САМОЦЕНТРИРУЮЩИЙСЯ КОМПАКТНЫЙ ПЛАВАЮЩИЙ ДЕРЖАТЕЛЬ РАЗВЕРТКИ Российский патент 2020 года по МПК B23B31/02 B23Q3/12 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[001] Объект изобретения настоящей заявки относится к плавающим, или крестового типа, держателям развертки, а более конкретно к самоцентрирующимся плавающим держателям разверток.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[002] Развертки являются прецизионными инструментами для механической обработки существующих или предварительно просверленных отверстий с целью улучшения качества поверхности и, вследствие этого, незначительного увеличения отверстия. Ввиду особенностей прецизионной обработки, для выполнения которой предназначены развертки, даже незначительное расхождение между отверстием и разверткой во время вставки развертки может привести к повреждению режущих кромок развертки и/или отверстия.

[003] Поэтому для удержания развертки используют держатели, называемые «плавающими держателями развертки». Плавающий держатель развертки выполнен с возможностью допуска осевого рассогласования оси развертки относительно оси отверстия во время входа в отверстие и развертывания, а это, соответственно, означает, что плавающий держатель развертки делает возможным незначительное рассогласование между самой разверткой (заменяемым инструментом) и станком, который удерживает ее.

[004] Один из основных недостатков инструментов в данной области техники заключается в том, что этот плавающий держатель развертки увеличивает общий вылет, или выступ, инструмента из станка.

Это может привести к большему моменту изгиба при токарных обработках из-за большего суммарного веса инструмента и держателя.

[005] Некоторые держатели развертки в данной области техники оказываются довольно сложных конструкций с множеством деталей и, в частности, штифтов или нескольких периферийных выступов. Это отрицательно сказывается на осевой длине плавающего держателя развертки и, очевидно, на себестоимости, которая обычно напрямую зависит от количества деталей и точных поверхностей, которые необходимо отшлифовать.

[006] Плавающие держатели развертки в данной области техники раскрыты, например, в US1359103, где описан компактный, крестового типа, плавающий держатель развертки с узлами держателя и развертки, вращающий момент между которыми передается посредством плоского плавающего элемента. Плавающий элемент разделен на две половины виртуальной плоскостью (в осевом направлении). Каждая половина расположена в соответствующих охватывающих углублениях в каждом из узлов держателя и развертки. При такой схеме вхождения во взаимодействие «в одну линию» между плавающим элементом и узлами держателя и развертки плавающий элемент подвергается воздействию больших поперечных сил (большая часть передаваемого вращающего момента превращается в поперечные силы, прикладываемые к указанной виртуальной плоскости), что может привести к износу и преждевременной поломке, с одной стороны, а с другой стороны, ограничивает скорость/продуктивность машинной обработки.

[007] В US 1566553 описан регулируемый плавающий держатель развертки, который обеспечивает три степени свободы перемещения. Однако эта конструкция не обеспечивает автоматического (т.е. без вмешательства оператора) точного центрирования в нерабочем положении. В частности, для обеспечения углового смещения осей эта конструкция содержит шарик и спиральную пружину, которые также должны центрировать ведомый элемент 20 в нерабочем положении (шарик входит в центрирующие углубления в приводных и приводящих элементах 20, 13). Однако сама по себе спиральная пружина (подпирающая задний конец 17 ведомого элемента 20) центрирует лишь задний конец ведомого элемента 20, оставляя передний конец 21 незакрепленным и нецентрированным, если гайка 42 не затянута вручную. Следовательно, этот плавающий держатель развертки требует перекалибровки ведущего элемента при каждой замене развертки. Кроме того, взаимодействующие радиальные приводные выступы/язычки 14 и диаметральное щелевое отверстие 9 подвергаются воздействию поперечных сил, возникающих в результате передаваемого вращающего момента.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[008] Согласно первому аспекту объекта изобретения настоящей заявки предложен компактный, крестового типа, плавающий держатель развертки, имеющий переднее и заднее направления и содержащий:

узел держателя, имеющий центральную ось узла держателя;

узел развертки, имеющий ось узла развертки;

плавающий элемент, передающий вращающий момент между узлом держателя и узлом развертки; и

кольцевой эластичный элемент, по меньшей мере частично перекрывающий узел развертки в осевом направлении и смещающий узел развертки вдоль оси в направлении вперед,

причем

в рабочем положении плавающий держатель развертки выполнен с возможностью компенсации углового смещения осей, отклонения от параллельности и осевого перемещения между осями узлов держателя и развертки; а

в нерабочем положении ось узла развертки точно совмещена с осью узла держателя.

