CS264875B1

CS264875B1 - A mandrel with chucking sleeve

Info

Publication number: CS264875B1
Application number: CS872640A
Authority: CS
Inventors: Otto Skirka
Original assignee: Otto Skirka
Priority date: 1987-04-14
Filing date: 1987-04-14
Publication date: 1989-09-12
Also published as: CS264087A1

Abstract

Řešení se týká konstrukčního uspořádání trnu opatřeného rozpínacím pouzdrem, určeného pro upínání součástí, zejména rotačních. Přináší jednoduché provedení trnu nenáročné na výrobu, zajištující dokonalé uložení rozpínacího pouzdra. Jeho podstata spočívá v tom, že kuželová stopka trnu přechází v nákružek s dosedací plochou, na niž navazuje středová závitová část, na ni osazená válcová část a dále kuželová část. Na středové závitové části je našroubován opěrný kroužek opatřený čelním vybráním, v němž je uloženo rozpínaci pouzdro, přičemž trn je dále opatřen čelním válcovým vybráním, v jehož dnu je vytvořen závitový otvor. V čelním válcovém vybrání je uložen kalibrovaný dřík pomocného trnu našroubovaného v závitovém otvoru, v jehož hlavové části je vytvořen naváděcí kužel a mimoto otočný prostředek, jako šestihran.The solution relates to the structural arrangement a mandrel provided with an expansion sleeve designed for clamping components, especially rotary. It brings a simple design of the mandrel easy to manufacture, ensuring perfect placing the expansion sleeve. Its essence the taper shank of the mandrel passes into shoulder with bearing surface, on followed by a central threaded part on it fitted cylindrical part and conical part. It is screwed on the central threaded part support ring with frontal recess in which the expansion sleeve is mounted, wherein the mandrel is further provided with a front cylindrical recess, at the bottom of which a threaded bore is formed. Calibrated in the front cylindrical recess an auxiliary mandrel stem screwed in the threaded hole in which the head is a guide cone is formed and, in addition, a rotary means, as hexagon.

Description

Vynález se týká konstrukčního uspořádání trnu opatřeného rozpínacím pouzdrem, určeného pro upínání součástí, zejména rotačních.The invention relates to a construction of a mandrel provided with an expansion sleeve intended to clamp parts, in particular rotary parts.

Ve strojírenské výrobě se často vyskytují případy, kdy je zapotřebí rotační součástku upnout v obráběcích zařízeních a provést další její opracování anebo uskutečnit kontrolní proměření. Takové upnutí se provádí prostřednictvím válcového otvoru, kterým je rotační součást umístěná na kuželových trnech a rožpínacích pouzdrech upevňovaných v soustruzích, frézách, bruskách a v podobných zařízeních.In mechanical engineering, there are often cases where it is necessary to clamp a rotating part in a machine tool and carry out further machining or to carry out a control measurement. Such clamping is effected by means of a cylindrical bore, which is a rotating component disposed on conical mandrels and chucks mounted in lathes, milling machines, grinders and the like.

Jsou známy trny s rozpínacími pouzdry, zvláště uvedené v ČSN 24 3360 a ČSN 24 3378, které jsou za účelem upínání opatřeny stopkou anebo důlky k upínáni do hrotů a kterých se doposud k uvedenému opracování rotačních součástí běžně používá. Trny se stopkou jsou opatřeny ustavovací maticí našroubovanou na středním válcovém tělese navazujícím na stopku, o kterou se opírá kroužek uložený na kuželi. Kužel je vytvořen ve směru podélné osy stopky, přičemž na jeho konci je uloženo rozpínací pouzdro. Trny pro upínání do hrotů jsou opatřeny kuželem přecházejícím ve střední válcové těleso,.na kterém je našroubována ustavovací matice. Na kuželi je uloženo rozpínací pouzdro opatřené na straně přilehlé k ustavovací matici nákružkem opírajícím se o ustavovací matici. Čela trnu jsou pak opatřena důlky pro uložení do hrotů obráběcího stroje.There are known mandrels with expanding sleeves, especially mentioned in ČSN 24 3360 and ČSN 24 3378, which are provided with a shank or pits for clamping in the tips for the purpose of clamping, and which are hitherto commonly used for the machining of rotating parts. The shank mandrels are provided with an adjusting nut screwed onto the central cylindrical body adjacent to the shank on which the cone bearing ring rests. The cone is formed in the direction of the longitudinal axis of the shank, with an expanding sleeve mounted at its end. The mandrels are provided with a cone extending into a central cylindrical body onto which the adjusting nut is screwed. On the cone there is an expansion sleeve provided with a collar on the side adjacent to the adjusting nut supported on the adjusting nut. The mandrel faces are then provided with dimples to be inserted into the machine tool tips.

