

Для отжима расточного блока 10 из конусного отверстия инструментального шпинделя 6 подают давление в полость гидроцилиндра 12. Поршень 13, перемещаясь, воздействует на трубу с фланцами 14, далее на трубу 15 и на толкатель 16, который, сжимая пакет тарельчатых пружин 11, освобождает расточной блок 10. При снятии давления толкатель 16 и трубы 15 и 14 возвращаются в исходное положение под действием пружины 17.