ДЕРЖАВКА ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ ГОЛОВКИ Российский патент 1996 года по МПК B23B29/04 

Изобретение относится к металлообработке, преимущественно к инструментальной оснастке для обрабатывающих центров и станков с ЧПУ.

Цель изобретения повышение жесткости соединения и точности позиционирования устанавливаемых инструментальных головок.

Изобретение пояcняетcя чертежом, на котором изображен общий вид державки инструментальной головки в продольном разрезе.

Державка содержит корпус 1, выполненный с плоским торцом 2 и выступающим на нем коническим хвостовиком 3. Инструментальная головка 4 имеет коническое посадочное отверстие 5, открытое на плоский торец 6 и ограниченное торцом 7. Причем диаметр хвостовика 3 в плоскости его торца 2 не меньше диаметра посадочного отверстия 5 в плоскости тора 6. Корпус 1 содержит винт 8, установленный в хвостовике 3 перпендикулярно относительно продольной оси 9 корпуса 1. Винт 8 выполнен с отверстием под ключ 10 и резьбами противоположных направлений на его концах 11 и 11', ввернутых в соответствующие резьбовые отверстия 12 и 12' кулачков 13 и 13', которые размещены в радиальных отверстиях 14 и 14', выполненных в хвостовике 3 под углом α₁ наклона их осей 15 к оси 16 винта 8, причем величина угла выбрана в пределах 5-20^о. Внешние относительно продольной оси корпуса 1 концы кулачков представляют собой участки наклонных цилиндрических поверхностей 17 и 17', угол α₂ наклона осей 18 которых к оси 16 винта 8 выбран в пределах 5-45^о. В инструментальной головке 4 напротив концов 11 и 11' винта 8 выполнены наклонные радиальные отверстия 19 и 19', угол наклона осей 20 которых к оси 16 винта 8 равен углу α₂. На внутренних относительно продольной оси 9 корпуса 1 концах кулачков 13 и 13' выполнены конические поверхности 21 и 21' с вершиной конуса, лежащей на продольной оси 9 корпуса 1 и углом α₃ наклона этих поверхностей к оси 9. В хвостовике 3 выполнена прорезь 22, расположенная перпендикулярно к оси 16 винта 8 и симметрично относительно продольной оси 9 корпуса 1, и центральное отверстие 23, в котором размещен толкатель 24 с головкой 25, имеющей коническую поверхность 26, угол наклона которой равен углу α₃, а величина последнего выбрана в пределах 30-45^о. В толкателе 24 выполнено центральное отверстие 27, выходящее на торец 28. Радиальные отверстия 19 и 19' в инструментальной головке 4 выполнены так, что их оси 20 располагаются на большем (на величину l) расстоянии от торца 6, чем оси 18 наклонных цилиндрических поверхностей 17 и 17' кулачков 13 и 13' от торца 2 корпуса 1. Для подвода СОЖ в зону обработки в инструментальной головке 4 выполнено отверстие 29.

Державка работает следующим образом.

Ключом (не показан) вращают винт 8, ослабляя затяжку соединения. Кулачки 13 и 13' перемещаются в отверстиях 14 и 14' хвостовика 3 и воздействуют коническими поверхностями 21 и 21' на коническую поверхность 26 толкателя 24, заставляя его перемещаться вдоль оси 9 корпуса 1 до упора в торец 7 посадочного отверстия 5 своим торцом 28. К этому моменту кулачки 13 и 13' выходят из отверстий 19 и 19' и при дальнейшем вращении винта 8 инструментальная головка 4 сталкивается c хвостовика 3 корпуса 1.

Для закрепления другой инструментальной головки устанавливают ее на хвостовик 3 корпуса 1 посадочным отверстием 5, выставляя отверстия 19 и 19' против кулачков 13 и 13', ориентируясь по рискам, которые могут быть нанесены на корпусе 1 и инструментальной головке 4 в зоне их стыка. Вращают винт 8, кулачки 13 и 13' входят в отверстия 19 и 19' и, воздействуя на их поверхности своими наклонными цилиндрическими поверхностями 17 и 17', прижимают торец 6 инструментальной головки 4 к торцу 2 корпуса 1. Одновременно возникающая реакция от усилия прижима воспринимается поверхностями наклонных отверстий 14 и 14' в хвостовике 3, при этом кулачки 13 и 13', перемещаясь под острым углом к продольной оси 9, работают как клин и разжимают хвостовик 3 в плоскости перпендикулярной прорези 22 до его плотного прилегания к поверхности посадочного отверстия 5 в инструментальной головке 4.

В описываемой державке инструментальной головки обеспечивается большая жесткость соединения по сравнению с известными конструкциями с креплением радиальным винтом за счет обеспечения деформации упругого хвостовика до его плотного прилегания к поверхности посадочного отверстия. Выполнение соединения, при котором хвостовик входит в посадочное отверстие без зазора или с натягом также обеспечивает увеличение жесткости соединения и повышение точности позиционирования закрепляемых инструментальных головок.

