Устройство для зажима инструмента в шпинделе металлорежущего станка

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК цЯОВ 3 В 31/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Ч Сл ОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТСРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(21) 3633190/25-08 (22)1.08.83. (46) 07.10.84. Бюл.37 (72) В. С. Шуклин, А. А. Кунин, С. В. Васильев, В. А. Прокоцецко, В. М. Файцгауз, В. А. Павлов и М. А. Во,отциков() собси кс)истр(ктс)рекс)с с)нр, сгстрос (ия (53) 62 952-229.2 (088.8) (56) 1. Авторское свилетельство С(:(.Р965610, кл. В 23 В 31/04, 1980 (прототип), (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЖИМА ИЕСТРУМЕНТА В ШПИНДЕЛЕ МЕТАЛЛОРЕЖУШЕГО СТАНКА, устдцовлеццс):. в корпусе ш )ицдельцой бабки, солсрждщсс расположенный внутри шпинделя толкатель, соедицеццый олцим конном с захватом (востовика ицструмецта, а другим с ли)ейным гидродви ателем, отличающееся тем, что, с цельк) повышения надежности, линейный гидрол(зигатель вьшолцец в виде лву.( коццсцтричцо р )сцо;)ожеццы:( гидропилицлров олцостороннего действия с обсцей )(ердбочей полостью, д его иорцець соелицен с толкдтелсм и сцдожец чекацическим замком лля фи ксд ции цорш ця от нос ител ые о цили цлра в крайнем рабочем положении, а наружный п(лроцилицлр жестко закреплен цд корпусе шци:(дельной одбки, его поршень снабжен с ртом, прслцдзцачецным лля взаимодействия с чс.(дцическим замком при снятии ис(стручсцт(. в цилицлре наружного гидроци,(ицлрд в(ц(ог(невы отверстие и кольцевая кдцдвкд, рдсноложсцн;)я ца внутренней его цовср:(.(ости, сос)оцсс)кциеся между собой, и нд цилиндре вцутреццего гилропилинлра цд уровн кольцевой канавки вьшолцецы радиальные с)твсрстия, при этом поверхности (шлинлров по обе стороны кольцевой канавки (гбр;)з) к)т мс )к. собой бсскоцтдктцосц (скос ( Плот цеци(.Устройство но н. 1, отличающееся гсм, о в иоршцс внутреннего гилроилицлрд выолцец пролольцый паз, а механический замок выпс)лцсц в виде полпружинен(н)и:цдрцирцо устинове(еццой в указанном цз защелки, своболцый конец которой цпр)г)ец в сторону рдоочей полости внутр( ( (егидро(и,)(л) (.Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано для механизированного зажима инструмента в шпинделе металлорежущего станка.Известно устройство для зажима и отжима инструмента, содержащее привод с поршневым линейным гидродвигателем, выполненным в виде гидроцилиндра двойного действия с узлом передачи усилия от поршня на толкатель при вращаюшемся шпинделе.В корпус гидрами(илиндра встроен гидро- аккумулятор для компенсации утечек на отрезок времени, необходимый для срабатывания предохранительной системы от случайного падения давления и полного оста. нова шпинделя станка.Узел передачи усилия от поршня на толкатель при врашающемся шпинделе выполнен в виде подшипникового узла двустороннего действия, расположенного внутри поршня. Благодаря этому толкатель может свободно вращаться при неподвижном гидро- цилиндре.В полости гидрорилиндра со стороны толкателя установлен дополнительный поршень с упорным подшипником, контактирующим с задним концом шпинделя, что позволяет не нагружать главные подшипники шпинделя усилием зажима инструмента 1.Недостатком известного устройства является его ненадежность из-за малой долговечности упорных подшипников узла передачи усилия даже на средних частотах вращения, например 1000 - 1500 об/мин, так как на них действует большое усилие зажима и трудность введения эффективного охлаждения этих подшипников, находя- шихся внутри поршня,Цельк изобретения является повышение надежности устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для зажима инструмента в шпинделе металлорежущего станка, установленном в корпусе шпиндельной бабки, содержанием расположенный внутри шпиндля толкатель, соединенный одним концом с захватом хвостовика инструмента, а другим с линейным гидродвигателем, последний выполнен в виде двух концентрично рас. положенных гидроцилиндров односторонне о действия с общей нерабочей полостью, ри этом внутренний гидроцилиндр установлен на заднем конце шпинделя, а его поршень соединен с толкателем и снабжен механическим замком для фиксации поршня относительно цилиндра в крайнем рабочем положении, а наружный гидроцилиндр жестко закреплен на корпусе шпиндельной бабки, его порцень снабжен буртом, предназначенным для взаимодействия с механическим замком при снятии инструмента, в цилиндре наружного гидроцилиндра вы полнены отверстие и кольцевая канавка, расположенная на внутренней его поверхности, сообшаюшиеся между собой, а на цилиндре внутреннего гидроцилиндра на уровне кольцевой канавки выполнены радиальные отверстия, при этом поверхности цилиндров по обе стороны кольцевой канавки образуют между собой бесконтактное щелевое уплотнение.Кроме того, в поршне внутреннего гидроцилиндра выполнен продольный паз, а механический замок выполнен в виде подпружиненной шарнирно установленной в указанном пазу зашелки, свободный конец которой направлен в сторону рабочей полости внутреннего гидроцилиндра.