Устройство для закрепления инструмента

(5 у В 23 С 5/26 КОМИТЕТ СССРРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОСУДАРСТВЕННЫО ДЕЛАМ ИЭОБ ЗОБРЕТЕНИЯ, д,ТЕЛЬСТВУ ОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВ СР 00"Зе Монарх Мэшин Тул Компани", США,1972, с. 4 (прототип) .(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИИИНСТРУМЕНТА в шпинделе металлорежущего станка, преимущественно горизонтально-расточного, содержащеезапорное кольцо, установленное нарабочем конце шпинделя, и зажимныеэлементы, установленные в выполненных в шпинделе радиальных пазахс возможностью взаимодействия с запорным кольцом и кольцевой канавкойна хвостовике инструмента, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюуменьшения осевого и радиальногогабаритов, зажимные элементы выполнены в виде плоских кулачков сдугообразными рабочим и опорнымторцами, а запорное кольцо выполнено упругодеформируемым и установлено на шпинделе с зазором и с возможностью ограниченного поворота,при этом на внутренней стороне кольца выполнены пазы, предназначенныедля вьжода опорных торцов кулачков,и расположенные между пазами рабочие участки, предназначенные длявзаимодействия с опорными торцамикулачков, причем одни противоположные рабочие участки кольца имеютцилиндрическую, а другие - спиральную поверхности.деля с помощью упругого элемента или внешнего устройства, наличие которых усложняет конструкцию.Целью изобретения является уменьшение осевого и радиального габаритов устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для закрепления инструмента в шпинделе металло- режущего станка, преимущественно горизонтально-расточного, содержащем запорное кольцо, установленное на рабочем конце шпинделя, и зажимные элементы, установленные в выполненных в шпинделе радиальных пазах с возМожностью взаимодействия с запорным кольцом и кольцевой канавкой на хвостонике инструмента, зажимные элементы выполнены в виде плоских кулачков с дугообразными рабочим и опорным торцами, а запорное кольцо выполнено упругодеформируемым и установлено на шпинделе с зазором и с возможностью ограниченного поворота, при этом на внутренней стороне кольца выполнены пазы предназначенные для выхода опорных торцов кулачков, и расположенные между пазами рабочие участки, предназначенные для взаимо-. действия с опорными торцами кулачков причем одни противоположные рабочие участки кольца имеют цилиндрическую, а другие - спиральную поверхности.На фиг.1 показано предлагаемое устройство в варианте выполнения на цельном шпинделе, разрез, на фиг.2 устройство при снятом инструменте, вид сбоку; на фиг.З - сечение А-А на фиг.1 при зажатом инструменте со схематичным изображением запорного кольца в деформированном состоянии; на фиг.4 - то же, при разжатом инструменте; на фиг,5 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг.б - устройство в съемном варианте, продольный разрез; на фиг.7 - вид В на фиг,б (при снятом инструменте), на фиг,8 - сечение Г-Г на фиг,б, на фиг.9 - вид Д на фиг.бУстройство содержит упругодеформируемое запорное кольцо 1, установленное с зазором на проточке в концевой части шпинделя 2. В осевом направлении кольцо фиксируется сухарями 3 шпинделя, в которых со стороны кольца выполнена проточка. В шпинделе выполнены радиальные прямоугольные пазы, расположенные равно 45 1 1087269 2Изобретение относится к станкостроению,в частности к устройствамдля ручного закрепления инструмента в шпинделе металлорежущего станка, преимущественно горизонтальнорасточного.Известно устройство для закрепления инструмента в шпинделе металлорежущего станка, преимущественногоризонтально-расточного, содержащее 10запорное кольцо, установленное нарабочем конце шпинделя, и зажимныеэлементы, установленные в выполнен-ных в шпинделе радиальных пазах свозможностью взаимодействия с запорным кольцом и кольцевой канавкой нахвостовике инструмента.Устройство содержит расположенныев радиальных пазах шпинделя подвижные шарики, взаимодействующие с20кольцевой канавкой на хвостовике инструмента и запорным кольцом, установленным на шпинделе, подвижновдоль его оси. Поверхность кольца,взаимодействующая с шариками, выполнена конической, а рабочее перемещение его на зажим шариков осуществляется под действием упругого элемента,установленного между фланцем шпинделя и кольцом. На наружной сторонекольца имеется кольцевой выступ, служащий для отжима кольца при ходе шпинделя вверх 11.