При взаимодействии цилиндрических поверхностей концов кулачков с цилиндри- ческими поверхностями радиальных отверстий в инструментальной головке обеспечивается большее пятно контакта, чем при известном взаимодействии конических поверхностей, что дает возможность увеличить усилие затяжки и повысить жесткость стыка соединения. Наклонные относительно оси винта цилиндрические кулачки при его вращении перемещаются только поступательно, что обеспечивает ориентацию цилиндрических наклонных участков кулачков относительно наклонных радиальных отверстий без дополнительных направляющих деталей или элементов и при минимальном диаметре кулачков. К тому же кулачки входят в отверстия инструментальной головки и обеспечивают как ориентацию режущей кромки инструмента, так и восприятие крутящего момента от усилия резания, что дает возможность упростить конструкцию державки, отказаться от зацепления торцовыми зубьями или шпоночного соединения между корпусом державки и инструментальной головкой. Кроме того, в предлагаемой державке обеспечивается эффективный центральный подвод СОЖ в зону обработки.

Использование: металлообработка, преимущественно вспомогательный инструмент для обрабатывающих устройств и станков с ЧПУ. Сущность изобретения: при вращении винта 8 в ту или иную сторону кулачки 13 и 13′ перемещаются к оси 9 корпуса 1 или от нее. При движении к оси 9 конические поверхности 21 и 21′ кулачков 13 и 13′ воздействуют на коническую поверхность 26 толкателя 24, заставляя его перемещаться вдоль оси 9. После упора в торец 7 посадочного отверстия 5 и при дальнейшем вращении винта 8 толкатель 24 сталкивает инструментальную головку 4 с хвостовика 3 корпуса 1. При закреплении инструментальной головки 4 кулачки 13 и 13′ перемещаются от оси 9 и, взаимодействуя с поверхностями наклонных отверстий 19 и 19′ инструментальной головки 4, осуществляют прижим ее торца 6 к торцу 2 корпуса 1 с одновременным разжимом его хвостовика 3 в посадочном отверстии 5 инструментальной головки 4. 3 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. ДЕРЖАВКА ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ ГОЛОВКИ, содержащая корпус с плоским торцом и выступающим на нем хвостовиком, предназначенным для взаимодействия соответственно с плоским базовым торцом и посадочным отверстием инструментальной головки, размещенные в радикальных отверстиях хвостовика кулачки с резьбовыми отверстиями с левой и правой резьбой и наклонными относительно продольной оси корпуса поверхностями на внешних концах, а также установленный перпендикулярно относительно продольной оси корпуса винт с отверстием под ключ и резьбами противоположных направлений на концах, ввернутых в соответствующие резьбовые отверстия кулачков, причем напротив концов винта расположены выполненные в инструментальной головке радиальные отверстия, отличающаяся тем, что хвостовик корпуса и посадочное отверстие инструментальной головки выполнены коническими с диаметром хвостовика в плоскости торца корпуса не меньше диаметра конического отверстия интрументальной головки в плоскости ее торца, оси радиальных отверстий в хвостовике выполнены под углом α₁ относительно оси винта, наклонные относительно продольной оси корпуса поверхности на внешних концах кулачков представляют собой участки цилиндрических поверхностей, которые выполнены, как и радиальные отверстия в инструментальной головке, под углом α₂ относительно оси винта, а на внутренних концах кулачков выполнены конические поверхности с вершиной конуса, лежащей на продольной оси корпуса, и углом α₃ наклона этих поверхностей к его продольной оси, при этом в хвостовике выполнены прорезь, расположенная перпендикулярно к винту и симметрично относительно продольной оси корпуса, и центральное цилиндрическое отверстие, в котором размещен введенный в устройство толкатель с головкой, имеющей коническую поверхность с углом α₃ наклона и предназначенной для взаимодействия с коническими поверхностями на внутренних концах кулачков, а оси радиальных отверстий в инструментальной головке расположены на большем расстоянии от ее торца, чем оси наклонных цилиндрических поверхностей на внешних концах кулачков от торца корпуса. 2. Державка по п. 1, отличающаяся тем, что угол α₁ наклона радиальных отверстий в хвостовике относительно оси винта выбран в пределах 5 - 20^o. 3. Державка по п. 1, отличающаяся тем, что угол α₂ наклона цилиндрических участков на внешних концах кулачков и наклона радиальных отверстий в инструментальной головке относительно оси винта выбран в пределах 5 - 45^o. 4. Державка по п. 1, отличающаяся тем, что угол α₃ наклона конической поверхности головки толкателя и конических поверхностей на внутренних концах кулачков выбран в пределах 30 - 45^o.