Устройство для закрепления инструмента Советский патент 1984 года по МПК B23C5/26 

Изобретение относится к станкостроению,в частности к устройствам для ручного закрепления инструмента в шпинделе металлорежущего станка, преимущественно горизонтальнорасточного. Известно устройство для закрепления инструмента в шпинделе металлорежущего станка, преимущественно горизонтально-расточного, содержащее запорное кольцо, установленное на рабочем конце шпинделя, и зажимные элементы, установленные в выполненных в шпинделе радиальных пазах с возможностью взаимодействия с запорным кольцом и кольцевой канавкой на хвостовике инструмента. Устройство содерзкит расположенные в радиальных пазах шпинделя подвижные шарики, взаимодействующие с кольцевой канавкой на хвостовике инструмента и запорным кольцом, установленным на шпинделе, подвижно вдоль его оси. Поверхность кольца, взаимодействующая с шариками, вьшолнена конической, а рабочее перемещение его на зажим шариков осуществляется под действием упругого элемента установленного между фланцем шпинделя и кольцом. На наружной стороне кольца имеется кольцевой выступ, слу жащий для отжима кольца при ходе шпи деля вверх 1 . Устройство обеспечивает надежный зажим, обладает высоким быстродействием, но увеличивает габариты шпин деля в осевом и радиальном направлениях. Это обусловлено расположением на конце шпинделя упругого элемента и наличием фланца для его. установки а также наличием кольцевого выступа на наружной стороне кольца, необходи мого для отжатия упругого элемента. Выступание устройства за радиальные габариты шпинделя не позволяет полностью убирать последний в корпус, что необходимо на всех горизонтально-расточных станках при использовании планшайбы. Радиальные габариты устройства ограничивают также диаметр растачиваемых отверстий при их большой длине и коротком инструменте. Кроме того, выполнение зажимных элементов в виде шариков ведет к ускоренному износу контактирующих поверхностей вследствие точечного контакта. Для фиксации инструмента в зажатом состоянии требуется создание постоянного усилия вдоль оси шпи деля с помощью упругого элемента или внешнего устройства, наличие которых усложняет конструкцию. Целью изобретения является уменьшение осевого и радиального габаритов устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для закрепления инструмента в шпинделе металлорежущего станка, преимущественно горизонтально-расточного, содержащем запорное кольцо, установленное на рабочем конце шпинделя, и зажимные элементы, установленные в выполненных в шпинделе радиальных пазах с возМожностью взаимодействия с запорным кольцом и кольцевой канавкой на хвостовике инструмента, зажимные элементы выполнены в виде плоских кулачков с дугообразными рабочим и опорным торцами, а запорное кольцо выполнено упругодеформируемым и установлено на шпинделе с зазором и с возможностью ограниченного поворота, при этом на внутренней стороне кольца выполнены пазы, предназначенные для выхода опорных торцов кулачков, и расположенные между пазами рабочие участки, предназначенные для взаимо-действия с опорными торцами кулачков , причем одни противоположные рабочие участки кольца имеют цилиндрическую, а другие - спиральную поверхности. На фиг.1 показано предлагаемое устройство в варианте выполнения на цельном шпинделе, разрез; на фиг.2 устройство при снятом инструменте, вид сбоку; на фиг.З - сечение А-А на фиг.1 при зажатом инструменте со схематичным изображением запорного кольца в деформированном состоянии; на фиг.4 - то же, при разжатом инструменте; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1J на фиг.6 - устройство в съемном варианте, продольный разрез на фиг.7 - вид В на фиг.6 (при снятом инструменте); на фиг.8 - сечение Г-Г на фиг.6, на фиг.9 - вид Д на фиг.6. Устройство содержит упругодеформируемое запорное кольцо 1, установленное с зазором на проточке в концевой части шпинделя 2. В осевом направлении кольцо фиксируется сухарями 3 шпинделя, в «оторых со стороны кольца вьшолнена проточка. В шпинделе вьшолнены радиальные прямоугольные пазы, расположенные равномерно по окружности. В пазах подвиж но установлены зажимные элементы в виде плоских кулачков 4 с дугообраз ными рабочим и опорным торцами, которыми кулачки взаимодействуют с кольцом 1 и кольцевой канавкой на хвостовике инструмента 5. Опорные торцы кулачков, взаимодействующие с кольцом, выполнены с радиусом, мень шим радиуса внутренней поверхности кольца 1, а рабочие торцы, взаимодействующие с инструментом, - с радиусом канавки на инструменте. Сопр гаемые поверхности кулачков и канав ки выполнены коническими,обращенными вершинами в сторону шпинделя. Для предотвращения выпадения кулачков из пазов на верхних торцах кулачков имеются выступы. Глубина про точки на шпинделе и толщина кольца 1 выбираются такими, чтобы в деформированном состоянии наружный диаметр кольца не