Изобретение относится к металлорежущим инструментам, в частности к узлу держателя режущего инструмента и особенно держателю малого диаметра.
Известен узел держателя режущего инструмента, содержащий державку, имеющую отверстие, открытое с одного торца, и по меньшей мере одну лунку в стенке отверстия, и головку с хвостовиком, предназначенным для размещения в упомянутом отверстии, и имеющим гнездо, внутри которого размещено фиксирующее устройство, содержащее по меньшей мере один фиксирующий шарик и приводной элемент, предназначенный для позиционирования фиксирующего шарика путем ввода его в контакт с соответствующей ему лункой, при этом приводной элемент размещен внутри гнезда хвостовика с возможностью доступа к нему со стороны поверхности головки незагороженной державкой.
Однако известный узел не обеспечивает достаточно надежного крепления съемной державки инструмента к фиксирующему устройству, а также легкого и быстрого ее открепления от фиксирующего устройства.
Технический результат изобретения - создание узла держателя режущего инструмента, имеющего съемную державку инструмента, особенно малого диаметра, которая надежно крепится к фиксирующей детали, исключая смещение относительно последней, и легко и быстро открепляется от фиксирующей детали, а также автоматически выставляется относительно фиксирующей детали при присоединении, при этом механизм фиксации державки защищен от загрязнения.
Технический результат достигается тем, что в узле держателя режущего инструмента, содержащем державку, имеющую отверстие, открытое с одного торца, и по меньшей мере одну лунку в стенке отверстия, и головку с хвостовиком, предназначенным для размещения в упомянутом отверстии, и имеющим гнездо, внутри которого размещено фиксирующее устройство, содержащее по меньшей мере один фиксирующий шарик и приводной элемент, предназначенный для позиционирования фиксирующего шарика путем ввода его в контакт с соответствующей ему лункой, при этом приводной элемент размещен внутри гнезда хвостовика с возможностью доступа к нему со стороны поверхности головки незагороженной державкой, в соответствии с изобретением лунка имеет наклонный участок и сферический участок, конфигурация которого соответствует форме фиксирующего шарика для ограничения его движения внутри отверстия державки, причем наклонный участок расположен в продольном направлении за сферическим участком, а приводной элемент содержит приводной шарик, предназначенный для взаимодействия с толкателем.
Толкатель может быть размещен с возможностью перемещения между положениями фиксации и расфиксации и может быть выполнен в виде крепежного винта, расположенного в выполненном в головке резьбовом отверстии с возможностью перемещения в направлении к или от приводного шарика.
Узел может иметь одну дополнительную лунку и может быть снабжен соответствующим дополнительным фиксирующим шариком.
Приводной элемент может быть выполнен в виде шарика, предназначенного для взаимодействия с толкателем, размещенным с возможностью перемещения между положениями фиксации и расфиксации.
Кроме того, узел может иметь две дополнительных лунки и снабжен двумя соответствующими дополнительными фиксирующими шариками.
Приводной элемент может быть выполнен в виде толкателя и приводного шарика, при этом толкатель может быть выполнен в виде крепежного винта, размещенного в резьбовом отверстии.
Фиксирующее устройство может быть выполнено в виде фиксирующего шарика, предназначенного для взаимодействия с центрирующим пазом, выполненным на стенке отверстия державки, проходящим от упомянутого торца державки к лунке и предназначенным для правильного выравнивания положения державки и головки при их совмещении.
Технический результат достигается также тем, что в узел держателя режущего инструмента, содержащем державку, имеющую отверстие, открытое с одного торца, и по меньшей мере, одну лунку в стенке отверстия, и головку с хвостовиком, предназначенным для размещения в упомянутом отверстии и имеющим гнездо, внутри которого размещено фиксирующее устройство, содержащее по меньшей мере один фиксирующий шарик, и приводной элемент, предназначенный для позиционирования фиксирующего шарика путем ввода его в контакт с соответствующей ему лункой, при этом приводной элемент размещен внутри гнезда хвостовика с возможностью доступа к нему со стороны поверхности головки незагороженной державкой, в соответствии с изобретением указанная лунка имеет конфигурацию, соответствующую форме фиксирующего шарика для ограничения его движения внутри отверстия державки, при этом указанный приводной элемент содержит приводной шарик, предназначенный для взаимодействия с толкателем, который содержит шток, предназначенный для рабочего соединения с исполнительным механизмом.