[009] Согласно второму аспекту объекта изобретения настоящей заявки предложен также самоцентрирующийся плавающий держатель развертки, содержащий:

удлиненный узел держателя, имеющий центральную ось узла держателя;

удлиненный узел развертки, расположенный впереди узла держателя, при этом узел развертки содержит:

противоположные в осевом направлении переднюю и заднюю поверхности узла развертки; и

наружную центрирующую поверхность узла развертки, которая сходит на конус к передней поверхности узла развертки в переднем направлении;

корпусную втулку, жестко и с возможностью разъема присоединенную к узлу держателя, причем корпусная втулка имеет коническую первую центрирующую поверхность втулки;

кольцевой эластичный элемент, прижимающий в осевом направлении центрирующую поверхность узла развертки к конической первой центрирующей поверхности втулки в переднем направлении; и

плавающий элемент, расположенный внутри корпусной втулки и передающий вращающий момент между узлом держателя и узлом развертки.

[0010] Любые из следующих признаков, как по отдельности, так и в сочетании, могут быть применены к любому из вышеупомянутых аспектов объекта изобретения настоящей заявки:

[0011] Плавающий держатель развертки содержит корпусную втулку, жестко и с возможностью разъема прикрепленную к узлу держателя, причем узел развертки и корпусная втулка имеют, соответственно, взаимодействующие первую центрирующую поверхность втулки и центрирующую поверхность узла развертки, которые сходят на конус в осевом направлении от узла держателя к узлу развертки.

[0012] Как первая центрирующая поверхность втулки, так и центрирующая поверхность узла развертки могут иметь форму усеченного корпуса.

[0013] Узел развертки имеет единственный центральный выступ, который по меньшей мере частично перекрывает в осевом направлении узел держателя изнутри.

[0014] Узел держателя имеет выемку для элемента, и плавающий элемент полностью находится внутри этой выемки для элемента.

[0015] Выступ находится внутри сквозного отверстия плавающего элемента.

[0016] Плавающий элемент имеет внутренние поверхности скольжения элемента, а выступ содержит противоположные и параллельные поверхности скольжения выступа, которые взаимодействуют с внутренними скользящими поверхностями скольжения плавающего элемента.

[0017] Плавающий элемент имеет наружные поверхности скольжения плавающего элемента;

узел держателя имеет выемку для элемента с противоположными и параллельными поверхностями скольжения выемки, причем поверхности скольжения выемки расположены поперек внутренних поверхностей скольжения плавающего элемента и параллельно наружным поверхностям скольжения плавающего элемента; и

поверхности скольжения выемки узла держателя взаимодействуют с наружными поверхностями скольжения плавающего элемента.

[0018] Плавающий элемент имеет форму некруглой шайбы.

[0019] Плавающий элемент имеет переднюю и заднюю поверхности плавающего элемента и периферийную поверхность плавающего элемента, которая проходит между ними; и периферийная поверхность плавающего элемента лишена углублений или выступов.

[0020] Плавающий элемент выполнен с возможностью передачи указанного вращающего момента только в пределах границ единственной перекрывающейся непрерывной осевой области, равной по длине ширине плавающего элемента.

[0021] Осевое смещение определяется вдоль оси между узлами держателя и развертки; и

в нерабочем положении осевое смещение имеет заданное положительное значение; и

в рабочем положении осевое смещение сокращено относительно указанного заданного значения.

[0022] Плавающий элемент содержит переднюю и заднюю поверхности плавающего элемента, которые лишены углублений или выступов.

[0023] Поперечные силы не прикладываются к плавающему элементу в плоскости, перпендикулярной любой из осей узлов держателя и развертки.

[0024] В нерабочем положении узел развертки расположен точно в осевом направлении относительно узла держателя.

[0025] Плавающий элемент имеет прямоугольную форму в осевой проекции.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0026] Для лучшего понимания объекта изобретения настоящей заявки и показа, каким образом он может быть реализован практически, ниже описаны сопроводительные чертежи, на которых:

ФИГ. 1 показывает вид плавающего держателя развертки в изометрии;

ФИГ. 2 показывает вид плавающего держателя развертки, изображенного на ФИГ. 1, в изометрии, в разобранном состоянии;

ФИГ. 3 показывает вид в осевом поперечном сечении плавающего держателя развертки, изображенного на ФИГ. 1, в нерабочем положении;

ФИГ. 4 показывает вид в разрезе по оси плавающего держателя развертки из первого примера рабочего положения во время развертывания предварительно просверленного отверстия обрабатываемой детали;

ФИГ. 5 показывает вид в разрезе по оси плавающего держателя развертки из второго примера рабочего положения во время развертывания предварительно просверленного отверстия обрабатываемой детали;

ФИГ. 6 показывает вид в разрезе по линии IV-IV, изображенной на ФИГ. 3; и

ФИГ. 7 показывает подробный вид фрагмента VII, изображенного на ФИГ. 3.

[0027] Где это уместно, ссылочные обозначения могут повторяться на чертежах для указания соответствующих или аналогичных элементов.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0028] В следующем описании будут раскрыты различные аспекты объекта изобретения настоящей заявки. В целях пояснения определенные конфигурации и детали изложены достаточно подробно для обеспечения полного понимания объекта изобретения настоящей заявки. Однако специалисту в данной области техники также будет очевидно, что объект изобретения настоящей заявки может быть применен на практике без конкретных конфигураций и подробностей, представленных в настоящей заявке.

