Шпиндельная бабка металлорежущего станка

Полезная модель относится к области станкостроения, в частности к шпиндельным бабкам с выдвижным ползуном для металлорежущих станков типа горизонтально-фрезерных, горизонтально-расточных, обрабатывающих центров и т.п.
Известны шпиндельные бабки, состоящие из основания, выполненного с возможностью вертикального перемещения шпиндельной бабки по направляющим стойки станка и оснащенного направляющими для горизонтального (продольного) перемещения ползуна, содержащего шпиндельный узел, механизм главного привода и привод горизонтального перемещения (подачи) ползуна (см., например, горизонтальные сверлильно-фрезерные центры фирмы Juaristi серии TS, http://stanko-lid.ru/article/obrabatyvayushchie-tsentry.html). Помимо перечисленных шпиндельные бабки включает также функциональные элементы: отсчетные устройства, конечные выключатели, ограждения шпиндельной бабки и ползуна, кабельные цепи, гидро-пневмо-электроразводку и др.
Недостатком известных технических решений шпиндельных бабок является сложность изготовления вертикальных и горизонтальных направляющих шпиндельных бабок из-за необходимости обеспечения высокой точности их взаимного расположения, а именно перпендикулярности относительно друг друга вертикальных и горизонтальных направляющих, так как нет возможности независимой регулировки выставки направляющих перемещения шпиндельной бабки по стойке и ползуна по саням шпиндельной бабки, невозможность проведения раздельной сборки, регулировки, наладки и обкатки узлов шпиндельной бабки, необходимость проведения демонтажа корпуса шпиндельной бабки (в сборе с ползуном) со стойки станка для транспортирования станка от изготовителя заказчику, так как большие габариты узлов шпиндельной бабки не позволяют транспортировать ее в собранном виде со стойкой из-за того, что они зачастую превышают габариты грузов, допускаемые при перевозке автомобильным или железнодорожным транспортом, при этом снимаются привод перемещения шпиндельной бабки по стойке, например, с шарико-винтовой парой, отсчетное устройство перемещения шпиндельной бабки по стойке, вертикальные направляющие (полностью или частично, в зависимости от их конструкции), разъединяются связи гидро-пневмо-электроразводки между шпиндельной бабкой и стойкой, с последующим монтажом снятых узлов на стойке, с выверкой, регулировкой и повторным испытанием на точность и жесткость.
Наиболее близкой к заявленному техническому решению - прототипом является шпиндельная бабка металлорежущего станка, выполненная в виде основания с подвижно размещенным в нем на направляющих выдвижным ползуном, содержащим шпиндельный узел, привод вращения шпинделя и привод подачи ползуна (http://www.danobatgroup.com/files/floor-type-milling-boring-machines-fr.pdf).
К недостаткам прототипа, помимо общих с аналогами недостатков, следует отнести его ограниченные технологические возможности, обусловленные невозможностью расширения зоны обработки за счет увеличения хода горизонтального (продольного) выдвижения ползуна относительно основания шпиндельной бабки без увеличения длины ползуна, привода его горизонтального перемещения, без замены шарико-винтовой пары на новую, большей длины, без замены отсчетного устройства выдвижения ползуна на новое, большей длины, без переустановки конечных выключателей, без увеличения длины связей гидро-пневмо-электро разводок и т.п.
Задача полезной модели - упрощение изготовления, регулировки и выставки вертикальных и горизонтальных направляющих шпиндельной бабки, обеспечение возможности проведения раздельной сборки, регулировки, наладки и обкатки отдельных узлов шпиндельной бабки, исключение необходимости демонтажа корпуса шпиндельной бабки со стойки для транспортировки, расширение зоны обработки ползуном за счет возможности увеличения хода ползуна без изменения его конструкции.
Технический результат - расширение технологических возможностей как шпиндельной бабки, так и металлорежущего станка в целом.
Поставленная задача решается, а заявленный технический результат достигается тем, что шпиндельная бабка металлорежущего станка, выполненная в виде основания с подвижно размещенным в нем на направляющих выдвижным ползуном, содержащим шпиндельный узел, привод вращения шпинделя и привод подачи ползуна, дополнительно содержит салазки, размещенные между ползуном и основанием с возможностью их параллельного направлению подачи ползуна установочного перемещения по основанию от введенного автономного привода, а направляющие, предназначенные для перемещения ползуна, выполнены на упомянутых салазках, при этом основание снабжено прижимными элементами, выполненными с возможностью фиксации/расфиксации салазок относительно основания.
