CS272111B1

CS272111B1 - Device for long rotating components clamping

Info

Publication number: CS272111B1
Application number: CS877794A
Authority: CS
Inventors: Otto Skirka
Original assignee: Otto Skirka
Priority date: 1987-10-30
Filing date: 1987-10-30
Publication date: 1991-01-15
Also published as: CS779487A1

Abstract

Řešení se týká oblasti strojírenské výroby, kde se třískově opracovávají rotační součásti, zejména dlouhých rozměrů, ktéré í jsou opatřeny alespoň na jedné z čelních stran otvorem. Poskytuje přesné a zaručené upnutí opracovávané součásti v obráběcím stroji současně s jednoduchou a pohotovcu obsluhou. Podstata zařízení spočívá v tom, že v základním tělese (1), kterým se celé zařízení upíná do obráběcího stroje, je uložena přestavitelná vložka (6) na jedné čelní straně opatřená válcovým nákružkem (7) přesahujícím čelní stranu základního tělesa (1), zatímco na druhé čelní straně jsou vytvořena vybráni (9). Do těchto .vybrání (9) - zapadají výstupky (10) hlavy (11) opatřené závitovým dříkem (12) našroubovaným na vnitřním závitu (13) základního tělesa (1). Při-· ■ tom s hlavou (11) je spojen trn (16) uložený v přestavitelné vložce (6) a v rozpínacím pouzdru (18), které je umístěno v přestavitelné vložce (6). Rozpínací pouzdro (18) přesahuje válcový nákružek (7) přestavitelné vložky (6) a v této přesahující'části je opatřeno kuželovitým otvorem (24), ve kterém je uložen odpovídající kužel (25) trnu (16), dále přesahující rozpínací pouzdro (18). Konec kužele (25) je opatřen zaváděcí hlavou (26). Rozpínací pouzdro (18) je zajištěno proti pootočení zajišíovacími šrouby (20) a přestavitelná vložka (6) je zajištěna proti vysunutí příložkou (21) upevněnou k čelní straně základního tělesa (1).The solution concerns the field of engineering production, where they are machined rotationally parts, in particular of long dimensions, somewhat are provided on at least one of the front sides. Provides accurate and guaranteed clamping the machined part in the machining machine at the same time as simple and ready service. The essence of the device is that that in the basic body (1) laying whole the device is clamped into the machine tool is an adjustable insert (6) is placed on one front end with cylindrical collar (7) overlapping the front of the base body (1), while on the other face are formed selected (9). The projections (10) of the head (11) provided with the head (11) engage in these recesses (9) a threaded shank (12) screwed on the inner the thread (13) of the base body (1). Pri- • the mandrel (16) is connected to the head (11) in the adjustable insert (6) and in the expansion a housing (18) that is disposed in the adjustable insert (6). The expansion sleeve (18) extends cylindrical collar (7) adjustable of the insert (6) and in this overlapping portion provided with a tapered bore (24) in which a corresponding mandrel cone (25) is mounted (16) further extending the expansion sleeve (18). The end of the cone (25) is provided with a lead-in head (26). The expansion sleeve (18) is provided anti-twist locking screws (20) and the movable insert (6) is secured against being extended by a tab (21) fixed to the front of the base body (1).

Description

Vynález se týká konstrukčního provedení zařízení pro upínání dlouhých rotačních součástí, opatřených otvorem alespoň na jedné z jejich čelních stran.The invention relates to a structural embodiment of a device for clamping long rotating parts provided with an opening on at least one of their front sides.

Ve strojírenství se vyskytuje poměrně velký počet dlouhých rotačních součástí, které jsou opatřeny vnitřním otvorem a které je nutno v průběhu jejich opracování upnout a obro bit běžným třískovým opracováním, například soustružením. Přitom v mnohých případech činí potíže právě jejich upínání v obráběcích zařízeních, které by zaručovalo přesnou a spolehlivou výrobu takových součástí.In mechanical engineering, there are a relatively large number of long rotating parts which are provided with an inner hole and which must be clamped during machining and machined by conventional machining, for example by turning. At the same time, in many cases, it is precisely their clamping in machine tools that makes it possible to guarantee accurate and reliable production of such components.

