Устройство для зажима инструмента в шпинделе металлорежущего станка

Устройство для зажима инструмента в шпинделе металлорежущего станка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ З.АЖИМА ИНСТРУМЕНТА Е ШПИЕ-1ДЕ:ЛЕ МЕТАЛЛОРЕЖУШЕГО СТАНКА, устаиовленно, в корпусе ишиндельной бабки, содержащее расположенный внутри иишнделя толкатель, соедипемный одним концом с за.хватом .хвостовика инструмента, а другим с линейпым гидродви|-ателем, отличающееся тем, что, с целью новьииения надежности, лппейный гидродвигатель выполнен в виде дву.х конпентрично расноложенных гидроцилиндров одностороннего действия с общей нерабочей полостью, а его порнепь соединен с толкателем и снаожен механическим замком для фиксащш nopnniH отпоснтелью пи,1индра в KpaiiHCM рабочем ноложении, а наружный гидропилиндр жестко закреплен па корпусе П11111иде.1ьно11 бабкп, его поршень снабжен бхртом, предназначенным для взаимодейстния с механическим замком при снятии инсгрумента. к цп.:1пндре наружного гидроци ,1индра вьпкхчнены отверстие и кольцевая канавка, расположенная на внутренней его поверхностп, сообн1аю1циеся между собой, а на ци,1индре внутреннего гидроцилиндра на уровне кольцевой канавки выполнены ра.чиальные отверстпя, iipH этом поверхности ци.чиндров но обе стороны кольцевой канавки ())т ,1у собой бесконтактное це,()0 уп.ютненис. 2. стройство но II. 1, отличающееся гем. что в iiopniHe внутреннего гидроцилиндра выпо,1нен продольный паз, а механический замок выполнен в виде подпружиненnoii нарнирпо установленпой в указанном пазу sanie.iKH, свободный конец которой ))явлен н сторону рабочей по,1ости внут Хи .кчо ги;-4кяи1.1инд|1а.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1117135

3 "j: В 23 В 31/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТСРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21} 3633190/25-08 (22 } 1.08.83. (46} 07.10.84. Бюл. ¹ 37 (72) В. С. Шукли, А. А. Кунин, С. В. Васильев, В. А. Прокопенко, В. М. Файнгауз. В. А. Павлов и М. A. DO, lотников

1 } О(. (>Оо(Ii(>II<. тр(кторско(. о I(>!) (1 >!! <.(«тРо(. 1ИИ (53} 62! .952-229.2 (088.8} (56} 1. Авторское свидетельство С(. (.Р № 9656!О, кл. В 23 В 31/04< 1980 (прототип}, (54) (57} 1. УСТРОЙСТВО Для ЗАЖИМА

ИЕ-1СТРУМЕНТА В ШПИНДЕЛЕ МЕ}АЛЛОРЕЖУШЕГО СТАНКА, устаповлснш>:. в корпусе ш>индельной бабки, содержащее расположенный внутри шпинделя толкатсль, соединенный одним концом с захвато 1 квостовика инструмента, а другим с ли)>ейным гидродви>ателем, отличающееся т«м, что, с цельк) повышения надежности, линейный гидродвигатель выполнен в виде двук концснтри (но расположеннык гидроцилиндров односторонн I o,iñéñòâèÿ с общей нерабочей полостью, а сlo порп<ень соединен с толкателсм и снабжен меканическим замком для фиксации поршня относитель-о цилиндра

I3 крайнем рабочем положении, а наружный гидроцилипдр жестко закреплен на корпусе ппш:>дельной оабки, его поршень снабжен о ртом, предназначенным для взаимодействия «мскапичсским замком при снятии инструмс>пин;ц)а в(п>ол>1« ы отверстие и кольцевая канавка, расположснн;>я на внутренней его п(>в«р .(ости, с(к>бн(ик)>циеся между собой,

tl

,>;)д(альныс отв«рсти>1, при этом пов«ркности цилиндров по o()««торопы кольцевой канавки (>б >;I.th к>т м«ж,x с(>бой бе«контактно(.

lit(, l(I)(>((Il. IOT II(I ill«.

