SE455059B - Verktygskoppling mellan ett skerverktyg och en maskinspindel - Google Patents

Description

455 059 10 15 20 25 30 35 svarvenheterna.

Föreliggande uppfinning avseende en verktygskoppling avser att lösa ovannämnda problem, varvid de för uppfinningen ut- märkande särdragen närmare definieras i de efterföljande patentkraven.

Uppfinningen framgår närmare av efterföljande beskrivning med ritningar, vari: Pig. 1A och lB visar en ände av en verktygsadapter eller ett verktygsskaft enligt uppfinningen i ändvy resp sidovy.

Pig. ZA och 2B visar tvärsnitt av en fastspänningsanordning enligt uppfinningen i växlingsläge i sido- resp toppvy.

Pig. 3A och 3B visar tvärsnitt av en verktygskoppling enligt uppfinningen i ett förcentrerat läge i sido- resp toppvy.

Pig. 4 visar ett tvärsnitt av verktygskopplingen i ett mellan- centrerat läge.

Pig. SA och SB visar tvärsnitt av verktygskopplingen i ar- betsläge i sido- resp toppvy.

Pig. 6 visarytterligareett tvärsnitt av verktygskopplingen i arbetsläge.

I Pig. 1A och IB visas ena änden av en verktygsadapter eller ett verktygsskaft 10 innefattande en kropp 10' och en infäst- ningsdel samt ett i andra änden, ej visat, verktyg, t ex en fräs eller en borr. Infästningsdelen innefattar en fläns ll som avslutas mot en normalyta ll', med radie rl, till en verk- tygets centrumlinje CL samt en styr- och infästningstapp 12.

Infästningstappen 12 är symmetriskt anordnad relativt verk- tygsadapterns centrumlinje CL och utgörs av en grip- och stöddel 13 och tvà fràn denna utstickande utspráng 14, 15 10 15 20 25 30 35 455 059 Infästningsdelen 12 har en cylindrisk grundform med en ra- die rz, men har bearbetats sä att den anordnats med tvá plan- parallella gripytor 16, 17 och tvâ planparallella ytor 18, 19 varvid alla ytorna är parallella med centrumlinjen CL.

De delar av utspràngen 14, 15 som är längst från centrum- linjen är delcylindriskt utformade och utgör primära styr- ytor l4', 15' vars radie r3 är nagot mindre än de sekundära styrytor 13' som utgör gripdelens 13 periferi. Dessa styr- ytor kan även vara del-koniskt utformade. Normalytans ll' radie rl är åtminstone 20 % större än infastningstappens 12 radie rz. Gripytorna 16, 17 inneháller V-formade spàr 20, 21 för mottagande av verktygsväxlingsmekanismens gripanordning och ytorna 18. 19 är anordnade för lokalisering i maskinens verktygsmagasin. Spàren 20, 21 kan även anordnas med andra former, t ex U- eller trapetsform. Infästningstappen 12 har ytterligare bearbetats sà att stöd- och gripdelen avslutas mot anslagsytor 22, 23. utformade i ett normalplan till cen- trumlinjen och sà att sidostödytor 24, 25 bildats pà utspràngen 14, 15. Tappen 12 är försedd med ett genomgående häl 26 som öppnats mot tappens ändyta 27 av ett spar 28. Ändytan 27 kan vara försedd med äntringsfaser vid dess skärningslinje med ytan 18. Hälets 26 axiellt inre vägg kan vara utformad med en eller flera urtagningar för att mottagaett eller flera avrundade, axiellt fjädrande partier anordnade i en fast- spänningsanordning. Alternativt kan dessa fjädrande partier anordnas i hàlets 26 axiellt inre vägg medan urtagningarna utformats i fastspänningsanordningen. Det fjädrande partiet i kombination med urtagningen ger en möjlighet att växla adaptern vid samtliga vridlägen utan att adaptern faller ur kopplingen. En stoppklack 29 är anordnad pá normalytan ll', vilken klack utsticker ovanför hálet 26.

Pig. 2A och ZB, som är en vy enligt linjen IIB-IIB i Fig. 2A, visar en fastspänningsanordning i växlingsläge, vilken innefattar ett inre rör 30fl en i detta rör förskjutbar drag- stäng 31, en cylindrisk hylsa 32 samt fjäderelement 33, 34.