V běžné praxi se upnutí dlouhých rotačních součástí, ať již s průběžným nebo neprůběžným otvorem, provádělo pomocí pružných segmentů posuvných na hřídeli a dotahovaných centrální maticí, přičemž pružné segmenty obecných tvarů se upínaly za odpovídající tvar vnitřního průměru těchto součástí. Bylo však zjištěno, že po rozepnutí předních segmentů se natolik zvětšil odpor proti jejich posunutí, že další pružné segmenty zůstaly v nerozepnutém stavu. Součást tak byla upnuta jen u jednoho konce, čímž byla ovlivněna přesnost obrábění, navíc nebylo takové upínání bezpečné.In common practice, the clamping of long rotating parts, whether with a continuous or non-continuous hole, was performed by means of resilient segments sliding on the shaft and tightened by a central nut, the resilient segments of general shapes being clamped behind the corresponding shape of the inner diameter of these parts. However, it has been found that after the front segments have been opened, the resistance to displacement has increased to such an extent that the other resilient segments have remained in the open state. The part was thus clamped at only one end, which affected the machining accuracy, moreover, such clamping was not safe.

Dokonalejším zařízením je upínací trn sestávající z otočně uloženého kleštinového trnu umístěného v pinole koníku, který svírá jeden konec rozpínacího trnu, na který se ukládá upínaná obráběná součást. Druhý konec rozpínacího trnu je potom upnut ve sklíčidle soustruhu. Konkrétní provedení je vytvořeno tak, že na volném konci kleštinového trnu je upravena kleština, opatřená na svém vnějším povrchu závitem přecházejícím do kuželového zakončení svíraného kuželovou maticí. Ve vnitřním otvoru má kleština vytvořen vývrt, ve kterém je uložen jedním koncem trubkovitý rozpínací trn, zatímco jeho druhý konec je osazenou upínací částí uložen ve sklíčidle soustruhu. Uvnitř rozpínacího trnu je posuvně uložen upínací mechanismus, na kterém jsou, upraveny shodně kuželové plochy, na které dosedají rozpínací kolíky. Tyto kolíky jsou uloženy ve sxěně rozpínacího trnu a jsou přestavitelné uloženy v kolmém směru na zmíněné kuželové plochy. Druhý konec rozpínacích kolíků se opírá o vnitřní průměr pružného upínacího kroužku axiálně vedeného na rozpínacím trnu v jeho prstencovém zápichu. Proti pootočení je upínací kroužek zajištěn polohovacím kolíkem zasahujícím ze stěny rozpínacího trnu do drážky, přetínající stěnu upínacího kroužku.A more advanced device is a clamping mandrel consisting of a rotatably mounted collet mandrel located in the tailstock quill, which grips one end of an expansion mandrel on which the workpiece to be clamped is placed. The other end of the expansion mandrel is then clamped in the lathe chuck. The specific embodiment is formed in such a way that a collet is provided at the free end of the collet mandrel, provided on its outer surface with a thread passing into a conical end clamped by a conical nut. In the inner hole, the collet has a bore in which a tubular expansion mandrel is accommodated at one end, while its other end is accommodated in a lathe chuck by a fitted clamping part. A clamping mechanism is slidably mounted inside the expansion mandrel, on which conical surfaces on which the expansion pins abut are arranged in the same way. These pins are mounted in the wall of the expansion mandrel and are adjustable in a direction perpendicular to said conical surfaces. The other end of the expansion pins bears on the inner diameter of the resilient clamping ring axially guided on the expansion mandrel in its annular recess. The clamping ring is secured against rotation by a positioning pin extending from the wall of the expansion mandrel into a groove intersecting the wall of the clamping ring.