Устройство Ito и. 1, от.tll чающееея гсм. (1(. в поршн«внутреннего гидроцилиндра n»»1(>лнсн продольный цаз, а меканичс«кпй замок выполнен в виде подпружиненii()tl <ï;tðíèðtIo усгановленной в указанном 1)з защелки, свободный конец которой

Il;!li1>;! I1леIl H сторону раооч«й полости внут1)(>! <« I i ги Р(<1(lt,

1117135

55

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано для механизированного зажима инструмента в шпинделе металлорежущего станка.

Известно устройство для зажима и отжима инструмента, содержащее привод с поршневым линейным гидродвигателем, выполненным в виде гидроцилиндра двойного действия с узлом передачи усилия от поршня на толкатель при вращающемся шпинделе.

В корпус гидрог1илиндра встроен гидроаккумулятор для компенсации утечек на отрезок времени, необходимый для срабатывания предохранительной системы от случайного падения давления и полного останова шпинделя станка.

Узел передачи усилия от поршня на толкатель при врашающемся шпинделе выполнен в виде подшипникового узла двустороннего действия, расположенного внутри поршня. Благодаря этому толкатель может свободно вращаться при неподвижном гидроцилиндре.

В полости гидроцилиндра со стороны толкателя установлен дополнительный поршень с упорным подшипником, контактирующим с задним концом шпинделя, что позволяет не нагружать главные подшипники шпинделя усилием зажима инструмента (1).

Недостатком известного устройства является его ненадежность из-за малой долговечности упорных подшипников узла передачи усилия даже на средних частотах вращения, например 1000 †15 об/мин, так как на них действует большое усилие зажима и трудность введения эффективного охлаждения этих подшипников, находяшихся внутри поршня.

1 ельк> изобретения является повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для зажима инструмента в шпинделе металлорежущего станка, установленном в корпусе шпиндельной бабки, содержанием расположенный внутри шпинд«ля толкатель, соединенный одним концом с захватом хвостовика инструмента, а другим с линейным гидродвигателем, последний выполнен в виде двух концентрично расположенных гидроцилиндров одностороннеi действия с общей нерабочей полостью, при этом внутренний гидроцилиндр установлен на заднем конце шпинделя, а его поршень соединен с толкателем и снабжен механическим замком для фиксации поршня относительно цилиндра в крайнем рабочем положении, а наружный гидроцилиндр жестко закреплен на корпусе шпиндельной бабки, его пор пень снабжен буртом, предназначенным для взаимодействия с механическим замком при снятии инструмента, в цилиндре наружного гидроцилиндра выполнены отверстие и кольцевая канавка, расположенная на внутренней его поверхности, сообшаюшиеся между собой, а на цилиндре внутреннего гидроцилиндра на уровне кольцевой канавки выполнены радиальные отверстия, при этом поверхности цилиндров по обе стороны кольцевой канавки образуют между собой бесконтактное щелевое уплотнение.

Кроме того, в поршне внутреннего гидроцилиндра выполнен продольный паз, а механический замок выполнен в виде подпружиненной шарнирно установленной в указанном пазу зашелки, свободный конец которой направлен в сторону рабочей полости внутреннего гидроцилиндра.

На чертеже изображены линейный гидродвигатель и задняя часть шпинделя металлорежущего станка, продольный разрез.

Шпиндель 1 установлен на подшипниках 2 в шпиндельной бабке 3, в нем выполнено центральное отверстие, внутри которого расположен толкатель 4 (передняя часть шпинделя с гнездом для закрепления инструмента и механизмом захвата его хвостовика не показана) .

На заднем конце шпинделя 1 установлен цилиндр 5 внутреннего гидроцилиндра, который закреплен гайками 6. Внутри цилиндра 5 расположен поршень 7, который закреплен на заднем конце толкателя 4 гайками 8, а в стенке цилиндра 5 выполнены радиальные отверстия 9 для прохода масла в зажимную рабочую полость 10.

В поршне 7 выполнены продольные канавки 11 (предпочтительно их должно быть три}, в которых размещены защелки 12, в каждой из которых один из концов шарнирно закреплен B поршне 7 на оси 13.