Při upínání součásti se rozpínací pouzdro, které má kuželový otvor shodný s kuželem upínacího trnu, posouvá po tomto trnu, čímž se rozpíná, až pevně upne součást. Při tomto upínání se vyloučí tolerance otvoru obrobku, takže se ustaví do osy rotace. Má-li však být, například kontrolovaná součást, přesně ustavena, je nezbytně nutné, aby její otvor byl dokonale válcový. Sebemenší kuželovitost otvoru totiž nepříznivě ovlivní přesnost měření, nebot dovolí vyklonění obrobku od osy rotace upínacího trnu. Je to způsobeno tím, že rozpínací pouzdro se rozpíná po celé své délce naprosto stejnoměrně, takže nemůže vyloučit vůli, která vznikne mezi případným minimálním a maximálním rozměrem mírně kuželovitého otvoru. Proto přesnost při měření anebo obrábění za použití těchto trnů není vždy zcela vyhovující. Zvláště pak nemohou vyhovět při kontrolování čelního házení přesných ozubených kol, kde dovolená házivost se obvykle pohybuje v rozsahu několika tisícin milimetru.When clamping a part, the expanding sleeve having a conical bore identical to the cone of the clamping mandrel is displaced along the mandrel, thereby expanding until the part is firmly clamped. This clamping eliminates the tolerance of the workpiece hole so that it is aligned to the axis of rotation. However, if the part to be inspected, for example, is to be precisely positioned, it is imperative that its opening is perfectly cylindrical. Indeed, the slightest conicity of the hole will adversely affect the accuracy of the measurement, since it allows the workpiece to be tilted away from the axis of rotation of the arbor. This is due to the fact that the expansion sleeve expands completely uniformly over its entire length so that it cannot eliminate the play that occurs between the possible minimum and maximum dimensions of the slightly tapered bore. Therefore, accuracy when measuring or machining using these mandrels is not always entirely satisfactory. In particular, they cannot satisfy the control of front runout of precision gears, where the allowable runout is usually in the range of several thousandths of a millimeter.

Dále jsou známá zařízení poskytující velmi kvalitní upínání součástí, u nichž je použito dvou protilehlých kuželových ploch, na kterých je uloženo rozpínací pouzdro. Tato zařízení jsou za tím účelem konstruována podle charakteru opracovávané součásti a v závislosti na tom jsou různě složitá.Further, there are known devices providing high-quality clamping of components in which two opposing conical surfaces are used on which the expansion sleeve is supported. To this end, these devices are designed according to the nature of the workpiece to be machined and, accordingly, are of different complexity.

Další zdokonalení v řešení přesného uložení součástí představuje trn s rozpínacím pouzdrem pro upínání součástí zejména rotačních, který je opatřen kuželovou stopkou anebo důlky pro jeho uloženi do obráběcího, měřicího a podobného zařízení, kde rozpínací pouzdro je na vnitřním průměru opatřeno protilehlými kuželovými plochami, jednou dosedající na odpovídající vodicí kužel trnu, zatímco na druhou dosedá odpovídající naváděcí kužel pomocného trnu.A further improvement in the solution of precision component placement is a mandrel with an expansion sleeve for clamping of especially rotary parts, which is provided with a conical shank or pits for its placement in a machining, measuring and similar device, where the expanding sleeve is provided with opposite conical faces. the corresponding guide cone of the mandrel, while the second guide cone of the auxiliary mandrel bears on the other.

Jeho podstata spočívá v tom, že kuželová stopka trnu přechází v nákružek s dosedaci plochou, na niž navazuje středová závitová část, na ni osazená válcová část a dále kuželová část. Na středové závitové části je našroubován opěrný kroužek opatřený čelním vybráním, v němž je uloženo rozpínací pouzdro, přičemž trn je dále opatřen čelním válcovým vybráním, v jehož dnu je vytvořen závitový otvor. V tomto čelním válcovém vybráni je uložen kalibrovaný dřík pomocného trnu našroubovaného v závitovém otvoru, v jehož hlavové části je vytvořen naváděcí kužel á mimoto otočný prostředek, například šestihran. Kalibrovaný dřík je po obvodě opatřen mazací drážkou.Its essence lies in the fact that the conical shank of the mandrel becomes a collar with a bearing surface, to which is connected the central threaded part, the cylindrical part fitted to it and further the conical part. A support ring is provided on the central threaded portion provided with a front recess in which the expansion sleeve is accommodated, the mandrel further having a front cylindrical recess in the bottom of which a threaded bore is formed. This front cylindrical recess accommodates a calibrated shaft of an auxiliary mandrel screwed into a threaded bore, the head portion of which has a guide cone and, moreover, a rotating means, such as a hexagon. The calibrated shaft has a groove on the circumference.