Изобретение поясняется чертежами, на которых:
фиг. 1 представляет собой вид сборку на первый вариант выполнения узла держателя режущего инструмента с частичным вырывом для того, чтобы показать один фиксирующий шарик и соответствующую конструкцию в расфиксированном состоянии;
фиг. 2 - вид сбоку на вариант выполнения на фиг. 1 с фиксирующим шариком и соответствующей конструкцией, показанными в зафиксированном состоянии;
фиг. 3 - поперечное сечение варианта выполнения на фиг. 2, выполненное по линии 3-3 сечения;
фиг. 4 - вид сбоку на второй вариант выполнения узла держателя режущего инструмента с частичным вырывом для того, чтобы показать два фиксирующих шарика и соответствующую конструкцию в зафиксированном состоянии;
фиг. 5 - поперечное сечение варианта выполнения на фиг. 4, выполненное по линии 5-5 сечения;
фиг. 6 - вид сбоку на третий вариант выполнения узла держателя режущего инструмента с частичным вырывом для того, чтобы показать три фиксирующих шарика и соответствующую конструкцию в зафиксированном состоянии;
фиг. 7 - поперечное сечение варианта выполнения на фиг. 6, выполненное по линии 7-7 сечения;
фиг. 8 - вид сбоку на четвертый вариант выполнения держателя режущего инструмента с частичным вырывом для того, чтобы показать один фиксирующий шарик и соответствующую конструкцию в зафиксированном состоянии;
фиг. 9 - вид сбоку на пятый вариант использования узла держателя режущего инструмента с частичным вырывом для того, чтобы показать один фиксирующий шарик и соответствующую конструкцию в зафиксированном состоянии;
каждая из фиг. 10A, 10B и 10C - вид с торца на модифицированную фиксирующую деталь для конструкций соответственно с одним, двумя и тремя шариками.
На фиг. 1, 2 и 3 изображен первый вариант выполнения узла держателя режущего инструмента 1. Узел держателя режущего инструмента включает два самых основных элемента.
Первый элемент представляет собой фиксирующую деталь 2, которая присоединяется к стационарному элементу (не показан), такому как револьверная головка или т.п., используемому в товарном станке (не показан) или т.п. Второй элемент представляет собой державку 3 инструмента, которая крепится к фиксирующей детали 2 с возможностью съема, как описывается ниже. На державке 3 инструмента установлена режущая пластина 4, которая входит в контакт с заготовкой (не показана) с тем, чтобы удалить материал во время операции съема материала.
Фиксирующая деталь 2 имеет, как правило, цилиндрическую форму, так что у нее, как правило, круглое поперечное сечение и имеется центральная продольная ось А-А. Фиксирующая деталь 2 имеет еще противоположные торцы, один из которых, а именно торец 5 (фиг. 1 и 2).
В фиксирующей детали 2 имеется удлиненная стенка 6 отверстия, которая ограничивает отверстие 7, которое открыто наружу в зоне одного торца 5, фиксирующей детали 2. Отверстие 7 имеет центральную продольную ось В-В. Центральная продольная ось В-В отверстия 7 не совпадает с центральной продольной осью А-А фиксирующей детали 2. В результате несовпадения центральных продольных осей (В-В и А-А, соответственно) отверстия 7 и фиксирующей детали 2 стенка 6 отверстия имеет участки, толщина которых больше средней толщины стенки 6 отверстия (фиг. 3). Средняя толщина стенки 6 отверстия представляет собой толщину стенки отверстия, которая имела бы место, если бы центральные продольные оси отверстия и фиксирующей детали совпадали.
В фиксирующей детали 2 имеется также выемка 8, выполненная в стенке 6 отверстия сзади в осевом направлении (вправо, как показано на фиг. 1 и 2) от входа в отверстие 7. Как показано на фиг. 3, выемка 8 выполнена на том участке стенки 6 отверстия, который имеет наибольшую толщину.
Выемка 8 имеет, как правило, круглую форму, если смотреть на нее в сечении, выполненном поперек продольной оси А-А фиксирующей детали 2, т.е. в поперечном сечении, таком, как показано на фиг. 3. В выемке 8 имеются два отдельных участка, если смотреть на выемку 8 в продольном сечении, таком, как показано на фиг. 1 и 2. Эти участки представляют собой наклонный участок 9, имеющий наклон около 45o относительно центральной продольной оси В-В отверстия 7, и сферический участок 10. Наклонный участок 9 в осевом направлении заходит за (налево на фиг. 1 и 2) сферический участок 10.
Державка 3 инструмента имеет противоположные концы 11 и 12. На одном конце 11 державки 3 закреплена режущая вставка 4. В другом конце 12 державки 3 имеется фиксирующее устройство 13.
Фиксирующее устройство 13 включает цилиндрический хвостовик 14, который имеет центральную продольную ось. Диаметр хвостовика 14 соответствует диаметру отверстия 7, так что хвостовик 14 плотно входит в отверстие 7.
Хвостовик 14 имеет, как правило, цилиндрическое гнездо 15. Кроме того, в хвостовике 14 выполнено цилиндрическое отверстие 16, проходящее поперек продольной оси хвостовика 14. Отверстие 16 соединено с гнедом 15. Фиксирующее устройство 13 также включает резьбовое отверстие 17, выполненное в державке 24 инструмента. Резьбовое отверстие 17 наклонено под острым углом к центральной продольной оси хвостовика 14.
