Устройство для зажима и разжима инструментальных оправок в шпинделях многошпиндельной головки Советский патент 1992 года по МПК B23C5/26 B23B31/02 

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в автомати- ческих линиях из многошпиндельных агрегатных станков, или на отдельных мнр- гошпиндельных агрегатных станках, работающих с осевым инструментом

Цель изобретения - сокращение времени зажима и разжима инструментальных оправок путем их одновременной автоматической смены в патронах, установленных на нескольких шпинделях многошпиндельной головки, а также повышение долговечности и технологичности сборки.

На фиг. 1 показано устройство общий вид; на фиг. 2 - зажимный патрон продольный разрез; на фиг 3 - радиальные отверстия в корпусе патрона, на фиг 4 - сечение А-А на фиг 3

Устройство состоит из зажимного патрона 1, закрепленного на шпинделе 2 многошпиндельной гоповки 3, плиты 4 управления патроном и своим приводом 5 перемещения и механизмами G и 7V контролирующими переднее и заднее положения плиты 4

В шпиндель 2 вставлена инструментальная оправка 8 с осевым инструментом 9, вылет которого настроен с помощью регулировочной гайки 10, навернутой на резьбу оправки 8 и зафиксированной от проворота стопорным винтом 11 В осевом направлении перемещение инструментальной оправт «

ки 8 относительно шпинделя 2 ограничено в одну сторону упором торца гайки 10 в торец корпуса 12 патрона, в другую - упором шариков 13 в выступ а на гайке 10. Перемещение шариков 13 в радиальном направлении ограничено цилиндрической внутренней поверхностью b замыкающей гильзы 14 (при замкнутом положении патрона).

В угловом направлении перемещение инструментальной оправки 8 относительно шпинделя 2 ограничено шлицевым соединением, причем наружные шлицы выполнены на наружной поверхности оправки 8, а внутренние - в отверстии шайбы 15, соединенной торцовым выступом с пазом в шпинделе 2 и прижатой к торцу шпинделя 2 корпусом 12 патрона 1, жестко закрепленным на шпинделе 2 (например, с помощью резьбового соединения).

Центрирование инструментальной оп- равки 8 относительно шпинделя 2 осуществляется за счет посадки оправки 8 по наружному диаметру ее шлицев, в гладкое цилиндрическое отверстие шпинделя 2.

Центрирование шайбы 15 относительно оси шпинделя 2 осуществляется внутренней цилиндрической поверхностью корпуса 12

Шарики 13 находятся в одном из рядов радиальных отверстий d корпуса 12, каждый из которых расположен в одной поперечной плоскости, но на разном расстоянии hi, h. и т.д. от торца корпуса 12. В зависимости от фактических размеров детале.й конкретного патрона шарики 13 соответствующего диаметра устанавливаются в нужном ряду гнезд ( по меньшей мере по два шарика в одном ряду),

Замыкающая гильза 14 предохранена от проворота относительно корпуса 12 упором 16, входящим в продольный паз е гиль- зы 14, который не мешает перемещению гильзы 14 вдоль оси корпуса 12.

Замыкающая гильза 14 на наружной поверхности имеет кольцевую проточку f, в которую с гарантированным радиальным и торцовым зазором входит плита 4 управления.

Пружина 17 осевого действия поджимает замыкающую гильзу 14 в направлении наружного кольцевого бурта 18, выполненного на гайке 10,

Механизмы &и 7 контроля переднего и заднего положений плиты 4 управления 4 могут быть выполнены любого типа (пред- почтительно типа бесконтактных переключателей) и закреплены на корпусе многошпиндельной головки 3.

Устройство работает следующим образом,

Во время резания инструментальная оправка 8 с настроенным инструментом 9 зажата патроном 1 в шпинделе 2 за счет того, что плита 4 управления своим приводом 5 сдвинута в переднее относительно многошпиндельной головки положение (на фиг. 1 и 2 - в нижнее), что контролируется механизмом 6 контроля. При этом плита 4 управления перемещает замыкающую гильзу 14 вперед (на фиг. 1 и 2 - вниз), кинематически замыкая своей цилиндрической поверхностью b шарики 13 на кольцевой выступ а регулировочной гайки 10, чем обеспечивается кинематическое замыкание оправки 8 в осевом направлении в шпинделе 2, Для обеспечения надежного замыкания шариками оправки 8 стенка гильзы в зоне контакта с шариками выполнена упругоде- формируемой.

Пружина 17, преодолевая силу трения между гильзой и шариками, дополнительно сдвигает замыкающую гильзу 14 до упора торцом в кольцевой бурт 18 регулировочной гайки 10, обеспечивая зазор по торцам между плитой 4 управления и кольцевой проточкой f замыкающей гильзы 14, и закрывает внутреннюю полость патрона 1, предохраняя ее от попадания СОЖ и стружки во время резания.