Výhoda tohoto konstrukčního uspořádání trnu spočívá v jeho jednoduchém provedení nenáročném na výrobu a přitom zajištující dokonalé uložení rozpínacího pouzdra. Tímto uložením bylo dosaženo vyloučení kuželovitosti otvoru opracovávané součásti umístěné na rozpínacím pouzdru, a to prostřednictvím dvou kuželů ve vnitřním jeho průměru, po kterých se samostatně posouvá jednak trn, jednak pomocý trn. Tato podmínka je zajištěna i v těch případech, kdy vnější průměr rozpínacího pouzdra není přesně válcový, což je z hlediska výrobního důležité.The advantage of this construction of the mandrel lies in its simple design, which is easy to manufacture and at the same time ensures a perfect fit of the expansion sleeve. This arrangement eliminates the conicity of the bore of the workpiece placed on the expansion sleeve by means of two cones in its inner diameter, after which the mandrel and the auxiliary mandrel are displaced separately. This condition is ensured even in cases where the outer diameter of the expansion sleeve is not exactly cylindrical, which is important from a production point of view.

Příklad provedeni trnu s rozpínacím pouzdrem je vyobrazen na přiložených výkresech, na nichž obr. 1 představuje jeho uspořádání v podélném řezu, obr. 2 nárys rozpínacího pouzdra, obr. 3 rozvinutý plášt rozpínacího pouzdra, obr. 4 půdorys rozpínacího pouzdra a obr. 5 uložení trnu v kontrolním zařízení s uloženou součástí.An exemplary embodiment of a mandrel with an expansion sleeve is shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows its arrangement in longitudinal section, Fig. 2 is a front view of the expansion sleeve, Fig. of the mandrel in the control device with the part stored.

Konstrukční uspořádání sestává z trnu 2 opatřeného kuželovou stopkou 2 P^ro uložení do otočného pouzdra 2 umístěného v tělese 4 měřicího zařízeni 5 nebo pro uložení do obráběcího a podobného stroje, například soustruhu. Kuželová stopka 2 přechází v nákružek 2 s dosedací plochou 2» ^na který navazuje středová závitová část 2· Středová závitová část 2 přechází v osazenou válcovou část 10 a dále kuželovou část 11. Na středové závitové části 2 trnu 2 je našroubován opěrný kroužek 12, který je opatřen čelním vybráním 22' ^{v n}ěmž je umístěno rozpínací pouzdro 14 s přesným vnějším válcovým povrchem 15 a několikerým podélným rozříznutím 16. Vnitřní průměr rozpínacího pouzdra 14 je na straně přilehlé k trnu 2 opatřen do poloviny své délky vodicím kuželem 17 geometricky odpovídajícím kuželové části 11 trnu 2· Provedeni vodícího kužele 17 do poloviny délky rozpínacího trnu 14 není však podmínkou. Na zbývající části vnitřního průměru rozpínacího pouzdra 14 je vytvořen posouvací kužel 18 vedený v obráceném smyslu než vodicí kužel 17.The structural arrangement comprises a mandrel provided with two tapered shank 2 P ^ro storage in the rotary sleeve 2 provided in the body 4 of the measuring device 5 or for storage in the machine, and similar machines, such as a lathe. The taper shank 2 passes into the shoulder 2 with the bearing surface 2 ^, which is connected to the central threaded part 2. The central threaded part 2 passes into the shoulder part 10 and then the conical part 11. The supporting ring 12 is screwed on the central threaded part 2. is provided with a front recess 22 ' ⁱⁿ which an expansion sleeve 14 with an exact outer cylindrical surface 15 and a plurality of longitudinal slits 16 is disposed. The inner diameter of the expansion sleeve 14 is provided halfway along the guide cone However, it is not a requirement for the guide cone 17 to be half the length of the expanding mandrel 14. On the remaining portion of the inner diameter of the expansion sleeve 14, there is formed a sliding cone 18 guided in the opposite direction than the guide cone 17.

