CS273015B1

CS273015B1 - Safety holder for tools for openings working with tool load indication

Info

Publication number: CS273015B1
Application number: CS911586A
Authority: CS
Inventors: Miloslav Papacek
Original assignee: Miloslav Papacek
Priority date: 1986-12-10
Filing date: 1986-12-10
Publication date: 1991-02-12
Also published as: CS911586A1

Abstract

The safety holder is designed for tools for machining holes and indicates load of the tool in radial as well as in axial direction and improves the solution according to Czechoslovak authorship certificate number 188359. A torsion spring (5) of a helical carrier (3) is on the bottom part connected displaceably with a distributor (6) closely connected with a clamping head (8) of the tool (19) and between a thread part (4) and the distributor (6) the torsion spring (5) is arranged with axial clearance (29). On the surface of the clamping head (8) there is a thread for a supporting nut (28) of a spring (27), which is on the other end leant against an axial bearing (30), which is further leant against a ring (21), closely connected with a carrier sleeve (2). The mutual axial connection of the carrier sleeve (2) and the clamping head (8) is performed by a locking ring (24) arranged with axial clearance (29) in a radial groove on an outer cylindrical surface in the place of direct teeth of the carrier sleeve (2) and the clamping head (8). From a pressure space (18) of the distributor (6) in the point of the ring (21) there is a hole closed by a control valve (11), composed by a ball (12) lead in the hole of the carrier sleeve (2) and a spring (13) in the ring (21). The holder can also be used in devices, where it is necessary to indicate axial and torsion load of rotating part.<IMAGE>

Description

Vynález se týká bezpečnostního držáku pro nástroje na opracování otvorů s indikací zatížení nástroje podle základního vynálezu chráněného čs. autorským osvědčením č. 18B359.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tool holder for machining holes with a tool load indicator according to the present invention. Certificate No 18B359.

Při opracování otvorů vrtáním nebo protáčením vrtací tyčí dochází k poškození nebo zničení nástroje vlivem přetížení, které vzniká nesprávnou volbou posuvu nástroje do řezu, špatným nebo otupeným ostřím nástroje, popřípadě hromaděním třísek před nástrojem. Při vrtání hlubokých otvorů je situace navíc ztěžována špatným odchodem třísek. Přitom dochází k přetížení nástroje jak v radiálním směru, kdy se zvýší kroutící moment, tak axiálním směru nástroje zvýšením odporu proti posuvu.When machining holes by drilling or twisting the drill rod, the tool is damaged or destroyed due to overloading, which results from incorrect selection of tool feed to the cut, poor or dull tool edge, or accumulation of chips in front of the tool. When drilling deep holes, the situation is further complicated by poor chip departure. In this case, the tool is overloaded in both the radial direction, which increases the torque and the axial direction of the tool by increasing the feed resistance.

