Устройство для зажима инструмента в шпинделе станка

Устройство для зажима инструмента в шпинделе станка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

4п щ, "т т нля еблио

МБд (") 55 87 62

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.02.76(21) 2325119/08 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.

В 23 С 5/26

В 23 B 31/04

Государственный квинтет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 25.05.77!эюллетень № 19 (53) Ъ ДК 621.952. .5(088.8) (45) Дата опубликования описания 07.07,77 (72) Авторы изобретения

Г. В. Гершкович и P. Л. Немировский (71) Заявитель

Специальное конструкторское бюро прецизионных станков (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЖИМА ИНСТРУМЕНТА

B ШПИНДЕЛЕ СТАНКА

Изобретение относится к станкостроению, а именно к устройствам зажима режушего или вспомогательного инструмента в шпинделе станка.

Известны устройства для зажима инстру- мента в шпинделе станка Pl) .

Они содержат шомпол и непосредственно расположенную на нем пружину. При этом пружина устанавливается на шомполе так, что связанный с ним инструмент затягивается щ под ее воздействием в приемное отверстие шпинделя. Инструмент освобождают внешним усилием, приложенным к шомполу и сжимающим пружину. Для надежного закрепления инструмента в шпинделе станка усилие, раз-д виваемое пружиной, должно быть в пределах

1-8 т. Одновременно пружина должна иметь достаточно большой ход, что необходимо для освобождения инструмента. При этом дополнительная деформация пружины не долж- 20 на значительно увеличивать усилие, чтобы обеспечить максимальное снижение мощности привода устройства.

Вследствие этого зажимная пружина должна иметь сравнительно малую жесткость. 25

Перечисленным требованиям удовлетворяют пакеты тарельчатых пружин, применяемые в большинстве известных зажимных устройств.

Снижению мощности также спэсэбствуeT использование возцействующих на шомпол механизмов, увеличивающих усиди зажимной пружины.

Известно также устройство для механизированного зажима инструмента в шпинделе станка, в котором использован воздействующий на шомпол механизм, увеличивающий усилие зажимной пружины. Этэ устройство содержит шомпол, зажимную пружину и пе— ремешаемую толкателем муфту, взаимодействующую с шариками, опирающимися на торец стакана, закрепленного на шпинделе станка. Зажимная пружина установлена на стакане и одним торцом упирается в муфту, которая через шарики передает усилие гайке, установленной на шомполе (2) .

Усилие, прижимающее инструмент к шпинделю, замыкается через ряд деталей, образующих систему инструмент-шомпол-зажим— ное устрэйствэ-шпиндель. Все элементы этой системы, за исключением пружины, oo—

858762 ладают в сравнении с ней весьма высокой жесткостью. Поэтому пружина является тем элементом, который определяет жесткость системы. Уменьшение жесткости зажимной пружины снижает жесткость системы, а сле- 5 довательно и жесткость зажима.

В качестве зажимной пружины, как правило, применяются тарельчатые пружины, создаюшие достаточно большие усилия. Элемент такой пружины (тарелка) обеспечивает срав- 10 кительно малую деформацию, величина которой измеряется долями миллиметра, а для освобождения инструмента необходима деформация в пределах нескольких миллиметров,,поэтому применяют достаточно боль- 15 шое количество последовательно установленных элементов. При этом увеличиваются длина пружины и размеры устройства.

Бель изобретения — уменьшение габаритов устройства и повышение жесткости за- 20 жима.

Достигается она тем, что предлагаемое устройство снабжено втулкой, которая расположена в муфте с возможностью осевого перемещения и контактирует одним торцом с 25 зажимной пружиной, другим, при зажатом инструменте, — с шариками, а при освобожденном инструменте — с выступом шомпола.

Для сокрашения времени смены инструмента устройство снабжено дополнительной пру- З0 жиной, которая расположена в центральном отверстии шпинделя между торцом отверстия и выступэм шомпола, и электромагнитом, якорь которого представляет собой толкатель шомпола.

На чертеже изображено описываемое уст— ройство в разрезе.

Стакан 1 закреплен на конце шпинделя 2.

В центральном отверстии шпинделя установлен шомпол 3, имеющий выступ 4. На кон- 40 це шомпола 3 свободно сидят втулка 5 и силовые зажимные пружины 6, поджатые гайками 7. Усилие, развиваемое пружинами

6, равно усилию, необходимому для зажима инструмента (на чертеже не показан). На стакане 1 расположена муфта 8, связанная с приводом ее перемещения (на чертеже не показан). Внутренняя поверхность муфты выполнена в виде цилиндрического 9 и конического 10 отверстий. Между этой поверхностью, торцом втулки 5 и торцом стакана 1 расположены шарики 11. Один из торцов, например торец стакана 1, выполнен коническим. На шомполе 3 установлена дополнительная зажимная пружина 12. Она расположена, например, в центральном отверстии шпинделя 2 между его торцом 13 и выступом 14 шомпола 3. При вертикальном расположении устройства, усилие, развиваемое пружиной 12, несколько выше веса инстру60 мента, шомпола 3 и установленных на нем деталей. При горизонтальном расположении устройства усилие пружины 12 несколько выше сил трения, возникающих в соединниях шпинделя 2 с шомполом 3 и инструментом. Против свободного торца шомпола

3 расположен толкатель 15 электромагнита.