Trn 2 j^e dále opatřen čelním válcovým vybráním 22' ^v jehož dnu je vytvořen závitový otvor 20. ^Ve válcovém vybrání 19 je uložen kalibrovaný dřík 21 pomocného trnu 22 našroubovaného prostřednictvím svorníku 22' navazujícího na kalibrovaný dřík 21, v závitovém otvoru 20 trnu 2· Pomocný trn 22 je opatřen hlavovou částí 24, v níž je vytvořen naváděcí kužel 25, který geometricky odpovídá protilehlému posouvacímu kuželi 18 rozpínacího pouzdra 14. Hlavová část 24 je opatřena otočným prostředkem 22' například šestihranem pro utahovací klíč. Kalibrovaný dřík 21 je po obvodě opatřen mazací drážkou 27.Tm 2 ^e j further has a front cylindrical recess 22 ^'in its bottom a threaded bore 20. ^In the cylindrical recess 19 is mounted a calibrated shaft 21 of the auxiliary mandrel 22 is screwed through the bolt 22' adjoining the calibrated shank 21 in the threaded hole 20 of the mandrel 2 · The auxiliary mandrel 22 is provided with a head portion 24 in which a guide cone 25 is formed, which geometrically corresponds to the opposite displacement cone 18 of the expansion sleeve 14. The head portion 24 is provided with a rotating means 22 'for example a hexagon for a tightening wrench. The calibrated shaft 21 is circumferentially provided with a lubrication groove 27.

Celé popsané uspořádání se prostřednictvím kuželové stopky 2 trnu 2 uloží do upevňovacího zařízení obráběcího, případně jiného stroje, jako v tomto případě do otočného pouzdra 2 měřicího zařízeni 2· Na rozpínací pouzdro 14 se svým válcovým otvorem uloží obráběná součást, jako v tomto případě měřená součást 22» přičemž jeho čelo dosedne na čelo opěrného kroužku 12. Nato se na otočný prostředek 26 umístí neznázorněný utahovací klíč, kterým se začne utahovat pomocný trn 22. ^při utahování se jeho naváděcí kužel 25 posouvá po protilehlém posouvacím kuželi 18 rozpínacího pouzdra 14, zatímco kalibrovaný dřík 21 pomocného trnu 22 se posouvá v čelním vybrání 19 a svorník 23 pomocného trnu 22 se zašroubovává do závitového otvoru 20 trnu 2· Současně s tímto pohybem se kuželová část 11 posouvá po vodicím kuželi 17 rozpínacího pouzdra 21· Následkem obou těchto posuvů je rozpínací pouzdro 14 rozpínáno, až se pevně rozepře ve válcovém otvoru měřené součásti. Při tomto upnutí dojde k dokonalému vyloučení jakkoliv využité tolerance i případně mírně kuželového otvoru měřené součásti 30 anebo případně opotřebovaného vnějšího průměru rozpínacího pouzdra 14.The whole described arrangement is placed by means of a conical shank 2 of the mandrel 2 in the fastening device of the machine tool or another machine, as in this case in the rotating sleeve 2 of the measuring device 2. 22, with its face abutting the face of the thrust ring 12. Thereafter, a torque wrench (not shown) is placed on the pivot means 26 to start tightening the auxiliary mandrel 22 ^. the calibrated shaft 21 of the auxiliary mandrel 22 is displaced in the front recess 19 and the bolt 23 of the auxiliary mandrel 22 is screwed into the threaded hole 20 of the mandrel 2. At the same time the cone portion 11 slides along the guide cone 17 of the expansion sleeve 21. The sleeve 14 expands until it is firmly expanded in the cylindrical bore of the workpiece. This clamping completely eliminates any used tolerance as well as the possibly slightly tapered bore of the measured component 30 or the possibly worn outer diameter of the expansion sleeve 14.

Vynálezu lze využít ve strojírenské výrobě, kde se používá trnů s rozpínacím pouzdrem pro upínání součástí, zejména rotačních, určené k dalšímu obrábění nebo jejich proměření.The invention can be used in mechanical engineering where mandrels with an expansion sleeve are used for clamping workpieces, in particular rotary ones, for further machining or measurement thereof.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A mandrel with an expansion sleeve for clamping workpieces, in particular rotary, which is provided with a conical shank or pits for its insertion into a machining, measuring or the like device, wherein the expansible sleeve is provided with opposite conical faces on its inner diameter. while the corresponding guide cone of the auxiliary mandrel bears on the other, characterized in that the conical shank (2) of the mandrel (1) merges into a collar (6) with a bearing surface (7), successively followed by a central threaded portion (8) a portion (10) and a tapered portion (11), wherein the central threaded portion (8) is supported by a support ring (12) provided with a front recess (13) with an expansion sleeve (14) inserted, the mandrel (1) further provided with a cylindrical front a recess (19), in the bottom of which a threaded bore (20) is formed, in which a calibrated shaft (21) of the auxiliary a mandrel (22) screwed into a threaded bore (20), the head portion (24) of which is provided with a guide cone (25) and a rotating means (26), such as a hexagon.

Expansion sleeve mandrel according to claim 1, characterized in that the calibrated shaft (21) is circumferentially provided with a lubricating groove (27).