Det inre röret 30'omsluter ett cylindriskt hàlrum 35 och har 455 059 10 15 20 25 30 35 en ändyta 36 vari en urtagning 37 är anordnad. Fästspännings- anordningen, som är en del av spindeln, är roterbart lagrad i ett, i Pig. 2B visat, yttre hölje, vilket är fast förankrat i maskinen. Dragstàngen 31 utgörs av en cylindrisk del 38, som är ansluten till någon form av manöveranordning (ej visad) övergàr via en platt, radiellt avlàng, hals 39 i ett Cylindriskt, avlàngt huvud formande en dragbult 40. Dragbulten 40 har av- fasade ändar Vilka bildar äntringskoner 41, 42. Hylsan 32, som är lagrad pà dragstàngen 31 och som medelst ett fjäder- paket 34 anslàr mot en bricka fäst i dragstàngen och trycks mot en halsens 39 stoppklack 43, har tva framàt riktade partier 44, 45. Partierna 44, 45 har tvà plana klyftliknande anslags- ytor 46, 47 vilka sträcker sig vinkelrätt mot fastspänningsan- ordningens rotationsaxel samt övergár i deras övre delar i äntringsfaser 48. Hylsan är ytterligare fjäderbelastad av ett fjäderelement 33 vilket är anordnat mellan en hálrummets 35 axiellt inre anslagsyta 49 och en i hylsans främre ande an- ordnad fläns 50. Fjäderelementet 33 syftar till att förskjuta dragstàngen till växlingsläge när manöveranordningen är av- spänd. Dragbultens maximala utskjutning bestäms av en i det inre rörets 30' innervägg anbringad stoppklack 51 vilken sam- verkar med ett spár 52 i hylsan och en spàrets 52 anslagsyta 53. Klacken 51 hindrar även relativ rotation av hylsan 32.

Hylsans största diameter överensstämmer med den diameter som beskrivs av de primära styrytorna 142 l5'.

Pig. 3A och 3B, vilka är vyer i tvärsnitt i likhet med Pig. 2A och 2B, visar verktygsadaptern och fastspänningsanordningen vid växlingsögonblicket, varvid ett maskinens gripdon 54 trycker ned infästningstappen 12 pà verktygsadaptern 10 mot dragbultens 40 äntringskona 41. Vid nedtryckningen samman- trycks fjäderpaketet 34 via hylsan 32 genom att stöd- och gripdelens 13 anslagsytor 22, 23 glider emot hylsans äntrings- faser 48. Verktygsadaptern grovcentreras i radiell riktning av stoppklackens 29 anslag mot dragbultens 40 övre ändyta.

Därefter häller hylsan kvar infästningstappen 12 medelst friktion sà att gripdonet kan dras undan. Stoppklacken 29 10 15 20 25 30 35 455 059 kan alternativt ersättas av ett i centrumlinjen anordnat fjädrande stift vilket inskjuter i en urtagning i dragbul- tens frontyta eller att stiftet utformas i dragbulten för inskjutande i en urtagning i verktygsskaftet. Genom att in- fästningstappens anslagsytor 22, 23 skjuts över partiernas anslagsytor 46, 47 riktas verktygsadaptern upp koaxiellt med fastspänningsanordningens centrumlinje CL sà att den cy- lindriska infästningstappen så smàningom kan äntra i fast- spänningsanordningens hàlrum 35.

Fig. 4 visar ett tvärsnitt av verktygskopplingen i huvudsak motsvarande diagonalen I i Fig. IA, dock utan dragstàng, hylsa och fjäderelement, varvid verktygsskaftets 10 urspràng 14, 15 har indragits delvis i innerröret 30. De primära styrytorna l4', 15' orsakar en mellancentrering av verktygsadaptern 10 emot styrytan 35' i hàlrummet 35 i innerröret30'. Vid en ytterligare indragning av verktygsadaptern l0 i hàlrummet 35 enligt Fig. 6, som visar arbetslaget, kommer de primära styr- ytorna 14', 15' att glidpassas in i den komplementära styr- ytan 35", emedan styrytan 13' glidpassas i den komplementära styrytan 35'. De tvà periferiella, cylindriska styrytorna 35', 35" har olika diametrar, varför "byràlàdseffekt" undvikes trots den fina passningen. Indragningen medför ocksa att nor- ändyta 36 vilket möj- liggör expansion av utsprángen 14, 15 i hylsan, varvid verk- malytan ll' anslàr mot innerrörets 30' tygsadaptern 10 glappfritt säkras mot spindeln i en slut- centrerad position. I de snitt som visas i Fig. 4 och 6 kommer utsprangen 14, 15 i huvudsak ej att expandera, dvs ingen ex- pansion sker i det plan som motsvaras av papperets plan.