Dosavadní řešení tohoto problému bezpečnostním držákem pro nástroje indikuje zatížení nástroje pouze v radiálním směru. 3e tvořeno unášecí objímkou, která je upnuta do dutiny vřetena obráběcího stroje svou horní částí a v dutině objímky je zašroubován svou závitovou částí zkrutný unášeč, tvořený torzní pružinou, pevně spojen s rozváděčem a ten s upínací hlavicí nástroje. Na horní čelní ploše upínací hlavice jsou vytvořeny přímé zuby , zabírající do vybrání na spodním čele unášecí objímky pro vzájemné unášení obou částí. Mezi zuby a vybráním je vytvořena vůle pro částečné vzájemné pootočení unášecí objímky a upínací hlavice. Kolem unášecí objímky je otočně umístěn prstenec pro přívod tlakového média a na něm vytvořený třmen je nasunut na vodicí tyč pro zajištění stálé polohy prstence vzhledem k pinole vřetena. V prostoru prstence je v unášecí objímce,a do ní uloženém rozváděči vytvořen otvor pro vedení tlakového média do tlakového prostoru v rozváděči, ze kterého je vyveden pod prstencem otvor, uzavřený řídicím ventilem, tvořeným kuličkou a pružinou na unášecí objímce. Nevýhodou tohoto zařízení je, že není citlivé na přetížení v ose nástroje. Tuto nevýhodu odstraňuje bezpečnostní držák pro nástroje na opracování otvorů s indikací zatížení nástroje podle základního čs. autorského osvědčení č. 188359, jehož podstatou je, že torzní pružina zkrutného unášeče je na spodní části spojena suvně s rozváděčem, spojeným pevně s upínacím hlavicí nástroje s výhodou pomocí kolíku a mezi závitovou částí a rozváděčem je torzní pružina uložena s axiální vůlí. Na povrchu upínací hlavice je vytvořen závit pro opěrnou matici pružiny, která se na druhém konci opírá o vnější kroužek axiálního ložiska, s výhodou kuličkového, které se svým vnitřním kroužkem opírá o kroužek, pevně spojený s unášecí objímkou. Vzájemné osové spojení unášecí objímky a upínací hlavice je provedeno pojistným kroužkem, s výhodou děleným nebo pružným, uloženým s axiální vůlí v radiální drážce, vytvořené na vnější válcové ploše v místě přímých zubů unášecí objímky a upínací hlavice pro možnost jejich vzájemného osového posunutí.The prior art solution of this problem with the tool safety holder indicates the tool load only in the radial direction. 3e is formed by a carrier sleeve which is clamped into the spindle cavity of the machine tool by its upper part and in the sleeve cavity is screwed by its threaded part a torsion spring formed by a torsion spring, firmly connected to the distributor and the one with the tool head. Straight teeth are formed on the upper face of the clamping head engaging a recess on the lower face of the carrier sleeve to carry the two parts together. A clearance is provided between the teeth and the recess for partial rotation of the driver sleeve and the clamping head. A ring for supplying the pressurized medium is rotatably mounted around the driver sleeve and the yoke formed thereon is slid onto the guide rod to ensure a constant position of the ring relative to the spindle quill. In the space of the ring, there is an opening in the carrier sleeve and the distributor arranged therein for guiding the pressure medium to the pressure space in the distributor, from which an opening is closed under the ring closed by a ball valve and spring on the carrier sleeve. The disadvantage of this device is that it is not sensitive to overload in the tool axis. This disadvantage is overcome by the safety tool holder for the machining of holes with tool load indication according to the basic article. No. 188359, which is based on the fact that the torsion spring of the torsion carrier is connected at the lower part slidably to the distributor which is fixedly connected to the tool clamping head preferably by means of a pin and between the threaded part and the distributor. A thread is provided on the surface of the clamping head for the spring support nut, which at the other end bears on the outer ring of the thrust bearing, preferably a ball bearing, which with its inner ring bears on the ring fixedly connected to the carrier sleeve. The mutual axial connection of the drive sleeve and the clamping head is provided by a circlip, preferably split or resilient, mounted with axial clearance in a radial groove formed on the outer cylindrical surface at the spot of the straight teeth of the drive sleeve and the clamping head.

Z tlakového prostoru rozváděče je v místě kroužku vyveden otvor, uzavřený řídicím ventilem, tvořeným kuličkou, vedenou s vůlí pro průchod tlakového média v otvoru unášecí objímky, s výhodou čtvercového tvaru a tvořeným dále pružinou, umístěnou v kroužku a opřenou o dno dutiny kroužku, vytvořené jako seřizovači opěrný šroub. Výhodou tohoto zdokonaleného bezpečnostního držáku je indikace zatížení nástroje jak v radiálním, tak axiálním směru.From the pressure space of the distributor there is an opening closed at the ring, closed by a control valve formed by a ball guided with the clearance for the passage of the pressure medium in the hole of the carrier sleeve, preferably square shape and further formed by a spring located in the ring and supported on the bottom of the ring cavity formed as adjusting support bolt. The advantage of this improved safety holder is the indication of tool load in both radial and axial directions.