Фиксирующее устройство 13 дополнительно включает фиксирующий шарик 18, часть которого находится в отверстии 16, а оставшаяся часть выборочно выступает за поверхность хвостовика 14, как будет описано ниже. Фиксирующее устройство 13 также содержит приводной шарик 19, который находится внутри гнезда 15. Фиксирующее устройство 13 содержит резьбовую шпильку 20, которая устанавливается в резьбовое отверстие 17. Гнездо 15 имеет уплотнение 21 в виде пластичного материала или т.п. (например, герметики из кремнийорганического каучука Dow Corning), которое способствует удерживанию шариков 18 и 19, внутри гнезда 15, а также предотвращает загрязнение гнезда.
При работе фиксирующее устройство 13 может находиться в одном из двух основных положений. Одно из этих положений - это положение расфиксации, показанное на фиг. 1, в котором положении единственный фиксирующий шарик 18 не выступает из отверстия 16 за поверхность хвостовика 14.
Таким образом, фиксирующий шарик 18 не входит в контакт с соответствующей ему выемкой 8 и тем самым не обеспечивает никакой связи между фиксирующей деталью 2 и державкой 3, при этом положении можно легко и быстро снять державку 3 с фиксирующей детали 2. Затем можно и быстро вставить другую державку инструмента, фиксирующий шарик которой отведен в соответствующее положение внутри фиксирующей детали 2.
Другое положение представляет собой положение фиксации, показанное на фиг. 2 и 3. Чтобы достичь этого положения из положения расфиксации, нужно повернуть резьбовую шпильку 20 в резьбовом отверстии 17 таким образом, чтобы заставить ее войти в контакт с приводным шариком 19 и ввести его в контакт с фиксирующим шариком 18. По мере того, как продолжают вращать резьбовую шпильку 20, приводной шарик 19 продолжает давить на фиксирующий шарик 18, а, в свою очередь, фиксирующий шарик 18 соприкасается с наклоненным под углом 45o участком 9. Когда фиксирующий шарик 18 соприкоснется с наклонным участком 9, фиксирующий шарик 18 совмещается в осевом направлении назад (направо на фиг. 1 и 2) и радиально наружу, пока он не окажется внутри сферического участка 10 выемки 8, так что выемка 8 теперь прочно удерживает фиксирующий шарик 18 от смещения во всех направлениях.
Фиксирующий шарик 18 находится в фиксирующем контакте с тремя поверхностями, а именно с поверхностями приводного шарика 19, наклонного участка 9 и цилиндрического отверстия 16. Угол между фиксирующим шариком 18 и приводным шариком 19 механически обеспечивает рациональную возможность лучшего крепления державки 3 к фиксирующей детали 2.
Вследствие несовпадения осей между фиксирующей деталью и отверстием 7 стенка 6 отверстия имеет более толстые и более тонкие участки. Ввиду того, что выемка 8 выполнена на участке стенки 6 отверстия, имеющим наибольшую толщину, стенка 6 отверстия имеет достаточную массу, чтобы надежно фиксировать державку 3 в фиксирующей детали 2.
Вследствие того, что фиксирующий шарик 18 удерживается таким путем от смещения в различных направлениях, державка 3 инструмента не прокручивается или не проворачивается относительно фиксирующей детали 2, когда режущая вставка 4 входит к контакт с заготовкой при выполнении операции съема материала. Кроме того, продольные нагрузки, действующие на держвку 3 во время операции съема материала, не смещают державку 3 в продольном направлении от фиксирующей детали 2. Эти продольные нагрузки пытаются вывести державку 3 из контакта с фиксирующей деталью 2.
Теперь этот узел обеспечивает устойчивое позиционирование режущей вставки 4 по отношению к заготовке во время операции съема материала.
Положение единственного фиксирующего шарика 18 и требование, заключающееся в том, что он должен совмещаться с выемкой 8, прочно прижимаясь к ней, обеспечивает соответствующую выверку положения державки 3 относительно фиксирующей детали.
Чтобы перевести фиксирующее устройство из положения фиксации в положение расфиксации, резьбовую шпильку 20 поворачивают так, что она смещается от гнезда 15 и выходит из контакта с приводным шариком 19 Когда это происходит, фиксирующий шарик 18 смещается обратно в отверстие 16 и гнездо 15 до того положения, в котором он больше не выступает за поверхность хвостовика 14. В этот момент можно легко и быстро снять державку 3 с фиксирующей детали 2.
На фиг. 4 и 5 показан второй вариант выполнения узла держателя режущего инструмента 22. Аналогично первому варианту выполнения в соответствии с этим вторым вариантом выполнения узел крепления режущего инструмента включает два самых основных элемента.
Первый элемент представляет собой фиксирующую деталь 23, которая надежно крепится к стационарному элементу (не показан), такому как револьверная головка или т.п., используемому в токарном станке (не показан) или т.п. Второй элемент представляет собой державку 24 инструмента, которая крепится к фиксирующей детали 23 с возможностью съема, как описано ниже. На державке 24 инструмента установлена режущая пластина 25, которая входит в контакт с заготовкой (не показана) с тем, чтобы удалить материал во время операции съема материала.
