Наборный инструмент

СОКЗЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСГ 1 УЬЛИК 5230 А по)си 5 В 23 В 29/03, 27 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСКО(57 И сп ол ьэо ван ие; вВнутренняя часть разрвыполнена в виде пары рследовательно коническизакрепление модулей одруга осуществляется тяИЛ,(21) 4915872/08(56) Миронова А Н., Модутальная система для мнотокарной и фрезерно-свной групп. М., 1990. с.50 Ьное производство,МЕНТ ма ши ностро зного хвос асположенн х поверхнос тносительн ой с шарик ении, овика х потей, а друг ми,3 чебное заведение дяковльная инструменоцелевых станков ерлил ьно-расточ- ашиностроительиностроеобластях, экспл атаГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Изобретение относится к машнию и может быть использовано всвязанных с производством и У цией сборного инструмента,Известны конструкции наборного инструмента как расточной, так и токарной групп, использующие различные способы соединения модулей,В конструкциях наборного инструмента, использующих базирование по цилиндрическому участку с силовым замыканием в радиальном направлении с использованием винтов существенными недостатками являются малая жесткость вследствие отсутствия достаточного предварь;тельного натяга в торцевых стыках, низкая точность вследствие радиальных зазоров в соединении элементов и смещения осей элементов под действием усилий зажима, низкая виброустойчивость. Частично указанных недостатков лишены конструкции наборного инструмента, использующие базирование по цилиндрическому пояску и горцу с испольэованием силового замыкания посредством осевым либо радиальныл 1 и винтами.Недостатками данных конструкций являются низкая жесткость и виброустойчивость, а также низкая точность иэ-за невозможности гарантированного плоскостного контакта одновременно по двум взаимно перпендикулярным поверхностям,В наибольшей степени указанных недостатков устранены в конструкции, выбранной в качестве прототипа, сочетающей базирование по торцовой и конической поверхностям и закрепление с использованием тяги с шариками. В данной конструкции, предлагаемой фирмой УеппагпетаП, предусмотрено применение разрезного конуса, обладающего оп редел ен ной податливостью в радиальном направлении, причем при сообщении тяге с шариками осевого усилия затяжки вначале происходит разжим конуса и предварительная фиксация соединения, силали трения по узкому кольцевому участку, При этом по торцу соединения устанавливается зазор величиной 0,25 мм. Дальнейшее увеличение сил закрепленияцЗивОДиГ 1, Быбиг)ани 10 3:"1;Ор(3 10 Гор)у 1 л кжесткой Фиксации соединения,Сущрстве: ыми 11 Одостатами даннойко 11 струкции являотея осуществление окон 1 атрльОГО за 1 оегления и Быбо)ка зсзоре бгО ТгГЗЦУ Г 10 СЛО ГР(.ДВЭРИТЕЛЬОГО 1 аЗ)КИ 5 а; о н у с а и ф О,.) м и;) 0 в а1 я у 3 к 0 Г 0 1( О и т а к " и Г) Г 0кольцезого участка, то ведет, во-перевх, кускозенному износу соеди:ения ня кольце -ас 1 учас.ц(е и, следовательно, потере точно- Оси базироанИя и жескост 1 и соединени 51,во-в Орых, к недоста Очно плотному ко 1 такгу цо торцу, что;)каэь Бает существенОелияцие ца жесткость соединения и инстру(1 ен) а в целом: б) необходимость в силу кгнс Груктивц;, -. Особе Ног;той п)И 1,енен(10ОН,;РЭЗГЕЛЕ;1 НЗГО ДВУМЯ ПРОДОЛЬНЫМИ зависимости( - разница между значениями диаметров2;):нутсенней поверхности базового модуля в.1 лоскости его азорца и соответству(ощей ейг 1 а р у Ж 1- 0 Й Г 10 в Р ) Х Н О СТ И П р И С 0 е Д И Н И Т е Л Ь Н Оц хОДУЛ 5 В ПЛОСОСИ Его ТОРЦа.Сущность изобретения заклОчается в.,1 создании предварительных коггактных напряжений в стыках в осевом и радиальном-агравлениях, увеличе,1 ии реальной площаконтакта сопр 5 Гаемых поверхностей,увеличении демцфирующей способности за35 с ет Рассеивания энерГии в стыках Вследст.;Ие увеличения г.