Переходный сменный патрон Советский патент 1982 года по МПК G06F15/173 G06F17/18 G06F17/15 

Изобретение относится к станкостроению, в частности к приспособлениям для крепления инструмента в шпинделях фрезерных, расточных и других станков. Известен переходный сменный патрон, содержащий корпус с поверхностями для установки в шпиндель станка и гнездом под переходную оправку, установленные в корпусе зажимные элементы, предназначенные для взаимодействия с выступом на хвостовике переходной оправки, и тягу с выступом, предназначенным для взаимодействия с зажимными элементами в корпусе 1. Недостатком известного патрона является то, что при смене инструмента затрачивается значительное время. Цель изобретения - повышение быстродействия при смене инструмента. Указанная цель достигается тем, что тяги выполнена с дополнительным выступом и установлена в корпусе с возможностью взаимодействия дополнительным . выступом с зажимными элементами в шпинделе станка, при этом дополнительный выступ имеет форму, аналогичную форме выступа на оправке, предназначенной для установки в шпиндель станка, причем со стороны дополнительного выступа между тягой и торцом корпуса установлена пружина, а между тягой и корпусом внутри корпуса установлен упругий элемент, предназначенный для уменьшения усилия, передаваемого на хвостовик переходной оправки, установленной в отверстии корпуса. На чертеже изображен общий вид патрона, продольный разрез. Корпус патрона I базируется в шпинделе 2 в осевом направлении по торцу шпинделя буртом 3, а в радиальном направлении посадкой по конусному отверстию 4 шпинДеля. Бурт 3 имеет канавку для захвата патрона механической рукой, выполненную по своим размерам, форме и расположению идентично канавкам оправок, вставляемых в данный шпиндель. Для базирования оправок 5 меньшего размера в корпусе патрона 1 имеется конусное отверстие 6. Зажим оправок 5 в патроне осушествляется при помощи выступа 7 на хвостовике оправки, зажимных элементов 8, которые могут быть любого известного типа (шариковые, лепестковые, цанговые и др.), и зажимной тяги 9. Наружные поверхности зажимных элемен-.

тов 8 взаимодействуют с внутренней поверхностью ступенчатой втулки 10 патрона и в зависимости от положения тяги 9, с которой зажимные элементы связаны .все время, они могут либо раскрываться, освобождая выступ 7 (в переднем положении тяги), либо сходиться, захватывая выступ 7 (в заднем положении тяги).

Конец тяги 9 выступает из патрона и в свободном состоянии находится в минимально выдвинутом положении под воздействием пружины 11, при этом элементы 8 находятся в сведенном положении. Выступ тяги 9 с этого конца имеет форму и размеры, аналогичные выступу оправок, вставляемых в шпиндель, и захватывается зажимными элементами 12, встроенными в шпиндель и управляемыми поступательно движущимся шомполом 13 механизма зажима станка. Размер конца тяги 9 по длине выполнен таким, чтобы зазор между торцами тяги 9 и шомпола 13 был минимальным, необходимым только для освобождения элементов 12 перед их раскрытием.

Внутри патрона на тяге 9 установлен упругий элемент в виде тарельчатых пружин 14, зафиксированных в осевом направлении таким образом, что в свободном состоянии и при отжиме оправок 5 они упираются с одной стороны в бортик патрона 15, а с другой стороны в край 16 втулки 10 через промежуточное кольцо 17 и не воздействует на тягу 9. На тяге 9 предусмотрен бурт 18, расположение которого выбрано таким образом, чтобы он упирался в промежуточное кольцо 17 только в конце хода зажима.

Из корпуса патрона 1 выступает фиксатор 19, поджатый пружиной 20 и удерживаемый от поворота и выпадения планкой 21. На наружной поверхности фиксатора имеется скос 22. На внутренней поверхности конуса шпинделя предусмотрено сквозное отверстие 23, в котором располагается толкатель 24, отжимаемый пружиной 25 в направлении наружной поверхности шпинделя, на котором предуслютрен паз 26 для прохода упора 27, размещенного на механической руке, используемой для снятия патрона.

Зажим оправок в патроне производится следующим образом.

Перед установкой оправки 5 ходом шомпола 13 вперед тяга 9 также перемещается в переднее положение, при этом зажимные элементы 8 раскрываются. Зажимные элементы 12 также находятся в раскрытом состоянии.

Оправка 5 вставляется в патрон до упора. Включается привод зажима инструмента - шомпол 13 начинает двигаться в обратном направлении. Тяга 9 следует за шомполом 13 под воздействием пружины 11. Зажимные элементы 12 и 8 захватывают соответственно выступы тяги 9 и оправки 5. Усилие зажима создается приводом - пружинно-гидравлическим или эл ктромеханическим (не показан) через шомпол 13 и тягу 9. Этим усилием прижимается оправка 5 к конусной поверхности патрона и сам патрон к торцовой и конусной поверхности

шпинделя. Максимальное уси-лие зажима и конец зажима контролируются приводом зажима.

Тарельчатые пружины 14 предназначены для возможности увеличения усилия зажима больших оправок непосредственно в шпинделе. Без тарельчатых Пружин усилие зажима меньших оправок в патроне и усилие зажима больших оправок в шпинделе одинаковы. Поскольку размеры конуса в патроне меньше размера конуса в шпинделе,

то и хвостовики, и зажимные элементы патрона меньше по размерам хвостовиков и зажимных элементов в шпинделе. Таким образом, усилие зажима оправок в шпинделе ограничивается прочностью хвостовика и зажимных элементов в патроне, что может ограничивать режимы резания, применяемые при работе большими оправками, и при их частом использовании заметно сказаться на производительности станка. Чтобы этого не происходило, усилие затяжки увеличено до уровня, необходимого для зажима больших оправок в шпинделе, а в патрон встроены пружины 14.

В конце зажима тяга 9 своим буртом 18 упирается в промежуточное кольцо 17 и сжимает пружину 14, отрывая кольцо 17 от

0 края 16 втулки 10. Таким образом, часть усилия, приходящегося на тягу 9 от шомпола 13, воспринимается пружиной 14, и только часть приходится на оправку 5 и хвостовик. Патрон же прижимается к шпинделю с полым усилием шомпола.

Установка и снятие патрона производится следующим образом.

Перед установкой шомпол 13 должен быть в крайнем переднем положении, зажимные элементы 12 должны быть раскрыты. Патрон вставляется механической рукой в шпиндель до упора буртом 3 в торец шпинделя таким образом, чтобы пазы в бурте 3 совпали со шпонками на торце шпинделя.

5 При установке патрона фиксатор 19 своим скосом 22 упирается в край отверстия, утапливается, сжимая пружину 20, и не мещает вставлять патрон. Когда последний полностью вставлен, фиксатор 19 оказывается против отверстия 23 в щпинделе и

0 под действием пружины 20 входит в него. Патрон установлен, механическая рука уходит. Теперь, при отжиме оправки 5 в natроне усилие выталкивания оправок из конуса воспринимается фиксатором 19.

5 Для снятия патрон захватывается механической рукой, предназначенной для съема отработавшего инструмента, на которой имеется, специальный упор 27. Упор 27 входит