Фиксирующая деталь 23 имеет, как правило, цилиндрическую форму, так что у нее, как правило, круглое поперечное сечение и имеется центральная продольная ось D-D. Кроме того, фиксирующая деталь 23 имеет противоположные торцы, один из которых, а именно торец 26 (фиг. 4).
В фиксирующей детали 23 имеется стенка 27 отверстия, которая ограничивает отверстие 28, выполненное с одного торца 26 фиксирующей детали 23. Отверстие 28 имеет центральную продольную ось E-E. Центральна продольная ось E-E отверстия 28 не совпадает с центральной продольной осью D-D фиксирующей детали 23. В результате несовпадения центральных продольных осей (E-E и D-D) отверстия 28 и фиксирующей детали 23 стенка 27 отверстия имеет участки, которые имеют большую толщину по сравнению со средней толщиной стенки отверстия (фиг. 5). Средняя толщина стенки отверстия представляет собой толщину стенки отверстия, которая имела бы место, если бы центральные продольные оси отверстия 28 и фиксирующей детали 23 совпадали.
В фиксирующей детали 23 также имеется пара выемок 29 и 30, выполненных в стенке 27 отверстия в осевом направлении внутрь (вправо, как показано на фиг. 4) от входа в отверстие 28. Как показано на фиг. 5, выемки 29 и 30 расположены под углом около 120o друг относительно друга. Выемки 29 и 30 выполнены на трех участках стенки 27 отверстия, которые имеют большую толщину по сравнению со средней толщиной стенки 27 отверстия. Форма каждой выемки 29 и 30 такая же, как и форма выемки в первом варианте исполнения, так что каждая выемка 29 и 30 имеет наклонный участок, который расположен в осевом направлении ближе к торцу (влево по фиг. 4) относительно сферического участка. Для краткости изложения конструкция этих выемок 29 и 30 далее описываться не будет, однако ранее приведенное описание применимо и для выемок 29 и 30.
Державка 24 инструмента имеет противоположные концы 31 и 32. На одном конце 31 державки 24 закреплена режущая пластина 25. В другом конце 32 державки 24 содержится фиксирующее устройство 23.
Фиксирующее устройство 33 включает цилиндрический хвостовик 34, который имеет центральную продольную ось. Диаметр хвостовика 34 соответствует диаметру отверстия 28, так что хвостовик 34 плотно входит в отверстие 28.
Хвостовик 34 имеет, как правило, цилиндрическое гнездо 35. Кроме того, в хвостовике 34 выполнена пара цилиндрических отверстий 36 и 37, которые расположены, как правило, поперек продольной оси хвостовика 34. Как показано на фиг. 5, отверстия 36 и 37 также расположены под углом 120o друг относительно друга. Однако угол между отверстиями 36 и 37 и угол между выемками 29 и 30 могут преднамеренно быть выполнены слегка различающимися, чтобы обеспечить заклинивание между фиксирующими шариками и выемками 29 и 30. Отверстия 36 и 37 соединены с гнездом 35.
Фиксирующее устройство 33 также имеет резьбовое отверстие 38, выполненное в державке 24. Резьбовое отверстие 38 наклонено под острым углом к центральной продольной оси хвостовика 34. Резьбовое отверстие 38 соединено с гнездом 35.
Кроме того, фиксирующее устройство 33 содержит пару фиксирующих шариков 39 и 40. Часть каждого фиксирующего шарика 39 и 40 находится в соответствующем ему отверстии 36 и 37, а оставшаяся часть выборочно выступает за поверхность хвостовика 34 (см. ниже).
Фиксирующее устройство 33 также содержит приводной шарик 41, который находится внутри гнезда 35. Фиксирующее устройство 33 содержит резьбовую шпильку 42, которая устанавливается в резьбовое отверстие 38. Гнездо 35 имеет уплотнение 43 в виде пластичного материала или т.п. (например, герметик из кремнийоранического каучука Dow Corning), которое способствует удержанию фиксирующих шариков 39, 40 и приводного шарика 41 внутри гнезда 35. Уплотнение 43 также предотвращает загрязнение гнезда 35.
Устройство по данному варианту выполнения функционирует таким же образом, как и устройство по первому варианту выполнения. Данный вариант выполнения также обеспечивает те же преимущества, что и первый вариант выполнения.
При этом можно установить фиксирующее устройство 33 в любом из двух положений, а именно в положении расфиксации (не показано) или в положении фиксации (фиг. 4 и 5).
Чтобы установить фиксирующее устройство 33 в положение фиксации из положения расфиксации, нужно поворачивать резьбовую шпильку 42, чтобы с ее помощью вдавить приводной шарик 41 в контакт с парой фиксирующих шариков 39 и 40. Дальнейшее завинчивание резьбовой шпильки 42 приводит к тому, что она продолжает давить на приводной шарик 41, который заставляет фиксирующие шарики 39 и 40 входить в контакт с наклонными участками соответствующих им выемок 29 и 30. Фиксирующие шарики 39 и 40 смещаются в осевом направлении назад (вправо, как показано на фиг. 4) и радиально наружу, пока они не окажутся внутри сферических участков соответствующих им выемок 29 и 30. Выемки 29 и 30 надежно удерживают соответствующие им шарики 39 и 40 от снижения в любом направлении.