Na připojených výkresech je znázorněno konkrétní provedení zdokonaleného bezpečnostního držáku pro nástroje na opracování otvorů podle vynálezu, kde na obr. 1 je schematický řez, vedený osou zařízení v pracovní poloze, na obr. 2 je částečný řez osou zařízeni ve vypnuté poloze při přetížení v axiálním směru, na obr. 3 je příčný řez ve znázorněné rovině A-A, vedené v místě přímých zubů unášecí objímky, upínací hlavice a pojistného kroužku, na obr. 4 je příčný řez ve znázorněné rovině B-B, vedené řídicím ventilem při přetížení v radiálním směru a na obr. 5 je v pohledu otvor pro vedení kuličky řídicího ventilu v řezu C-C.In the accompanying drawings, there is shown a particular embodiment of an improved toolholder safety tool holder according to the invention, in which Fig. 1 is a schematic sectional view taken along the axis of the device in the working position; Fig. 3 is a cross-section in the plane AA shown at the location of the straight teeth of the collar, clamping head and circlip; Fig. 4 is a cross-section in the plane BB shown by the control valve when overloaded in the radial direction; FIG. 5 is a cross-sectional view of the control valve ball opening CC.

Unášecí objímka £ s přírubou je opřena a upnuta do dutiny £ obráběcího stroje svou horní částí, v jejíž dutině je uložen svou závitovou částí £ zkrutný unášeč £. Závitová část £ zkrutného unášeče £ je pojištěna pojistnou maticí J_ a zkrutný unášeč £, tvořený dále torzní pružinou 5_ je její spodní částí suvně spojen s rozváděčem £. Rozváděč £ je pevně spojen s upínací hlavicí £ nástroje 19 pomocí kolíku £. Na povrchu upínací hlavice £ je vytvořen závit pro opěrnou matici 28 pružiny 27, která se na druhém konci opíráThe flange drive sleeve 4 is supported and clamped into the cavity 4 of the machine tool by its upper part, in the cavity of which the torsion carrier 4 is received by its threaded part. The threaded portion 4 of the torsion carrier 4 is secured by a lock nut 7 and the torsion carrier 5, further formed by a torsion spring 5, is slidably connected to the distributor 6 by its lower part. The switchgear 8 is fixedly connected to the clamping head 8 of the tool 19 by means of a pin 6. A thread is formed on the surface of the clamping head 8 for the support nut 28 of the spring 27, which is supported at the other end

CS 273015 Bl □ vnější kroužek 26 axiálního ložiska 30., které se svým vnitřním kroužkem 25 opírá o kroužek 21, pevně spojený s unášecí objímkou 2. pomocí zajištovacího šroubu .22. Unášecí objímka.CS 273015 B1, the outer ring 26 of the thrust bearing 30, which with its inner ring 25 bears against the ring 21, is fixedly connected to the driving collar 2 by means of a locking screw .22. Carrying clamp.

má na dolní čelní ploše vytvořeny přímé zuby, které zabírají do vybrání na horním čele upínací hlavice £ a tvoří tak zubovou spojku s možností vzájemného pootočení o radiální vůli 10.it has straight teeth on the lower face which engage in recesses on the upper face of the clamping head 6 and thus form a toothed clutch with the possibility of rotating relative to each other by radial clearance 10.

