Устройство для зажима инструмента в шпинделе станка Советский патент 1977 года по МПК B23C5/26 B23B31/04 

ладают в сравнении с ней весьма высокой жесткостью. Поэтому пружина является тем элементом, который определяет жесткость системы. Уменьшение жесткости зажимной пружины снижает жесткость системы, а еле довательно и жесткость зажима. В качестве зажимной пружины, как правило, применяются тарельчатые пружины, со дающие достаточно большие усилия. Элемент такой пружины (тарелка) обеспечивает срав нительно малую деформацию, величина которой измеряется долями миллиметра, а для освобождения инструмента необходима деформация в пределах нескольких миллиметров, поэтому применяют достаточно большое количество последовательно установленных элементов. При этом увеличиваются дл на пружины 4 размеры устройства. Цель изобретения - уменьшение габаритов устройства и повышение жесткости зажима. Достигается она тем, что предлагаемое устройство снабжено втулкой, которая распо ложена в муфте с возможностью осевого пе ремещения и контактирует одним торцом с зажимной пружиной, другим, при зажатом инструменте, - с шариками, а при освобожденном инструменте - с выступом шомпола. Для сокращения времени смены инструме та устройство снабжено дополнительной пру жиной, которая расположена в центральном отверстии шпинделя между торцом отверсти и выступом шомпола, и электромагнитом, якорь которого представляет собой толкател шомпола. Па чертеже изображено описываемое уст ройство Б разрезе. Стакан 1 закреплен на конце шпинделя 2 В центральном отверстии шпинделя установлен шомпол 3, имеющий выступ 4. Па конце шомпола 3 свободно сидят втулка 5 и силовые зажимные пружины 6, поджатые гайками 7. Усилие, развиваемое пружинами 6, равно усилию, необходимому для зажима инструмента (на чертеже не показан). Па стакане 1 расположена муфта 8, связанная с приводом ее перемещения (на чертеже не показан). Внутренняя поверхность муфты зы полнена в виде цилиндрического 9 и кониче кого 10 отверсгий. Между этой поверхностью торцом втулки 5 и торцом стакана 1 расположены шарики 11. Один из торцов, например торец стакана 1, выполнен коническим. На шомполе 3 установлена дополнитель ная зажимная пружина 12. Она расположена, например, в центральном отверстии шпинделя 2 между его торцом 13 и выступом 14 шомпола 3. При вертикальном расположении устройства, усилие, развиваемое пружиной 12, несколько выше веса инструмента, шомпола 3 и установленных на нем деталей. При горизонтальном расположении устройства усилие пружины 12 несколько выше сил трения, возникающих в соединениях шпинделя 2 с шомполом 3 и инструментом. Против свободного торца шомпола 3 расположен толкатель 15 электромагнита. Для освобождения инструмента муфту 8 перемещают вдоль оси так, что с шариками 11 начинает взаимодействовать поверхность конического отверстия 10. Под де ствием пружин 6 втулка 5 своим, торцом смещает шарики 11 по ра.диусам и перемещается вдоль оси шомпола 3 до выступа 4, после чего усилие пружин 6 замыкается на шомполе 3, а инструмент удерживается в шпинделе только пружиной 12. При дальнейшем перемещении муфты 8 шарики 11 отходят от торца втулки 5 (например, под действием собственного веса) на расстояние, равное ходу шомпола 3, который он должен совершить для освобождения инструмента. Инструмент освобождается после включения электромагнита, который своим толкателем 15 нажимает на торец шомпола 3 и, сжимая пружину 12, перемещает последний до тех пор, пока торец втулки 5 но упрется в торец стакана 1. Зажим инструмента осуществляется в обратной последовательности: выключается электромагнит, который освобождает пружину 12, последняя перемешает шомпол 3 с инструментом до касания поверхностей хвостовиков инструмента с приемным отверстием шпинделя. Окончательный зажим инструмента происходит после перемещения муфты 8, которая, воздействуя на шарики 1 Ij вдавливает их в пространство между торцами стакана 1 и втулки 5. При этом между торцами втулки 5 и выступом 4 образуется зазор. Пружина 6 одним своим торцом через втулку 5, шарики 11 и стакан 1 давит на шпиндель 2, а другим воздействует на гайки 7, шомпол 3 и связанный с ним инструмент. В результате последний зажимается в шпинделе. Муфта 8 останавливается после касания шариков 11 и поверхности цилиндрического отверстия 9. Благодаря тому, что в предлагаемом устройстве величина перемещения шомпола не пропорциональна деформации пружины, последняя может быть вьшолнена большой жесткости. Это значительно повьхшает жесткость системы инструмент-щомпол-зажимное устройство-шпиндель, а следовательно и жесткость зажима. Вынесение пружин на конец шомпола значительно сокращает длину стакана 1, а использование жестких пружин 6 сокращает длину конда шомпола. В результате общая длина устройства значительно сократилась. В связи с тем, что окончательное освобождение инструмента осуществляется лишь после срабатывания электромагнита, освобождение инструмента от воздействия силовых пружин 6 может быть произведено пред варительно, например при подходе шпиндельной головки к положению для смены инструмента. При этом время перемещения муфты 8 может быть увеличено, а мощность привода ее перемещения снижена. Мощность привода муфты 8 может быть также снижена и потому, что сжатие пружин 6 при зажиме инструмента производится лишь на очень ма лом пути ее движения. (Этот путь обусловлен образованием зазора между торцом втул ки 5 и торцом 4 шомпола и может быть в пределах долей миллиметра). Окончательное освобождение инструмента электромагнитом, вследствие его быстродействия, значительно сокращает время смены инструмента, так как в баланс последнего входит время освобождения и зажима инструмента. Формула изобретения 1- Устройство для зажима инструмента в шпинделе станка, содержащее шомпол. зажимную пружину и перемещаемую толкателем муфту, взаимодействующую с шариками, опирающимися на торец стакана, закрепленного на шпинделе, отличающееся тем, что, с целью уменьшения габаритов устройства и повышения жесткости зажима оно снабжено втулкой расположенной в муфте с возможностью осевого перемещения и контактирующей одным торцом с аажимной пружиной, другим - при зажатом инструменте - с шариками, а при освобожденном инструменте, - с выступом шомпола. 2. Устройство по п. 1, отлича ющ е е с я тем, что, с целью сокращения времени смены инструмента, устройство снабжено дополнительной пружиной, расположенной в центральном отверстии шпинделя между торцом отверстия и выступом шомпола, и электромагнитом, якорь которого служит толкателем шомпола. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Бурков В. А. Пружинно-гидравлические устройства для механизированного зажима инструмента с коническим хвостовиком, Станкии инструмент, № 2, 1974 , с. 20. 2.Авторское свидетельство №382481, М.кл. В 23 С 5/26, 1971.