Устройство обеспечивает надежныйзажим, обладает высоким быстродействием, но увеличивает габариты шпинделя в осевом и радиальном направлениях. Это обусловлено расположениемна конце шпинделя упругого элементаи наличием фланца для его. установки,40а также наличием кольцевого выступана наружной стороне кольца, необходимого для отжатия упругого элемента,Выстунание устройства за радиальныегабариты шпинделя не позволяет полностью убирать последний в корпус,что необходимо на всех горизонтально-расточных станках при использовании планшайбы. Радиальные габаритыустройства ограничивают также диаметр растачиваемых отверстий принх большой длине и коротком инструменте. Кроме того, выполнение зажимных элементов в виде шариков ведетк ускоренному износу контактирующихповерхностей вследствие точечногоконтакта, Для фиксации инструментав зажатом состоянии требуется создание постоянного усилия вдоль оси шпинДля возможности использования устройства на станках, находящихся в эксплуатации, концевая часть 9 шпинделя может выполняться отдельно за одно целое с сухарями и крепится к торцу шпинделя с помощью винтов 1 О с потайной головкой и штифтов 11, дополнительно воспринимающих крутящий момент. Проточка под запорное кольцо на концевой части 50 55 з 10872 мерно по окружности. В пазах подвижно установлены зажимные элементы в виде плоских кулачков 4 с дугообразными рабочим и опорным торцами, которыми кулачки взаимодействуют с кольцом 1 и кольцевой канавкой на хвостовике инструмента 5. Опорные торцы кулачков, взаимодействующие с кольцом, выполнены с радиусом, меньшим радиуса внутренней поверхности кольца 1, а рабочие торцы, взаимодействующие с инструментом, - с радиусом канавки на инструменте. Сопрягаемые поверхности кулачков и канавки выполнены коническими,обращенными вершинами в сторону шпинделя. Для предотвращения выпадения кулачков из пазов на верхних торцах кулачков имеются выступы. Глубина проточки на шпинделе и толщина кольца 1 выбираются такими, чтобы в деформированном состоянии наружный диаметр кольца не превышал диаметр шпин деля, а зазор между кольцом и проточкой шпинделя выполнен достаточным для беспрепятственной деформации кольца на кулачках 4,На внутненней стороне запорного кольца выполнены пазы 6 для выхода опорных торцов кулачков в незажатом положении, расположенные по окружности соответственно кулачкам. Пазы между собой на внутренней стороне кольца образуют рабочие участки 7 и 8, с которыми взаимодействуют опор 35 ные торцы кулачков при повороте кольца 1. Два рабочих участка 7 имеют цилиндрическую поверхность, а другие два участка 8 - спиральную,при этом меньший диаметр спиральных участков равен диаметру цилиндрических участков. В исходном положении внутренний диаметр кольца меньше диаметра окружности, описываемой кулачками в зажатом положении. Рабо чие участки с идентичными поверхностями расположены на кольце диаметрально. 69 4выполнена со стороны шпинделя и на конце ее образуется фланец для фиксации кольца в осевом направлении. Пазы под кулачки в шпинделе и кольце выполнены с краю отъемной части 9 стыковочной стороны. Для удержания кулачков в радиальных пазах шпинделя в кулачках выполнены пазы 12, а в отъемной части 9 со стороны шпинделя - штифты 13, входящие в эти пазы.В обоих вариантах выполнения на свободном торце кольца 1 выполнены две выемки 14, противоположно расположенные на окружности. Выемки образуют упоры, ограничивающие при взаимодействии с сухарями шпинделя поворот кольца в обе стороны соответственно в отжатом и максимально зажатом положениях, предотвращая в последнем случае сход кулачков с рабочих участков кольца.На наружной стороне кольца выполнены два диаметрально расположенных отверстия 15 под ключ для зажима.Зажим и съем инструмента осуществляется следующим образом. В исходном положении кольцо 1 повернуто до упора в сухари (против часовой стрелки), при этом кулачки 4 располагаются против пазов 6 в кольце. Затем инструмент своим хвостовиком вводится в конус шпинделя, при этом кулачки раздвигаются, и канавка на хвостовике располагается напротив них. Затем ключом кольцо поворачивают в противоположную сторону. При этом кулачки находят ка рабочие участки 7 и 8 кольца, которое, упруго деформируясь, осуществляет сведение и зажим кулачков, конические поверхности которых, взаимодействуя с канавкой на хвостовике, обеспечивают затягивание инструмента в конус шпинделя. Причем первоначально в контакт с кулачками входят цилиндрические участки 7 кольца и оно деформируется только в двух противоположных направлениях, что облегчает зажатие в первоначальный момент и обеспечивает контакт другой пары кулачков со спиральными участками 8 уже в начальной их части. При дальнейшем повороте кольцо деформируется уже на всех кулачках, при этом за счет спиральных участков происходит дальнейшая затяжка кулач 10872 б 910 ков и компенсация возможного износарабочих поверхностей кольца и кулачков. По окончании зажима в результатедеформации кольца цилиндрическиеучастки 7 огибают кулачки с меньшим(чем исходный) радиусом, а на спиральных участках уменьшается уклонв сторону отжима, что в целом обеспечивает надежную самофиксациюкольца в рабочем положении. При разжиме кольцо ключом поворачивают впротивоположном направпении, приэтом кулачки сходятся с рабочихучастков, а при извлечении инстру"мента они входят частично в пазы 6. При использовании изобретения положительный эффект достигается за счет уменьшения осевого и радиального габаритов устройства.