Устройство для зажима инструмента Советский патент 1980 года по МПК B23C5/26 

Изобретение относится к области станкостроения, в частности, к устройствам для крепления инструмента в шпинделе станка. Известны устройства для зажима инструмента, которые используются в негид рофицированных станках и в которых электродвигатель через механические передачи приводит в движение винтовой механизм, осуществляющий зажим и отжим инструмента . Недостатками этих устройств являются размещение их на рабочем конце шпин деля, что приводит к увеличению выпета шпинделя и уменьшению рабочей зоны станка; необходимость закрепления инстру мента во вращающийся шпиндель, что неудовлетворительно с точки зрения техники безопасности и заставляет оператора всегда при смене инструмента переклк чать привод главного движения на малую скорость; сложность конструкции. Наиболее близким техническим реш&нием являются устройства для зажима инструмента в шпинделе станка, содержащие размещенную в последнем с возможностью осевого перемещения тягу, один конец которой имеет захват для инструмента, а другой - гайку, .приводимую во вращение от электродвигателя 2, Недостатком этих устройств является сложность конструкции и большие габариты. Целью описьшаемого изобретения является упрощение конструкции и уменьшение габаритов. Для этого устройство снабжено маховиком, который соединен с валом электродвигателя и содержит два симметрично расположенных относительно тяги неравноплечих рычага, длинные плечи которьк подпружинены, а корсЛ-кие имеют возможность контакта с зубом, который выполнен на гайке, причем контактирующие поверхности короткого плеча каждого неравнсжлечего рычага и зуба гайки выполнены таким образом, что общая нф- мяль, проведенная к этим поверхностям

через точку их контакта проходит меж-, ду осью поворота неравноплечего рычага и осью вращения гайки.

На фиг. 1 изображено предпагаемое устройство, разрез; на фиг. 2 - разрез

А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема сил, действующих на рычаг при зацеплении его с гайкой.

В шпинделе 1 расположена тяга 2 с захватом 3 инструмента 4 на одном конце и с резьбой 5 - на другом. Гайка 6 с зубом 7, навинчивающаяся на тягу 2, установлена в шпинделе 1 на подшипниках 8. Штифтом 9 тяга 2 ограничена от поворота, а шпоночный паз 1О на тяге 2 обеспечивает возможность осевого перемещения ее. На шпиндельной головке 11 соосно со шпинделем 1 установлен корпус li2, в котором на подшипниках 13 смонтирован маховик 14, связанньй с валом электродвигателя 15 муфтой 16. В ободе маховика 14 размещены симметрично два неравноплечих рычаги 17, имеющие возможность поворачиваться на осях 18. На длинные плечи 19 рычагов 17 действуют пружины 20, установленные в ободе маховика 14. Усилия Q пружин 20 регулируются винтами 21. Рабочие поверхности короткого плеча 22 рычагов 17 и зуба 7 гайки 6 вьтолнены так, что общая нормаль П к этим поверхностям в точке К их контакта проходит между точкой Ор- центром поворота рычага 17 и точкой Ор-центроМ вращения гайки 6.

Устройство работает следующим образом.

Зажим инструмента. При включении электродвигателя 15 маховик 14 начинает разгоняться. При этом рычаги 17 под действием центробежных сил Р по . ворачиваются вокруг осей 18, и короткие плечи 22 рычагов 17 перемещаются внутрь маховика 14. При достижении маховиком 14 определенной скорости tu, при которой кинетическая энергия 2J его вращения становится больше работы АЗО,. , необходимой для зажима инструмента 4, короткое плечо.22 левого рычага 17 входит в зацепление с зубом 7 гайки 6,

30)2

-А

где t - момент инерции маховика. Маховик 14 через короткое плечо 22 левого рычага 17 и зуб 7 вращает гайку 6, перемещая тягу 2 вверх, и производит зажим инструмента 4. При этом короткое плечо 22 правого рычага 17 проскакивает зуб 7 гайки 6, не взаимодействуя с ней. Отжим инструмента осуществляется при включении двигателя 15 в противоположном направлении. При выполнении условия

Ч

где А работа, необходимая для

отжима инструмента, короткое плечо 22 правого рычага 17 взаимодействует с зубом 7 гайки б которая, -вращаясь, перемещает тягу 2 вниз и производит отжим инструмента 4. При этом короткое плечо 22 левого рычага 17 проскакивает зуб 7 гайки 6, -не взаимодействуя с ней.

Перемещение рычага 17 только .под действием центробежной силы Р происходит до соприкосновения короткого плеча 22 рычага 17с зубом 7 гайки 6. В момент их-соприкосновения возникает, кроме того, сила 1ч взаимодействия зуба 7 и плеча 22.

Так как линия действия силы Н i направленная по общей нормали п к взаимдействующим поверхностям, проходит между точкой Ор - центром поворота рычага 17 и точкой О,- - центром поворота гайки 6, то момент

,

где М - момент силы N i действующей

на рьяаг 17, - плечо силы Н относительно

ТОЧ1СИ Ор )

имеет направление, обеспечивающее четкое, надежное зацепление короткого плеча 22 рычага 17 с зубом 7 гайки 6.

Простое малогабаритное устройство обеспечивает быстрое надежное закрепление инструмента. Так, испытания устройства показали, что при мощности на валу двигателя 24 Вт, номинальном моменте двигателя 65 ГДМ, диаметре маховика 90 мм и разгоне маховика до частоты вращения г 00 об/мин, инструмент зажимается и отжимается за время, меньшее одной секунды. При этом обеспечивается усилие зажима 15ОО кг.

Формула изобретения

Устройство для зажима инструмента в шпинделе станка, содержащее размещенную в последнем с возможностью осевого перемещения тягу, один конец которой имеет захват для инструмента, а другой - гайку, приводимую во вращение от электродвигателя, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и уменьщения габаритов, устройство снабжено маховиком, который соединен с валом электродвигателя и содержит .два симметрично расположенных относительно тяги неравноплечих рычага, длинные плечи подпружинены, а короткие имеют возможность контакта с зубом, который вьтолнен на гайке, при781 чем, контактирующие поверхности кс откого плеча каждого неравноплечего рычага н зуба гайки выполнены таким образом, что общая нормаль, проведейная к этим поверхностям через точку их контакта, проходит между осью поворота неравноплечего рычага и осью вращения гайки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство (ЗССР № 454968, кл. В 23 С 5/26, 1973. 2.Патент В ел икобритании № 1310 56 2, кл. В 3 В, опублшс. 1974.

А -X

П

19

риг.г

18

19

20