На чертеже изображены линейный гидродвигатель и задняя часть шпинделя металлорежущего станка, продольный разрез.Шпиндель 1 установлен на подшипниках 2 в шпиндельной бабке 3, в нем выполнено центральное отверстие, внутри которого расположен толкатель 4 (передняя часть шпинделя с гнездом для закрепления инструмента и механизмом захвата его хвостовика не показана). 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 К торцу штока поршня 17 прикреплена винтами 23 упорная шайба 24, между которой и крышкой 19 расположена возвратная пружина 25, надетая на шток поршня 17.На внутренней поверхности цилиндра 15 выполнена маслопроводяшая канавка 26, располагаемая напротив радиальных от 55 На заднем конце шпинделя 1 установлен цилиндр 5 внутреннего гидроцилиндра, ко. тарый закреплен гайками 6. Внутри цилиндра 5 расположен поршень 7, который закреплен на заднем конце толкателя 4 гайками 8, а в стенке цилиндра 5 выполнены радиальные отверстия 9 для прохода масла в зажимную рабочую полость 10.В поршне 7 выполнены продольные канавки 11 (предпочтительно их должно быть три), в которых размещены защелки 12, в каждой из которых один из коннов шарнирно закреплен в поршне 7 на оси 13. Свободные концы зашелок 12 направлены в сторону рабочей полости 10 и поджаты по направлению к периферии пружинами 14, Концентрично цилиндру 5 расположен цилиндр 15 наружного гидроцилиндра, жестко закрепленный винтами 16 на заднем торце корпуса шпиндельной бабки 3.Внутри цилиндра 15 расположен поршень 17, который снабжен буртом 18, направленным в сторону поршня 7. На шток поршня 17 надета крышка 19, привинченная к цилиндру 15 винтами 20. Между крышкой 19 и торцам. поршняобразована рабочая полость 21, подвод масла в которую осушествляется через штуцер 22.1117135 Составитель Ф.МайоровТехред И. Верес Корректор М. ДемчикТираж 103 б ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор Н. Лазаренко Заказ 71 б/8 верстий 9 в цилиндре 5. Подвод масла в канавку 28 осуществлен через штуцер 27.Щель 28 между наружной поверхностью вращающегося цилиндра 5 и внутренней поверхностью цилиндра 15 по обе стороны от канавки 26 является бесконтактным уплотнением, обеспечивающим малое падение давления перед маслопроводящими радиальными отверстиями 9.Предлагаемое устройство для зажима инструмента работает следующим образом.От гидростанций масло под давлением подается к гидрораспределителю, который управляет работой всего устройства при зажиме и отжиме инструмента.В гидростанции имеется необходимая аппаратура настройки режима работы, т.е. поддержания номинального рабочего давления и отключения станка при падении давления ниже минимальной нормы в случае аварии, например, разрыва трубок какой- либо гидролинии. Время останова станка при аварии в гидросистеме для современных станков обычно не превышает 6 - 8 с.Если авария в гидросистеме станка случилась во время резания, то необходимо инструмент надежно удержать в шпинделе до полной остановки привода вращения шпинделя во избежание травмирования рабочего вырвавшимся инструментом, а также образования брака обрабатываемого изделия.При зажиме инструмента масло от гидрораспределителя по питающей гидролинии под давлением подается через штуцер 27 в канавку 26, из которой через отверстия 9 оно направляется в зажимную рабочую полость 1 О. Поршень 7 при этом движется в направлении от переднего конца шпинделя, смещает толкатель 4, который посредством захвата сцепляется с головкой хвостовика инструмента и затягивает инструмент в конусное отверстие шпинделя 1, т.е. производит зажим.При этом свободные концы защелок 12выходят из полости цилиндра 5 и под действием пружин 14 смещаются к периферии, заходя за внутренний край торца цилиндра 5. В таком положении защелок 12 поршень 7 не может сместиться в сторону переднего конца шпинделя - на отжим инструмента. Давление в питающей гидролинии непрерывно поддерживается во время резания. В случае аварийного падения давления в питающей гидролинии и в рабочей полости 10 свободные концы защелок 12 упираются в торец цилиндра 5.15 Механический замок, выполненный ввиде подпружиненных защелок 12, надежно удерживает инструмент в зажатом положении.Для отжима инструмента штуцер 27соединяется со сливом, а масло под давлением подается в отжимную рабочую полость 21 через штуцер 22.Под действием масла поршень 17 смешается в сторону поршня 7 и скосом своего торцевого бурта 18 прижимает защелки 12 к центру, чтобы их свободные концы разместились внутри цилиндра 5. Затем пор- шень 17 упирается в торец поршня 7 и смещает его и толкатель 4 в сторону переднего конца шпинделя 1. При этом захваты механизма зажима освобождают головку хвостовика инструмента и он свободно может быть вынут из конусного отверстия шпинделя и заменен на новый.Возврат отжимного поршня 17 в исходное положение производится пружиной 25.35 Использование изобретения позволяетповысить надежность зажимного устройства за счет исключения изнашивающихся деталей и простоты фиксации зажатого инструмента в аварийных условиях.