сщади контакта в сгыках,а также повышении экономичности констРукции за счет снижения трудоемкости Вг;1 ЕДСТВИЕ ПРИМЕНЕНИЯ КОНУСа С ПОВЫШЕН Юй ПГ)Да Г 5 ИВО( тЬЮ, ПОЗВОЛЯЮЩЕГО СНИЗИТЬРс,Ог(аИ 5; )очности изготовления базогзь 1, поверхностей, Сущность изобретения Под-вер)дается также результатами расчета, приседс:ного далее.1 б олгз)кительный эффект заклОается ВВЕЛ,:,ЧЕ.:(И г татИ;огкО )ЕСТ ОС ГИ За л;".1 ЭЧЯ ГЭР)Л 1 ТИРОВан 10 ГО НРТЯГа ПО 0 РЦ ОЛ КОНСНОТИ д:);ГОН ОгрЕДЕЛ 5)ЕТ, ПО со: тл 5)ЛЯ 0 гих 11 стр) 1 ецАР:лс- :1 ат; в торцово 1. соединении;О,к)=-Р -.с 1 г.т /2)О)=-О - г .я ф 2/2)МаСиг 1 аЛЬНЫИ 1;а)У)КНЫИ,ГиаРЕТ;.)о-уса,и ма .симаг.;ий внутренний даметрончса;), 0) - углы наружного и внутоеннегоконуса присоединительного модуля;С(З ГОЛ ЦРЕДВЭОИТЕЛЬНОГО Г)аа)КИИаконуса, определяемый з соотношениягсз ), йтц -=- ; - О - .2РьГО),Г гП Г)Н 5 ТПЕННЭ Г, ППВ"ПХНОсти;0 ГО)1 ВНЧТОЕНЕГ(1 КОНУСа ОЭЗОВОГО МОУГ 1 ЯУ ОЛ ОН акгГа ШариОВ С ВнутрввнвйГ 10 ВРРХНОСТЬЮ П ОИСОЕДИН ТЕЛ ,:,.1(-, ГР 110 ДЛЯ,ОСРВг)Е УСИЛИЕ ЗаРЕПЛЕНИЯ;1 - .ордината точки цр 1:.Ложея с(,1 лия зарепаения2 - коорд, ната расположсц я усту(,а 0ОСи 7козфйи 11 ен 1 ТРРн 1 Я, ": ца тОРЦГ) ЗОЙПОВЕРХНОСТИ, Г 10 Иг 1 ЕГа 10.5 ЕИ К )аЗРЕЗ О 1 У"Оническому хвосговику 1)ь 510 Л 1 е-а Г 1 азами ня двс части, что ведет к более высокоиу эадиальг 10 му бие 1."110 по соавнению с онструкцией, использу 1 ощей конический разрезной участок с тремя и более продоль 11 ыми разрезами и вынужденномуужесто- Е.И 10 ДОГУСОВ На тачНОСтЬ ИЗГОТОВЛЕНИЯ базовых поверхностей.Цель о изоб)рете 1 И 51 является повыше;,;1 е точносги, жесткости и виброустойчивости наборного режущего инструмента. Зто дсстигается тем, То внутренняя часть разрезного конического хвостовика выполнена в виде пари расположенных последовате, ь(0 конических поверхностей , гол анус:ости церрсй из 1 их определяет- :" Я П 0 З а В И " и М 0 С Т 1 ли хвостовику, что повышает точность обработки и позволяет повысить режимы резания, в улучшении динамических характеристик инструмента, в частности демпфирования, за счет увеличения реальной площади контакта в соединении модулей и более интенсивного рассеивания нергии в стыках, что повышает стойкость и прочность режущего инструмента и качество обработанной поверхности при более жестких режимах резания.Общий вид наборного инструмента в одном из вариантов компоновки модулей представлен на фиг.1, а примеры выполнения соединения моду ей - на фиг,2,3.Инструмент состоит из державки 1, соединенной через удлинительный 2 и переходный 3 модули с инструментальным модулем 4, оснащенным режущим инструментом 5, посредством штока 6 с шариками 7, снижающими трение между штоком и внутренней поверхностью разрезного конуса (см.фиг.2).Инструмент собирается следующим образом,В соответствии с условиями обработки выбирается необходимое количество и состав модулей.Последовательно от инструментального модуля 4 к державке 1 производится взаимное соединение модулей, после того как разрезной конус будет сопряжен с соответствующим внутренним конусом необходимо прилокить к тяге 6 с шариками 7 осевое усилие Р, при этом в начальной стадии закрепления шарики 7 взаимодействуют с первым участком внутренней поверхности разрезного конуса, характеризующимся величинами ф Ь (см,фиг,2) обеспечивая натяг М по торцовой поверхности.После достижения необходимого торцового натяга М при дальнейшем увеличении осевого усилия Р конус упруго деформируется и осуществляется жесткое и точное предварительное соединение по торцу и короткому кольцевому участку, что предотвращает ослабление торцового соединения, Дальнейшее перемещение тяги 6 приводит к обеспечению полного контакта по базовой конической поверхности и окончательному закреплению соединения.