Шпиндельные узлы с опорами качения

1.2. Концы шпинделей станков с ЧПУ

Передний конец шпинделей многоцелевых сверлильно-фре- зерно-расточных станков (с ЧПУ и системой автоматической смены инструментов) должен иметь конструкцию, которая позволяет автоматически закреплять инструменты и оправки с хвостовиком исполнения 2 по ГОСТ 25827-93 «Хвостовики с конусом 7:24». В хвостовике (рис. 1.4) имеются пазы 3 и 4, контактирующие с закрепленными на торце шпинделя призматическими шпонками, V-образная канавка 2 для захвата инструмента манипулятором; канавка 5, предназначенная для ориентации инструмента; резьбовое отверстие 1, в которое ввинчивают штырь с заплечиками, служащий для затягивания хвостовика в гнездо шпинделя. Размеры хвостовиков исполнения 2 приведены в табл. 1.4. Здесь размеры D*4 и /*] определяют свободное пространство для захвата инструмента автооператором; В есть допускаемое торцовое биение поверхности Б относительно поверхности А. Допускаемый опрокидывающий момент оправки относительно V-образной канавки для хвостовиков с конусом 40, 45 и 50 равен соответственно 25, 35 и 40 Н • м. Эти хвостовики соответствуют хвостовикам по ИСО 7288-1-83 и DIN 69871. В случае ручной смены инструментов применяют хвостовики исполнения 1 с конусом 7:24 по ГОСТ 25827, соответствующие DIN 2080.

На рис. 1.5, а приведена конструкция конца шпинделя с механизмом зажима оправки на основе рычагов. Момент от шпинделя 3 передается оправке торцевыми шпонками 1. Хвостовик 2 изображен во время разжима, когда в результате движения штока 7 влево рычаги 4 повернулись и освободили штырь 5, а упор 6 вступил в контакт с ним и стал выталкивать хвостовик из конического гнезда шпинделя. Основным недостатком этой конструкции является то, что при высокой скорости вращения шпинделя и соответственно при действии значительных центробежных сил на рычаги зажимного механизма сила затягивания хвостовика в гнездо шпинделя снижается.

На рис. 1.5, б показан шариковый механизм зажима оправки с конусом 7:24.

12

Рис. 1.4. Хвостовик инструментов и оправок с конусом 7:24

н-*

Рис. 1.5. (окончание)

В высокоскоростных сверлильно-фрезерно-расточных многоцелевых станках применяются системы крепления инструментов на основе хвостовиков HSK (рис. 1.6). Они обеспечивают надежное закрепление инструментов изнутри хвостовика в условиях больших центробежных сил.

Торцевая поверхность 2 хвостовика прижимается к торцу шпинделя и обеспечивает точное осевое положение инструмента и жесткость системы «Шпиндель - хвостовик». Шпоночные пазы 9 на торце хвостовика служат для восприятия крутящего момента, передаваемого на хвостовик шпонками, находящимися на торце шпинделя. Коническая поверхность обеспечивает базирование хвостовика в коническом гнезде шпинделя. Внутрь хвостовика вводятся элементы, взаимодействующие с упором 8 и обеспечивающие зажим хвостовика в шпинделе в результате деформации в радиальных направлениях. На хвостовике имеются трапециевидная канавка 3 и ориентирующие канавки 4 под захват манипулятора, а также индексирующая канавка 6, используемая при ориентации и автоматической смене инструментов. Для кодирования инструм|нта в углубление 5 вставляется микросхема (чип). Сквозное поперечное отверстие 1 необходимо при использовании ручных зажимных устройств, используемых при сборке инструментальных модулей. Размеры конических полых хвостовиков регламентированы ГОСТ Р 51547-2000 «Хвостовики инструментов полые конические типа HSK. Основные размеры».

Размеры посадочного гнезда в шпинделе для полых хвостовиков HSK типа А приведены на рис. 1.7 и в табл. 1.5.

В плоскости 1 должна находиться вершина однолезвийного инструмента. Поводок 2' может быть выполнен вместе с посадочным гнездом или отдельно.

Размер с индексом 1) зависит от применяемой системы зажима; крепежное отверстие d4 с индексом 2) при съемном поводке может быть коническим по всей длине /, е\ и с индексом 3) являются расчетными значениями координат для номинальных размеров гу и а также максимального размера Ь\.

17