ШПИНДЕЛЬНАЯ БАБКА ТОКАРНОГО СТАНКА

Полезная модель относится к станкостроению, а именно к шпиндельным бабкам специальных токарных станков, предназначенных для обработки роторов турбокомпрессоров путем их обточки и последующего фрезерования шпоночных пазов и сверления радиальных и осевых отверстий при помощи инструментальной головки, закрепленной в суппорте станка.
Известна шпиндельная бабка токарно-фрезерного станка с ЧПУ модели 1730 производства Рязанского станкостроительного завода, содержащая корпус, установленный в корпусе на подшипниках шпиндель, привод вращения шпинделя и привод поворота шпинделя, содержащий закрепленные на кронштейне электродвигатель и редуктор, причем ось выходного зубчатого колеса редуктора параллельна оси шпинделя, а кронштейн установлен с возможностью перемещения из одного крайнего положения в другое так, что в одном из его крайних положений выходное зубчатое колесо редуктора взаимодействует с зубчатым колесом, закрепленным на шпинделе [1730.20.000СБ. Бабка шпиндельная. Сборочный чертеж; 1730.25.000СБ Привод координаты «С». Сборочный чертеж. ОАО «Рязанский станкостроительный завод. 2004 г.] - прототип.
Недостатком этой шпиндельной бабки является то, что кронштейн привода поворота из одного крайнего положения в другое перемещается за счет его поворота вокруг оси, закрепленной на корпусе бабки. При этом выходное зубчатое колесо редуктора движется по дуге окружности. Поэтому при вхождении зубьев выходного зубчатого колеса редуктора в зацепление с зубьями зубчатого колеса шпинделя происходит трение зубьев их боковыми поверхностями друг о друга. В результате увеличивается износ зубьев. Наличие зазора между осью поворота и отверстием в кронштейне позволяет кронштейну отклоняться от вертикального положения, из-за чего ось выходного зубчатого колеса редуктора может отклоняться от положения,
параллельного оси зубчатого колеса шпинделя, и располагаться под углом к ней. Из-за этого происходит неравномерный износ зубьев обоих зубчатых колес. Все это приводит к тому, что со временем привод поворота шпинделя теряет свою точность. Это снижает точность работы станка, может привести к браку.
Предлагаемая полезная модель направлена на повышение точности работы станка.
Для решения этой задачи шпиндельная бабка токарного станка, содержащая корпус, установленный в корпусе на подшипниках шпиндель, привод вращения шпинделя и привод поворота шпинделя, содержащий закрепленные на кронштейне электродвигатель и редуктор, причем ось выходного зубчатого колеса редуктора параллельна оси шпинделя, а кронштейн установлен с возможностью перемещения из одного крайнего положения в другое так, что в одном из его крайних положений выходное зубчатое колесо редуктора взаимодействует с зубчатым колесом, закрепленным на шпинделе, согласно полезной модели, дополнительно снабжена закрепленной на корпусе шпиндельной бабки плитой с прямолинейными направляющими, кронштейн также снабжен прямолинейными направляющими и установлен с возможностью перемещения по направляющим плиты, при этом плита закреплена таким образом, что зеркало ее направляющих расположено перпендикулярно оси шпинделя, а плоскость симметрии направляющих совпадает или параллельна плоскости, проходящей через ось шпинделя и ось выходного зубчатого колеса редуктора.
Для того, чтобы точно остановить кронштейн в его крайнем положении и, тем самым, обеспечить точное межосевое расстояние между выходным зубчатым колесом редуктора и зубчатым колесом, закрепленным на шпинделе, в кронштейне выполнено окно, а на плите закреплен упор, взаимодействующий со стенкой окна в том крайнем положении кронштейна, в котором выходное зубчатое колесо редуктора взаимодействует с зубчатым
колесом, закрепленным на шпинделе.
Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг.1 изображена предлагаемая шпиндельная бабка, вид спереди; на фиг.2 - вид А по фиг.1; на фиг.3 - разрез В-В по фиг.2; на фиг.4 - выносной элемент Б по фиг.1.
Шпиндельная бабка содержит корпус 1, в котором на подшипниках установлен шпиндель 2, привод вращения шпинделя и привод поворота шпинделя. На шпинделе закреплено зубчатое колесо 3. Привод вращения шпинделя выполнен в виде электродвигателя (не показан), от которого вращение при помощи ременной передачи 4 передается на шкив 5 входного вала шпиндельной бабки. Привод поворота шпинделя содержит электродвигатель 6 и редуктор 7, закрепленные на кронштейне 8. Ось выходного зубчатого колеса 9 редуктора параллельна оси шпинделя. Кронштейн 8 снабжен прямолинейными направляющими 10 и установлен с возможностью перемещения по прямолинейным направляющим 11 плиты 12 из одного крайнего положения в другое. В крайнем верхнем положении кронштейна выходное зубчатое колесо 9 редуктора взаимодействует с зубчатым колесом 3, закрепленным на шпинделе.