превышал диаметр шпи деля, а зазор между кольцом и проточкой шпинделя выполнен достаточным для беспрепятственной деформации кольца на кулачках 4. На внутненней стороне запорного кольца выполнены пазы 6 для выхода опорных торцов кулачков в незажатом положении, расположенные по окружности соответственно кулачкам. Пазы между собрй на внутренней стороне кольца образуют рабочие участки 7 и 8, с которыми взаимодействуют опо ные торцы кулачков при повороте кольца 1. Два рабочих участка 7 име цилиндрическую поверхность, а другие два участка 8 - спиральную,при этом меньший диаметр спиральных участков равен диаметру цилиндричес ких участков. В исходном положении внутренний диаметр кольца меньше диаметра окружности, описываемой кулачками в зажатом положении. Рабо чие участки с идентичными поверхностями расположены на кольце диаметрально. Для возможности использования устройства на станках, находящихся в эксплуатации, концевая часть 9 шпинделя может вьшолнятьЬя отдельно за одно целое с сухарями и крепится к торцу шпинделя с помощью винтов 10 с потайной головкой и штифт.ов 11, дополнительно воспринимающих крутящий момент. Проточка под запорное кольцо на концевой части выполнена со стороны шпинделя и на конце ее образуется фланец для фиксации кольца в осевом направлении. Пазы под кулачки в шпинделе и кольце выполнены с краю отъемной части 9 стыковочной стороны. Для удержания кулачков в рйдиальных пазах шпинделя в кулачках вьтолнены пазы 12, а в отъемной части 9 со стороны шпинделя - штифты 13, входящие в эти пазы. В обоих вариантах вьтолнения на свободном торце кольца 1 выполнены две выемки 14, противоположно расположенные на окружности.Выемки образуют упоры, ограничивакицие при взаимодействии с сухарями шпинделя поворот кольца в обе стороны соответственно в отжатом и максимально зажатом положениях, предотвращая в последнем случае сход кулачков с рабочих участков кольца. На наружной стороне кольца выполнены два диаметрально расположенных отверстия 15 под ключ для зажима, Зажим и съем инструмента осуществляется следующим образом. В исходном положении кольцо 1 повернуто до упора в сухари (против часовой стрелки), при этом кулачки 4 располагаются против пазов 6 в кольце. Затем инструмент своим хвостовиком вводится в конус шпинделя, при этом кулачки раздвигаются, и канавка на хвостовике располагается напротив них. Затем ключом кольцо поворачивают в противоположную сторону. При этом кулачки находят на рабочие участки 7 и 8 кольца, которое, упруго деформируясь, осуществляет сведение и зажим кулачков, конические поверхности которых, взаимодействуя с канавкой на хвостовике, обеспечивают затягивание инструмента в конус шпинделя. Причем первоначально в контакт с кулачками входят цилиндрические участки 7 кольца и оно деформируется только в двух противоположных направлениях, что облегчает зажатие в первоначальный момент и обеспечивает контакт другой пары кулачков со спиральными участками 8 уже в начальной их части. При дальнейшем повороте кольцо деформируется уже на всех кулачках, при этом за счет спира,пьньгх: участков происходит дальнейшая затяжка кулачков и компенсация возможного износа рабочих поверхностей кольца и кулачков. По окончании зажима в результат деформации кольца цилиндрические участки 7 огибают кулачки с меньшим (чем исходный) радиусом, а на спиральных участках уменьшается уклон в сторону отжима, что в целом обеспечивает надежную самофиксацию кольца в рабочем положении. При разжиме кольцо, ключом поворачивают в противоположном направлении, при этом кулачки сходятся с рабочих участков, а при извлечении инструмента они входят частично в пазы 6.

При использовании изобретения положительный эффект достигается за счет уменьшения осевого и радиального габаритов устройства.

/«

Фиг.

8

А-А

8

фиг.4

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЙ ИНСТРУМЕНТА в шпинделе металлорежущего станка, преимущественно горизонтально-расточного, содержащее запорное кольцо, установленное на рабочем конце шпинделя, и зажимные элементы, установленные в вьтолненных и шпинделе радиальных пазах с возможностью взаимодействия с запорным кольцом и кольцевой канавкой на хвостовике инструмента, о т л й .fcLovC k -v чающееся тем, что, с целью уменьшения осевого и радиального габаритов зажимные элементы выполнены в виде плоских кулачков с дугообразными рабочим и опорным торцами, а запорное кольцо выполнено упруг од eфopмиpye в IM и установлено на шпинделе с зазором и с возможностью ограниченного поворота, при этом на внутренними стороне кольца вьтолнены пазы, предназначенные для выхода опорных торцов кулачков, и расположенные между пазами рабочие участки, предназначенные для взаимодействия с опорными торцами i кулачков, причем одни противоположные рабочие участки кольца имеют (Л цилиндрическую, а другие - спиральную поверхности. L 00 Is o ;D

/

фиг в

Виде

фиг. 7 i