Полезная модель поясняется изображениями,
где на Фиг. 1 представлена 3D модель шпиндельной бабки в сборе;
на Фиг. 2 представлен Вид А (со стороны шпинделя) на Фиг. 1.
Представленные на изображениях позиции имеют следующие значения:
1 - основание шпиндельной бабки металлорежущего станка;
2 - направляющие стойки;
3 - направляющие ползуна;
4 - ползун;
5 - шпиндельный узел;
6 - главный привод (вращения шпинделя);
7 - привод подачи ползуна;
8 - салазки;
9 - привод перемещения салазок;
10 - прижимной элемент (с приводом фиксации/расфиксации).
Помимо перечисленных шпиндельная бабка, как и прототип, включает функциональные элементы: отсчетные устройства, конечные выключатели, ограждения шпиндельной бабки и ползуна, кабельные цепи, гидро-пневмо-электроразводку и др.
Как следует из изображений Фиг. 1, 2, шпиндельная бабка состоит из основания 1 с направляющими 2 для вертикального перемещения шпиндельной бабки по стойке металлорежущего станка. Направляющие 3 предназначены для горизонтального (продольного) перемещения по ним ползуна 4 (соответствующими ответными элементами, аналогичными прототипу), содержащего шпиндельный узел 5, механизм главного привода (вращения шпинделя) 6 и привод подачи 7 ползуна 4. Салазки 8 расположены между основанием 1 и ползуном 4 с возможностью горизонтального (продольного) перемещения своими фасонными (фактически направляющими) поверхностями по ответным (фактически направляющим) поверхностям основания 1. При этом салазки оснащены приводом 9 горизонтального (продольного), преимущественно установочного, но пригодного к использованию в качестве подачи перемещения относительно основания 1, который может быть выполнен, например, в виде оснащенной управляемым электромотором (по аналогии с приводом подачи ползуна 4) пары винт-рейка, шестерня-рейка, винт-гайка и т.п. Для фиксации салазок 8 относительно основания 1 в требуемом положении (может быть обеспечено аналогичными имеющимся в прототипе отсчетными устройствами, конечными выключателями и т.п.) в конструкцию включены прижимные элементы 10, например прижимные планки с приводами гидравлическими, их перемещения к/от основания с соответственно фиксацией/расфиксацией салазок 8 (см., например, http://sidus.ru/production/pressure_equipment/guethle/quick_coupler/77).
Работа заявленной шпиндельной бабки металлорежущего станка аналогична прототипу. При этом экономичный малогабаритный привод 9 оптимально использовать для дополнительного (установочного) горизонтального (продольного) перемещения салазок 8 с ползуном 4 по основанию 1 шпиндельной бабки на холостом ходу (без нагрузки от сил резания) после снятия усилия прижимных элементов 10, что позволит использовать значительно меньшее количество энергии по сравнению с рабочим приводом 7 подачи ползуна 4.
Таким образом достигается:
- упрощение изготовления, регулировки и выставки вертикальных и горизонтальных направляющих шпиндельной бабки;
- обеспечение возможности проведения раздельной сборки, регулировки, наладки и обкатки отдельных узлов шпиндельной бабки;
- исключение необходимости демонтажа основания шпиндельной бабки со стойки для транспортировки;
- расширение зоны обработки ползуном за счет возможности увеличения хода ползуна без изменения его конструкции.
Изложенное позволяет сделать вывод о том, что поставленная задача - упрощение изготовления, регулировки и выставки вертикальных и горизонтальных направляющих шпиндельной бабки, обеспечение возможности проведения раздельной сборки, регулировки, наладки и обкатки отдельных узлов шпиндельной бабки, исключение необходимости демонтажа корпуса шпиндельной бабки со стойки для транспортировки, расширение зоны обработки ползуном за счет возможности увеличения хода ползуна без изменения его конструкции - решена, а заявленный технический результат - расширение технологических возможностей - достигнут.
Анализ на соответствие условиям патентоспособности заявленного технического решения показал следующее:
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении относится к области станкостроения, в частности, к шпиндельным бабкам с выдвижным ползуном для металлорежущих станков;
- указанные в независимом пункте формулы полезной модели признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности необходимых признаков, достаточной для получения заявленного технического результата;
- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте формулы полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке и известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов, при этом свойства, регламентированные в заявленной конструкции отдельными признаками, общеизвестны из уровня техники и не требуют дополнительных пояснений;
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Следовательно, заявленный объект соответствует критериям патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.