СИСТЕМА КРЕПЛЕНИЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО БЛОКА К ДЕРЖАТЕЛЮ, ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЙ БЛОК И ЗАЖИМНОЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЕ Российский патент 2010 года по МПК B23B29/00 

Настоящее изобретение относится к системе крепления инструментального блока к держателю (металлорежущего) станка, инструментальному блоку и держателю. Настоящее изобретение предназначено для использования в расточных оправках и всех других подобных резцедержателях, используемых в металлорежущих станках. Настоящее изобретение особенно адаптировано для расточных оправок для растачивания и обтачивания.

В течение токарной обработки вибрации или нестабильные вибрации (дрожание) имеют место вследствие собственной частоты инструмента, являющейся в той области как естественно имеющие место колебания срезающих усилий, где осуществляют резание. Это создает плохое качество окончательно обработанной поверхности, шум и плохую точность обрабатываемой детали. Была разработана технология уменьшения таких вибраций по той причине, что было оптимизировано соотношение между прочностью и массой инструментального блока. Эта технология описана в патентной заявке №20010380 этого заявителя. Это дает возможность увеличения длины консольного участка. Такие инструментальные блоки предназначены для крепления к держателю или расточной оправке.

В течение механической обработки на металлорежущем станке во многих случаях будет желательна способность к быстрой смене инструментального блока.

Из патентной литературы известны держатели для режущих инструментов различного типа. В патенте США №3811162 описан зажимной патрон, имеющий продольную направляющую с поперечным сечением в форме ласточкина хвоста для приема в продольном направлении режущего инструмента с креплением квадратной сортовой стали к пазу, который включает в себя клинообразный вкладыш, который крепится к этому пазу. Показаны клинья и винты для крепления инструмента. Однако в этом патенте не описаны держатели и инструментальные блоки для расточных оправок.

В патенте США №5322395 описан инструмент с корпусом, ограничивающим первую опорную поверхность, прикрепленную к опоре. Сдвигающее усилие поддерживается зажимным корпусом или крепежным кулачком.

В патенте США №4599923 описан инструмент, имеющий крепежную часть, имеющую форму ласточкина хвоста, для соединения с инструментальной оправкой. Для крепления инструмента в инструментальной оправке используется клин.

В европейском патенте №1243365 описан резцедержатель для расточных оправок, где инструмент установлен в пазу с различными углами для зажима инструмента.

Ни в одной из приведенных публикаций не описана система крепления инструментального блока к держателю для металлорежущего станка, который оптимизирован в отношении прочности и массы для исключения ограничений в максимальной длине консольного участка в комбинации с системой крепления, которая обеспечивает возможность быстрой смены инструментального блока и бесконечно изменяемой регулировки F-параметра резца. F-параметр ограничивает расстояние между центром держателя и резцом (острием резца). Кроме того, не показан механизм соединения или система, которая конфигурирована так, чтобы составная длина для системы не стала чрезмерной.

Это обеспечивается при использовании системы, инструментального блока и держателя, как определено в прилагаемой формуле изобретения, которая ограничивает систему крепления инструментального блока к держателю для металлорежущего станка, где инструментальный блок содержит первый по существу линейный фланец и второй по существу линейный фланец, по существу параллельный первому фланцу. Инструментальный блок включает в себя средства для крепления резца. Кроме того, система содержит, по меньшей мере, один крепежный кулачок для крепления к держателю и для сцепления, по меньшей мере, с одним из линейных фланцев инструментального блока и, по меньшей мере, одно крепежное приспособление для крепления, по меньшей мере, одного крепежного кулачка к держателю и, по меньшей мере, к одному фланцу инструментального блока и, по меньшей мере, одно дополнительное крепежное приспособление или крепление, соединенное с держателем для сцепления с другим из линейных фланцев.

Крепежное приспособление или крепление для крепления, по меньшей мере, одного фланца инструментального блока, по меньшей мере, с одним крепежным кулачком может включать в себя болт.

По меньшей мере, одно крепежное приспособление может быть предусмотрено посредством выступа со шпоночной канавкой, взаимно адаптированной со вторым линейным фланцем инструментального блока.

Крепежное приспособление, соединенное с держателем для сцепления со вторым из линейных фланцев, может включать в себя второй крепежный кулачок, и что второй крепежный кулачок может быть прикреплен к держателю вторым болтом.

