ШПИНДЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩЕГО СТАНКА

Данная полезная модель относится к области станкостроения и может быть использована в металлообрабатывающих станках различного назначения.
Известен шпиндельный узел металлообрабатывающего станка, содержащий корпус, шпиндель, установленный в передних и задних подшипниковых опорах и закрепленный в корпусе посредством фланца, статор электродвигателя и его ротор, расположенный на валу шпинделя, для передачи вращения на вал шпинделя, систему (станцию) подачи хладагента, подключенную к шпиндельному узлу металлообрабатывающего станка и обеспечивающую циркуляцию хладагента через осевые каналы корпуса шпиндельного узла металлообрабатывающего станка и осевые каналы фланца в зоне расположения передних подшипниковых опор для смазывания и охлаждения последних. Также, станок оснащен системой (станцией) подачи смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), подключенной к шпиндельному узлу металлообрабатывающего станка и подающей через осевые каналы, выполненные в корпусе и фланце шпиндельного узла металлообрабатывающего станка, и сопла, размещенные на торце фланца, СОЖ в зону резания. При этом указанное техническое решение имеет возможность охлаждения передних подшипниковых опор только за счет циркуляции хладагента, проходящего через осевые каналы, в зоне расположения передних подшипниковых опор, от системы (станции) подачи хладагента, во время работы шпиндельного узла металлообрабатывающего станка (см. приложение каталог 2005/8-3500 фирма IBAG, стр.6-7).
Недостатком данного технического решения является низкая степень охлаждения передних подшипниковых опор.
Наиболее близким к заявленному техническому решению по назначению, технической сути и достигаемому результату является шпиндельный узел металлообрабатывающего станка, содержащий корпус, шпиндель, установленный в передних и задних подшипниковых опорах и закрепленный в корпусе посредством фланца, статор электродвигателя, смонтированный в корпусе шпиндельного узла, и его ротор, установленный на валу шпинделя, станцию для подачи хладагента, подключенную к штуцерам шпиндельного узла металлообрабатывающего станка и обеспечивающую циркуляцию хладагента через осевые каналы корпуса шпиндельного узла металлообрабатывающего станка и винтовые каналы фланца в зоне расположения передних подшипниковых опор. Также, станок оснащен станцией для подачи смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), подключенной к штуцерам шпиндельного узла металлообрабатывающего станка и подающей через осевые каналы, выполненные в корпусе шпиндельного узла металлообрабатывающего станка и фланце, и сопла, размещенные на торце фланца, СОЖ в зону резания. При этом указанное техническое решение имеет возможность охлаждения передних подшипниковых опор только за счет циркуляции хладагента, проходящего через осевые каналы, в винтовых каналах, от станции для подачи хладагента, во время работы шпиндельного узла металлообрабатывающего станка (см. приложение каталог 2505 фирма GMN).
Недостатком данного технического решения также является низкая степень охлаждения передних подшипниковых опор.
Технический результат, на достижение которого направлена настоящая полезная модель, заключается в повышении ресурса работы узла в целом, за счет обеспечении более эффективного охлаждения передних подшипниковых опор, посредством включения в конструкцию шпиндельного узла дополнительной охлаждающей полости в зоне расположения передних подшипниковых опор
Достижение указанного технического результата осуществляется за счет у того, что шпиндельный узел металлообрабатывающего станка, содержащий корпус с установленными внутри него шпинделем, закрепленным в корпусе посредством фланца, с возможностью вращения в передних и задних подшипниковых опорах, статором электродвигателя и его ротором, расположенном на валу шпинделя, при этом в корпусе и во фланце выполнены каналы для охлаждения элементов шпиндельного узла металлообрабатывающего станка, согласно полезной модели, дополнительно снабжен втулкой с кольцевой проточкой, выполненной по ее наружной поверхности, установленной по скользящей посадке между корпусом и фланцем в зоне расположения передних подшипниковых опор, образуя при этом полость для смазочно-охлаждающей жидкости.
Предлагаемая полезная модель поясняется графическими иллюстрациями, где
- на фиг.1 представлен шпиндельный узла металлообрабатывающего станка с подключенной к нему станциями для подачи хладагента и СОЖ;
- на фиг.2, вид А (увеличено) представлено увеличенное изображение зоны охлаждения передних подшипниковых опор в сечении с подводом хладагента от станции для подачи хладагента;
- на фиг.3, вид Б (увеличено) представлено увеличенное изображение зоны охлаждения передних подшипниковых опор в сечении с подводом СОЖ от станции для подвода СОЖ;
Шпиндельный узел металлообрабатывающего станка, содержащий корпус 1 с установленным внутри него шпинделем 2, выполненным в виде полого вала, установленного в передних подшипниковых опорах 3 и задних подшипниковых опорах 4, и закрепленным в корпусе 1 посредством фланца 5. Шпиндель 2 имеет возможность вращаться в передних подшипниковых опорах 3 и задних подшипниковых опорах 4, за счет установленного на него ротора 6 электродвигателя и его статора 7, смонтированного в корпусе 1 шпиндельного узла металлообрабатывающего станка. Также шпиндельный узел содержит станцию 8 для подачи хладагента и станцию 9 для подачи СОЖ, подключенные к штуцерам (на чертеже не показаны) шпиндельного узла (Фиг.1). Кроме того, шпиндельный узел снабжен коллектором 10, с выполненными внутри него осевыми каналами и кольцевой проточкой по внутренней цилиндрической поверхности, и втулкой 11 с кольцевой проточкой, выполненной по ее наружной цилиндрической поверхности, которая установлена между коллектором 10 и фланцем 5 в зоне расположения передних подшипниковых опор 3.
Станция 8 для подачи хладагента обеспечивает подачу и циркуляцию необходимого объема хладагента через осевые каналы 12 корпуса 1 шпиндельного узла и винтовые каналы 13 фланца 5 в зоне расположения передних подшипниковых опор 3 и статора 7 электродвигателя для принудительного охлаждения указанных элементов шпиндельного узла (Фиг.2).
Станция 9 для подачи СОЖ обеспечивает подачу и циркуляцию СОЖ через осевые каналы 14, выполненные отдельно в корпусе 1 шпиндельного узла и фланце 5, и сопла 15 в зону резания. С целью создания дополнительного охлаждения передних подшипниковых опор 3 на фланце 5 закреплен коллектор 10, на торце которого размещены сопла 15, и втулка 11 с кольцевой проточкой, образуя кольцевую полость 16 между втулкой 11 и коллектором 10, через которую должна циркулировать СОЖ, используемая в качестве охлаждения требуемой зоны резания. В результате прохождения СОЖ по осевым каналам 14 через кольцевую полость 16 к соплам 15 в течение всего рабочего цикла обработки детали осуществляется, также, циркуляция СОЖ и в кольцевой полости 16, реализуя тем самым дополнительное охлаждение передних подшипниковых опор 3 (Фиг.3).
Таким образом, представленное техническое решение позволяет добиться увеличенного ресурса работы узла в целом за счет дополнительного охлаждения передних подшипниковых опор, при этом, не осуществляя дополнительных энергозатрат на систему охлаждения.
Свойства, регламентированные в заявленном соединении отдельными признаками, общеизвестны из уровня техники и не требуют дополнительных пояснений.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении предназначен для использования в металлообрабатывающей промышленности;
- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте формулы полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в материалах заявки известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении, способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Следовательно, заявленный объект соответствует требованиям условию патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.