[0029] Ссылки делаются на ФИГ. 1 и 2. Компактный, крестового типа, держатель 10 развертки содержит удлиненные узлы 12, 14 держателя и развертки, которые определяют, соответственно, направление назад (RWD) - вперед (FWD) держателя 10. Развертка 16 с осью R развертки введена в узел 14 развертки и соединена с ней посредством цанги 18 и гайки 20. Узлы 12, 14 держателя и развертки образуют крестовое соединение за счет передачи крутящего момента между ними посредством компактного плавающего элемента 22, который имеет ширину W1 компактного плавающего элемента. Узлы 12, 14 держателя и развертки удерживаются вместе корпусной втулкой 24. Узлы 12, 14 держателя и развертки имеют соответствующие центральные оси HP, RP держателя и развертки.

[0030] Обратимся к ФИГ. 1 и 3. В нерабочем положении, т.е. плавающий держатель 10 развертки полностью собран, и силы, действующие при развертывании, не прикладываются к развертке 16.. Плавающий держатель 10 развертки выполнен с возможностью точного центрирования, или радиального выравнивания, узла 14 развертки относительно узла 12 держателя в целях достижения точной повторяемости. Как будет дополнительно объяснено ниже, корпусная втулка 24 жестко и с возможностью разъема соединена с узлом 12 держателя. В нерабочем положении узел 14 развертки упруго прижат к корпусной втулке 24 посредством взаимодействующих центрирующих поверхностей, которые центрируют и располагают узел 14 развертки относительно узла 12 держателя в осевом направлении.

[0031] В следующем порядке вдоль оси HP узла держателя плавающий держатель 10 может содержать: узел 12 держателя, плавающий элемент 22, крышку 26, упорный подшипник 28, кольцевой упругий элемент 30 и узел развертки 14.

[0032] В рабочем положении (т.е. во время развертывания предварительно просверленного отверстия 32 обрабатываемой детали) плавающий элемент 22 передает вращающий момент между узлами 12, 14 держателя и развертки. Хотя узлы 12, 14 держателя и развертки не вращаются относительно друг друга, плавающий держатель 10 развертки выполнен с возможностью обеспечения до трех видов относительного перемещения между узлами 12, 14 держателя и развертки. Плавающий держатель 10 развертки может одновременно обеспечивать два или три типа относительного перемещения.

[0033] При переходе между нерабочим и рабочим положениями плавающий держатель 10 развертки (в частности, узел 14 развертки) самовыравнивается, или автоматически выравнивается, относительно предварительно просверленного отверстия 32. После выравнивания узел 14 развертки упирается во втулку 24 в одном или более местах в соответствии с ее ориентацией.

[0034] Относительное перемещение типа I представляет собою параллельный сдвиг оси (также упоминаемый в настоящей заявке как «отклонение оси от параллельности»), т.е. перемещение узла 14 развертки относительно узла 12 держателя в плоскости, перпендикулярной оси HP узла держателя. Упорный подшипник 28, расположенный между узлами 12, 14 держателя и развертки, выполнен с возможностью уменьшения трения при этом типе перемещения или сглаживания перемещения. Обратимся к ФИГ. 4, показывающей параллельный сдвиг D1, образуемый между параллельными осями HP, RP держателя и развертки в рабочем положении. Параллельный сдвиг D1 может достигать 0,5 мм. В настоящем варианте реализации изобретения D1 может принимать значения от 0 до 0,15 мм.

[0035] Относительное перемещение типа II представляет собою осевое смещение (также упоминаемое в настоящей заявке как «осевое перемещение»), т.е. перемещение узла 14 развертки относительно узла 12 держателя в осевом направлении. Осевое смещение D2 (см. ФИГ. 3) образуется между соответствующими узлами 12, 14 держателя и развертки (как будет описано ниже). В нерабочем положении осевое смещение D2 имеет максимальное заданное значение, а в рабочем положении осевое смещение D2 уменьшается относительно заданного максимального значения. Согласно настоящему варианту реализации осевое смещение D2=0 в рабочем положении. Максимальное значение осевого смещения D2 определяется, например, различными критериями изготовления и геометрическими критериями.

[0036] Осевое смещение D2 уменьшается во время перехода между рабочим и нерабочим положениями. Преимущество относительного перемещения типа II заключается в том, что во время указанного перехода плавающий держатель 10 развертки подавляет (посредством эластичного элемента 30) по меньшей мере часть осевых сил развертывания. Преимуществом такого подавления является улучшение качества поверхности обрабатываемой детали. В частности, оно может предотвратить (или по меньшей мере уменьшить) нежелательные дефекты, иногда возникающие во время указанного перехода на краю, или скосе, у входа предварительного просверленного отверстия 32.

