Устройство для автоматического крепления инструмента

(22) Заявлено 07.01.76 (21) 2312000/ В 23 С 5/26 В 23 а 312 с присоединением23) Приоритет -43) Опубликовано45) Дата опубли вки М Государственный комитет Совета Министров СССР оо делам нзооретеннй н открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КРЕПЛЕНИЯ ИНСТРУМЕНТАцредцазцачено дг я автоматического кринделе металлорежущц ения инс":румента в цц фрезерной, расто но в многоопер цко шоц, сверлцльцоц групп ц особецзциоцных (фрезерно.сверлильцоисах с автоматической сменой сточных ст инструмента. Известно тройство для ацтоматичеСкого кре ента в шпинделе металло еж щег ложно уста. птком, нове. ;изма яги исполь.ром верхняя ена сосоздани Изобретение относится к станкостроению ц пленця ццструм р у о станка1.Это устройство содержит оправку с инструмен. том, подпружиненную относительно шпинделя тягу с механизмом захвата оправки, взаимодействующую со штоком приводного гцдроцилиндра, установленного с возможностью осевого перемен ения в стакане, расположенном на корпусе шцццдельного узла, Разжим осуществляется прц помощи гидроци. линдра, а закрепление - посредством пакета тарельчатых пружин. Такое устройство обеспечива. ет разгрузку подшипников шпцндельного узла от усилия пакета пружин.Недостатком известного устройства является то, что оно це может быть применено для выдвижных шпинделей, ц кроме того, зажим инструмента осугцествляется без контроля усилия зажима, создаваемого пакетом таоельчатых пружин.Жесткость пакета тарельчагых пружин в процессе : ксплуатаццц может уменьшиться за счет частично.го изменения упругости (жесткости), поломки,также усадкй отдельных тарельчатых пружин, что приводит к зажиму шктрумента с недостаточным усилием. Пц обработке недостаточно зажатый инструмент под действием усилия резания может быть вырван пз гнезда шпинделя, что небезопасно.1 О Цель изобретения - обеспечение ав-.оматическо.го контроля заданного усилия зажима инстр; мента, а также повышение безопасности и надежности работы устройства,Для зтогс предлагаемое устройство снабжено 15 механизмом нагружеция тяги в момент зажима инструмента силон, равнон и противопоцаправленнсй усилию зажима инструмента,цовленным в корпусе шпнндельного узла дагвзаимодействующим с тягой в положении расия последней с силовым звеном мехнагружештя.В качестве механизма нагружения тзован приводной гцдроцилгндр, в котополость при зажиме инструмента соедитсливом через напорный золотник дляпосредством штока с поршнем сопротивленияперемещению тяги, равного усилию зажима ицстру.мента. Кроме того, подпружиненная тяга связана сдатчиком черезшток приводного гидроцилиндрв, ана стакане имеется упор для ограничения крайнеговерхнего положения поршня приводного гидроци.биндра, выполненный в виде крышки, жесткосвязанной со стаканом, Датчик положения уствнов.лев на крышке стакана.На фиг,изображено предлагаемое устройствоВ разрезе; на фиг. 2 - разрез А - А фиг. 1; цв фцг, 3- разрез Б - Б фиг. 1.Во внутреннем конусе 1 шпинделя 2 звжимгется инструмент 3, с задним торцом которого жесткосоединен переходник 4, В центральном ступенчатомотверстии шпинделя 2 размещена тяга 5, подпружиненная относительно шпинделя 2 пакетом тврельчв.тых пружин 6, который Опирв" тся цв кольцо 7,установленное в центральном отверстии шпинделя,и поджат гайками 8. Нижняя часть тяги соединена смеханизмом 9 захвата инструмента 3.На заднем торце шпинделя жестко закрепленфланец 10 с радиально Вытяну;ыми пазами 11 ивнутренней проточкой 12, Со стороны заднего торцашпинделя 2 в стакане 13, закрепленном нв корпусе 14 шпицдельцого узла, установлен с воэможцос.тью осевого перемещения гидроиилицдр 15 двойного действия, Нижняя (ры 1 икв 16 гидроцилцндра 15снабжена равномерно расположенными по Окруж.