Устройство для зажима инструмента в шпинделе металлорежущего станка Советский патент 1978 года по МПК B23C5/26 B23B31/04 

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в координатно-расточных и других точных станках.

Известны устройства для зажима инструмента в шпинделе металлорежущего станка, содержащие шток, на конце которого установлена цанга, контактирующая наружными поверхностями зажимных элементов с размещенной в отверстии шпинделя втулкой, а внутренними - с головкой хвостовика зажимаемого инструмента.

Недостатком таких устройств является жесткое закрепление цанги на конце толкателя, что при перекосе ее заднего торца или сопряженного с ней торца штока вызывает появление боковых усилий на головке хвостовика зажимаемого инструмента; в итоге эти усилия перекашивают инструмент относительно оси вращения ,и1пинделя; жесткое закрепление в щпинделе станка втулки не позволяет цанге компенсировать неточность изготовления, сборки или случайных смещений (от падения инструмента) головки хвостовика.

Цель изобретения - повышение точности центрирования инструмента посредством

самоустановки цанги в радиальном направлении.

Это достигается тем, что цанга соединена со штоком шарнирно, а выполнена составной, причем, часть втулкн, контактирующая с зажимными элементами, установлена в отверстии шпинделя с зазором, а между частями втулки размещена пружина.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство в положении «инструмент отжат, продольный разрез; на фиг. 2 - устройство в положении «инструмент зажат, продольный разрез; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2.

На рабочем конце шпинделя 1 металлорежущего станка выполнено коническое отверстие 2, сообщающееся малым диаметром с цилиндрическим ступенчатым отверстием 3. Средняя ступень цилиндрического отверстия 3 выполнена с резьбой и с нее свинчена резьбовая втулка 4, внутри которой расположен щток 5. Шток 5 поджат в направлении рабочего торца шпинделя комплектом тарельчатых пружин 6, которые в передней части упираются в резьбовую втулку 4. К штоку 5 шарнирно присоединена цанга 7, зажимные элементы 8 которой имеют наружные 9 и внутресние Ю конусные поверхности. Шарнирное присоединение цанги 7 к штоку 5 выполнено сопряжением внугренней шаровой поверхности на хвостовике цанги 7 с наружной шаровой поверхностью на бурте стержня И, свинченного со штоком 5. В болыйей стунени отверстия 3,расположена втулка, состоящая из двух частей - передней 12 и задней 3, распираемых пружиной 14, Передняя часть 12, установленная в отверстии 3 с зазором 4, опирается в ограничителшое кольцо 15. В передней части 12 с одного конца выполнена выточка 16,. торец 17 которой выполнен по внутренней конической поверхности. Передняя часть 12 установлена таким образом, чтобы вытсика 16 была направлена к коническому отверстию 2. Предлагаемое устройство предназначено для зажима инструмента, снабженного хвостовиком 8, оканчивающимся стержнем 19 с головкой 20. Головка имеет две наружные конические поверхности 21 и 22, обращенные друг к другу большими основаниями. Зажимные элементы 8 цанги 7 находятся в сомкнутом состоянии. Это достигается тем, что яеред термообработкой их прижимают к центру и сваркой прихватывают друг к другу. После термообработки места прихватки сваркой сошлифовывают. Предлагаемое устройство работает следующим обршюм. Перед зажимом инструмента нажимным приводом (на чертежах не показан) производится сжатие комплекта тарельчатых пружин 6 и продвижение штокз 5 с цангой 7 в переднее положение, при котором зажимные элементы 8 цанги 7 располагаются внутри выточки 16. Инструмент своим хвостовиком 18 вводится в коническое отверстие 2. Головка 20 своей наружной конической поверхностью, раздвигая зажшйные элементы 8, заходит BHyipi цанги на эти элементы. В таком положении головка инструмента зажимается упругими силами лепестков цан ги через зажимные элементы В.: Такое предварительное зажатие инструмента упругими силами цанги создает большое удобство для оператора, так .как его руки х свобождаются от необходимости поддерживать инструмент до окончания полного механического зажима. Это особенно ценно для станков с вертикальными шпинделями, так как оператору затруднительно удерживать одной рукой инструмент весом до 20 кг, 9 другой производить переключения по управлению зажимом инструмента. При вертикальном положении шпинделя инструмент от выпадения из цанги 7 удерживается внутренними конусными поверхностями 10 зажимных элементов 8, с которыми контактирует коническая поверхность 22 головки 20. Предварительное зажатие инструмента упругими силами гарантирует также стабильность срабатывания зажимающего устройства, потому что в этом случае исключается заклинивание зажимных элементов 8 при неполностью введенной во внутрь цанги 7 головки 20. По окончании предварительного зажатия производится основное зажатие инструмента. Для этого нажимной привод отключается и комплект тарельчатых пружин освобождается от сжатия и перемещает шток 5 и скрепленную с ним цангу 7 внутрь шпинделя. При движении цанги 7 внутрь шпинделя на-ружные конусные поверхности 9 зажимных элементов 8 взаимодействуют с внутренней конусной поверхностыю 10 передней части 12, под действием которой зажимные элементы 8 смещаются к центру, окончательно зажимая головку 20. При взаимодействии зажимных элементов 8 с передней частью 12, последняя самоцентрируется и этим компенсируются смещения головки 20. При расположении зажимных элементов 8 на внутренней цилиндрической поверхности передней части 12 происходит надежная фиксация зажимаемого инструмента. В предложенном устройстве усилие передается по оси конического отверстия шпинделя, что обеспечивается шарнирным &рйсоединением цанги 7 к штоку 5 и самоцеитрирозанием передней части 12. В итоге это дает возможность производить установку заранее настроенного на размер инструмента с эксцентриситетом 0,001-0,002 мм. Формула изобретения Устройство для зажнма инструмента в шпинделе металлорежущего станка, содержащее шток, на конце которого установлена цанга, контактирующая наружными поверхностями зажимных элементов с размещенной в отверстии шпинделя втулкой, а внутренними - с головкой хвостовика зажимаеяш-о инструмента, отличающееся тем, что, с целью повышения точности центрирования инструмента посредством самоустановкн цанги в, радиальном направлении, цанга соедй иена со штоком шарнирно, а втулка выполнена составной, причем, часть втулки, контактирующая с зажимными элементами установлена в отверстии шпинделя с зазором, а между частями втулки размещена пружина. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Патент Франции № 2087257, кл. В 23 Q 3/00, 1971.

9ae.t

2