Vzájemné osové spojení unášecí objímky 2. a upínací hlavice £ je provedeno pojistným kroužkem 24 děleným nebo pružným, uloženým s axiální vůlí 29 v radiální drážcě', vytvořené na vnější válcové ploše v místě přímých zubů unášecí objímky 2 a vybrání upínací hlavice £. Na unášecí objímce 2 mezi její přírubou a kroužkem 21 řídicího ventilu 11 je otočně uložen prstenec 14 pro přívod tlakového média, těsněný těsněním £5, Na prstenci 14 vytvořený třmen je nasunut na vodicí tyči 17 pro zajištění stálé polohy prstence 14 vzhledem k pinole 20 vřetena £. Ve vnitřním prostoru prstence 14 je v unášecí objímce 2, a v ní uloženém rozváděči £ vytvořen otvor a radiální drážka pro vedení Jlakového média do tlakového prostoru 18 rozváděče £. Z tlakového prostoru 18 je v místě kroužku 21 vyveden otvor, uzavřený řídicím ventilem ££, tvořeným kuličkou 12., vedenou s vůlí pro průchod tlakového média v otvoru čtvercového tvaru, provedeného v unášecí objímce 2. Kulička 12 je do svého sedla v otvoru rozváděče £ přitlaěována pružinou 13, umístěnou v kroužku 21 a opřenou o šroub 23.The axial connection of the drive sleeve 2 and the clamping head 4 is effected by a split or resilient circlip 24 mounted with an axial clearance 29 in a radial groove formed on the outer cylindrical surface at the direct teeth of the drive sleeve 2 and recessing the clamping head 4. On the carrier sleeve 2 between its flange and the ring 21 of the control valve 11, the pressure medium supply ring 14 is rotatably mounted, sealed with a sealing ring 5. The yoke formed on the ring 14 is slid onto the guide rod 17 to ensure a constant position of the ring 14 relative to the spindle quill 20 £. In the inner space of the ring 14, a bore and a radial groove for guiding the fluid medium into the pressure space 18 of the distributor 4 are formed in the driver sleeve 2, and in the distributor therein. From the pressure space 18, at the location of the ring 21, an opening is closed, closed by a control valve 54 formed by a ball 12 guided with a clearance for the passage of pressure medium in a square-shaped bore provided in the gripping sleeve. 5 is pressed by a spring 13 located in the ring 21 and supported by the screw 23.

Unášecí objímka 2, upnutá ve vřetení 1 stroje, přenáší točivý pohyb a kroutící moment na nástroj 19 přes zkrutný unášeč £, spojený suvně s rozváděčem £. Spojení rozváděče £ s upínací hlavicí £ a nástrojem 19 je vzájemně pevné. Zubová spojka, vytvořená na čele upínací hlavice £ a unášecí objímky 2 dovolí vzájemné pootočení nástroje 19 proti unášecí objímce 2_ o vytvořenou vůli 10 při překonáni nastaveného předpětí torzní pružiny £ na požadovaný kroutící moment zatížení nástroje £9..The gripping sleeve 2, clamped in the machine spindle 1, transmits the torque and torque to the tool 19 via the torsion gripper 4, slidably connected to the distributor 6. The connection of the switchgear 8 with the clamping head 8 and the tool 19 is mutually rigid. The toothed clutch formed at the face of the clamping head 4 and the gripping sleeve 2 allows the tool 19 to rotate relative to the gripping sleeve 2 by the created play 10 when the set bias of the torsion spring 5 is exceeded to the desired torque load.

Osový tlak od vřetena stroje £ přenáší unášecí objímka 2. přes svou přírubu a s ní pevně spojený kroužek 21 na vnitřní kroužek 25 axiálního ložiska ££'přes jeho. kuličky na vnější kroužek 26 předepjatou pružinu 27. opěrnou matici 28, našroubovanou na upínací hlavici £, a tím na nástroj 19.. Síla, vytvořená předpětím pružiny 27 zajistí oddálení unášecí objímky 2. a upínací hlavice £ v místě zubové spojky o axiální vůli 29 mezi pojistným kroužkem 24 a drážkou po obvodě zubů unášecí objímky 2_ a upínací hlavice £.Axial pressure from the spindle of the machine 6 is transmitted by the drive sleeve 2 through its flange and the ring 21 fixedly connected thereto to the inner ring 25 of the thrust bearing 8 'through it. the bead on the outer ring 26 is preloaded by a spring 27. a support nut 28 screwed onto the clamping head 5 and thereby onto the tool 19. The force generated by the biasing of the spring 27 will move the drive sleeve 2 and the clamping head 5 away from the toothed clutch. between the snap ring 24 and the groove on the circumference of the teeth of the driver sleeve 2 and the clamping head 6.