I když se popsané zařízení k uvedenénu účelu dá použít a z hlediska výrobního je mož né předpokládat, že bude plnit funkci, jeví se jeho uspořádání jako poměrně složité. Zvláště se to týká uspořádání rozpínacích kolíků a upínacích kroužků, kde vznikají výrobní potíže, ale i nedostatky funkčního charakteru.Although the described device can be used for this purpose and from the production point of view it can be assumed that it will fulfill its function, its arrangement appears to be relatively complicated. This applies in particular to the arrangement of the expansion pins and clamping rings, where production difficulties arise, but also shortcomings of a functional nature.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro upínání dlouhých rotačních součástí podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že v základním tělese, ve směru jeho podélné osy, je vytvořen kuželový otvor, přecházející do válcového vymezovacího otvoru, dále přecházejícího v úložný otvor, ve kterých je uložena přestavitelná vložka, opatřená na jedné čelní straně válcovým nákružkem přesahujícím čelní stranu základního tělesa. Na druhé čelní straně přestavitelná vložky jsou vytvořena vybrání, do kterých zapadají výstupky hlavy, umístěné v úložném otvoru a opatřené závitovým dříkem našroubovaným ve vnitřním závitu základního tělesa. Přitom s hlavou je spojen, například kolíkem, trn uložený ve směru podélné osy základního tělesa v podélném otvoru přestáv!telné vložky a v rozpínacím pouzdru umístěném v přestavitelná vložce, jejíž válcový nákružek rozpínací pouzdra přesahuje. Vnitřní otvor této přesahující části rozpínacího pouzdra je opatřen kuželovitým ot\orem, ve kterém je uložen odpovídající kužel trnu, dále přesahující rozpínací pouzdro, kde je opatřen zaváděcí hlavou. Rozpínací pouzdro je proti pootočení zajištěno zajišťovacími šrouby radiálně rozmístěnými po obvodě válcového nákružku a přestavitelná vložka je zajištěna proti vysunutí příložkou upevněnou šrouby k čelní straně základního tělesa.The above-mentioned drawbacks are eliminated by the device for clamping long rotating parts according to the invention, the essence of which consists in forming a conical hole in the base body, in the direction of its longitudinal axis, passing into a cylindrical delimiting hole, further passing into a receiving hole an adjustable insert is provided, provided on one front side with a cylindrical collar extending beyond the front side of the base body. On the other front side of the adjustable insert, recesses are formed in which the head projections, which are located in the receiving hole and provided with a threaded shaft screwed into the internal thread of the base body, fit. In this case, a mandrel is connected to the head, for example by a pin, in the direction of the longitudinal axis of the base body in the longitudinal opening of the adjustable insert and in an expansion sleeve located in the adjustable insert, the cylindrical collar of which extends beyond the expansion sleeve. The inner opening of this protruding part of the expansion sleeve is provided with a conical hole in which a corresponding mandrel cone is accommodated, further extending beyond the expansion sleeve, where it is provided with an insertion head. The expansion sleeve is secured against rotation by locking screws radially spaced around the circumference of the cylindrical collar, and the adjustable insert is secured against sliding out by an attachment fixed by screws to the front side of the base body.

CS 272111 BlCS 272111 Bl

Výhoda zařízení spočívá především v přesném a zaručeném upnutí opracovávané součásti v obráběcím stroji. Vzhledem k tomu, že vlastní konstrukční uspořádání je jednoduché, je i obsluha při upínání obrobku jednoduchá a velmi pohotová.The advantage of the device lies primarily in the precise and guaranteed clamping of the workpiece in the machine tool. Due to the fact that the actual construction is simple, the operation is also simple and very quick when clamping the workpiece.