Благодаря тому, что выемки 29, 30 и отверстия 36, 37 расположен друг относительно друга под разными углами, при фиксации шариков 39 и 40 в соответствующих им выемках имеет место заклинивание, которое способствует надежному соединению между режущей головкой и фиксирующей деталью.
Удерживание шариков от смещения в различных направлениях предотвращает какое-либо прокручивание или продольное смещение державки 24 относительно фиксирующей детали 23 в то время, когда режущая пластина 25 входит в контакт с заготовкой в процессе выполнения операции съема материала. Устройство обеспечивает также соответствующую выверку положения державки инструмента относительно фиксирующей детали.
Чтобы перевести фиксирующее устройство из положения фиксации в положение расфиксации, резьбовую шпильку 42 поворачивают так, что она смещается от гнезда 35 и от приводного шарика 41. При дальнейшем вывинчивании резьбовой шпильки 42 фиксирующие шарики 39 и 40 имеют возможность вернуться в соответствующие им отверстия 36 и 37 и в гнездо 35 и занять такое положение, при котором они больше не выступают за поверхность хвостовика 34. В этот момент можно снять державку 24 с фиксирующей детали 23.
На фиг. 6 и 7 показан третий вариант выполнения узла 44 держателя режущего инструмента. Узел 44 держателя режущего инструмента включает два самых основных элемента.
Первый элемент представляет собой фиксирующую деталь 45, которая надежно крепится к стационарному элементу (не показан), такому как револьверная головка или т.п., используемому в токарном станке (не показан) или т.п. Второй элемент представляет собой державку 46, которая крепится к фиксирующей детали 45 с возможностью съема, как описано ниже. На державке 46 установлена режущая пластина 47, которая входит в контакт с заготовкой (не показана) с тем, чтобы удалить материал во время операции съема материала.
Фиксирующая деталь 45 имеет, как правило, цилиндрическую форму, так что у нее, как правило, круглое поперечное сечение и имеется центральная продольная ось. Кроме того, фиксирующая деталь 45 имеет противоположные торцы, один из которых, а именно торец 48, показан на фиг. 6.
В фиксирующей детали 45 имеется стенка 49 отверстия, которая ограничивает отверстие 50, выполненное с одного торца 48 фиксирующей детали 45. Отверстие 50 имеет центральную продольную ось. Центральные продольные оси отверстия 50 и фиксирующей детали 45 совпадают.
В фиксирующей детали 45 также имеются три выемки 51, 52 и 53, выполненные в стенке 49 отверстия в осевом направлении внутрь (вправо, как показано на фиг. 6) от входа в отверстие 50. Как показано на фиг. 7, выемки 51 - 53 расположены друг относительно друга под углом примерно 120o.
Форма каждой из выемок 51 - 53 такая же, как и форма выемки в первом варианте исполнения, при этом каждая выемка имеет наклонный участок, который находится в осевом направлении ближе к торцу относительно сферического участка. Для краткости изложения конструкции этих выемок 51 - 53 далее описываться не будет, однако ранее приведенное описание применимо и для выемок 51 - 53.
Державка имеет противоположные концы. На одном конце 54 державки 46 закреплена режущая пластина 47. В другом конце 55 державки 46 имеется фиксирующее устройство 56.
Фиксирующее устройство 56 включает цилиндрический хвостовик 57, который имеет центральную продольную ось. Диаметр хвостовика 57 соответствует диаметру отверстия 50, так что хвостовик 57 плотно входит в отверстие 50.
Хвостовик 57 имеет, как правило, цилиндрическое гнездо 58. Кроме того, в хвостовике 57 выполнены три цилиндрических отверстия 59, 60 и 61, которые проходят, как правило, поперек продольной оси хвостовика 57. Как показано на фиг. 7, отверстия 59 - 61 расположены также под углом примерно 120o друг относительно друга. Однако углы между отверстиями 59 - 61 и углы между выемками 51 - 53 могут преднамеренно выполняться слегка отличающимися друг от друга, чтобы получить заклинивание между фиксирующими шариками и выемками 51 - 53. Отверстия 59 - 61 соединены с гнездом 58.
Фиксирующее устройство 56 также имеет резьбовое отверстие 62, выполненное в державке 46. Резьбовое отверстие 62 расположено под острым углом к центральной продольной оси хвостовика 57. Резьбовое отверстие 62 соединено с гнездом 58.
Кроме того, фиксирующее устройство 56 содержит три фиксирующих шарика 63, 64 и 65. Часть каждого фиксирующего шарика 63 - 65 находится в соответствующем ему отверстии 59 - 61, а оставшаяся часть его выборочно выступает за поверхность хвостовика 57 (см. ниже).
