CS216991B1 - Nástroj s automatickou výměnou pracovních nástavců - Google Patents

Abstract

Účelem vynálezu je jednoduchý a spo ­ lehlivý nástroj s automatickou výměnou pra ­ covních nástavců, zejména u souřadnicových obráběcích strojů numericky řízených. Podstata vynálezu spočívá v tom, že pracovní nástavce jsou upnuty na základní držák pomoci závitového spoje. Předání pra ­ covního nástavce ze základního držáku do zásobníku pracovních nástrojů se provádí reverzací otáček. Upnutí pracovního nástav ­ ce v zásobníku je též pomocí závitového spoje, který má opačný smysl stoupání opro­ ti závitu základního držáku. Výměna je ří ­ zena pouze naprogramovanými pohyby vřetena a naprogramovaným smyslem otáčení. Středící kuželová nebo válcová plocha zajištuje přesné a tuhé upnutí pracovního nástavce se základním držákem. Vynález umožňuje využít každý již vy ­ robený numericky řízený souřadnicový stroj jako obráběcí centrum.

Description

Vynález se týká nástroje s automatickou výměnou pracovních nástavců, zejména pro souřadnicové obráběcí stroje numericky řízené.

Dosud známé nástroje s výměnou pracovních nástavců jsou provedeny tak, že spoj mezi , základním držákem a pracovním nástavcem je proveden pomocí různých bajonetových úchytů, šroubů a závitových spojení. Uvedené nástroje mají základní nevýhodu v tom, že výměna pracovního nástavce, tj. většinou řezného nástavce na základní držák se provádí manuálně. Žádný dosud známý nástroj složený ze základního držáku a pracovního nástavce ani jiný dosud známý rychlovýměnný systém pracovních nástavců neprovádí výměnu pracovního nástavce automaticky, bez zásahu obsluhy obráběcího stroje. Zvláště u strojů pracujících v automatickém cyklu je ruční zásah nevýhodný, nebol právě v důsledku nutnosti přítomnosti obsluhy stroje při manuálních výměnách pracovních nástavců, nemůže numericky řízený stroj pracovat v automatickém cyklu bez přítomnosti obsluhy, popřípadě není možno využít obsluhy vícestrojové. Kromě toho, každé přerušení automatického cyklu obráběcího stroje manuálním zásahem velmi nepříznivě ovlivňuje jeho produktivitu.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje vynález, jímž je nástroj s automatickou výměnou pracovních nástavců, zejména pro souřadnicové obráběcí stroje numericky řízené, jehož podstata spočívá v tom, že pracovní nástavec má vytvořen vnější nebo vnitřní závit upínací a koncentricky proti němu má pracovní nástavec vytvořen závit odstavný, který je opačného smyslu stoupání než závit upínací. Proti upínacímu závitu pracovního nástavce je vytvořen upínací závit základního držáku, který je pevně upnutý ve vřetenu obráběcího stroje. Proti odstavnému závitu pracovního nástavce je vytvořen odstavný závit zásobníku pracovních nástavců.

Pro přesnost a tuhost spojení základního držáku je výhodné, aby na pracovním nástavci, základním držáku a zásobníku byly vytvořeny válcové nebo kuželové středící plochy. Dále je výhodné, aby v zásobníku pracovních nástavců byla vytvořena neotočná axiálně odpružená objímka s odstavným závitem. Na závitech a středících plochách jsou vytvořeny drážky.

Nástroj podle vynálezu zcela jednoduchým způsobem automaticky vyměňuje pracovní nástavce na základní držák pevně upnutý ve vřetenu obráběcího stroje. Při vyhledání, výměně a upnuti pracovních nástavců není třeba přítomnosti obsluhy obráběcího stroje. Výměna se provádí bez vykonávání vedlejších pracovních pohybů a je řízena pouze programovanými pohyby vřetena a programovaným smyslem otáčeni základního držáku upnutého ve vřetenu obráběcího stroje. Informační prvky pro výměnu pracovních nástavců jsou stejného charakteru, jako informační prvky pro obrábění. Závitový spoj a středící kuželová nebo válcová plocha zajišťuje přesné a tuhé upnutí pracovního nástavce na základní držák, které je schopné přenést veškeré řezné sily. Nástroj umožňuje na jednom typorozměru základního držáku ustavovat pracovní nástavce pro značný průměrový rozsah a je možno na něj rychle a přesně ustavit velký počet typů nástrojů a dle potřeby i prodlučovacích členů. Systém spojení pomocí závitových spojů a přesného středícího kuželu nebo čepu umožňuje pomocí univerzálních redukcí při různém provedení upínačů nástrojů jednotlivých výrobců zaměnitelnost a možnost automaticky skládat nástroj pomocí několika závitových spojů. Výměnou základního držáku je možno celý systém pracovních nástavců podle vynálezu široce používat ve všech druzích dutin vřeten obráběcích strojů.

Nástroj je univerzální pro použití na různých druzích obráběcích strojů a přispívá k vyřešeni unifikace a typizace nástrojových systémů. Integrovaný způsob upínání podstatně zvyšuje užitnou hodnotu nástroje, pro výrobce znamená zúžení sortimentu a splňuje důležitý požadavek při optimalizaci obráběcích nástrojů, to je používá konstrukčně jednoduchých prvků a je univerzální u všech typů druhů a velikostí. Další výhoda spočívá v tom, že základním držákem je možno jednoduchým způsobem přivést chladicí kapalinu pro chlazení nástrojů a obrobků i v těch případech, kdy ji nelze přivést vřetenem obráběcího stroje.

