УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ МОДУЛЕЙ Российский патент 2006 года по МПК B23B29/00 B23C5/26 

Изобретение относится к устройствам для соединения модулей, преимущественно для инструментальных блочных систем станков с ЧПУ.

Известно устройство для соединения модулей (Патент ФРГ №4012837, кл. В 23 В 31/02, 1990), содержащее винтовую пару, состоящую из упругого хвостовика с резьбовым отверстием и с наружным диаметром в одном из его сечений не менее диаметра посадочного отверстия основного модуля и резьбового винта, который установлен с возможностью осевого перемещения и вращения во втулке, закрепленной в стыковочном отверстии основного модуля, и в резьбовом отверстии хвостовика, расположенного в присоединяемом модуле, при этом головка резьбового винта сопряжена с поверхностью отверстия втулки. Одна из взаимодействующих между собой резьбовых поверхностей винтовой пары выполнена конической, а другая цилиндрической, при этом наружная поверхность головки винта и поверхность отверстия втулки, сопряженные между собой, образованы кривыми второго порядка.

Недостатком данного устройства является низкая надежность устройства соединения модулей из-за заклинивания головки винта в отверстии втулки при возникновении незначительного осевого усилия.

Известно также устройство для соединения модулей (проспект ф. Пумори-инжиниринг "Расточная модульная система 5-220 мм, прототип", прилагается к заявке), включающее базовый и присоединительный модули; в присоединительном модуле содержится хвостовик и опорный торец, а в базовом - внутренняя посадочная поверхность и ответный опорный торец, стопорный элемент и цанга с осевыми разрезами. Цанга содержит внутреннюю и наружную поверхности и расположена между хвостовиком и внутренней посадочной поверхностью и взаимодействует с ними.

Недостатком данного устройства является относительно низкая жесткость, а следовательно, и точность соединения, т.к. отсутствуют элементы компенсации допуска на угол, и в тоже время сложность этой конструкции.

Технической задачей данного изобретения является упрощение конструкции устройства, повышение жесткости и точности соединения.

Достигается это тем, что устройство для соединения модулей, включающее базовый и присоединительный модули, в присоединительном модуле содержится хвостовик и опорный торец, а в базовом - внутренняя посадочная поверхность и ответный опорный торец, стопорный элемент и цанга. Цанга имеет внутреннюю и наружную поверхности, расположена между хвостовиком и внутренней посадочной поверхностью и взаимодействует с ними. Она состоит из центральной жесткой части с одним, по меньше мере, гнездом под стопорный элемент и двух концевых частей, разрезанных по концам, по меньшей мере, одним осевым пазом с каждого конца и соединенных с центральной частью упругими в осевом направлении элементами.

Сущность изобретения поясняется графически, где на фиг.1 показано устройство, разрез; на фиг.2 и 3 - различные положения модулей; на фиг.4 - цанга.

Устройство для соединения модулей состоит из соединяемых модулей: базового 1 и присоединяемого 2 с помощью стягивающего винта 3. Винт 3 установлен в модуле 1 и фиксируется от выпадания кольцом 4, служащим еще и упором при разборке модулей 1 и 2 для их разъединения. В модуле 1 имеется осевое центральное отверстие с цилиндрической поверхностью 5, а также торец 6 для установки (базирования и крепления) присоединяемого модуля 2. С этой целью модуль 2 содержит хвостовик 7 с наружной центрирующей конусной поверхностью 8 и торец 9. В хвостовике 7 имеется центральное резьбовое отверстие 10, с которым сопряжен винт 3. Для создания натяга между поверхностями, цилиндрической 5 и конусной 8, в модуле 1 установлена упругая втулка в виде цанги 11 с направленной жесткостью, удерживаемая в определенном положении стопорными элементами 12, в виде винтов, установленными в гнезда 13 цанги 11. Цанга 11 своей наружной поверхностью 14, представленной тремя цилиндрическими поясами, сопрягается с цилиндрической поверхностью 5, а внутренней поверхностью 15, представленной двумя коническими поясами, сопрягается с конической поверхностью 8. Поверхности 14 и 15 в виде поясов выполнены с помощью выборок (занижением размеров) для надежного прилегания сопрягаемых поверхностей. Для выбора зазоров и создания натяга в двух плоскостях контакта, обозначенных I-I и II-II (фиг.3), цанга 11 обладает упругостью как в радиальном, так и в осевом направлениях. В радиальном направлении это достигается за счет, по меньшей мере, по одной осевой прорези (пазу) 16 в зоне каждой пары поясов поверхностей 14 и 15. В осевом направлении упругость обеспечивается по обе стороны фиксирующих гнезд 13 с помощью радиальных прорезей (пазов) 17, выполненных попарно со смещением и поворотом на 90 градусов (или в шахматном порядке) таким образом, что образуются упругие перемычки 18, обладающие определенной жесткостью, от которой зависит натяг в соединениях модулей. То есть цанга 11 делится на три части: одна центральная жесткая 19, где расположены фиксирующие гнезда 13, и две концевые 20 и 21. Одна концевая 20 с поверхностями, создающими зону натяга - плоскость I-I, а другая концевая 21с поверхностями, создающими зону натяга - плоскость II-II. Крутящий момент между модулями 1 и 2 передастся шпонками 22 (по меньшей мере одной) закрепленными винтами 23 на присоединяемом модуле 2.