Инструментальный блок и держатель могут иметь взаимно соответствующие остроугольные шлицы, параллельные первому и второму линейному фланцу.

Инструментальный блок может иметь первый по существу прямолинейный, линейный, удлиненный продольный фланец и второй по существу прямолинейный, удлиненный, продольный фланец, по существу параллельный первому фланцу, и крепежное приспособление для резца.

Кроме того, настоящее изобретение относится к держателю с двумя, обращенными друг от друга, сторонами, где первая сторона адаптирована быть повернутой к инструментальному блоку, а другая сторона адаптирована для крепления к металлорежущему станку, и где сторона, обращенная к инструментальному блоку, имеет область для стыкового сцепления с инструментальным блоком. Держатель содержит дополнительную область на каждой стороне наружной поверхности, которая адаптирована для стыкового сцепления с инструментальным блоком, где, по меньшей мере, одна из этих областей адаптирована для крепления крепежным кулачком для сцепления с фланцем, расположенным на инструментальном блоке.

Область, которая адаптирована для стыкового сцепления с инструментальным блоком, содержит выходящий из области орган, например, в форме штифта с резьбой, для сцепления с регулировочным элементом на инструментальном блоке. Регулировочный элемент может быть винтом, который ввинчивают по направлению к штифту. В альтернативном варианте в продольном направлении регулируемый штифт в инструментальном блоке может проходить в канавке и инструментальном блоке и в соответствующей канавке или отверстии в держателе.

Держатель может быть адаптирован для крепления посредством крепежного кулачка на другой области, соседней с областью для стыкового сцепления с инструментальным блоком.

Одна из областей на каждой стороне наружной поверхности адаптирована для стыкового сцепления с инструментальным блоком и может содержать крепежную часть со шпоночной канавкой, взаимно адаптированную со вторым линейным фланцем инструментальной головки.

Когда делалось решение настоящего изобретения, подчеркивалось, что для экономии времени замена инструментальных блоков может быть сделана быстро. Кроме того, было подчеркнуто, что решение на имеет каких-либо незакрепленных частей, так что затяжка инструментального блока может быть ослаблена, блок отведен в сторону, и новый инструментальный блок может быть вставлен сбоку и его крепление может быть затянуто без чрезмерного освобождения больше элементов из держателя.

Сопло или выпускное отверстие для смазочно-охлаждающей жидкости может быть размещено высоко и немного ближе к стороне держателя, так что струя проходит достаточно высоко над механизмом крепления резца и всегда будет ударяться в точечную область резца. На больших резцах имеется проблема, что механизм крепления для некоторых резцов является очень объемным и очень трудно сделать струю смазочно-охлаждающей жидкости резца такой, чтобы она ударяла в точку резца. Это решено с помощью настоящего изобретения.

Настоящее изобретение также обеспечивает получение инструментального блока, который является объемным изделием. Держатель увеличивает вклад в объем и оператор может в соответствии с настоящим изобретением иметь несколько инструментальных блоков для различных технологических операций для одного держателя. В соответствии с этим решение, соответствующее настоящему изобретению, является рентабельным решением. В соответствии с настоящим изобретением инструментальный блок может быть сделан существенно проще и, следовательно, дешевле, чем другие инструментальные блоки. Сопрягающиеся наружные поверхности инструментального блока могут включать в себя простые поверхности в противоположность известным решениям, где, например, сопрягающаяся наружная поверхность имеет несколько отверстий, углублений, шпоночных канавок и конических поверхностей. Настоящее изобретение гарантирует то, что положение резца сохраняется при замене инструментального блока.

Кроме того, желательно обеспечить изделие, которое проще для использования в том отношении, что инструментальный блок проще и быстрее заменить, инструментальный блок дешевле в производстве, может быть просто бесконечно отрегулирован F-параметр между держателем и резцом, и может быть повторено положение в течение изменения между различными инструментальными блоками. Тот факт, что положение инструментального блока на держателе может быть просто повторено, представляет значительное упрощение и может дать значительную экономию в используемом времени и является, соответственно, экономичным ращением.

Краткое описание прилагаемых чертежей.

Фиг.1 - вид спереди инструментального блока, соответствующего одному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 - вертикальный вид сбоку варианта осуществления настоящего изобретения, показанного на фиг.1.