Г 1 рииер сравнительного расчета на величину натяга предлагаемой конструкции при диаметре большего основания Оо, равном 30 мм; О = 20 глм; д - 12 мм; длине конического хвостовика 1 о, равной 25 мм, 1 = 22 мм, 1 г = 16 мм; конусности С=1:10, Р=8900 Н показывает, что для обеспечения полного контакта в соединении необходимо 50 55 5 10 15 20 25 30 35 40 45 значение аг = 60". При выборе значенияугла ф= 75 торцовый натяг в соединении11=-50180 Н, Приведенный пример показывает, что при одинаковых Оо, 1 о, Р; С предлагаемая конструкция имеет значительное (в 1.6раза) преимущество по величине торцовогонатяга М перед прототипом, для которойзначение И составило в этом случае 3100 Н.Пример сравнительного расчета на величину стат лческой жесткости предлагаемой конструкции и конструкции, принятойза прототип, приведен в соответствии с известной методикой, Согласно данной методике -смещение в стыке от действияизгибных напряжений определяется по зависимости;д = Коизггде оизг - иэгибное напряжение;К= С гп о" - коэффициент податливости;С - контактный коэффициент, для шлифованных поверхностей С=0,5пл - показатель, для плоских затянутыхсты ко в пл=0,54 К+ Росо=, - напряжение в стыке-(-,М - натяг в стыке от усилия затяжки,Рос - осевое усилие резанияО; с 1 - максимальный и минимальныйдиаметры плоского стыкаПри исходных данных О=30 мм, с 1=20мм, Рос=5 10 Н, осевая сила затяжки,гобеспечивающая натяг 1 ч одинаковая дляобоих конструкций и равная 890 ОН; получены следующие результаты:- .для предлагаемой конструкцииг,Кл =697 10Н д 1 = 6 97 10 оизг- для прототипа:- мгКг=883 10 здг =8,8310 оизгРезультаты расчета очевидно показывают преимущество в 1,27 раза по статическойжесткости предлагаемой конструкции перед прототипом,Формула изобретенияНаборный инструмент, содержащий державку, удлинительный, переходный с разрезным хвостовиком и инструментальныймодули, соединяемые с помощью оснащенной шариками тяги, и режущий инструмент,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения жесткости, точности и виброустойчивости инструмента, внутренняячасть разрезного хвостовика выполнена ввиде пары располокенных последовательно конических поверхностей, угол конус(хр Г--- ,О Ы-с(,б(0(г(бдЫ,- - , ,-Г 1 Ю(.1(1 э , .021 г (71-Ггб ,г),с" аР Е(ЬМ, - .г ГМ, (со (к.-ы,1,(-6 исимости уД б б( Ъ( а угол конусносги другой определен по заЬ У( Р (-СР,С .1, ,1 -.;, где Гмодуль упругости 1 рода материала согтавля(ощих инструмент модулей;И - ,(атяг и торцовом соединении, 0 =- Э-э 1 ц а 1;бг) = О-К 1 Ца 2.О - максимальный наружный диаметр конуса грисоединительного модуля;б - максимальный внутренний диаметр конуса присоединительного модуля;а 1, (э.2 - углы наружного и внутрсннсго КогУСс 1 ПРИСОЕД(ИНИТЕЛЬНОГО МОДУ/51 СООТ- ветственно;з - угол предварительного разжима разаезного конуса. Определяемый из соотОЗ ( анов(е 1 Ия 1:с - =-+ тя -2 2 2п - вьсота уступа внутре(,ней поверх- ЬОСТИ ПРИССЕДИН(ТЕЛЬНОГО МОДУЛЯ;г 1 - угол внутреннего конуса базового мОдулл:ф- угол кон икта иариков с внутренней поверхностьО присоед(инитегьного модуля Г )1Гд==:.=ГЕМ .Л.(Ости первой из:(их Определен по записи.мОГТИ Ь - коордната распогожения уступа по5 ОСИ 7,1 - коорди,ата конечной точки приложения усилия закрепления, определяемаярабочим ходом конкретного механизма закрепления инструмента,10 Р - осевое усилис закрегления, определ,е мое макси(1 ал ьн ым ус(ил и ем кон кретногомеханизма закгреплен(ля инструмента;- козфф 51 циет трения;на Гооцовой поверхности присоединител(б(Ого (1 Одуля, Грилега(О(цей к разрезному хвостовику, выполн(;на кольцеваяг;рг очка, глубина -. которой определена позависимостиК20, й 1 йз2 "д в - - то в -)2 2где к - разница мекду значениями диаметров внутренней поверхности базового модуля в плоскости его торца и соответству(ощей25 ейдружной поверхности присоединительОГО МОДУЛЯ В ЛОСКОСТИ ЕГО ТОРЦа,1775230 Составитель М,ХудяковТехред М.Моргентал Корректор М.Шэроши Реда изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 4010 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Чосква. Ж, Раушская наб., 4/5