ности радиально вытяцутымц выступ,мц 17, свободно проходящими черсэ лазы 11 флв яцг 10,В гидроиилицдре 15 размещен и ршець 18, же.стко связанный со штоком 9. Ни ый коцец 20штока 19 взаимодействует с тяггй 5, в верхнийконец 21 лролушец через поршень 18 и крышку 22стакана 13 и несет кулачок 23, вэ Гимодействующийс датчиком 24 положения.Ерытцкв 22 служит для ограничения крайцегаверхнего положения поршня 18 и на ней установлендатчик 24 в положении, соответствующем положе.нию равновесия подпружиненной тяги 5 и штока 19,нагруженного силой, равной усилию зажима ицструмента,Поршень 18 подпружицец, снизу пружиной 25,Между внутренней поверхностью 26 флвццв 10и поверхностью 27 радиальных выступов 17 имеется гарантированный зазор. Также имеется гарантированный зазор между нижним копцом 20 штока 19 и верхним концом 28 тяги 5. Кроме того,предусмотрен зазор между нижним торцом 29фланца 0 и гайкой 8,Нижняя полость 30 и верхняя поныть 31 гидроцилиндра 15 соединяются с напорной или сливноймагистралями через управляемый электромагнитами распределительный золотник 32, а в сливноймагистрали дополнительно установлены управляв.мый электромагнитом распределительный золотник 33 и напорный золотник 34 и, кроме того, вмагистрали полости 30 установлен обратный клвпан 35. Верхняя полость 31 при зажиме инструментасоединена со сливом через цгцорцый золотник 34;создающий при этом посредством штока 19 споршнем 18 сопротивление перемещению подпружиненной тяги 5, .равное по величине усилию5зажима инструмента, а во всех остальных случаяхВерхця Я полость 31 соединена со сливом череззолотник 33В окне 36 ствкгцг 13 размещен упор 37, жесткосвязанный с гидроцилицдром 15 и взаимодействующий с датчиком 38, который установлен ца корпусе 4 ИВицдельцого узла и служг для контроляэгэорг между Внутренней поверхностью 26 фланца 10 и поверхностью 27 радиальных ввютупов 17,Нв крыигке 22 стакэцв 13 установлены датчики 39 и 40, Взаимодействующие соответственно супорами 41 и 42, закрепленными ца Верхнем кон.це 21 штока 19, и служви 6(е для контроля крайнихлоложеций порицгя 18 посредством штока 19.Устрочство работает следующим образом.Перед освобождением инструмента шпиндель 2устанавливается В таком углоВОм положениичтобы Выступы "7 цижеей крьюилки 16 гидроцилицпрв 15 и пвэы 11 фланца 10 были смещены друготносительно друга цв половицу их углового игага.Затем В верхцюк полость 31 приводного гидроцилиндра 15 лодае гся масло иод давлением, анижняя полость 30 через золотники 32 и 33 соединяется, со сливом. 11 о Глеиь 18 со штоком 19перемешается Вццэ и Вэзимодействует с концом 28подпружиненной тяги 5, в гцдроицлццдр 15 церемеШвется Вверх, Выбирая зазор между внутреннейповерхностью 26 фланца 10 и поверхностью 27 ради.альных выст)нов 17. Так как усилие. ца "цтоке 19больше, чем усилие пакета тврельчгтых лружицб,то ипок 19, сжимая их, перемещает тягу 5 смеханизмом 9 захвата, освобождая инструмент 3.При этом замкнутая система., полущон 1 вясямежду шпинделем 2 и Гидроцилицдром 15, обеспечивает передачу усилия поришя непосредственно цвтягу 5, разгружая тем самым подшипники шпинделя.Крайнее нижнее положегие поршня 18 контро.лируе 1 ся датчиком 40. При зажиме инструментаВерхняя полость 31 гидроцилищра 15 соединяетсясо сливом через распределительный золотник 32 цнапорный золотник 34, поддерживвюгций в этойполости постоянное давление при сливе, котороеопределяется из условия рввновсия усилия пакетатарель 1 цтых пружин 6 В.положении, когда инстру.мент зажат, и противодействующего усилия наштоке 19 гидроцилиндра 15. При этом р-.спредели.тельный эолотщтк 33 заперт ца слив, а нижняяполость 30 соединена на всвсывание через обратнынклапан 35,Тгк квк усилие пакета тврельчатых пружин 6прк освобождении инструмента больше, .