Při nastavení předpětí zkrutného unášeče £ a nastaveném požadovaném axiálním předpětí pružiny 27 opěrnou maticí 28. v nepřetíženém krutovém a osovém stavu bezpečnostního držáku je otvor pro vedení kuličky 12 v unášecí objímce 2_ proti sedlu řídicího ventilu 11 v rozváděči £. V této poloze je řídicí ventil 11 uzavřen a brání průchodu tlakového média, Zvýší-li se řezný odpor nástroje 19 nad nastavený kroutící moment torzní pružiny £, nastane vzájemné pootočení unášecí objímky 2. a upínací hlavice £ v rozsahu vůle 10 a kulička £2 je vytlačena ze sedla řídicího ventilu 11. To také nastane,’, zvýši-li se osový odpor nástroje 19 nad stanovené axiální předpětí pružiny 27.. Tím se zasune upínací hlavice £ v místě zubové spojky v rozmszí axiální vůle 29 mezi společnou drážkou v upínací hlavici £ a unášecí objímce 2. a pojistným kroužkem 24. Jakmile'je odpružená kulička 12 vytlačena ze sedla řídicího ventilu ££, ten vypustí tlakové médium z tlakového prostoru 18 a prstence £4 a pokles tlaku v prstenci £4 je signálem pro tlakový spínač, který vyvede pinolu a nástroj 19 ze řezu. Nastane odlehčení nástroje a celého bezpečnostního držáku a předpětím torzní pružiny £ nebo pružiny 27 nastane uvedeni bezpečnostního držáku do výchozí pracovní polohy, kdy jsou obnoveny vůle 10 a axiální vůle 29 mezi unášecí objímkou 2. a upínací hlavicí £ ve stavu předpětí, rozváděč £ se ustaví svým otvorem se sedlem řídicího ventilu 11 proti vodícímu otvoru kuličky 12 v unášecí objímce 2. a pružina 13 zatlačí kuličku £2 do sedla, a tím je řídicí ventil 11 uzavřen; Celé zařízení je schopno opakovat požadovaný pracovní úkon.When the torsion carrier bias is set and the desired axial bias of the spring 27 is set by the support nut 28. In the unloaded torsion and axial state of the safety holder, the ball guide opening 12 in the driver sleeve 2 is opposite the control valve seat 11 in the distributor. In this position, the control valve 11 is closed and prevents the passage of the pressure medium. If the cutting resistance of the tool 19 rises above the set torque of the torsion spring 6, the drive sleeve 2 and the clamping head 6 rotate relative to the clearance 10 and This also occurs when the axial resistance of the tool 19 rises above the determined axial preload of the spring 27. This engages the clamping head 6 at the point of the clutch in the range of the axial clearance 29 between the common groove in the clamping head. As soon as the spring ball 12 is pushed out of the seat of the control valve 54, it discharges the pressure medium from the pressure space 18 and the ring 54 and the pressure drop in the ring 54 is a signal for the pressure switch. which leads the quill and the tool 19 out of the cut. Relief of the tool and the entire safety holder occurs, and by biasing the torsion spring or spring 27, the safety holder is brought into the initial working position, when the play 10 and axial play 29 between the gripping sleeve 2 and the clamping head 5 are restored. with its opening with the seat of the control valve 11 opposite the guiding opening of the ball 12 in the carrier sleeve 2 and the spring 13 pushes the ball 52 into the seat, thereby closing the control valve 11; The whole device is able to repeat the required work.

Zařízení podle vynálezu je dále možno využít ve všech oborech, kde je třeba indikovat axiální a krutové zatížení rotačních součástí.Furthermore, the device according to the invention can be used in all fields where it is necessary to indicate the axial and torsional loads of rotating parts.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Safety holder for tools for machining holes with indication of tool load according to CS. No. 188359, characterized in that the torsion spring (5) of the torsion gripper (3) is slidably connected at the bottom to a switchgear (6) connected rigidly to the clamping head (8) of the tool (19) and between the threaded part (4) and the distributor (6), the torsion spring (5) is supported with axial clearance (29), and a thread is formed on the surface of the clamping head (8) for the spring support nut (28), which the outer ring (26) of the thrust bearing (30), which with its inner ring (25) bears against the ring (21), firmly connected to the driving collar (2) and the axial connection of the driving collar (2) and the clamping head (8) formed by a circlip (24) mounted with an axial clearance (29) in a radial groove formed on the outer cylindrical surface at the position of the straight teeth of the driving collar (2) and the clamping head (8) for their mutual axial displacement; In the housing (18) of the switchgear (6), at the point of the ring (21), an opening is closed, closed by a control valve (11) consisting of a ball (12) guided with clearance for passage. ) located in the ring (21).