Vynález mění dosavadní kategorie numericky řízených obráběcích strojů, neboť aplikací vynálezu je možno každý již vyrobený numericky řízený souřadnicový stroj využít jako obráběcí centrum, které je charakterizováno automatickou výměnou nástrojů.

Příkladné provedeni nástroje podle vynálezu je znázorněno na přiloženém výkresu, kde na obr. 1 je pracovní nástavec tvořený nástrojem malého průměru a velké délky v odstavné poloze v zásobníku, před výměnou na základní držák, na obr. 2 je pracovní nástavec tvořený nástrojem velkého průměru a malé délky při ustavení na základní držák a na obr. 3 jsou příkladně zobrazeny dvě z několika možných alternativ nástrojových nástavců.

Nástroj s automatickou výměnou pracovních nástavců pro souřadnicové obráběcí stroje sestává z pracovního nástavce J_, který je umístěn v odstavné poloze v zásobníku J. Pracovní nástavec J. má vytvořen upínací závit 11 a koncentricky proti němu pracovní nástavec J_ má vytvořen odstavný závit 12, který je opačného smyslu stoupání než upínací závit 11. Proti upínacímu závitu 1 i pracovního nástavce i je vytvořen upínací závit 21 základního držáku 2, který je pevně upnutý ve vřetenu obráběcího stroje. Proti odstavnému závitu 12 pracovního nástavce i je vytvořen odstavný závit 31 v zásobníku pracovních nástavců 1· Je výhodné, aby v zásobníku J pracovních nástavců J. byla vytvořena radiálně zajištěná objímka 32 s odstavným závitem 31 . která je axiálně odpružená pružinou 33. Pracovní nástavec J_ je středěn kuželovými, popřípadě válcovými středícími plochami 111. 121. 211. 311. Pro odstranění případných nečistot mezi závity 1 2. 31 a středícími plochami 121. 311 jsou na odstavném závitu 12 a středící ploše 121 vytvořeny drážky £. Pracovní nástavec J_ může být tvořen nástrojem, nebo může být tvořen pouzdrem, popřípadě nástavcem nebo redukcí pro ustavení konvenčního nástroje.

Nástroj podle vynálezu pracuje tak, že základní držák 2 s upínacím závitem 21 pevně ustavený ve vřetenu obráběcího stroje se v automatickém cyklu ustaví proti souřadnicím pracovního nástavce 1, který je umístěný v zásobníku J. Pří otáčení základního držáku 2 v pracovním smyslu dojde k zašroubování upínacích závitů 11 . 21. Za nezměněného smyslu otáčení se následně provede vyšroubování odstavných závitů 12. 31 a tím dojde k oddělení pracovního nástavce i od zásobníku J. Pracovní nástavec J. provede za nezměněného, to je pracovního smyslu otáčení v automatickém cyklu pracovní operaci a po dokončeni operace se základní držák 2 s pracovním nástavcem J. ustaví v automatickém cyklu proti souřadnicím odstavného závitu 11 zásobníku 1 a reverzací smyslu otáčení základního držáku 2 se provede analogickým postupem předání pracovního nástavce J_ do zásobníku J. V řídicím programu je výhodné výměnu jednotlivých pracovních nástavců programovat algoritmicky a vlastní výměnu provést, pokud to typ nástavce umožňuje, axiálním namáčknutím odpružené objímky 32 zásobníku 1 o délku závitu a potom pouze otáčením v příslušném smyslu provést výměnu pracovního nástavce

Nástroj podle vynálezu lze výhodně uplatnit u všech souřadnicových obráběcích. strojů programově řízených, které jsou vybaveny předvolbou nebo automatickým nastavováním souřadnic například vrtačky, frézky a vyvrtávačky. Nástroj je výhodné použít i u obráběcích center při výměnách nástrojů, které vzhledem k jejich rozměru nelze umístit do zásobníku nástrojů obráběcího centra, nebo v případě, že při obrábění je nutné chladit obrobek a nástroj a chladicí kapalinu nelze přivést vřetenem obráběcího centra.

Claims (6)

1. Nástroj s automatickou výměnou pracovních nástavců, zejména pro souřadnicové obráběcí stroje numericky řízené, vyznačený tím, že pracovní nástavec (1) má vytvořen vnější nebo vnitřní upínací závit (11) a koncentricky proti němu má pracovní nástavec (1) vytvořen odstavný závit (12), který je opačného smyslu stoupání než upínací závit (11), přičemž pro upínací závit (11) pracovního nástavce (1) je vytvořen upínací závit (21) základního držáku (2) pevně upnutého ve vřetenu obráběcího stroje a pro odstavný závit (12) pracovního nástavce (1) je vytvořen odstavný závit (31) zásobníku (3) pracovních nástavců (1).

2. Nástroj podle bodu 1, vyznačený tím, že na pracovním nástavci (1), základním držáku (2) a zásobníku (3) jsou vytvořeny kuželové, popřípadě válcové středící plochy (111, 121, 211, 311).

3. Nástroj podle bočů 1 a 2, vyznačený tím, že v zásobníku (3) pracovních nástavců (1) je vytvořena radiálně zajištěná objímka (32) s odstavným závitem (31), která je axiálně odpružená pružinou (33).

4. Nástroj podle bodů 1 dě středících plochách (111, až 3, vyznačený tím, že na závitech (11, 12, 21 121, 211, 311) jsou vytvořeny drážky (4).

31), popřípa

5. Nástroj podle bodů 1 až 4, vyznačený tím, že pracovní nástavec (1) je tvořený nástrojem.

6. Nástroj podle bodů 1 až 4, drem, popřípadě redukcí k ustavení vyznačený tím, že pracovní nástavec (1) je nástroje.