Фиг.3 - изометрическое изображение дополнительного варианта осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4 - изометрическое изображение еще одного варианта осуществления настоящего изобретения.

Далее приведено подробное описание настоящего изобретения, сделанное со ссылкой на его иллюстрируемые варианты осуществления.

На фиг.1 иллюстрируются крепежное устройство, держатель 2 и инструментальный блок 1, соответствующие настоящему изобретению. Крепежное устройство включает в себя первый или верхний крепежный кулачок 4, закрепленный верхним или первым болтом 7 в этом случае зажимного устройства. Первый кулачок 4 оборудован соплом 8 для смазочно-охлаждающей жидкости. Нижний или второй крепежный кулачок 5 показан прикрепленным к держателю 2 посредством нижнего или второго болта 6. Инструментальный блок 1 оборудован средствами для крепления резца и профилирован с первым фланцем 9 и вторым фланцем, параллельным первому фланцу, помимо остроугольных шлицов на этой стороне инструментального блока 1, которая опирается на держатель 2. Держатель 2 оборудован сопрягающимися остроугольными шлицами 3 для взаимного взаимосвязанного сцепления с инструментальным блоком 1.

Если инструментальный блок 1 на держателе 2 должен быть заменен, то крепежные болты 6, 7 могут быть ослаблены, так что инструментальный блок 1 может быть плавно перемещен в направлении остроугольных шлицов 3 и параллельных фланцев и может быть заменен другим инструментальным блоком. Новый инструментальный блок может быть размещен на держателе 2 путем его плавного перемещения таким же образом, как был удален предыдущий инструментальный блок. Механизм (не показан) может гарантировать, что инструментальный блок принимает заданное положение на держателе 2. Если инструментальный блок 1 должен быть закреплен на держателе 2, то затягивают крепежные болты 6 и 7 и крепежные кулачки 4, 5 в соответствии с этим прижимают инструментальный блок 1 к держателю 2. Остроугольные шлицы 3 гарантируют, что размещение инструментального блока 1 относительно держателя 2 сохранено. Крепежные кулачки 4, 5 профилированы так, чтобы они прикладывали силу к инструментальному блоку 1 и держателю 2, если крепежные болты 6, 7 затянуты без того, чтобы крепежные болты 6, 7 были подвергнуты воздействию изгибающего момента. Эта конструкция будет дополнительно описана со ссылкой на другие варианты осуществления.

Инструментальный блок в других вариантах осуществления может включать в себя выступ 2с с областью для крепления резца и наклонной плоскостью 1с, которая обеспечивает место для стружки, которая образуется в процессе резания. Выступ 2с проходит из основной части 6с, а переход между основной частью 6с и выступом 2с образует S-образную конфигурацию, включающую в себя вогнутую и выпуклую поверхность, обращенную от поверхности, которая опирается на держатель 2. Переход между основной частью 6с и выступом 2с создает радиус R1. Основная часть 6с может иметь угловую наружную поверхность относительно плоскости, параллельной соединительной наружной поверхности держателя 2.

Такая конструкция содействует получению малой массы системы и приводит в результате к простому согласованию инструментального блока, что и в этом случае обеспечивает экономичное изделие.

На фиг.2 приведен вертикальный вид сбоку варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг.1, где ясно показаны остроугольные шлицы 3 держателя 2 и взаимно сцепляющиеся остроугольные шлицы в инструментальном блоке 1. Кроме того, показано, как верхний крепежный кулачок 4 прижимается к фланцу 9 инструментального блока 1, когда затянут верхний крепежный болт (не показанный на фиг.2). На фиг.2 показано, что верхний крепежный кулачок 4 углублен (утоплен) в части, опирающейся на держатель 2, так что крепежный кулачок 4 прижимается как к держателю 2, так и к фланцу 9 на инструментальном блоке 1, когда затянут верхний крепежный болт. В альтернативном варианте держатель 2 может быть утоплен, чтобы гарантировать то, что фланец 9 зажат крепежным кулачком 4 без того, чтобы крепежный болт испытывал воздействие изгибающего момента. Крепежный кулачок 4 может в этом случае образовывать перемычку между держателем 2 и верхним фланцем 9 на инструментальном блоке 1, и который уплотнен к этим элементам крепежным болтом 7.

