УСТРОЙСТВО СОЕДИНЕНИЯ МОДУЛЕЙ Российский патент 1994 года по МПК B23Q3/155 

Изобретение относится к станкостроению/ преимущественно для инструментальных блочных систем/ обрабатывающих центров и различных станков с ЧПУ.

Известны устройства соединения модулей с креплением боковыми винтами/ где расточка базового модуля охватывает хвостовик присоединяемого модуля и поджимает к его торцу посредством ввинчиваемого в радиальное отверстие корпуса винта/ коническая головка которого взаимодействует с поверхностью конического углубления/ выполненная в устанавливаемой в хвостовике вставке/ эксцентричного относительно отверстия под винт. Для повышения жесткости конструкция в стенке отверстия державки соосно с винтом выполнено обращенное к нему коническое углубление/ а в хвостовике корпуса - поперечное отверстие под вставку/ на одном из торцов которой расположено коническое углубление/ а другой выполнен в виде конуса/ взаимодействующего с поверхностью конического углубления державки.

Недостатком данных устройств является невысокая жесткость фиксации соединяемых модулей при относительно высокой сложности конструкции.

Известно также устройство соединения модулей с радиальным креплением/ где соединение двух модулей базового и присоединяемого происходит при помощи конического винта/ взаимодействующего с шариками/ которые/ в свою очередь/ деформируют упругий хвостовик присоединяемого модуля и тем самым происходит базирование и крепление модулей.

Недостатком данного устройства является высокая сложность конструкции при относительно низкой жесткости соединения модулей.

Известно также соединение модулей с радиальным креплением/ где соединение двух модулей базового и присоединяемого происходит при помощи тяги с конической поверхностью и ввернутой по резьбе в присоединяемый модуль/ двух клиновидных сухарей/ взаимодействующих с конической поверхностью тяги/ и винта с разными направлениями (правая-левая) резб/ приводящего в движение сухари.

Недостатком данного устройства является относительная сложность конструкции/ низкое быстродействие и удобство сборки-разборки модулей из-за большого количества деталей и отсутствия выталкивающего механизма при разборке модулей.

Цель изобретения - упрощение конструкции/ повышение быстродействия и удобства сборки модулей.

Поставленная цель достигается тем/ что устройство соединения модулей/ содержащее винтовую пару/ состоящую из хвостовика присоединяемого модуля с резьбовым отверстием и наружным диаметром в одном из его сечений не менее диаметра посадочного отверстия базового модуля и резьбовой тяги/ одним концом взаимодействующей с базовым модулем/ а другим установленной в отверстие присоединяемого модуля/ и винта/ имеющего возможность вращения вокруг оси/ перпендикулярной к оси упомянутых модулей. Винт выполнен с двумя оппозитно расположенными конусами и имеет возможность возвратно-поступательного перемещения/ а в тяге имеются две оппозитно расположенные клиновидные поверхности/ причем соответствующий конус винта взаимодействует с соответствующей клиновидной поверхностью тяги.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство/ общий вид; на фиг. 2-4 - общий вид устройства с различными положениями винта; на фиг. 5 - узел I на фиг. 2; на фиг. 6 - узел II на фиг. 3; на фиг. 7 - общий вид устройства для создания больших осевых усилий.

В корпусе одного/ в данном случае базового модуля 1/ выполнена полость с посадочным отверстием 2/ открытым на свой базирующий торец 3/ на который опирается своим базирующим торцом 4 другой (присоединяемый) модуль 5/ имеющий упругий хвостовик 6 с резьбовым отверстием 7 и входящий в отверстие 2. Наружный диаметр хвостовика 6 имеет по меньшей мере в одном из сечений диаметр не менее диаметра отверстия 2. В резьбовое отверстие 7 ввернута тяга 8 по резьбе 9.

Резьба 9 на тяге 8 выполнена конической с небольшим углом α/ а в отверстии 7 присоединяемого модуля 5 - цилиндрической (метрической). В тяге 8 имеется также сквозное отверстие с двумя оппозитно расположенными (прямыми и обратными) клиновидными или конусными поверхностями 10 и 11/ причем оси этих поверхностей смещены на расстояние а (а ≥Δ + δ)/ где Δ - зазор между торцами 3 и 4; δ - величина запаса. Для соединения модулей 1 и 5 служит винт 12/ имеющий также два оппозитно расположенных конуса 13 и 14/ резьбовую поверхность 15 и цилиндрическую 16 с диаметром d. При больших осевых нагрузках на конусе 13 винта 12 и конусной поверхности 10 тяги 8 может быть выполнена резьба (фиг. 7)/ образуя тем самым несоосную коническую винтовую пару. В базовом модуле 1 выполнены соосно два отверстия 17 и 18/ с которыми сопрягаются элементы винта. Для передачи крутящего момента/ а также удобства процесса сборки модулей 1 и 5 служит шпонка 19. Для подвода охлаждающей жидкости используются каналы 20.

