Устройство для компенсации теплового смещения оси шпинделя

 

Изобретение может быть использовано в металлорежущих станках повышенной точности. Устройство содержит систему контроля, систему компенсации и преобразователь. В систему контроля входит пара датчиков перемещения, которые расположены под углом 90^o друг к другу и взаимодействуют с корпусом шпиндельной бабки. В систему компенсации входят также пара датчиков перемещения и два термоэлемента, уакзанные датчики расположены под углом 90^o друг к другу и взаимодействуют с корпусом задней бабки. Термоэлементы крепятся на корпусе задней бабки. Устройство для компенсации фиксирует тепловое смещение оси шпинделя и подает информацию в преобразователь. Преобразователь сравнивает сигнал и в случае их рассогласования выдает сигнал на подачу тока к термоэлементам до тех пор, пока обе системы не придут в равновесие, при этом ось шпинделя будет совпадать с осью центра задней бабки. В результате указанного расположения датчиков в системе контроля и в системе компенсации обеспечивается пространственная компенсация теплового смещения оси шпинделя, что, в свою очередь, обеспечивает точность обработки. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и в частности может быть использовано в металлорежущих станках повышенной точности.

Известно устройство [1] (аналог), содержащее шпиндельную бабку, которая размещена в корпусе и соединяется с ним при помощи роликовых направляющих и регулируемых болтов, при этом тепловое смещение оси шпинделя в результате деформации шпиндельной бабки компенсируется деформацией корпуса, которая направлена в противоположную сторону. Недостатком этой конструкции является то, что она очень сложна, резко повышает массу и габариты станка.

Известна конструкция алмазно-расточного станка [2] (прототип) с устройством для уменьшения и компенсации теплового смещения оси шпинделя, установленного в опорах в корпусе шпиндельной бабки. Устройство содержит систему контроля, включающую датчик и преобразователь или командоаппарат, предназначенные для воздействия на систему компенсации теплового смещения оси шпинделя, включающих два параллельных термоэлемента, которые работают параллельно. Таким образом, устройство обеспечивает температурную компенсацию только в вертикальном направлении. Известно, что при работе шпинделя его ось перемещается в пространстве в двух направлениях, что приводит к искажению формы и размеров обрабатываемой детали. Компенсация теплового смещения только в одном направлении не может полностью исключить погрешности формы и размеров детали.

Целью изобретения является повышение точности обработки путем пространственной компенсации теплового смещения оси шпинделя.

Указанная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее систему контроля, включающую датчик и преобразователь или командоаппарат, предназначенные для воздействия на систему компенсации теплового смещения оси шпинделя, включающую два параллельных термоэлемента, введены две пары датчиков перемещения, одна из которых установлена на корпусе шпиндельной бабки под углом 90^o относительно друг друга, при этом термоэлементы закреплены на корпусе задней бабки и расположены под углом 90^o друг к другу.

Полученное новое качество от данной совокупности признаков ранее не было известно и достигается только в данном устройстве.

На чертеже изображены две проекции токарного станка и схема устройства для компенсации теплового смещения оси шпинделя.

Устройство содержит две пары датчиков перемещения, два термоэлемента и преобразователь 1. Датчики перемещения 2 и 3 расположены под углом 90^o друг к другу и взаимодействуют с корпусом 4 шпиндельной бабки. Датчик 2 совпадает с горизонтальной осью станка, а датчик 3 - с вертикальной осью станка. Два датчика перемещения 5 и 6 расположены под углом 90^o друг к другу.

Датчик 5 совпадает с горизонтальной осью станка, а датчик 6 - с вертикальной осью станка. Два термоэлемента 7 и 8 крепятся на корпусе 9 задней бабки в тех же плоскостях, что и датчик перемещения. Датчики перемещения 5 и 6 взаимодействуют с корпусом 9 задней бабки.

Устройство работает следующим образом.

Датчики перемещения 2 и 3 фиксируют смещение оси шпинделя в системе координат и подают свои сигналы в преобразователь 1. Датчики перемещения 5 и 6 фиксируют смещение оси центра задней бабки в системе координат и подают свои сигналы в преобразователь 1. Преобразователь 1 сравнивает входящие сигналы от датчиков 2 и 5, а также датчиков 3 и 6 и в случае их рассогласования выдает сигнал на подачу тока к термоэлементам 7 и 8 до тех пор, пока обе пары датчиков перемещения не придут в равновесие, при этом ось шпинделя будет совпадать с осью центра задней бабки, что обеспечит повышение точности изготовления деталей.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки: 1. Авторское свидетельство СССР N 1495001, B 23 B 19/00.

2. Авторское свидетельство СССР N 217884, B 23 B 41/00.

Формула изобретения

\ \ \1 Устройство для компенсации теплового смещения оси шпинделя, установленного в опорах в корпусе шпиндельной бабки, содержащее систему контроля, включающую датчик и преобразователь или командоаппарат, предназначенные для воздействия на систему компенсации теплового смещения оси шпинделя, включающую два параллельных термоэлемента, отличающееся тем, что система контроля выполнена в виде двух пар датчиков перемещения, одна из которых установлена на корпусе шпиндельной бабки под углом 90º относительно друг друга, а вторая пара предназначена для взаимодействия с корпусом задней бабки и расположена под углом 90º относительно друг друга, при этом термоэлементы закреплены на корпусе задней бабки и расположены под углом 90º друг к другу.

РИСУНКИ

Рисунок 1