I Fig. SA och 5B, vilka är vyer i tvärsnitt i likhet med Fig. 2A och ZB, visas verktygsadaptern och fastspänningsanord- ningen i arbetsläge, varvid dragstàngen àtdragits. Därvid bringas de halsen 39 och dragbulten 40 omslutande utspràngen l4, 15 att expandera i fastspänningsanordningens tvärriktning sa att utspràngen utsätts för en mot dessas motstaende anligg- ningsytor 55, 56 riktad tvärsgàende presskraft, varigenom en 10 15 20 25 30 35 455 059 betryggande glappfri förbindning ernàs. Vid átdragningen bríngas även ändytan ll' till anliggning mot innerrörets ändyta 36 vilket bestämmer verktygsadapterns axiella läge varvid stoppklacken 29 inrymmes i urtagningen 37 i inner- rörets ändyta 36. ' Ehuru den ovan beskrivna föredragna utföringsformen inne- fattar en dragstàng, vars med infästningstappen ingripande ändparti har formen av en cylindrisk, rundad förtjockning, är det underförstått att andra alternativa utföranden av dragstàngens ändparti kan ifràgakomma. Exempelvis kan drag- stangens ände vara vidgad såsom en laxstjärt samtidigt som den för làsbar samverkan därmed utformade del av hylsan ges en motsvarande form. Dessutom kan hylsan utformas sà att den ges möjlighet att expandera i innerrörets hàlrum.

Den beskrivna anordningen är ej begränsad till användning en- dast i roterande spindlar utan kan med fördel användas även i stationära fastspänningsenheter, t ex för uppsättning av svarv- bommar.

Sàledes avser uppfinningen en verktygskoppling för ett verktyg, som bestàr av en verktygsadapter eller ett verktygs- skaft och en i maskinspindeln anordnad fastspänningsanordning.

Kopplingen möjliggör byten av verktygsenheter i en roterbar spindel i en svarv med samma gripanordningar som används för svarvenheterna och även användande av samma magasin som för dessa.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 455 059 Patentkrav

1. Verktygskoppling mellan ett skärverktyg och en verktygsmaskin, innefattande en verktygsadapter (10) och en fastspänningsanordning (30), varvid verktygs- adaptern (lO) är uppburen av fastspänningsanordningen (30) ovridbart relativt denna och försedd med en expan- derbar tapp (12) vilken är avsedd att upptagas i ett hálrum (35) i fastspänningsanordningen (30) varvid tappen (12), i växlingsläge, är anordnad att upptaga ett fram och àter rörligt manöverorgans (31) främre änd- parti (40), varpá den expanderbara tappen (12) och man- överorganet innefattar samverkande kamytor, varigenom tappen (12) genom expansion är anordnad att fastlàsas i hàlrummet (35) i arbetsläge vid en förflytning av man- överorganet (31) i riktning axiellt inàt i fastspännings- anordningen (30), k ä n n e t e c k n a d av, att gripdon (54) är anordnade att föra tappen radiellt över manöverorganets ändparti (40) vid växlingsläget till ett förcentrerat läge, definierat av en stoppanordning (29) verkande mellan ändpartiet (40)'och tapben (12), varpå en manöveranordning drar manöverbrganets ändparti (31) axiellt inàt sà att en tappens (l2) första styryta (l4', 15') inträder i en hàlrummets (35) cylindrisk, första styryta (35') och därmed ytterligare centrerar verktygs- adaptern (10), varefter tappens (l2)första styryta (l4', 15') glidpassar in i en hàlrummets (35) cylindrisk andra styryta (35“) samtidigt som en tappens (12), delvis av- rundad, andra styryta (l3') glidpassar in mot hàlrummets (35) andra styryta (35") och därmed slutcentrerar tappen (12) omkring rotationsaxeln i arbetsläge, varvid tappens (12) första styryta (l4',l5') har en nàgot mindre dia- meter än tappens andra styryta (l3'), vilka är utformade för glidpassning mot komplementära styrytor (35',35“) i hàlrummet (35). 455 059 10 15 20 25 30 35

