SU649981A1

SU649981A1 - Device for simulating cutting force on metal-working machine tool spindle

Info

Publication number: SU649981A1
Application number: SU752106716A
Authority: SU
Inventors: Виктор Владимирович Герасимов; Евгений Александрович Шувалов; Василий Сергеевич Малышев
Original assignee: Ленинградское Станкостроительное Объединение Им.Я.М.Свердлова
Priority date: 1975-02-21
Filing date: 1975-02-21
Publication date: 1979-02-28

Description

Предлагаемое устройство вл етс переносным . Оно имеет основание 1, которое предназначено дл фиксации и закреплени устройства на столе 2 металлорежуще го станка (в качестве примера приведен горизонтально-расточный станок), подвижно смонтированного на станине 3.The proposed device is portable. It has a base 1, which is intended for fixing and fixing the device on the table 2 of the cutting machine (a horizontal boring machine is shown as an example) movably mounted on the base 3.

На станине жестко закреплена стойка 4 с шпиндельной бабкой 5, имеющей выдвижной рабочий шпиндель 6.On the frame rigidly fixed to the rack 4 with the spindle head 5, having a retractable working spindle 6.

Механизм нагружени радиальной силой имеет неподвижный корпус 7, жестко закрепленный на основании 1. В корпусе на двух радиальных подшипниках 8 качени смонтирована пола втулка 9, скрепленна с планшайбой 10.The radial force loading mechanism has a fixed housing 7 rigidly fixed on the base 1. In the housing on two radial rolling bearings 8, a sleeve 9 is mounted on the floor, fastened to the face plate 10.

В планшайбе 10 с эксцентриситетом е относительно оси враш,ени втулки 9 (и планшайбы 10) выполнена расточка, в которой расположено поворотное кольцо 11, имеюш,ее по периферии зубчатую черв чную нарезку и сцепленное с черв ком 12, размеш,енным в соответствуюш;ей расточке в планшайбе 10.In the faceplate 10 with eccentricity e relative to the axis of the vrash, the sleeve 9 (and faceplate 10) has a bore in which the rotary ring 11 is located, having its serrated cogging along the periphery and interlocking with the screw 12, which is aligned with the corresponding one; her bore in the faceplate 10.

Черв к смонтирован на подшипниках 13, закрепленных с внешней стороны заглушками 14 и штифтами 15. Черв к имеет приводной вал 16 с лысками под ключ.A worm is mounted on bearings 13, which are fastened on the outside by plugs 14 and pins 15. A worm has a drive shaft 16 with flats of a wrench.

Черв чна пара (колесо И и черв к 12) выбрана такой, чтобы было обеспечено самоторможение .Worm gear (wheel And and worm to 12) is chosen such that self-braking is ensured.

В поворотном кольце 11 (черв чном колесе ) выполнена эксцентрична расточка с эксцентриситетом е, в которой размеш,ен сферический подшипник 17 с расположенным во внутреннем его кольце валом 18, имеющим конический хвостовик 19 и расточку 20 дл размещени переднего вала 21 с вилкой дл соединени с одним из шарниров Гука.An eccentric boring with eccentricity e is made in the rotary ring 11 (a worm gear), in which a spherical bearing 17 is mixed with a shaft 18 having a tapered shank 19 and a boring 20 for accommodating the front shaft 21 with a fork for connecting with one of the joints of Hooke.

Вал 18 в радиальном сферическом подшипнике 17 зафиксирован упругим кольцом 22.The shaft 18 in the radial spherical bearing 17 is fixed by an elastic ring 22.

Двойной шарнир Гука содержит два шарнира Гука 23 и 24, соединенные между собой промежуточным валом 25, имеющим на концах соответствующие вилки.Hooke's double hinge contains two Hook's hinges 23 and 24, interconnected by an intermediate shaft 25, having corresponding forks at the ends.

Шарнир Гука 24 соединен с вспомогательным валом 26, установленным в подшипниках 27, которые расположены в крышке 28, жестко прикрепленной к корпусу 7.Hook's hinge 24 is connected to an auxiliary shaft 26 mounted in bearings 27, which are located in a cover 28 rigidly attached to the housing 7.