Для разжима оправки 8, с целью ее смены головка 3 должна быть отведена в положение для смены инструмента, вращение шпинделя прекращено. Далее подается команда приводу 5 перемещения на перемещение плиты 4 управления в крайнее заднее положение (на фиг. 1 и 2 - в крайнее верхнее). При этом плита 4 управления оттягивает за выступ кольцевой проточки f замыкающую гильзу 14, сжимая пружину 17. Шарики 13 оказываются в зоне внутренней расточки g гильзы 14, что позволяет шари- 13 выйти из кольцевой выемки гайки 10 и освободить оправку 8 от замыкания в осевом направлении.

Заднее положение плиты 4 управления контролируется механизмом 7 контроля, что соответствует раскрытому положению патрона 1.

Съем оправки 8 из шпинделя 2 и установка новой оправки могут быть осуществлены вручную либо автоматически.

Зажим инструментальной оправки 8 в патроне 1 производится подачей команды приводу 5 перемещения на перемещение плиты 4 управления в крайнее переднее положение (на фиг. 1 и 2 - крайнее нижнее), и детали устройства приводятся в положение замыкания, описанное выше. Контроль запирания оправки осуществляется контролем переднего положения плиты 4

управлений соответствующим механизмом 6 контроля.

При наличии в многошпиндельной головке 3 нескольких шпинделей, оснащенных патронами 1, их раскрытие и замыкание осуществляется общей плитой 4 управления, а контроль их положения - общими механизмами 6 и 7 контроля.

Формула изобретения 1. Устройство для зажима и разжима инструментальных оправок в шпинделях многошпиндельной головки включающее по крайней мере один зажимной патрон, содержащий закрепленный на наружной поверхности шпинделя корпус со ступенчатым отверстием и радиальными отверстиями с размещенными в них шариками, установленную на корпусе с возможностью осевого перемещения и взаимодействия внутренней поверхностью с шариками подпружиненную упругим элементом относительно шпинделя замыкающую гильзу с внутренней расточкой для размещения шариков, предназначенную для установки на резьбе инструментальной оправки с возможностью взаимодействия с торцом корпуса и центрирования по его отверстию, регулировочную гайку с выступом, предназначенным для взаимодействия с шариками, и средства для передачи крутящего момента от шпинделя на инструментальную оп- равку, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени зажима и разжима инструментальных оправок, внутренняя поверхность замыкающей гильзы, предназначенная для взаимодействия с шариками, выполнена цилиндрической, а

толщина стенки гильзы в зоне упомянутой , поверхности выполнена из условия обеспечения возможности ее упругой деформации при взаимодействии с шариками, при этом 5 на наружной поверхности замыкающей гильзы выполнена кольцевая проточка, предназначенная для взаимодействия с введенной в устройство и связанной с приводом ее перемещения плитой управления,

0 причем средства для передачи крутящего момента от шпинделя к инструментальной оправке выполнены в виде установленной в отверстии корпуса между торцами шпинде- ля и ступенчатого отверстия шайбы со шли5 цевым отверстием, предназначенным для соединения со шлицами, выполненными на инструментальной оправке, и торцовым выступом, сопряженным с пазом, выполненным на торце шпинделя.

0 2. Устройство поп. 1,отличающее- с я тем, что, с целью повышения долговечности устройства за счет исключения трения между поверхностями плиты управления и кольцевой проточки на замыкающей гильзе,

5 жесткость упругого элемента выбрана из условия возможности дополнительного осевого перемещения гильзы при взаимодействии с шариками и взаимодействия ее торца с наружным кольцевым буртом, вы0 полненным на гайке.

3. Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что, с целью повышения технологичности сборки, радиальные отверстия под шарики расположены рядами в нескольких

5 поперечных плоскостях, разнесенных вдоль оси патрона на разные расстояния от торца корпуса.

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в автоматических линиях из многошпиндельных агрегатных станков или на отдельных многошпиндельных агрегатных станках, работающих осевым инструментом Целью изобретения является сокращение времени на зажим и разжим инструментальных оправок путем их одновременной автоматической смены в патронах, установленных на нескольких шпинделях многошпиндельной головки Устройство содержит общую плиту управления зажимными патронами с замыкающими гильзами Плита имеет индивидуальный привод перемещения и механизмы, KOHTponwpYioiMute ее переднее и заднее положения В корпусе каждого патрона выполнены ряды гнезд d под шарики с разным расстоянием hi (12 и т д от торца корпуса Пружина осевого действия поджимает замыкающую гильзу в осевом направлении относительно шпинделя и закрепленного на нем корпуса патрона Устройство снабжено шайбой имеющей шлицевое отверстие, взаимодействующее с наружными шлицами, выполненными на инструментальной оправке 8 2 з п ф-лы, 4 ил

/Г

/

:&-&

g

%

sr

U

Й-g

l

Ъ

-и

Фиг