[0037] Кроме того, относительное перемещение типа II создает достаточное «пространство» между втулкой и узлом 14 развертки, благодаря которому возможны другие два типа относительного перемещения между узлами 12, 14 держателя и развертки.

[0038] Относительное перемещение типа III представляет собою угловое смещение осей. Плавающий держатель 10 развертки обеспечивает образование угла рассогласования а между осями HP, RP узлов держателя и развертки. Согласно настоящему варианту реализации угол рассогласования а может принимать значения от 0 до 0,5 градусов.

[0039] Обратимся к ФИГ. 3. Перед развертыванием плавающий держатель 10 развертки находится в нерабочем положении, в котором оси S, R, HP, RP втулки, развертки, узлов держателя и развертки совмещены друг с другом. Следовательно, в этом положении D1 и а равны нулю и D2 имеет заданное максимальное значение.

[0040] Обратимся к ФИГ. 4 и 5. Соответственно, показаны два примера рабочих положений плавающего держателя 10 развертки, где ось HP узла держателя смещена относительно оси НА отверстия. Другими словами, это две возможные ориентации между узлом 12 держателя и предварительно просверленным отверстием 32 обрабатываемой детали во время ее развертывания. D2 равно нулю в обоих примерах, как указано выше в отношении рабочего положения.

[0041] В первом примере, показанном на ФИГ. 4, возможны только относительные перемещения типа I и II. В этом примере плавающий держатель 10 развертки ориентирован таким образом, что оси R, RP НА развертки, узла развертки и отверстия совмещены друг с другом и образуют ненулевой параллельный сдвиг (D1>0) относительно оси HP узла держателя.

[0042] Во втором примере, показанном на ФИГ. 5, возможны относительные перемещения типа II и III. В этом примере оси R, RP НА развертки, узла развертки и отверстия совмещены друг с другом и образуют ненулевой угол рассогласования а с осью HP узла держателя.

[0043] Корпусная втулка 24 может иметь удлиненную форму с противоположными круглыми передней и задней поверхностями 34, 36 втулки и проходящими между ними внутренней и наружной поверхностями 38, 40 втулки. Корпусная втулка 24 имеет центральную ось S втулки, которая проходит через виртуальные центры передней и задней поверхностей 34, 36 втулки. Внутренняя поверхность 38 втулки содержит первую центрирующую поверхность 42 втулки, которая проходит назад от передней поверхности 34 втулки. Первая центрирующая поверхность 42 втулки сходит на конус вперед к передней поверхности 34 втулки. Первая центрирующая поверхность 42 втулки может иметь форму усеченного конуса. Первая центрирующая поверхность втулки 42 выполнена с возможностью взаимодействия с узлом 14 развертки и центрирования его относительно корпусной втулки 24. Кроме того, первая центрирующая поверхность втулки 42 выполнена с возможностью расположения в осевом направлении узла 14 развертки относительно узла 12 держателя. Другими словами, первая центрирующая поверхность 42 втулки также выполнена с возможностью действия в качестве упорной поверхности. Это выгодно с точки зрения точности повторяемости между каждой операцией развертывания или замены развертки 16.

[0044] Втулка может дополнительно включать в себя вторую центрирующую поверхность 44 втулки, которая проходит вперед от задней поверхности 36 втулки. Вторая центрирующая поверхность 44 втулки имеет цилиндрическую форму. Вторая центрирующая поверхность втулки 44 выполнена с возможностью центрирования узла 12 держателя относительно корпусной втулки 24. Таким образом, по меньшей мере в нерабочем положении оси HP, RP узлов держателя и развертки совмещены друг с другом.

[0045] Внутренняя поверхность 38 втулки дополнительно содержит внутреннюю резьбу 46 втулки, которая находится между первой и второй центрирующими поверхностями 42, 44 втулки. Резьба 46 втулки выполнена с возможностью жесткого и разъемного соединения, или сцепления, корпусной втулки 24 с узлом 12 держателя. Резьба 46 втулки также выполнена с возможностью жесткого и разъемного сцепления крышки 26 с корпусной втулкой 24. После того, как корпусная втулка 24 жестко и плотно навинчена на узел 12 держателя, оси S, HP втулки и узла держателя становятся совмещенными друг с другом.

[0046] Узел 12 держателя содержит переднюю и заднюю поверхности 48, 50 узла держателя и сквозной канал 52 узла держателя для перемещения хладагентов. Передняя поверхность 48 узла держателя проходит перпендикулярно оси HP узла держателя. Передняя поверхность 48 узла держателя содержит центральную выемку 54 для элемента, которая открыта в нее. Выемка 54 для элемента выполнена с возможностью приема плавающего элемента 22 таким образом, чтобы плавающий элемент 22 мог перемещаться только вдоль единственного радиального направления (перпендикулярно оси HP узла держателя).