2. Verktygskoppling enligt krav l, k ä n n e - t e c k n a d av, att tappen (12) i det slutcentrerade läget är expanderad i en i manöverorganet (31) fäst hylsa (32). I

3. Verktygskoppling enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d nad att uppbära ett skärande element och utbildad med av, att verktygsadaptern (10) är anord- en stödyta (1l'), vilken är avsedd att anligga mot en motsvarande stödyta pà fastspänningsanordningen, varvid tappen (l2) är försedd med åtminstone ett spàr (20,21) utgörande greppyta för ett gripdon för verktygsväxling och av, att den pà adaptern (10) utbildade tappen (12), som har en cylindrisk grundform, är anordnad med en radiellt förcentrerande stoppanordning och av, att tappen (12) har tvà med olika díametrar utformade styr- ytor (14',l5';l3').

4. Verktygskoppling enligt krav 3, t e c k n a d ytor (l6,l7,l8,l9) i rät vinkel mot varandra, varvid k ä n n e - av, att tappen (12) är försedd med fyra spàren (20,21) är utformade i minst en av dessa, mot- stàende ytor (l6,l7) medan tvà ytor (l8,l9) är anord- nade för lokalisering i ett verktygsmagasin.

5. Verktygskoppling enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d av, att verktygsadapterns (10) radiellt grovcentrerande stoppanordning bestàr av en i stödytan (11') anordnad fast stoppklack (29) eller av en eller flera urtagningar eller fjädrande klackar i omradet kring tappens centrumlinje.

6. Verktygskoppling enligt krav l eller 2, k ä n - n e t e c k n a d av, att fastspänningsanordningen innefattar ett i ett yttre hölje roterbart lagrat inre rör (30') mot vilket verktygsadaptern (10) är avsedd 10 15 20 25 30 35 455 059 att fastspännas medelst en i det inre röret förskjutbar dragstáng (31), varvid dragstángens (31) främre del är försedd med en förtjockning (40), som är anordnad att vid fastspänningen ingripa i ett hal i en verktygs- adapterns central tapp för att kamytor pà förtjock- ningen (40) och tvà, tappens utspràng skall samverka pà sàdant sätt att när tappen medelst dragstàngen (31) drages mot átminstone en ändyta (36) pà det inre röret (30') pressas utspràngen isär i inbördes motsatta rikt- ningar för fästande av verktygsadaptern i fastspännings- anordningen, och av, att ett antal relativt dragstàngen (31) fjädrande partier (44,45) är förskjutbart lagrade kring dragstàngen (31), vilka partier (44,45) är anord- nade sa att de vid tappens inpassande över den utskjutna dragstàngens (31) ändparti (40) kvarhàller kamytorna i anliggning mot varandra och av, att i huvudsak all ex- pansion av utspràngen upptas av en kring dragstàngen (31) anordnad, i det inre röret (30') förskjutbar hylsa (32).

7. Verktygskoppling enligt krav 6, t e c k n a d av, att partierna (44,45) är anbringade pà en pà dragstàngen (31) förskjutbart lagrad, cylin- drisk hylsa (32) och utskjuter tvà pà var sida om för- tjockningen (40) och av, att partierna (44,45) har an- slagsytor (46,47) vilka är anordnade i ett plan som är vinkelrätt mot centrumlinjen (CL) och sa placerade att Känne- tappen (12), vid applicering i fastspänningsanordningen, förflyttar hylsan (32) i riktning in i hàllarkroppens (30) hàlrum (35).

8. Verktygskoppling enligt krav 6 eller 7, k ä n - n e t e c k n a d av, att förtjockningen (40) vid àt- minstone dess ena ände är koniskt utformad bildande en äntringskona (41) och att hylsans (32) anslagsytor (46, 47) pá liknande sätt har äntringsfaser (48) vilka är placerade i ett plan som àtminstone delvis skär genom förtjockningens äntringskona (41). 10 15 20 25 30 35 455 059 10

9. Verktygskoppling enligt krav 6, t e c k n a d k ä n n e - av, att partierna är avfjädrade emot en i dragstàngen stelt infäst hylsa,vilka anligger mot tappens ändyta eller mot urtagningar i denna. 1

10. Verktygskoppling enligt nagot av krav 6 - 9, k ä n n e t e c k n a d av, att förtjockningen (40) är utformad med en eller flera centralt placerade ur- tagningar eller med en eller flera centralt placerade fjädrande klackar.