УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ОСЕВОГО ИНСТРУМЕНТА В ШПИНДЕЛЕ СТАНКА Российский патент 1994 года по МПК B23C5/26 B23B47/24 

Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано в качестве устройства для крепления осевого инструмента в шпинделе станка.

Известно устройство для крепления осевого инструмента в шпинделе станка, содержащее связанные между собой ведущий и ведомый элементы в виде соответственно корпуса, предназначенного для размещения в шпинделе станка, и стакана с гнездом для установки хвостовика инструмента, а также средство для предохранения инструмента от перегрузок, включающее датчик контроля осевого усилия.

Известное устройство имеет ряд существенных недостатков:
имеют место случаи несрабатывания устройства при максимально допустимом крутящем моменте, что приводит к поломке сверл;
достаточно сложна настройка устройства на заданный крутящий момент;
невозможна полная автоматизация работы.

Перечисленные недостатки снижают надежность работы устройства и не позволяют полностью автоматизировать его эксплуатацию.

Сущность изобретения заключается в том, что средство для предохранения инструмента от перегрузок выполнено в виде легкоплавкого вещества, размещенного в герметичной полости, ограниченной внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью стакана, а также расположенного на наружной поверхности стакана внутри указанной полости нагревательного элемента, электрически связанного с датчиком контроля осевого усилия, при этом датчик выполнен в виде источника электрической энергии, а в качестве легкоплавкого вещества взято вещество с фиксированной температурой плавления, лежащей ниже предельно допустимой температуры работоспособности смазки подшипников, например сплав Вуда.

Это позволяет повысить надежность работы устройства путем гарантированного ограничения момента резания.

На чертеже представлен общий вид устройства.

Устройство для крепления осевого инструмента в шпинделе станка содержит связанные между собой ведущий и ведомый элементы в виде соответственно корпуса 1, предназначенного для размещения в шпинделе станка, и станка 2 с датчиком 3 в виде источника электрической энергии, электрически связанного с нагревательным элементом 4, расположенным на наружной поверхности стакана 2 внутри полости 5. Средство для предохранения инструмента от перегрузок выполнено в виде легкоплавкого вещества с фиксированной температурой плавления, лежащей ниже предельно допустимой температуры работоспособности смазки подшипников 6, и размещено в герметичной полости 5. Стакан 2 имеет гнездо и коническую поверхность 7 для установки хвостовика 8 инструмента 9. Подшипниковый узел фиксируется фланцем 10. В качестве легкоплавкого вещества выбран сплав Вуда.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении сплав Вуда имеет твердую фазу. При включении станка начинает вращаться корпус 1 со стаканом 2, в котором установлен режущий инструмент 9. Происходит обработка изделия. При затуплении инструмента 9 возрастает осевая сила резания, которая создает избыточное давление на датчик 3 (например, кольцо, выполненное из пьезокерамики). Под действием силы в датчике 3 возникает электрическое напряжение, которое по проводам (не показаны) поступает к нагревательному элементу 4. Последний растапливает сплав Вуда (температура плавления 68оС), при этом стакан 2 перестает вращаться, поскольку крутящий момент на него не передается. При окончании действия силы напряжение на датчике 3 снижается и сплав застывает, вращение снова передается на стакан 2 и инструмент 9.

Настройка на заданный крутящий момент может осуществляться путем подбора материала датчика 3 (кварц, титанат бария и др. ) или материала, сечения нагревательного элемента.

Сплав Вуда имеет фиксированную температуру плавления, что позволяет разграничить два режима работы устройства. (56) Авторское свидетельство СССР N 1202744, кл. В 23 В 47/24, 1984.

Использование: в станкостроении для крепления осевого инструмента в шпинделе станка. Сущность изобретения: устройство содержит связанные между собой ведущий и ведомый элементы в виде корпуса 1 и стакана 2 с датчиком 3 в виде источника электрической энергии, электрически связанного с нагревательным элементом 4, расположенным на наружной поверхности стакана 2 внутри полости 5. Средство для предохранения инструмента от перегрузок выполнено в виде легкоплавкого вещества с фиксированной температурой плавления, лежащей ниже предельно допустимой температуры работоспособности смазки подшипников 6, и размещено в герметичной полости 5. В качестве легкоплавкого вещества выбран сплав Вуда. В исходном положении сплав Вуда имеет твердую фазу. При включении станка начинает вращаться корпус 1 со стаканом 2, в котором установлен режущий инструмент 9. При затуплении инструмента 9 возрастает осевая сила резания, которая создает избыточное давление на датчик 3, например кольцо, выполненное из пьезокерамики. Под действием силы в датчике 3 возникает электрическое напряжение, которое поступает к нагревательному элементу 4. Последний растапливает сплав Вуда, при этом стакан 2 перестает вращаться, поскольку крутящий момент на него не передается. При окончании действия силы напряжение на датчике 3 снижается и сплав застывает. Вращение снова передается на стакан 2 и инструмент 9. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ОСЕВОГО ИНСТРУМЕНТА В ШПИНДЕЛЕ СТАНКА , содеpжащее связанные между собой ведущий и ведомый элементы в виде соответственно коpпуса, пpедназначенного для pазмещения в шпинделе станка, и стакана с гнездом для установки хвостовика инстpумента, а также сpедство для пpедохpанения инстpумента от пеpегpузок, включающее датчик контpоля осевого усилия, отличающееся тем, что сpедство для пpедохpанения инстpумента от пеpегpузок выполнено в виде легкоплавкого вещества, pазмещенного в геpметичной полости, огpаниченной внутpенней повеpхностью коpпуса и наpужной повеpхностью стакана, а также pасположенного на наpужной повеpхности стакана внутpи указанной полости нагpевательного элемента, электpически связанного с датчиком контpоля осевого усилия, пpи этом датчик выполнен в виде источника электpической энеpгии, а в качестве легкоплавкого вещества взято вещество с фиксиpованной темпеpатуpой плавления, лежащей ниже пpедельно допустимой темпеpатуpы pаботоспособности смазки подшипников. 2. Устpойство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве легкоплавкого вещества выбpан сплав Вуда.