Функционирует устройство соединения модулей следующим образом.

В исходном положении модулей 1 и 5 (фиг. 1) между их торцами 3 и 4 имеется зазор Δ/ а шпонка 19/ закрепленная на модуле 5/ входит в паз модуля 1. Отверстия 11/ 17 и 18 при этом находятся на одной оси/ а ось отверстия 10 смещена на расстояние а. Затем винт 12 вводится соосно с отверстиями 11/ 17 и 18 (фиг. 1). При вращении винта 12 его конус 13 взаимодействует с конусом 10 тяги 8. В это время винт 12 своей цилиндрической поверхностью 16 входит в отверстие 18 базового модуля 1 (фиг. 2 и 5)и базируется в нем/ тяга 8 вместе с присоединяемым модулем 5 перемещается внутрь модуля 1 и между торцами 3 и 4 устраняется зазор Δ/ а клиновидная поверхность 11 тяги 8 заходит за конус 14 винта 12 (фиг. 3).После выборки зазора Δ между торцами 3 и 4 возникает натяг F₁/ а между сопрягаемыми поверхностями модулей 1 и 5 - натяг F₂ (первый пояс контакта). В резьбовом сопряжении 7 и 9 возникает больше осевое усилие F_o/ которое воздействует на элементы отверстия 7/ разлагается на нормальное F и радиальное F_p. Осевое усилие F_o увеличивает натяг F₁ между торцами 3 и 4 до F₃ (фиг. 4).

Радиальное усилие F_p деформирует упругий хвостовик 6 модуля 5/ в результате чего его размеры повышаются и устраняется зазор β (фиг. 6) между сопрягаемыми поверхностями базового 1 и присоединяемого 5 модулями. Появляется второй пояс контакта с усилием F₄ (фиг. 4).

При необходимости разборки модулей 1 и 5 винт 12 выворачивается и своим конусом 14 давит на клиновидную или конусную поверхность 11 тяги 8. В связи с этим возникает большое обратное осевое усилие/ которое разъединяет два модуля 1 и 5.

Экономическая эффективность предложенного технического решения заключается в простоте конструкции/ быстродействии и удобстве сборки-разборки модулей.

Использование: станкостроение, устройства автоматической смены инструмента в многооперационных станках с числовым программным управлением. Сущность изобретения: устройство соединения модулей содержит винтовую пару, которая состоит из присоединяемого модуля с резьбовым отверстием в хвостовике и с наружным диаметром в одном из его сечений не менее диаметра посадочного отверстия базового модуля, резъбовой тяги им винта. Винт установлен с возможностью вращения и радиального перемещения по отношению к оси модулей. Винт выполнен с двумя встречно направленными сопрягаемыми конусами на его поверхности, взаимодействующими с соответствующими коническими поверхностями в тяге, которая сопряжена по резьбовой поверхности с присоединяемым модулем. 4 з.п.ф-лы, 7 ил.

1. УСТРОЙСТВО СОЕДИНЕНИЯ МОДУЛЕЙ, содержащее винтовую пару, которая включает в себя присоединяемый модуль с хвостовиком и выполненным в последнем осевым резьбовым отверстием, базовый модуль с осевой расточкой, размещенную в расточке резьбовую тягу, которая своей рабочей поверхностью размещена в резьбовом отверстии присоединяемого модуля и винта, установленного с возможностью перемещения вдоль оси, перпендикулярной продольной оси модулей, отличающееся тем, что винт выполнен с двумя встречно направленными коническими поверхностями, а в тяге перпендикулярно ее продольной оси, совпадающей с продольной осью модулей, выполнена расточка, причем в последней выполнены две встречно направленные клиновидные поверхности, каждая из которых ответна соответствующей ей конической поверхности винта, при этом винт установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что резьбовая поверхность на винте расположена за упомянутыми коническими поверхностями, а на боковой поверхности базового модуля выполнено радиально расположенное резьбовое отверстие, ответное резьбовой поверхности винта. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что одна из конических поверхностей на винте выполнена бочкообразного профиля. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в тяге клиновидные поверхности выполнены в виде несоосных конических поверхностей. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что резьба на винте выполнена на одной из его конических поверхностей и на соответствующей конической поверхности тяги.