[0047] Выемка 54 для элемента содержит нижнюю поверхность 56 выемки и периферийную поверхность 58 выемки, которая проходит между нижней поверхностью 56 выемки и передней поверхностью 48 узла держателя. Нижняя поверхность 56 выемки и передняя поверхность 48 узла держателя определяют глубину выемки W2≥W1. Тот факт, что глубина выемки 54 для элемента такая же, как и ширина W1 плавающего элемента, или больше ее, является преимуществом, так как это позволяет передавать крутящий момент только в пределах границ единственной перекрывающиеся осевой области (ширины W1 плавающего элемента). Следовательно, во время машинной обработки на плавающий элемент 22 не действуют осевой изгибающий момент или поперечные силы (в плоскости, перпендикулярной оси HP узла держателя). Нижняя поверхность 56 перпендикулярна оси HP узла держателя. Канал 52 узла держателя открыт в нижнюю поверхность 56 выемки.

[0048] Периферийная поверхность 58 выемки содержит две противоположные и параллельные поверхности 60 скольжения выемки. Поверхности 60 скольжения выемки по меньшей мере частично пленарные. Каждая поверхность 60 скольжения выемки может содержать посередине в радиальном направлении разгрузочный паз для обеспечения разделения на два упорных участка. Поверхности 60 скольжения выемки параллельны оси HP узла держателя. Периферийная поверхность 58 выемки может включать в себя две противоположные упорные поверхности 64 выемки, каждая расположена между двумя поверхностями 60 скольжения выемки. Согласно объекту изобретения настоящего варианта реализации упорные поверхности 64 выемки параллельны друг другу и планарны, и каждая проходит перпендикулярно двум поверхностям 60 скольжения выемки.

[0049] Периферийная поверхность 58 выемки выполнена с возможностью образования достаточного пространства или промежутков между плавающим элементом 22 и одной или каждой из упорных поверхностей 64 выемки. Параллельные поверхности скольжения 60 выемки перпендикулярны внутренним поверхностям 118 скольжения плавающего элемента и параллельны наружным поверхностям 116 скольжения плавающего элемента. Плавающий элемент 22 выполнен с возможностью плотной посадки между поверхностями 60 скольжения выемки, в то время как он может беспрепятственно перемещаться, или скользить, назад и вперед только в радиальном направлении, параллельном поверхностям скольжения 60 выемки и перпендикулярном оси HP узла держателя. Помимо обеспечения точного направленного перемещения плотная посадка эффективно предотвращает вращение плавающего элемента 22 внутри углубления 54 для элемента, которое может привести к нежелательному износу и потере вращающего момента. Углубление 54 для элемента можно смазывать для обеспечения плавного перемещения плавающего элемента 22. Смазочные материалы изолированы от любого хладагента (который может быть закачан через каналы охлаждения) с помощью уплотнительных колец 66.

[0050] Узел 12 держателя дополнительно содержит наружную резьбу 68 узла держателя, которая примыкает к передней поверхности 48 узла держателя и проходит назад. Наружная резьба 68 узла держателя выполнена с возможностью взаимодействия с резьбой 46 втулки.

[0051] Крышка 26 имеет форму шайбы. Крышка 26 имеет противоположные и параллельные переднюю и заднюю поверхности 70, 72 крышки и проходящую между ними наружную охватываемую резьбу 74. Крышка 26 дополнительно содержит отверстие 75 крышки, которое открыто в переднюю и заднюю поверхности 70, 72 крышки. Резьба 74 крышки выполнена с возможностью взаимодействия с резьбой 46 втулки. Крышка 26 ввинчена в резьбу 46 втулки, за которой следует резьба 68 узла держателя узла 12 держателя. В этом положении задняя поверхность 72 крышки может упираться в переднюю поверхность 48 узла держателя. Крышка 26 обеспечивает удобное разделение между узлами 12, 14 держателя и развертки. Например, плавающий держатель 10 развертки допускает замену узла 12 держателя, при этом крышка 26 не позволяет упорному подшипнику 28, упругому элементу 30 и узлу 14 развертки выпасть с задней поверхности 36 втулки.

[0052] Упорный подшипник 28 имеет форму шайбы и содержит переднюю и заднюю поверхности 76, 78 подшипника. После того, как плавающий держатель 10 развертки собран и крышка 26 плотно ввинчена в резьбу 46 втулки, задняя поверхность 78 подшипника упирается в переднюю поверхность 70 крышки, а передняя поверхность 76 подшипника упирается в упругий элемент 30.