Příklad zařízení pro upínání dlouhých rotačních součástí je vyobrazen na připojeném výkrese, kde na obr. 1 je nárys v podélném řezu, a na obr. 2 je příčný řez vedený v rovině A-A.An example of a device for clamping long rotating parts is shown in the attached drawing, where Fig. 1 is a front view in longitudinal section, and Fig. 2 is a cross section taken in the plane A-A.

Zařízení sestává ze základního tělesa 2 opatřeného kuželovou stopkou 2 pro uložení do neznázorněného vřetena, například kopírovacího soustruhu. Od čelní strany základního tělesa 2 je ve směru jeho podélné osy ,0 vytvořen kuželový otvor 2 přecházející do válcového vymezovacíhe otvoru 4, který dále přechází v úložný otvor 2· ^v úložném otvoru 5 a v kuželovém otvoru 2 je uložena přestavitelně vložka £, na jedné čelní straně opatřená válcovým nákružkem 2i který základní těleso 2 ^v místech jeho čelní strany strany přesahuje. Na obvodě válcového nákružku 2 jsou vytvořeny plošky 2 pro nasazení montážního klíče. Druhá čelní strana přestavitelně vložky 6. umístěné uvnitř základního tělesa 2 ^má vytvořena dvě protilehlá vybrání 2, do kterých zapadají tvarově odpovídající výstupky 10 hlavy 22 umístěné v úložném otvoru 2· Toto spojení má charakter zubové spojky. Hlava 11 je opatřena dříkem 12 se závitem našroubovaným ve vnitřním závitu 13 základního tělesa 2> kterým zasahuje do otvoru 14 vytvořeného v místě čela kuželové stopky 2 základního tělesa. S hla vou 11 je spojen, například prostřednictvím kolíku 15 trn 16. Trn 16 je uložen ve směru podélné osy 0 základního tělesa 2 ^v podélném otvoru 17 přestavitelně vložky 2 a dále v rozpínacím pouzdru 18, které je umístěné v rozšířeném podélném otvoru 17 přestavitelně vložky £. Rozpínací pouzdro 18 se opírá o dno 19 rozšířeného podélného otvoru 22· Proti pootočení je rozpínací pouzdro 18 zajištěno zajišťovacími šrouby 20 radiálně rozmístěnými po obvodě válcového nákružku 2· Zajišťovací šrouby 20 jsou proti vysunutí zajištěny příložkou 21, a to stěnou jejího středového otvoru 22. Příložka 21 je šrouby 23 upevněna k čelní straně základního tělesa 2> čímž současně zajišťuje přestavitelnou vložku 6_ proti vysunutí ze základního tělesa 2·The device consists of a base body 2 provided with a conical shank 2 for mounting in a spindle (not shown), for example a copying lathe. From the front side of the base body 2, a conical hole 2 is formed in the direction of its longitudinal axis 10, extending into a cylindrical delimiting hole 4, which further passes into a receiving hole 2 ^{in the} receiving hole 5 and an insert 6 is adjustably mounted in the conical hole 2. provided with a cylindrical collar 2i which ^{protrudes beyond the base body 2 at the} locations of its front side. On the circumference of the cylindrical collar 2, surfaces 2 are formed for inserting the assembly key. A second front side adjustable pad 6 located inside the basic body ^{2, m} and provided with two opposing recesses 2, into which engage correspondingly-shaped projections 10 of the head 22 disposed in the receiving opening 2 · This connection has the character of a gear coupling. The head 11 is provided with a shank 12 with a thread screwed into the internal thread 13 of the base body 2, through which it engages in a hole 14 formed at the face of the conical shank 2 of the base body. A mandrel 16 is connected to the head 11, for example by means of a pin 15. The mandrel 16 is mounted in the direction of the longitudinal axis 0 of the base body 2 ^{in the} longitudinal opening 17 of the adjustable insert 2 and further in an expansion sleeve 18 located in the extended longitudinal opening 17 of the adjustable insert. £. The expansion sleeve 18 rests on the bottom 19 of the widened longitudinal opening 22. The expansion sleeve 18 is secured against rotation by locking screws 20 radially spaced around the circumference of the cylindrical collar 2. 21 is fastened to the front side of the base body 2 by screws 23, which at the same time secures the adjustable insert 6 against sliding out of the base body 2.