Фиксирующее устройство 56 содержит также приводной шарик 66, который находится внутри гнезда 58. Фиксирующее устройство 56 содержит резьбовую шпильку 67, которая устанавливается в резьбовое отверстие 62.
Устройство по данному варианту выполнения функционирует таким же образом, как и устройство по первому варианту выполнения, при этом можно установить фиксирующее устройство 56 в любое из двух положений, а именно в положение расфиксации (не показано) или в положение фиксации (фиг. 6 и 7).
Чтобы установить фиксирующее устройство 56 в положение фиксации из положения расфиксации, нужно поворачивать резьбовую шпильку 67 так, чтобы с ее помощью ввести приводной шарик 66 в контакт с тремя фиксирующими шариками 63, 64 и 65. При продолжении надавливания на приводной шарик 66 он заставляет фиксирующие шарики 63 - 65 входить в контакт с наклонными участками соответствующих им выемок 51 - 53. Фиксирующие шарики 63 - 65 смещаются в осевом направлении назад (например, на фиг. 6) и радиально наружу, пока они не окажутся внутри сферических участков соответствующих им выемок, так что выемки 51 - 53 надежно удерживают соответствующие им шарики 63 - 65 от смещения в любом направлении.
Удержание шариков от смещения в различных направлениях предотвращает какое-либо прокручивание или продольное смещение державки 46 относительно фиксирующей детали 45 в то время, когда режущая вставка 47 входит в контакт с заготовкой в процессе выполнения операции съема материала. Преимущество, заключающееся в соответствующей выверке положения (державка относительно фиксирующей детали), характерное для ранее рассмотренных вариантов исполнения, имеет место и в данном варианте выполнения.
Чтобы перевести фиксирующее устройство из положения фиксации в положение расфиксации, резьбовую шпильку 67 поворачивают так, что она смещается от гнезда 58 и от приводного шарика 66. При продолжении вывинчивания резьбовой шпильки 67 фиксирующие шарики 63 - 65 имеют возможность вернуться в соответствующие им отверстия 59 - 61 и в гнездо 58 и занять такое положение, при котором они больше не выступают за поверхность хвостовика 57. В этот момент можно легко и быстро снять державку 46 инструмента с фиксирующей детали 45.
На фиг. 8 показан четвертый вариант выполнения узла 68 держателя режущего инструмента. Аналогично ранее рассмотренным вариантам выполнения узел 68 крепления режущего инструмента включает два самых основных элемента.
Первый элемент представляет собой фиксирующую деталь 69, которая крепится к стационарному элементу (не показан), такому как револьверная головка или т.п., используемому в токарном станке (не показан) или т.п. Второй элемент представляет собой державку 70, которая крепится к фиксирующей детали 69 с возможностью съема, как описано ниже. На державке 70 установлена режущая вставка 71, которая входит в контакт с заготовкой (не показана) с тем, чтобы удалить материал во время операции съема материала.
Фиксирующая деталь 69 имеет, как правило, цилиндрическую форму, так что у нее, как правило, круглое поперечное сечение и имеется центральная продольная ось J-J. Кроме того, фиксирующая деталь 69 имеет противоположные торцы, один из которых, а именно торец 72, показан на фиг. 8.
В фиксирующей детали 69 имеется стенка 73 отверстия, которая ограничивает отверстие 74, выполненное с одного торца 72 фиксирующей детали 69. Отверстие 74 имеет центральную продольную ось K-K. Центральная продольная ось K-K отверстия 74 не совпадает с центральной продольной осью J-J фиксирующей детали 69. В результате несовпадения центральных продольных осей (K-K и J-J) отверстия 74 и фиксирующей детали 69 стенка 73 отверстия имеет участки, толщина которых больше, чем средняя толщина стенки 73 отверстия. Средняя толщина - это такая толщина стенки 73 отверстия, которую бы имела стенка, если бы центральные продольные оси фиксирующей детали 69 и отверстия 74 совпадали.
Кроме того, в фиксирующей детали 69 имеется выемка 75, выполненная в стенке 73 отверстия в осевом направлении внутрь (направо на фиг. 8) от входа в отверстие 74. Выемка 75 выполнена на том участке стенки 73 отверстия, который имеет наибольшую толщину.
Выемка 75 имеет, как правило, круглую форму, если смотреть на выемку 75 в сечении, выполненном поперек продольной оси J-J фиксирующей детали 69. На выемке 75 имеются два отдельных участка, если смотреть на нее в продольном сечении, таком, как показано на фиг. 8. Эти участки включают наклонный участок 76, имеющий наклон примерно в 45 градусов, и сферический участок 77. Наклонный участок 76 в осевом направлении выступает за (налево на фиг. 8) сферический участок 77.
Державка 70 имеет противоположные концы 78 и 79. На одном конце 78 державки 70 инструмента закреплена режущая пластина 71. Другой конец 79 державки 70 инструмента содержит фиксирующее устройство 80.