Аналогичным образом, этот чертеж иллюстрирует то, как нижний крепежный кулачок 5 будет крепить нижний фланец на инструментальном блоке 1 к держателю 2, когда затянут нижний крепежный болт 6. Штифт 10 прикреплен к держателю 2. Регулировочный винт (не показан) в инструментальном блоке 1 может опираться на штифт 10 на держателе 2 и использоваться для поддержания положения инструментального блока 1, когда инструментальный блок удаляют и затем вновь позиционируют. Держатель 2 адаптирован для крепления к расточной оправке или может быть частью самой расточной оправки.

На фиг.3 иллюстрируется другой вариант осуществления настоящего изобретения, где инструментальный блок 11 для крепления резца прикреплен к держателю 12. Верхний крепежный кулачок 14 для крепления инструментального блока 11 к держателю 12 показан прикрепленным посредством крепежного болта 17. Крепежный кулачок 14, кроме того, включает в себя сопла 18 для смазочно-охлаждающей жидкости. Инструментальный блок 11 предусмотрен с верхней фланцевой частью 19 и нижней фланцевой частью 21 для крепления инструментального блока 11 к держателю 12. Два фланца 19, 21 являются параллельными, так что инструментальный блок 11 может быть параллельно смещен в держателе 12. Фланцы 19, 31 показаны с формой клина в поперечном направлении, так что инструментальный блок 11 может быть закреплен клином (заклинен) в соответствующей крепежной части 22 шпоночными канавками в держателе 12 и в крепежном кулачке 14. Крепежная часть 22 заменяет нижний крепежный кулачок 5, показанный на фиг.1 и фиг.2. Крепежный болт 17 показан размещенным от части под углом относительно наружной поверхности между держателем 12 и инструментальным блоком 11 для прижима инструментального блока 11 в крепежной части 22 клиновой формы держателя 12 в то самое время, когда инструментальный блок 11 прижат к держателю 12. Отверстие в инструментальном блоке 11 показано для дополнительной установки регулировочного винта для упора в штифт в держателе 12 для способности регулировать положение инструментального блока относительно держателя и чтобы в соответствии с этим сохранять положение после удаления и повторной установки инструментального блока 11 на держателе 12.

На фиг.4 иллюстрируется вариант осуществления, который напоминает вариант осуществления, иллюстрируемый на фиг.3, но где верхний крепежный кулачок 34 имеет более четкую угловую наружную поверхность 44 между крепежным кулачком 34 и держателем 32. Крепежный болт 37 показан наклонным под определенным углом, адаптированным к наклонной наружной поверхности 44, и наклонной или угловой контактной наружной поверхности на верхнем или первом фланце 39 инструментального блока 31. Отверстие 43 для регулировочного винта (не показан) размещено в инструментальном блоке 31.

В показанных вариантах осуществления положение инструментального блока относительно держателя может быть отрегулировано в боковом направлении (в сторону), так что может быть отрегулирован F-параметр между резцом инструментального блока и центром держателя. Когда крепежный болт 37 на фиг.4 затянут, крепежный кулачок 34 будет давить на инструментальный блок 31 и гарантировать то, что фланец 41 с конической конфигурацией прижимается вниз в соответствующее коническое углубление в крепежной части 42 клинообразной формы. Сопла 38 для подачи вперед смазочно-охлаждающей жидкости показаны размещенными в верхнем крепежном кулачке 34.

В показанных вариантах осуществления иллюстрируются крепежные приспособления в форме крепежных болтов для затягивания крепежных кулачков. Однако без отклонения от настоящего изобретения могут быть использованы другие конфигурации крепежа крепежных кулачков или креплений. Например, крепежные кулачки могут быть прикреплены крепежными приспособлениями в форме рукоятки с эксцентриком для крепления кулачка или могут быть затянуты любым другим способом.