Ось вращени вала 26 совмещена с осью вращени полой втулки 9. На вспомогательном валу 26 выполнен ведущий зубчатый венец 29, сцепленный с сателлитом 30, который сцеплен с неподвижным внутренним зубчатым венцом 31, нарезанным в корпусе 7.The axis of rotation of the shaft 26 is aligned with the axis of rotation of the hollow sleeve 9. On the auxiliary shaft 26 there is a leading gear 29, coupled with a satellite 30, which is coupled with a fixed internal gear 31, cut into the housing 7.

Сателлит 30 установлен в пазу утолщенной части полой втулки 9, а его ось 32 жестко закреплена (запрессована) в соответствующей расточке втулки 9.The satellite 30 is installed in the groove of the thickened part of the hollow sleeve 9, and its axis 32 is rigidly fixed (pressed) in the corresponding bore of the sleeve 9.

Вспомогательный вал 26 имеет выведенный наружу конец 33, на котором имеетс The auxiliary shaft 26 has an outward end 33, on which there is

шпоночный паз. Этим концом вспомогательный вал может быть соединен с механизмом 34 нагружени по моменту, который представл ет из себ тормоз с тарированным моментом и дает возможность одновременно с подшипниками обкатывать зубчатые колеса коробки скоростей станка. Поворотное кольцо 11 закрыто крышкой 35, прикрепленной к планшайбе винхами 36.keyway. At this end, the auxiliary shaft can be connected to the loading mechanism 34 according to the moment, which is a torque brake and makes it possible, simultaneously with the bearings, to run in gears of the gearbox of the machine. The rotary ring 11 is closed by a lid 35 attached to the faceplate by the screw 36.

Во внутреннем отверстии крышки 35 нанесена метка начала отсчета, а на поворотном кольце 11 - делени в мм, показывающие радиальное смещение оси валаIn the internal opening of the lid 35 there is a reference mark, and on the rotary ring 11 - dividing in mm, showing the radial displacement of the shaft axis

18 от оси вращени планшайбы 10 (полой втулки 9) в зависимости от угла поворота кольца 11.18 from the axis of rotation of the faceplate 10 (hollow sleeve 9), depending on the angle of rotation of the ring 11.

Работает устройство следующим образом .The device works as follows.

На столе 2 устройство устанавливаетс таким образом, чтобы в соединении с валом 18 шпиндель 6 был выдвинут на расчетную величину, например 200 мм. При сочленении шпиндел 6 станка сOn the table 2, the device is installed so that in connection with the shaft 18, the spindle 6 is extended to the calculated value, for example 200 mm. When articulating spindle 6 of the machine with

хвостовиком 19 присоединительного вала 18 поворотное кольцо И предварительно устанавливаетс на нулевую отметку, при этом хвостовик 19 не должен иметь радиального биени при вращении планшайбыthe shank 19 of the connecting shaft 18 swivel ring And pre-set to zero, while the shank 19 should not have a radial beat when rotating faceplate

от руки, т. е. совмещаютс оси вращени планшайбы 10 и хвостовика 19 вала 18. Ось вращени планшайбы 10 совмещаетс с осью вращени шпиндел 6 за счет перемещений деталей станка (стола илиby hand, i.e., the axes of rotation of the faceplate 10 and the shank 19 of the shaft 18 are aligned. The axis of rotation of the faceplate 10 is aligned with the axis of rotation of the spindle 6 by moving the machine parts (table or

шпиндельной бабки - это зависит от конструкции ).headstock - it depends on the design).

После этого соедин ютс хвостовик 19 и шпиндель 6 станка. Затем вращаетс черв к 12 через приводной вал и поворачиваетс поворотное кольцо 11. При этом ось вала 18 и конец шпиндел 6 начинают смешатьс от оси вращени планшайбы 10. Величина необходимых смещений устанавливаетс предварительным расчетом согласно уравнени м сопромата. Дл каждого типа станка в зависимости от требуемой силы диаметра шпиндел и его расчетного вылета величина упругого смещени будет разна .After that, the shank 19 and the spindle 6 of the machine are connected. The screw is then rotated to 12 through the drive shaft and the rotary ring 11 is rotated. In this case, the axis of the shaft 18 and the end of the spindle 6 begin to mix from the axis of rotation of the faceplate 10. The magnitude of the required displacements is determined by preliminary calculations according to the corresponding materials. For each type of machine, the magnitude of the elastic displacement will be different depending on the required force of the spindle diameter and its calculated overhang.