Для освобождения инструмента муфту 8 перемешают вдоль оси так, что с шариками 11 начинает взаимодействовать поверхность конического отверстия 10. Под действием пружин 6 втулка 5 своим торцом смешает шарики 11 пэ радиусам и перемещается вдоль оси шомпола 3 до выступа 4, после чего усилие пружин 6 замыкается на шомп оле 3, а ин с трумен т удерживается в шпинделе только пружиной 12. При дальнейшем перемещении муфты 8 шарики 11 отходят от торца втулки 5 (например, под действием собственного веса) на расстояние, равное ходу шомпола 3, который эн должен совершить для освобождения инструмента, Инструмент освобождается после включения электромагнита, который своим толкателем 15 нажимает на торец шомпола 3 и, сжимая пружину 1 2, перемещает последний до тех пор, пока торец втулки 5 не упрется в торец стакана 1.

Зажим инструмента осуществляется в обратной последовательности: выключается электромагнит, который освобождает пружину 12, последняя перемещает шомпол 3 с инструментом до касания поверхностей хвостовиков инструмента с приемным отверстием шпинделя.

Окончательный зажим инструмента происходит после перемешения муфты 8., которая, воздействуя на шарики 1 1 вдавливает их в пространство между торцами стакана 1 и втулки 5. При этом между торцами втулки 5 и выступом 4 образуется зазор. Пружина 6 одним своим торцом через втулку

5, шарики 11 и стакан 1 давит на шпиндель 2, а другим воздействует на гайки 7, шомпол 3 и связанный с ним инструмент.

В результате последний зажимается в шпинделе. Муфта 8 останавливается после касания шариков 11 и поверхности цилиндрического отверстия 9.

Благодаря тому, что в предлагаемом устройстве величина перемешения шомпола не пропорциональна деформации пружины, последняя может быть выполнена большой жесткости. Это значительно повышает жесткость системы инструмент-шомпол- ажимное устройство-шпиндель, а следовательно и жесткость зажима. Вынесение пружин на конец шомпола значительно сокрашает длину стакана 1, а использование жестких пру558762 жин 6 сокращает длину конца шомпола. B результате общая длина устройства значительно сократилась.

В связи с тем, что окончательное освобождение инструмента осуществляется лишь цосле срабатывания электромагнита, освобождение инструмента от воздействия силовых пружин 6 может быть произведено предварительно, например при подходе шпиндельной головки к положению для смены инстру- 10 мента. При этом время перемещения муфты

8 может быть увеличено, а мощность привода ее перемещения снижена. Мощность привода муфты 8 может быть также снижена и потому, что сжатие пружин 6 при зажиме б инструмента производится лишь на очень малом пути ее движения. (Этот путь обусловлен образованием зазора между торцом втулки 5 и торцом 4 шомпола и может быть в пределах долей миллиметра). .и

Окончательное освобождение инструмента электромагнитом, вследствие его быстродействия, значительно сокращает время смены инструмента, так как в баланс последнего входит время освобождения и зажима 25 инструмента.

Формула изобретения

1. Устройство для зажима инструмента в шпинделе станка, содержащее шомпол, зажимную пружину и перемещаемую толкателем муфту, взаимодействующую с шариками, опирающимися на торец стакана, закрепленного на шпинделе, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью уменьшения габаритов устройства и повышения жесткости зажима оно снабжено втулкой расположенной в муфте с возможностью осевого перемещения и контактирующей одным торцом с еажимной пружиной, другим — при зажатом инструменте - с шариками, а при освобожденном инструменте, - с выступом шомпола.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью сокрашения времени смены инструмента, устройство снабжено дополни тельной пружиной, расположенной в центральном отверстии шпинделя между торцом отверстия и выступом шомпола, и электромагнитом, якорь которого служит толкателем шомпола, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Бурков В. А. Пружинно-гидравлические устройства для механизированного зажима инструмента с коническим хвостовиком, "Станки и инс трумент", № 2, 1 9 74, с. 2 О °

2. Авторское свидетельство № 382481, М.кл. В 23 С 5/26, 1971.

=.«" ч

558762

Составитель Г. Довнар

Редактор В. Дибобес Техред Г, Родак Корректор Л. Веселовская

Заказ 1283/74 Тираж 1207 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открьгтий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4