Свободные концы зашелок 12 направлены в сторону рабочей полости 10 и поджаты по направлению к периферии пружинами 14.

Концентрично цилиндру 5 расположен цилиндр 15 наружного гидроцилиндра, жестко закрепленный винтами 16 на заднем торце корпуса шпиндельной бабки 3.

Внутри цилиндра 15 расположен поршень 17, который снабжен буртом 18, направленным в сторону поршня 7. На шток поршня 17 надета крышка 19, привинченная к цилиндру 15 винтами 20. Между крышкой 19 и торцам поршня 7 образована рабочая полость 21, подвод масла в которую осушествляется через штуцер 22.

К торцу штока поршня 17 прикреплена винтами 23 упорная шайба 24, между которой и крышкой 19 расположена возвратная пружина 25, надетая на шток поршня 17.

На внутренней поверхности цилиндра 15 выполнена маслопроводящая канавка 26, располагаемая напротив радиальных от1117135

Составитель Ф. Майоров

Техред И. Верес Корректор М. Демчик

Тираж 036 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Ра> шская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Н. Лазаренко

Заказ 71!б/8 верстий 9 в цилиндре 5. Подвод масла в канавку 28 осуществлен через штуцер 27.

1цель 28 между наружной поверхностью вращающегося цилиндра 5 и внутренней поверхностью цилиндра 15 по обе стороны от канавки 26 является бесконтактным уплотнением, обеспечивающим малое падение давления перед маслопроводящими радиальными отверстиями 9.

Предлагаемое устройство для зажима инструмента работает следующим образом.

От гидростанций масло под давлением подается к гидрораспределителю, который управляет работой всего устройства при зажиме и отжиме инструмента.

В гидростанции имеется необходимая аппаратура настройки режима работы, т.е. поддержания номинального рабочего давления и отключения станка при падении давления ниже минимальной нормы в случае аварии, например, разрыва трубок какойлибо гидролинии. Время останова станка при аварии в гидросистеме для современных станков обычно не превышает 6 — 8 с.

Если авария в гидросистеме станка случилась во время резания, то необходимо инструмент надежно удержать в шпинделе до полной остановки привода вращения шпинделя во избежание травмирования рабочего вырвавшимся инструментом, а также образования брака обрабатываемого изделия.

При зажиме инструмента масло от гидрораспределителя по питающей гидролинии под давлением подается через штуцер 27 в канавку 26, из которой через отверстия 9 оно направляется в зажимную рабочую полость 10. Поршень 7 при этом движется в направлении от переднего конца шпинделя, смещает толкатель 4, который посредством захвата сцепляется с головкой хвостовика инструмента и затягивает инструмент в конусное отверстие шпинделя 1, т.е. производит зажим.

При этом свободные концы защелок 12 выходят из полости цилиндра 5 и под действием пружин 14 смещаются к периферии, заходя за внутренний край торца цилиндра 5. В таком положении защелок 12 поршень 7 не может сместиться в сторону переднего конца шпинделя — на отжим инструмента. Давление в питающей гидролинии непрерывно поддерживается во время резания. В случае аварийного падения давления в питающей гидролинии и в рабочей полости 10 свободные концы защелок 12 упираются в торец цилиндра 5.

15 Механический замок, выполненный в виде подпружиненных защелок 12, надежно удерживает инструмент в зажатом положении.

Для отжима инструмента штуцер 27 соединяется со сливом, а масло под давлением подается в отжимную рабочую полость 21 через штуцер 22.

Под действием масла поршень 17 смещается в сторону поршня 7 и скосом своего торцевого бурта 18 прижимает защелки 12 к центру, чтобы их свободные концы разместились внутри цилиндра 5. Затем пор- шень 17 упирается в торец поршня 7 и смещает его и толкатель 4 в сторону переднего конца шпинделя 1. При этом захваты механизма зажима освобождают головку хвостовика инструмента и он свободно может быть вынут из конусного отверстия шпинделя и заменен на новый.

Возврат отжимного поршня 17 в исходное положение производится пружиной 25.

Использование изобретения позволяет повысить надежность зажимного устройства за счет исключения изнашивающихся деталей и простоты фиксации зажатого инструмента в аварийных условиях.