[0053] Согласно объекту изобретения настоящего варианта реализации упругий элемент 30 может содержать кольцеобразную волнистую пружину 80 с соответствующим кольцеобразным основанием 86. Известно, что волнистая пружина короче спиральной пружины с аналогичным коэффициентом жесткости пружины, благодаря чему, в частности, плавающий держатель 10 развертки более короткий. Другим преимуществом волнистой пружины является улучшенная симметричность относительно ее центральной оси по сравнению со спиральной пружиной. Волнистая пружина 80 имеет переднюю и заднюю поверхности 82, 84 пружины. Волнистая пружина 80 расположена концентрично относительно узла 14 развертки. Основание 86 имеет переднюю и заднюю поверхности 88, 90 основания и проходящую между ними периферийную поверхность 92 основания. Передняя поверхность 88 основания может иметь концентрическую кольцевую выемку 94 основания, которая открыта в основание, и неуглубленную периферийную часть 97, окружающую выемку 94 основания. Волнистая пружина 80 выполнена с возможностью плотной посадки в выемку 94 основания, что предотвращает нежелательное радиальное перемещение волнистой пружины 80 под нагрузкой от узла 14 развертки. Волнистая пружина 80 заключена между выемкой 94 основания и соответствующей выемкой в узле 14 развертки, как будет дополнительно описано ниже.

[0054] Преимущество кольцевой волнистой пружины 80 над некоторыми прямолинейными спиральными пружинами (используемыми в некоторых конструкциях в данной области техники) заключается в том, что она экономит пространство в осевом направлении, т.е. она не занимает осевое пространство между узлами 12, 14 держателя и развертки.

[0055] После того, как крышка 26 плотно ввинчена в резьбу 46 втулки, в осевом направлении упругий элемент 30 упирается в упорный подшипник 28 у задней поверхности 90 основания. В нерабочем положении волнистая пружина 80 упирается в узел 14 развертки, толкая его вперед. В этом положении неуглубленная периферийная часть 97 передней поверхности 88 основания не соприкасается в осевом направлении с узлом 14 развертки, образуя между ними кольцевой зазор, который определяет осевое смещение D2.

[0056] В рабочем положении осевые силы резания толкают узел 14 развертки назад, в результате чего волнистая пружина 80 сжимается и закрывает зазор. Вследствие этого узел 14 развертки упирается в осевом направлении в неуглубленную часть 97 передней поверхности 88 основания. В этом положении, в настоящем варианте реализации, осевое смещение уменьшается настолько, что D2 становится равным нулю.

[0057] Упругий элемент 30 постоянно смещает узел 14 развертки вперед, благодаря чему в нерабочем положении он точно центрирован в радиальном направлении и расположен вдоль оси относительно корпусной втулки 24 (и, следовательно, узла 12 держателя).

[0058] Узел 14 развертки содержит противоположные в осевом направлении переднюю и заднюю поверхности 96, 98 узла развертки и проходящую между ними наружную периферийную поверхность 99 узла развертки. Периферийная поверхность 99 узла развертки содержит центрирующую поверхность 101 узла развертки, примыкающую к задней поверхности 98 узла развертки. Центрирующая поверхность 101 узла развертки сходит на конус в переднем направлении к передней поверхности 98 узла развертки. Центрирующая поверхность 101 узла развертки может иметь форму усеченного конуса. Узел 14 развертки содержит состоящее из цанги 18 и гайки 20 соединительное устройство возле передней поверхности 96 узла развертки. Узел 14 развертки может содержать приемную поверхность цанги, которая открыта к передней поверхности 96 узла развертки, и наружную охватываемую резьбу 100 узла развертки, выполненную с возможностью взаимодействия с внутренней упорной резьбой гайки 20.

[0059] Узел 14 развертки дополнительно содержит лишь единственный центральный выступ 104, который выступает назад из задней поверхности 98 узла развертки и имеет торцевую поверхность 106 выступа.

[0060] Узел 14 развертки имеет кольцевую выемку 102 узла развертки, которая открыта на заднюю поверхность 98 узла развертки и окружает выступ 104. Выемка 102 узла развертки выполнена с возможностью приема волнистой пружины 80 и упора в переднюю поверхность 82 волнистой пружины.

[0061] По меньшей мере в нерабочем положении выступ 104 находится внутри, упругого элемента 30, или проходит сквозь него, упорный подшипник 28, отверстие 75 крышки, плавающий элемент 22 и углубление 54 для элемента. Это осевое перекрытие узлов 12, 14 держателя и развертки выгодно, так как оно приводит к более короткому компактному плавающему держателю 10 развертки. В то же время, это повышает устойчивость во время машинной обработки. Узел 14 развертки содержит внутренний сквозной канал 103 узла развертки, который открыт в переднюю поверхность 96 узла развертки и торцевую поверхность 106 выступа. Это тоже является преимуществом, поскольку облегчает изолирование хладагента от смазочных материалов.

[0062] Выступ 104 содержит две противоположные и параллельные поверхности 108 скольжения выступа, которые примыкают к торцевой поверхности 106 выступа. Согласно настоящему примеру поверхности 108 скольжения выступа проходят вперед от торцевой поверхности 106 выступа. Поверхности 108 скольжения выступа проходят параллельно оси RP узла развертки.