Rozpínací pouzdro 18 přesahuje válcový nákružek 2 přestavitelně vložky 6_, přičemž na vnitřním průměru této přesahující části je vytvořen kuželový otvor 24, ve kterém je uložen odpovídající kužel 25 trnu 16 Trn 16 rozpínací pouzdro L8 přesahuje a na této přesahující části je opatřen zaváděcí hlavou 26, jejíž vnější průměr je menší, než vnitřní průměr otvoru 27 opracovávané součásti 28.· Rozpínací pouzdro 18 je v podélném směru, z důvodů pružení, opatřeno několikerým naříznutím, na výkrese neznázorněným.The expansion sleeve 18 extends beyond the cylindrical collar 2 of the adjustable insert 6, a conical hole 24 being formed on the inner diameter of this protruding part, in which the corresponding cone 25 of the mandrel 16 is mounted. whose outer diameter is smaller than the inner diameter of the opening 27 of the workpiece 28. The expansion sleeve 18 is provided in the longitudinal direction, for reasons of springing, with several notches, not shown in the drawing.

Upnutí opracovávané součásti 28 v popsaném zařízení se provádí tak, že se nejdříve prostřednictvím jejího vnitřního otvoru 27 nasune na zaváděcí hlavu 26 trnu 16 a jemným dotažením se podepře neznázorněným upínacím hrotem, 'například koníku soustruhu. Potom se na plošky 2 přestavitelně vložky 2 umístí muntážní klíč a pootáčením ve směru hodinových ručiček se touto přestavitelnou vložkou 2 otáčí. Při tomto pohybu unáší přestavitelná vlĚka 2 prostřednictvím vybrání £ a výstupků 10 hlavu 21s jehož dřík 12 se zašroubovává do vnitřního závitu 13 základního tělesa 2· Současně s tím, vzhledem k tomu, že hlava 11 je spojena pomocí kolíku 15 s trnem 2á> začne se v podélném otvoru 17 přestavovat trn 2á>._^ato ve stejném směru jako hlava 21· Tím ^se také začne posouvat kužel 25 trnu 16 v kuželovitém otvoru 24 j.ozpínacího pouzdra 18, které se tím začne rozpínat. Při rozpínání tak dosedne svým vnějším průměrem do vnitřního otvoru 27 opracovávané součásti 28 a upevní ji. Přitom také dojde k dosednutí přestavitelně vložky 2 do kuželovitého otvoru 2 základního tělesa 2 a k jejich pevnému spojení zastávající funkci kuželové třecí spojky.Clamping of the workpiece 28 in the described device is performed by first sliding the mandrel 16 onto the insertion head 26 through its inner hole 27 and supporting it by gentle tightening with a clamping tip (not shown), for example of a lathe tailstock. Then a mounting wrench is placed on the surfaces 2 of the adjustable insert 2 and rotated clockwise by rotating the adjustable insert 2. During this movement, the adjustable wolf 2 carries through the recess 6 and the projections 10 a head 21s whose shaft 12 is screwed into the internal thread 13 of the base body 2. At the same time, since the head 11 is connected by a pin 15 to the mandrel 2a, in the longitudinal bore 17 of the mandrel 2a converting> ._ ^and in ^the same direction as the head 21 · this ^also begins to move the cone 25 of the mandrel 16 in a conical hole 24 j.ozpínacího sleeve 18, which thus begins to expand. During expansion, it thus rests with its outer diameter on the inner hole 27 of the workpiece 28 and secures it. In this case, the insert 2 also adjusts in an adjustable manner into the conical opening 2 of the base body 2 and is firmly connected to the function of a conical friction clutch.