Фиксирующее устройство 80 включает цилиндрический хвостовик 81, который имеет центральную продольную ось. Диаметр хвостовика 81 соответствует диаметру отверстия 74, так что хвостовик 81 плотно входит в отверстие 74.
Хвостовик 81 имеет, как правило, цилиндрическое гнездо 82. Кроме того, в хвостовике 81 выполнено цилиндрическое отверстие 83, проходящее поперек продольной оси хвостовика 81. Отверстие 83 соединено с гнездом 82. Фиксирующее устройство 80 также включает резьбовое отверстие 84, выполненное в державке 70 инструмента. Резьбовое отверстие 80 соединено с гнездом 82 и наклонено под острым углом к центральной продольной оси хвостовика 81.
Кроме того, фиксирующее устройство 80 содержит фиксирующий шарик 85, часть которого находится в отверстии 83, а оставшаяся часть которого выборочно выступает за поверхность хвостовика 81, как будет описано далее.
Фиксирующее устройство 80 также содержит приводной элемент 86, который находится внутри гнезда 82. Приводной элемент 86 имеет форму песочных часов, так что у него имеется промежуточный участок 87 уменьшенного диаметра, находящийся между двумя участками 88 и 89 увеличенного диаметра. Промежуточный участок 87 связан с участками 88 и 89 увеличенного диаметра соответственно с помощью соответствующих участков 90 и 91, имеющих форму усеченного конуса. Участки 90 и 91, имеющие форму усеченного конуса, обеспечивают наличие наклонных поверхностей, описываемых ниже.
Фиксирующее устройство 80 содержит резьбовую шпильку 92, которая устанавливается в резьбовое отверстие 84. У внутреннего конца резьбовой шпильки 92 расположен шарик 93. Шарик 93 входит в контакт с приводным элементом 86.
Устройство по данному варианту исполнения функционирует в соответствии с теми же принципами, что и устройство по первому варианту исполнения, за исключением того, что в нем используется приводной элемент 86 в форме песочных часов, а не приводной шарик. При работе резьбовую шпильку 92 поворачивают так, чтобы ввести шарик 93 в контакт с приводным элементом 86. Осевой выступающий (левый на фиг. 8) участок 90, имеющий форму усеченного конуса, входит в контакт с фиксирующим шариком 85 и надавливает на него, чтобы ввести фиксирующий шарик 85 в контакт с наклонным участком 76 выемки 75. При дальнейшем надавливании фиксирующий шарик 85 входит в сферический участок 77 выемки 75, так что выемка 75 надежно удерживает фиксирующий шарик 85 от смещения в любом направлении. Таким образом, не происходит прокручивания или продольного смещения державки 70 относительно фиксирующей детали 69 во время операции съема материала.
Чтобы перевести фиксирующее устройство из положения фиксации в положение расфиксации, резьбовую шпильку 92 поворачивают так, что она смещается от приводного элемента 86. Фиксирующий шарик 85, который смещается наклонно аксиально наружу и радиально внутрь, возвращается в отверстие 83 и в гнездо 82. Фиксирующий шарик 85 продолжает отходить обратно до тех пор, пока не займет положения, при котором он больше не выступает за поверхность хвостовика 81. В этот момент можно легко и быстро снять державку 70 с фиксирующей детали 69.
На фиг. 9 показан пятый вариант выполнения узла 68' держателя режущего инструмента. Конструктивные элементы по пятому варианту выполнения, аналогичные конструктивным элементам по четвертому варианту выполнения, показаны на фиг. 9 с теми же позициями, что и на фиг. 8, но эти номера позиций имеют штрих.
Конструкция по данному пятому варианту выполнения аналогична конструкции по четвертому варианту выполнения за исключением разницы в задействовании приводного элемента 86'. По данному варианту выполнения приводной элемент 86" соединен со штоком 94, проходящем через фиксирующую деталь 69". Исполнительный механизм 95, такой как гидроцилиндр или т.п., соединен со штоком 94 с тем, чтобы была возможность смещать шток 94 в любом направлении вдоль продольной оси фиксирующей детали 69'.
Функционирование узла по данному пятому варианту выполнения происходит аналогично функционированию вышеописанного узла по четвертому варианту выполнения за исключение того, что приводной элемент 86', приводится в движение не резьбовой шпилькой, а приводным штоком 94. Шток 94 смещает приводной элемент 86', аксиально наружу (налево на фиг. 9), чтобы перевести узел 80' в состояние фиксации. Шток 94 смещает приводной элемент 86" аксиально назад (направо на фиг. 9), чтобы перевести фиксирующий узел 80" в состояние расфиксации. Взаимодействие приводного элемента 86' с фиксирующим шариком 85' и выемкой 75' осуществляется таким же образом, как и в узле по четвертому варианту выполнения, и в целях краткости изложения ранее приведенное описание этого взаимодействия не повторяется.