[0063] Плавающий элемент 22 имеет форму шайбы, в данном случае форму некруглой шайбы. Плавающий элемент 22 содержит переднюю и заднюю поверхности 110, 112 плавающего элемента и проходящую между ними периферийную поверхность 114 плавающего элемента. Периферийная поверхность 114 плавающего элемента лишена углублений или выступов. Передняя и задняя поверхности 110, 112 плавающего элемента определяют ширину W1 плавающего элемента, и поперечное направление между ними. Передняя и задняя поверхности 110, 112 плавающего элемента лишены любых выступов. Передняя и задняя поверхности 110, 112 плавающего элемента могут иметь прямоугольную форму. Периферийная поверхность 114 плавающего элемента содержит две противоположные планарные и параллельные наружные поверхности 116 скольжения элемента.

[0064] Плавающий элемент 22 содержит центральное сквозное отверстие 120 плавающего элемента, которое открыто в переднюю и заднюю поверхности 110, 112 элемента. Отверстие 120 плавающего элемента содержит противоположные планарные и параллельные внутренние поверхности 118 скольжения элемента. Внутренние скользящие поверхности 118 элемента перпендикулярны наружным поверхностям 116 скольжения элемента. Внутренние поверхности 118 скольжения элемента выполнены с возможностью взаимодействия с поверхностями 108 скольжения выступа и передачи вращающего момента между ними. Каждая внутренняя поверхность 118 скольжения элемента может содержать посередине в радиальном направлении разгрузочный паз 62 для обеспечения разделения на два упорных участка.

[0065] Выступ 104 плотно садится в отверстие 120 плавающего элемента. Отверстие 120 плавающего элемента выполнено с возможностью обеспечения плавного и точного перемещения плавающего элемента 22 только вдоль единственного радиального направления относительно узла 14 развертки (перпендикулярно оси RP узла развертки). Другими словами, поверхности 108 скольжения выступа образуют посадку скольжения с внутренними поверхностями 118 скольжения элемента, делая возможным указанное точное относительное перемещение между плавающим элементом 22 и выступом 104. Кроме того, эта плотная или скользящая посадка предотвращает относительное вращение между выступом 104 и плавающим элементом 22. Плотное посадка плавающего элемента 22 в углубление 54 для элемента и плотная посадка выступа 104 в отверстие 120 плавающего элемента обеспечивают надежное и прочное (при этом компактное) соединение крестового типа, которое может выдерживать силы, действующие при механической обработке. Иными словами, плавающий элемент 22 закреплен и подперт в радиальном направлении изнутри и снаружи, что помогает распределять нагрузки по крутящему моменту.

[0066] Когда плавающий держатель 10 элемента собран и находится в нерабочем положении, задняя поверхность 112 плавающего элемента упирается в нижнюю поверхность 56 выемки. Наружные поверхности 116 скольжения элемента упираются в поверхности 60 скольжения выемки. Внутренние поверхности 118 скольжения элемента упираются в поверхности 108 скольжения выступа. Передняя поверхность 110 плавающего элемента упирается в заднюю поверхность 72 крышки. Передняя поверхность 70 крышки упирается в заднюю поверхность 78 подшипника. Передняя поверхность 76 подшипника упирается в заднюю поверхность 90 основания. Неуглубленная периферийная часть 97 передней поверхности 88 основания не упирается ни в одну поверхность. Задняя поверхность 84 волнистой пружины упирается в выемку 94 основания. Передняя поверхность 82 волнистой пружины упирается во внутреннюю поверхность (не показана) выемки 102 узла развертки. И центрирующая поверхность 101 узла развертки упирается в первую центрирующую поверхность 42 втулки.

[0067] В рабочем положении вышеупомянутые взаимосвязи вхождения во взаимодействие остаются теми же, за исключением того, что неуглубленная периферийная часть 97 передней поверхности 88 основания упирается в заднюю поверхность 98 узла развертки. В рабочем положении центрирующая поверхность 101 узла развертки может по-прежнему упираться в первую центрирующую поверхность 42 втулки в зависимости от ориентации узла 12 держателя относительно предварительно просверленного отверстия 32.

[0068] Другое преимущество плавающего держателя 10 развертки, связанное с устойчивостью (минимальный изгибающий момент и ход) и компактностью, заключается в том, что весь крутящий момент передается (только) посредством единственной перекрывающейся осевой области, определенной как ширина W1 плавающего элемента. Другими словами, в рабочем положении крутящий момент непрерывно передается от узла 12 держателя плавающем элементу 22, и от плавающего элемента 22 узлу 14 развертки только в границах непрерывной четко определенной осевой области. Это достигается благодаря вышеупомянутому упору между внутренними-наружными поверхностями плавающего элемента 22 и узлов 12, 14 держателя и развертки.

[0069] Еще одним преимуществом плавающего элемента 22 является его геометрическая простота, которая приводит к снижению себестоимости при сохранении надежности плавающего держателя 10 развертки. Плавающий держатель 10 развертки проходил испытания и показал хорошие результаты при высоких скоростях резания Vc=100-200 м/мин.