Плита 12 закреплена на корпусе шпиндельной бабки таким образом, что зеркало ее направляющих 11 расположено перпендикулярно оси шпинделя, а плоскость симметрии Г направляющих 11 совпадает или параллельна плоскости Д, проходящей через ось шпинделя 2 и ось выходного зубчатого колеса 9 редуктора. Если редуктор 7 закреплен на кронштейне 8 таким образом, что ось выходного зубчатого колеса 9 редуктора расположена в плоскости симметрии направляющих 10 кронштейна (как на фиг.2, 3), то плиту 12 закрепляют на корпусе шпиндельной бабки таким образом, чтобы плоскость симметрии Г направляющих 11 совпадала с плоскостью Д, проходящей через ось шпинделя и ось выходного зубчатого колеса редуктора. Если же редуктор 7 закреплен на кронштейне 8 таким образом, что ось выходного зубчатого колеса 9 редуктора расположена вне плоскости
симметрии направляющих 10 кронштейна, то плиту 12 закрепляют таким образом, чтобы плоскость симметрии Г направляющих 11 была параллельна плоскости Д, проходящей через ось шпинделя и ось выходного зубчатого колеса редуктора. И в том, и в другом случае при перемещении кронштейна 8 ось выходного зубчатого колеса 9 редуктора будет перемещаться параллельно оси шпинделя в плоскости Д, проходящей через ось этого колеса и ось шпинделя.
Перемещают кронштейн 8 при помощи гидравлического цилиндра 13, корпус которого закреплен на плите 12, а шток прикреплен к кронштейну 8. В кронштейне выполнено прямоугольное окно. На плите закреплен упор 14, взаимодействующий со стенкой окна в крайнем верхнем положении кронштейна. За счет этого обеспечивается точный останов кронштейна в этом положении и обеспечивается точное межосевое расстояние между осями выходного зубчатого колеса редуктора и зубчатого колеса шпинделя Датчик 15 угла поворота считывает информацию об угле поворота шпинделя. Тормоз 16 предназначен для останова шпинделя в нужном положении.
Работает шпиндельная бабка следующим образом. Для того, чтобы повернуть шпиндель на нужный угол, отключают электродвигатель привода вращения шпинделя и выводят шпиндель из зацепления с зубчатыми колесами шпиндельной бабки. При помощи гидроцилиндра 13 перемещают кронштейн 8 в крайнее верхнее положение до упора нижней стенкой прямоугольного окна кронштейна в упор 14. Выходное зубчатое колесо 9 редуктора входит в зацепление с зубчатым колесом 3 шпинделя. Подают питание на электродвигатель 6 привода поворота. Через выходное зубчатое колесо 9 редуктора и зубчатое колесо 3 вращение передается на шпиндель. Датчик 15 угла поворота передает информацию об угле поворота шпинделя в устройство числового программного управления (ЧПУ) станка. При достижении нужного угла поворота устройство ЧПУ выдает сигнал на выключение электродвигателя 6 привода поворота и включение тормоза 16 шпинделя. От гидростанции станка масло под давлением подается в
гидроцилиндры тормоза. Поршни гидроцилиндров выдвигаются и закрепленными на них тормозными колодками зажимают зубчатое колесо 3, закрепленное на шпинделе. После этого при помощи инструментальной головки, закрепленной на суппорте станка, производят обработку ротора турбокомпрессора. Например, можно произвести фрезерование шпоночных пазов и сверление отверстий.
Благодаря тому, что зеркало направляющих плиты расположено перпендикулярно оси шпинделя, и благодаря высокой точности направляющих плиты и кронштейна, ось выходного зубчатого колеса редуктора располагается параллельно оси шпинделя и, соответственно, оси зубчатого колеса, закрепленного на шпинделе. За счет того, что ось выходного зубчатого колеса редуктора перемещается в плоскости, проходящей через ось этого колеса и ось шпинделя, зубья выходного зубчатого колеса с минимальным трением входят в зацепление с зубьями зубчатого колеса шпинделя. Благодаря точному останову кронштейна в крайнем верхнем положении обеспечивается точное межосевое расстояние между осями выходного зубчатого колеса редуктора и зубчатого колеса шпинделя. Все это способствует высокой точности работы привода поворота шпинделя и сохранению этой точности длительное время.
Данное техническое решение реализовано в конструкции специального токарного станка с ЧПУ модели РТ958РФ3-6 производства Рязанского станкостроительного завода.