чем призажиме, то тяга 5 своим концом 28, преодолеваясочротивлеиие масла пои вытеснении его на сливчерез напорный золотник 34, лереметцает пор 560707щель 18 со штоком 19 до тех пор, пока не наступит раецоеесие между усилиями на тяге 5 и ппоке 19.Если пакет тареиьчатых пружин 6 обеспечивает заданное усилие зажима инструмента, то под действием тяги 5 шток 19 с закрепленным на нем кулачком 23, преодолевая сопротивление масла в верхней полости 31, перемещается в верхнее положение, в котором под действием кулачка 23 срабатывает датчик 24 положения, передавая при этом на пульт или в систему программного управления сигнал о том, что пакет тарсльчатых пружин создал эаданное усилие, необходимое для зажима инструмента.9Затем распределительный золотник 33 соединяет верхнюю полость 31 со сливом, минуя напорный золотник 34, при этом давление в полости 31 снимается и происходит зажим инструмента. Одновременно золотник 32 соединяет полость 30 с напорной магистралью и шток 19 с поршнем 18 перемещается до тех пор, пока его верхний торец не упрется в крышку 22, а гидроцилиндр 5 переме. щается вниз до упора его верхней крышки э уступ расточки стакана, образуются гарантированные зазоры между штоком 19 и. тятой 5 и между внутренней поверхностью 26 фланца 10 и поверх. ностыо 27 радиальных выступов 17, Наличие зазоров контролируется датчиками 38 и 39. После срабатывания датчиков 38 и 39 золотник 32 отключает нижнюю полость 30 гидроцилиндра 15 от напорной магистрали,3Если пакет тарельчатых пружин по какой-либо нз указанных ранее причин создает усилис зажима инструмента меньше заданного, то под действием тяги 5 цпок 19 с кулачком 23 не дойдет до положения срабатывания датчика 24, так как равновесие между тятой 5 и нагруженным штоком 19 наступит раньше и, следовательно, невключенный датчик 24 заблокирует всю дщьнейшую работу устройства и ставка, а на пульте управления появится сигнал о недостаточной силе завкома инструмента.Формула изобретения1. Устройство для автоматического крепления инструмента в шпинделе метвллорежущего станка,содержащее оправку с инструментом, подпружи пенную относительно шпинделя тягу с механизмом захвата оправки, взаимодействующую со штоком приводного гидроцилиндра, установленного с воз.можцостью осевого перемещения в стакане, расположенном ца корпусе шпиндельного узла, о т л ича ю ще е ся тем, что, с целью автоматического контроля усилия зажима инструмента, а также повышения безопасности и надежности работы .устройства, оно снабжено механизмом нагружения тяги в л 1 омент зажима инструмента силой, равной и противоположно направленной заданному усилию зажима инструмента, и установленным в корпусе шпиндельного узла датчиком, взацмодействуюц 1 им с тягой в положении равновесия последней силовым эеецом механизма нагруження.2, Устройство по п, 1, о тли чаю шее ся тем,что в качестве механизма нагружения тяги использован приводной гидроцилицдр, е котором верхняя полость при зажиме инструмента соелицеца со сл 1 еом через напорный золотник дчя создания посредствс м штока с поршнем сопротивления перемещению тяги, равного заданному усилию зажима инструмента,253. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю ц е е с я тем,что тяга связана с датчиком ее положения через штокприводного гидроцилиндра.4. Устройство пс и. 1, о т л н ч а ю щ е е с я тем,что иа стакане имеется упор для ограничения крайнего верхнего положения портцня приводного гидроцили цдра.5. Устройство по и. 4, о т л и ч а ю щ е е с л тем,что упор выполнен в виде крышки, жесткосвязанной со сгаканом.6, Устройство по пп. 1 и 4, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что датчик положения тяги установлен накрышке стакана.Источники ииформавин, принятыево вниманиепри экспертизе;, Автзржое свидетельство СССР Ио 467808,В 23 и 3712, 14.12.73,ь% г 1Заказ 1502/12 В Тираж 12 ОТ, По илиал ППП Патент", г. Ужгорол, ул. Проектная,