Соединение модулей 1 и 2 происходит следующим образом. Модуль 2 своим хвостовиком 7 устанавливается в коническое отверстие или поверхность 15 цанги 11. Фаска стягивающего винта 3 в это время касается фаски резьбового отверстия 10 (фиг.1). При вращении винта 3 происходит начальное стягивание (соединение) модулей 1 и 2, ориентирование шпонки 19 относительно шпоночного паза и выбор зазоров в сопряжениях 5-14 и 8-15. При дальнейшем затягивании винта 3 возникают упругие деформации в упругих перемычках 18. А т.к. размеры сопрягаемых поверхностей выбраны, с учетом их допусков, таким образом, что в каждой паре сопрягаемых поверхностей 5-14 и 8-15 натяг создастся раньше, чем создан натяг в торцах 6 и 9 соединяемых модулей, то происходит смещение плоскостей контакта I-I и II-II за счет скольжения частей цанги 11 по поверхности 5 и частично поверхности 8 вдоль оси этих модулей и создание дополнительного натяга до тех пор, пока не будет создан требуемый натяг в торцах 6 и 9. После чего устройство готово к работе.

Изобретение относится к области обработки на станках с ЧПУ, инструментальным блочным системам. Устройство включает базовый и присоединительный модули, причем последний имеет хвостовик и опорный торец, а базовый модуль - внутреннюю посадочную поверхность и ответный торец, стопорный элемент и цангу с внутренней и наружной поверхностями, расположенную между хвостовиком и внутренней посадочной поверхностью базового модуля с возможностью взаимодействия с ними. Для упрощения конструкции, повышения жесткости и прочности соединения цанга состоит из центральной жесткой части с одним, по меньшей мере, гнездом для взаимодействия со стопорным элементом и двух концевых частей с упругими в радиальном направлении элементами, соединенных с центральной жесткой частью посредством упругих в осевом направлении элементов. Упругие в радиальном направлении элементы цанги могут быть выполнены, по меньшей мере, одной осевой прорезью с конца каждой из частей, а упругие в осевом направлении элементы цанги - в виде перемычек, образованных двумя парами радиальных оппозитных прорезей, расположенных в шахматном порядке, при этом одна пара прорезей смещена вдоль оси цанги относительно другой пары. Внутренняя посадочная поверхность в базовом модуле может быть выполнена цилиндрической, а в цанге - конической. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для соединения инструментальных модулей, включающее базовый и присоединительный модули, причем последний имеет хвостовик и опорный торец, а базовый модуль - внутреннюю посадочную поверхность и ответный торец, стопорный элемент и цангу с внутренней и наружной поверхностями, расположенную между хвостовиком и внутренней посадочной поверхностью базового модуля с возможностью взаимодействия с ними, отличающееся тем, что цанга состоит из центральной жесткой части с одним, по меньшей мере, гнездом для взаимодействия со стопорным элементом и двух концевых частей с упругими в радиальном направлении элементами, соединенных с центральной жесткой частью посредством упругих в осевом направлении элементов.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упругие в радиальном направлении элементы цанги выполнены, по меньшей мере, одной осевой прорезью с конца каждой из частей, а упругие в осевом направлении элементы цанги выполнены в виде перемычек, образованных двумя парами радиальных оппозитных прорезей, расположенных в шахматном порядке, при этом одна пара прорезей смещена вдоль оси цанги относительно другой пары.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренняя посадочная поверхность в базовом модуле выполнена цилиндрической, а в цанге - конической.