Крестового типа плавающий держатель развертки с узлами держателя и развертки, которые передают вращающий момент между собою посредством плавающего элемента. Плавающий держатель развертки содержит упругий элемент, который смещает в осевом направлении узлы держателя и развертки. Плавающий держатель развертки выполнен с возможностью автоматического обеспечения в рабочем положении углового смещения осей, отклонения от параллельности и осевого перемещения между осями узлов держателя и развертки. В нерабочем положении ось узла развертки и ось узла держателя совмещены друг с другом, а упругий элемент по меньшей мере частично перекрывает узел развертки. Достигается упрощение изготовления при сохранении надежности в процессе обработки. 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Крестового типа плавающий держатель (10) развертки, имеющий переднее (FWD) и заднее (RWD) направления и содержащий:

узел (12) держателя, имеющий центральную ось (HP),

узел (14) развертки, имеющий ось (RP),

плавающий элемент (22), передающий вращающий момент между узлом (12) держателя и узлом (14) развертки,

кольцевой эластичный элемент (30), по меньшей мере частично перекрывающий узел (14) развертки в осевом направлении и смещающий узел (14) развертки вдоль оси в направлении вперед (FWD), и

корпусную втулку (24), жестко и с возможностью разъема прикрепленную к узлу (12) держателя, при этом узел (14) развертки и корпусная втулка (24) имеют соответствующие взаимодействующие первую центрирующую поверхность втулки и центрирующую поверхность узла развертки (42, 101), которые сходят на конус в осевом направлении вперед (FWD),

причем

в рабочем положении плавающий держатель (10) развертки выполнен с возможностью компенсации углового смещения осей, отклонения от параллельности и осевого перемещения между осями (HP, RP) узлов держателя и развертки, а

в нерабочем положении - совмещения оси (RP) узла развертки и оси (HP) узла держателя друг с другом.

2. Держатель (10) развертки по п. 1, в котором первая центрирующая поверхность (42) втулки и центрирующая поверхность (101) узла развертки имеют форму усеченного конуса.

3. Держатель (10) развертки по п. 1, в котором узел (12) держателя имеет выемку (54) для плавающего элемента, при этом плавающий элемент (22) полностью расположен внутри выемки (54).

4. Держатель (10) развертки по п. 1, в котором узел (14) развертки имеет единственный центральный выступ (104), по меньшей мере частично перекрывающий в осевом направлении узел (12) держателя изнутри.

5. Держатель (10) развертки по п. 4, в котором выступ (104) расположен внутри сквозного отверстия (120) плавающего элемента.

6. Держатель (10) развертки по п. 4, в котором плавающий элемент (22) имеет внутренние поверхности (118) скольжения, при этом

выступ (104) содержит противоположные и параллельные поверхности (108) скольжения, которые взаимодействуют с внутренними поверхностями (118) скольжения.

7. Держатель (10) развертки по п. 6, в котором плавающий элемент (22) имеет наружные поверхности (116) скольжения,

при этом узел (12) держателя имеет выемку (54) для плавающего элемента с противоположными и параллельными поверхностями (60) скольжения, причем поверхности (60) скольжения перпендикулярны внутренним поверхностям (118) скольжения плавающего элемента и параллельны наружным поверхностям (116) скольжения плавающего элемента, при этом

поверхности (60) скольжения выемки узла держателя взаимодействуют с наружными поверхностями (116) скольжения плавающего элемента.

8. Держатель (10) развертки по п. 1, в котором плавающий элемент (22) имеет форму некруглой шайбы.

9. Держатель (10) развертки по п. 1, в котором плавающий элемент (22) содержит переднюю и заднюю поверхности (110, 112) и проходящую между ними периферийную поверхность (114), причем

периферийная поверхность (114) плавающего элемента выполнена без углублений или выступов.

10. Держатель (10) развертки по п. 1, в котором плавающий элемент выполнен с возможностью передачи указанного вращающего момента только в пределах границ единственной перекрывающейся непрерывной осевой области, равной по длине ширине (W1) плавающего элемента.

11. Держатель (10) развертки по п. 1, в котором вдоль оси между узлами (12,14) держателя и развертки выполнено осевое смещение (D2), причем

в нерабочем положении осевое смещение (D2) имеет заданное положительное значение, а

в рабочем положении осевое смещение сокращено относительно указанного заданного положительного значения.

12. Держатель (10) развертки по п. 1, в котором плавающий элемент (22) содержит переднюю и заднюю поверхности (110, 112), которые выполнены без углублений или выступов.

13. Держатель (10) развертки по п. 1, который выполнен так, что поперечные силы не приложены к плавающему элементу (22) в плоскости, перпендикулярной любой из осей (HP, RP) узлов держателя и развертки.

14. Держатель (10) развертки по п. 1, в котором плавающий элемент (22) имеет прямоугольную форму в осевой проекции.