При этом важно, чтобы державка была точно вставлена относительно фиксирующей детали. Один способ достижения этой цели показан на фиг. 10A, 10B и 10C. На этих чертежах показаны три варианта выполнения фиксирующей детали 2' 23' и 45' для конструкций соответственно с одним, двумя и тремя шариками. Эти конструктивные выполнения аналогичны ранее описанным подобным деталям за исключением наличия в них центрирующих пазов, которые описываются ниже.
Фиг. 10A показывает модифицированную фиксирующую деталь 2' для конструкции с одним шариком. В этой конструкции имеется центрирующий паз 96, который проходит от переднего торца фиксирующей детали 2' до выемки.
Фиг. 10B показывает модифицированную фиксирующую деталь 23" для конструкции с двумя шариками. В этой конструкции имеются два центрирующих паза 97 и 98. Каждый паз 97 и 98 проходит от переднего торца фиксирующей детали 23" до соответствующей ему выемки для фиксирующего шарика.
Фиг. 10C показывает модифицированную фиксирующую деталь 45" для конструкции с тремя шариками. В этой конструкции имеются три центрирующих паза 99, 100 и 101. Каждый паз 99, 100 и 101 проходит от переднего торца фиксирующей детали 45" до соответствующей ему выемки.
Пазы 99 и 100 могут быть расположены под углом, который равен углу (между осями) отверстий для фиксирующих шариков, так что державка инструмента не может быть вставлена в фиксирующую деталь 45' неправильно, что будет рассмотрено ниже.
Как рассматривалось выше, фиксирующий шарик (шарики) должен быть расположен заподлицо с поверхностью хвостовика державки инструмента, чтобы обеспечить возможность вставки или снятия державки инструмента с фиксирующей детали. При модифицированных фиксирующих деталях каждый фиксирующий шарик не должен быть расположен заподлицо с хвостовиком. Вместо этого каждый фиксирующий шарик выступает за поверхность хвостовика с тем, чтобы совместиться с соответствующим ему пазом. В случае конструкции с тремя шариками отверстия в хвостовике державки инструмента расположены под тем же углом, что и центрирующие пазы.
Когда каждый фиксирующий шарик совместился с соответствующим ему пазом, державку инструмента можно вставить в фиксирующую деталь. Выполняя в конструкции пазы, с которыми совмещаются фиксирующие шарики (шарик), можно способствовать точной выверке и ориентации державки относительно фиксирующей детали.
Теперь очевидно, что предлагаемое изобретение отвечает поставленным целям. В соответствии с изобретением выполняется узел держателя режущего инструмента, который содержит минимальное количество деталей с целью облегчения изготовления, сборки и функционирования.
Державка инструмента легко и быстро снимается с фиксирующей детали, что способствует быстрой замене режущих вкладок, что повышает производительность.
Державка инструмента легко выставляется относительно фиксирующей детали благодаря конструкции фиксирующего узла, не требующей центрирующих штифтов или т. п. Конструкция фиксирующего узла обеспечивает автоматическое выставление, и это гарантирует то, что державка инструмента надлежащим образом выставлена относительно фиксирующей детали, когда эти детали соединены вместе.
С помощью фиксирующего узла державка инструмента прочно крепится к фиксирующей детали с тем, чтобы противодейстовать любому смещению - поворотному или продольному - между этими двумя деталями, что способствует эффективному выполнению операции резания в целом.
В случае вариантов выполнения с одним и двумя шариками размещения выемок на участках стенки отверстия, которые имеют большую толщину, обеспечивает дополнительную массу в месте расположения выемок, что повышает удерживающую способность конструкции по настоящему изобретению.
В приведенных вариантах выполнения могут осуществляться изменения и модификации, не выходя за объем изобретения, который ограничен только формулой изобретения.
Изобретение относится к металлорежущим инструментам и предназначено для быстрого открепления головки от державки и автоматического выставления, при этом механизм фиксации державки защищен от загрязнения. Узел держателя режущего инструмента содержит державку, имеющую отверстие, открытое с одного торца, и по меньшей мере одну лунку в стенке отверстия, и головку с хвостовиком, преддназначенным для размещения в упомянутом отверстии и имеющим гнездо, внутри которого размещено фиксирующее устройство, содержащее по меньшей мере один фиксирующий шарик и приводной элемент, предназначенный для позиционирования фиксирующего шарика путем ввода его в контакт с соответствующей ему лункой. При этом приводной элемент размещен внутри гнезда хвостовика с возможностью доступа к нему со стороны поверхности головки, не загороженной державкой. Лунка имеет наклонный участок и сферический участок, конфигурация которого соответствует форме фиксирующего шарика. При этом наклонный участок расположен в продольном направлении за сферическим участком. Приводной элемент содержит приводной шарик, предназначенный для взаиимодействия с толкателем. 2 с. и 8 з. п. ф-лы, 10 ил.
| US, патент N 3498653, кл | |||
| Устройство для электрической сигнализации | 1918 |
|
SU16A1 |