Po spuštění stroje přenáší tato spojka kroutící moment vyvozený řezným odporem. K to mu napomáhá přítlačná síla F působící ve směru podélné osy 0, vzniklá tlakem hrotu koníku soustruhu a také řezným odporem, které mají příznivý vliv na funkci této spojky, a tím naAfter starting the machine, this clutch transmits the torque derived by the cutting resistance. This is aided by the pressing force F acting in the direction of the longitudinal axis 0, caused by the pressure of the tip of the lathe tailstock and also by the cutting resistance, which have a favorable effect on the function of this coupling, and thus on

CS 272111 Bl celý upínací mechanismus.CS 272111 B1 complete clamping mechanism.

Takto upnutá součást 28 se opracuje běžnými způsoby třískového obrábění.The component 28 thus clamped is machined by conventional machining methods.

Po opracování se upnutá součást 28 sejme ze stroje opačným způsobem. To znamená, že montážním klíčem, otáčením proti směru hodinových ručiček, se přestaví přestavitelná vlož ka £ a spolu s ní celý trn 16. Kužel 25 trnu 16 se vysune z kuželovitého otvoru 24, čímž se uvolní nepružené rozpínací pouzdro 18 které „volní součást 28. Potom se odsune hrot koníku soustruhu a součást 28 se z tohoto rozpínacího pouzdra 18 sejme.After machining, the clamped member 28 is removed from the machine in the opposite manner. That is, by turning the counterclockwise assembly key, the adjustable insert £ is adjusted and with it the entire mandrel 16. The cone 25 of the mandrel 16 slides out of the conical hole 24, thereby releasing the unsprung expansion sleeve 18 which "loose part 28" Then the tip of the tailstock of the lathe is moved and the part 28 is removed from this expansion sleeve 18.

Další funkce uložení, upnutí a sejmutí součásti 28 se opakuje způsobem, jak bylo popsáno.The other functions of storing, clamping and removing the part 28 are repeated as described.

Vynálezu lze využít ve strojírenské výrobě při třískovém opracování rotačních součástí 28, zejména dlouhých, které jsou opatřeny alespoň na jedné z čelních stran otvorem 27.The invention can be used in mechanical engineering in the machining of rotating parts 28, in particular long ones, which are provided with an opening 27 on at least one of the end faces.

Claims

Device for clamping long rotating parts, comprising a mandrel with an expansion sleeve housed in a base body provided with a cone for clamping to a machine tool spindle, characterized in that a conical hole is formed in the base body (1) in the direction of its longitudinal axis (0) (3) passing into a cylindrical delimiting opening (4), further passing into a receiving opening (5), in which an adjustable insert (6) is accommodated, provided on one front side with a cylindrical collar (7) extending beyond the front side of the base body C1) , while recesses (9) are formed on its other front side, into which protrusions (10) of the head (11), located in the receiving hole (5) and provided with a threaded shaft (12) screwed into the internal thread (13) of the base body ( 1), wherein a mandrel (16) is connected to the head (11), for example by a pin (15), mounted in the longitudinal axis (0) of the base body (1) in the longitudinal opening (17) of the adjustable insert (6) and in the expansion sleeve. (18), housed in an adjustable insert (6), it the cylindrical collar (7) extends beyond the expansion sleeve (18), the inner opening of this protruding part of the expansion sleeve (18) being provided with a conical opening (24) in which a corresponding cone (25) of the mandrel (16) is accommodated, further extending beyond the expansion sleeve. (18), where it is provided with an insertion head (26), the expansion sleeve (18) being secured against rotation by locking screws (20) radially spaced around the circumference of the cylindrical collar (7) and the adjustable insert (6) being secured against sliding out by an attachment (21). fastened with screws (23) to the front of the base body (1).