После установки необходимого упругого смещени шпиндел 6, определ ющего величину радиальной нагрузки на шпиндельные подшипники как реакции от упругого изгиба шпиндел , включают вращениеAfter installing the necessary elastic displacement of the spindle 6, which determines the magnitude of the radial load on the spindle bearings as a reaction from the elastic bending of the spindle, include rotation

шпиндел .spindle.

Установка вала 18 в радиальном сферическом подшипнике 17 исключает по вление кромочных давлений при изгибе конца шпиндел 6. Двойной шарнир Гука даетThe installation of the shaft 18 in the radial spherical bearing 17 eliminates the appearance of edge pressures when bending the spindle end 6. Hooke’s double hinge gives

возможность сохранить кинематическую св зь вспомогательного вала 26 с валом 18 несмотр на его смещени и разворот первоначальной оси. Шпиндель 6 передает вращение на вал 18, затем на планшайбу 10the ability to maintain the kinematic connection of the auxiliary shaft 26 with the shaft 18 despite its displacement and reversal of the original axis. The spindle 6 transmits the rotation to the shaft 18, then to the faceplate 10

через передний вал 21, шарнир Гука 23,through the front shaft 21, Hooke 23 hinge,

промежуточный вал 25, шарнир Гука 24, вспомогательный вал 26, венец 29, сателлит 30, ось 32 сателлита и полую втулку 9.intermediate shaft 25, Hook’s hinge 24, auxiliary shaft 26, crown 29, satellite 30, satellite axis 32 and hollow bushing 9.

Сателлит 30, обкатыва сь по внутреннему венцу 31, имеет всегда угловую скорость своей оси 32 (в переносном движении) меньше, чем углова скорость враш,ени венца 29 (вспомогательного вала 26).The satellite 30, running around the inner rim 31, always has an angular speed of its axis 32 (in portable movement) less than the angular velocity of the axis, the rim 29 (auxiliary shaft 26).

Таким образом, углова скорость полой втулки 9 (и планшайбы 10) будет всегда меньше угловой скорости шпиндел 6, так как при передаче враш,ени в шарнирах Гука углова скорость не мен етс . Это вл етс принципиальной отличительной чертой предлагаемого устройства, позвол ющего мен ть направление радиальной силы относительно неподвижных колец шпиндельных подшипников, так как смеш,енный со своей оси конец шпиндел вращаетс вместе с планшайбой со скоростью меньшей , чем скорость враш,ени шпиндел вокруг собственной оси.Thus, the angular velocity of the hollow bushing 9 (and the faceplate 10) will always be less than the angular velocity of the spindle 6, since during the transfer of the vras, in the Hooke’s hinges, the angular velocity does not change. This is a principal distinctive feature of the proposed device, which allows the direction of the radial force relative to the fixed rings of the spindle bearings to be reversed, since the spindle end, rotated from its axis, rotates with the faceplate at a speed less than the speed of the spindle around its own axis.

Во врем обкатки включаетс также механизм 34 нагружени по моменту, и одновременно с шпиндельными подшипниками производитс обкатка зубчатых колес коробки скоростей станка.During the running-in period, the loading mechanism 34 is also activated by moment, and simultaneously with the spindle bearings, the gears of the gearbox of the machine are driven.

Claims

1. An apparatus for simulating cutting forces on a machine cutting spindle, comprising a loading mechanism with a radial force, characterized in that, in order to achieve simultaneous running

the entire surface of the inner and outer treadmills of the spindle bearings, the loading mechanism with a radial force is made in the form of a corps-machine mounted on the table, in which the faceplate is installed with a shaft installed in it with the possibility of radial displacement connected to the machine spindle and kinematically connected to the faceplate, moreover, the gear ratio of the specified kinematic connection is not equal to one.

2. The device according to claim 1, characterized in that the faceplate is fixed to the hollow sleeve mounted in the housing bore so that it can rotate.

3. The device according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the kinematic connection of the shaft with the faceplate is made in the form of a double Hooke hinge, connecting the shaft with an auxiliary shaft mounted on bearings in the housing, on which a leading gear rim is engaged, coupled with the fixed solar crown of the housing through a satellite having axis fixed in a hollow sleeve.

4. A device according to claim 1, characterized in that an eccentric bore is made in the faceplate, in which an eccentric bore ring is located for a spherical bearing with a shaft placed inside it, the faceplate and the ring being kinematically connected to each other by a self-braking transmission, for example, a worm gear .

3f

fzh