Система относится к металлорежущему станку и предназначена для бесступенчатой регулировки размера между центром держателя и резцом. Для быстрой смены инструментального блока она включает на нем первый линейный фланец и второй линейный фланец, параллельный первому, причем инструментальный блок дополнительно содержит средства для крепления резца, по меньшей мере, один крепежный кулачок для сцепления по меньшей мере с одним из линейных фланцев на инструментальном блоке, крепежное приспособление для закрепления в держателе с помощью первого крепежного болта по меньшей мере одного первого крепежного кулачка, воздействующего на один линейный фланец для прижима инструментального блока к держателю, и по меньшей мере одно соединенное с держателем дополнительное крепежное приспособление для сцепления с другим линейным фланцем имеющее второй крепежный кулачок, прикрепленный к держателю с помощью второго болта. Держатель для крепления инструментального блока имеет две обращенные друг от друга стороны, причем первая сторона приспособлена быть повернутой к инструментальному блоку а другая сторона - для крепления к металлорежущему станку. При этом сторона, обращенная к инструментальному блоку, имеет область для стыкового сцепления с ним. Для достижения того же технического результата на каждой из сторон наружной поверхности области, приспособленной для стыкового сцепления с инструментальным блоком, расположена дополнительная область, одна из которых приспособлена для закрепления первого крепежного кулачка, предназначенного для сцепления с фланцем, расположенным на инструментальном блоке, а вторая - для закрепления второго крепежного кулачка, предназначенного для сцепления с фланцем, расположенным на инструментальном блоке. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Система крепления инструментального блока (1,11,31) к держателю (2, 12, 32) для металлорежущего станка с возможностью бесступенчатой регулировки F-параметра между центром держателя и резцом, отличающаяся тем, что она включает на инструментальном блоке (1, 11, 31) первый, по существу, линейный фланец (9, 19, 39) и второй, по существу, линейный фланец (21, 41), по существу, параллельный первому фланцу (9, 19, 39), причем инструментальный блок дополнительно содержит средства для крепления резца, по меньшей мере, один крепежный кулачок (4, 14, 34) для сцепления по меньшей мере с одним из линейных фланцев (9, 19, 39) на инструментальном блоке (1, 11, 31), крепежное приспособление (7, 17, 37) для закрепления в держателе (2, 12, 32) с помощью первого крепежного болта по меньшей мере одного первого крепежного кулачка (4, 12, 34), воздействующего на один линейный фланец (9, 19, 39) для прижима инструментального блока (1, 11, 31) к держателю (2, 12, 32), и по меньшей мере одно соединенное с держателем (2, 12, 32) дополнительное крепежное приспособление для сцепления с другим линейным фланцем (21, 41), имеющее второй крепежный кулачок (5), прикрепленный к держателю (2) с помощью второго болта (6).

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что инструментальный блок (1) и держатель (2) имеют взаимно соответствующие остроугольные шлицы (3), которые параллельны первому и второму линейным фланцам.

3. Инструментальный блок (1, 11, 31) для крепления к держателю для металлорежущего станка, отличающийся тем, что содержит первый линейный фланец (9, 19, 39), предназначенный для взаимодействия с одним крепежным приспособлением (7, 17, 37), второй линейный фланец (21, 41), по существу, параллельный первому линейному фланцу (9, 19, 39) и предназначенный для взаимодействия с дополнительным крепежным приспособлением, и крепежное приспособление для резца.

4. Держатель (2, 12, 32) для крепления инструментального блока, имеющий две обращенные друг от друга стороны, причем первая сторона приспособлена быть повернутой к инструментальному блоку (1, 11, 31), а другая сторона - для крепления к металлорежущему станку, при этом сторона, обращенная к инструментальному блоку, имеет область для стыкового сцепления с инструментальным блоком (1, 11, 31), отличающийся тем, что на каждой из сторон наружной поверхности области, приспособленной для стыкового сцепления с инструментальным блоком, расположена дополнительная область, одна из которых приспособлена для закрепления первого крепежного кулачка (4, 14, 34), предназначенного для сцепления с фланцем (9, 19, 39), расположенным на инструментальном блоке (1, 11, 31), а вторая - для закрепления второго крепежного кулачка (5), предназначенного для сцепления с фланцем (21, 41), расположенным на инструментальном блоке (1, 11, 31).

5. Держатель по п.4, отличающийся тем, что область для стыкового сцепления с инструментальным блоком содержит выходящий из нее элемент (10) для сцепления с регулировочным элементом на инструментальном блоке (1, 11, 31).

6. Держатель по п.5, отличающийся тем, что одна из областей с каждой стороны наружной поверхности области для стыкового сцепления с инструментальным блоком содержит крепежную часть (22) со шпоночной канавкой, взаимно подогнанную со вторым линейным фланцем (21) инструментального блока (11).