CZ2000288A3 - Upínací ústrojí - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká upínacího ústrojí pro uvolnitelné upínání vkládacího členu.

Dosavadní stav techniky

Obvyklým uplatněním upínacího ústrojí je uvolnitelné upínání řezného nástroje (představujícího vkládací člen) v nástrojovém držáku (představujícím upínací ústrojí).

V japonské zveřejněné patentové přihlášce JP 7-9212 je znázorněn a vyobrazen nástrojový držák s bočním uzamčením, který je opatřen vkládacím otvorem, vytvořeným spojením vstupní části otvoru, který má společnou podélnou osu, a který je příslušně opatřen poloměrem r' a poloměrem r, přičemž r'> R > r kde

R - představuje poloměr přímé kruhové válcové stopky řezného nástroje.

Vstupní část otvoru probíhá podél obloukového úhlu o velikosti téměř 180°, takže řezný nástroj je volně kluzně • · · · · ···· ···· ·*· ·· ··· ·· ·· vložitelný do této vstupní části otvoru a je odtud volně vyjmutelný, přičemž je řezný nástroj silově přemístitelný ze vstupní části otvoru do upínací části otvoru.

Takovýto nástrojový držák má výhodu, která spočívá v tom, že obloukový úhel upínací části otvoru je menší, než 180°, což snižuje upínací schopnost upínací části otvoru, v důsledku čehož je ovlivňována stabilita v průběhu obráběcí operace.

Podstata vynálezu

V souladu s předmětem tohoto vynálezu bylo vyvinuto upínací ústrojí pro uvolnitelné upínání vkládacího členu, opatřeného stopkovou částí, přičemž upínací ústrojí obsahuje upínací člen, opatřený vkládacím otvorem, vytvořeným spojením vstupní části otvoru a upínací části otvoru, přičemž uvedená vstupní část otvoru a uvedená upínací část otvoru mají kruhový průřez při pohledu v příčném řezu na uvedený upínací člen, uvedená vstupní část otvoru umožňuje volné kluzné vložení a opětovné vyjmutí stopkové části, přičemž uvedená upínací část otvoru se dotýká obloukovité části obvodové povrchové plochy stopkové části v uvedeném pohledu v příčném řezu na sílové posunutí stopkové části -dovnitř z uvedené vstupní části otvoru, přičemž podstata předmětu tohoto vynálezu spočívá zejména v tom, že uvedená vstupní část otvoru a uvedená upínací část otvoru mají podélné osy, které jsou od sebe vzdáleny alespoň podél jejích částí.

. V souladu s prvním provedením předmětu tohoto vynálezu může být vkládací otvor vytvořen spojením dvojice vstupní části otvoru a upínací části otvoru o kruhovém průřezu, které mají podélné osy, které jsou vzájemně rovnoběžné, přičemž jsou vzájemně vůči sobě přesazeny, přičemž je vkládací člen bočně silově přesouván ze vstupní části otvoru do upínací části otvoru.

Vstupní část otvoru má s výhodou přímý kruhový válcový tvar, zatímco upínací část otvoru může mít buď přímý kruhový válcový tvar nebo přímý kruhový tvar komolého kužele.

V souladu s druhým provedením předmětu tohoto vynálezu může být vkládací otvor tvořen spojením dvojice vstupní části otvoru a upínací části otvoru o kruhovém průřezu, které mají podélné osy, které se protínají, přičemž vstupní člen je otočně silově přemísťován z jeho vstupní části otvoru do jeho

upínací části otvoru.
Vstupní	část otvoru má	s výhodou	skloněný	kruhový
válcový	tvar,	zatímco upínací	část otvoru	má přímý	kruhový
válcový	tvar.
U	obou	shora uvedených	provedení	předmětu	tohoto

vynálezu má vstupní část otvoru průměr D_lz jehož minimální velikost je větší, než je velikost průměru D_o stopkové části vkládacího členu, zatímco upínací část otvoru má maximální velikost D₂, která je menší, než je velikost D_o.

Kromě toho jsou u prvního provedení předmětu tohoto vynálezu dvě podélné osy vzájemně od sebe vzdáleny o vzdálenost D₃, zatímco u druhého provedení předmětu tohoto vynálezu jsou tyto dvě podélné osy vzájemně skloněny pod úhlem γ sklonu.

««···· «· · ·· «· • · · ··«· ···· • · · · · · · · · · ·

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude v dalším podrobněji objasněn na příkladech jeho provedení, které jsou však pouze neomezujícími příklady, přičemž jejich popis bude podán s přihlédnutím k přiloženým obrázkům výkresů, kde:

obr. 1 znázorňuje axonometrický pohled v částečném řezu na upínací přípravek pro uvolnitelně upínání nástrojového držáku;

obr. 2 znázorňuje pohled v příčném řezu na upínací přípravek pro uvolnitelně upínání nástrojového držáku, přičemž je řez veden podél čáry I-I z obr. 1, a přičemž je nástrojový držák znázorněn ve své počáteční vkládací poloze;

obr. 3 znázorňuje pohled v příčném řezu na upínací přípravek pro uvolnitelně upínání nástrojového držáku, přičemž je řez veden podél čáry I-I z obr. 1, a přičemž je nástrojový držák znázorněn ve své následující upínací poloze;

obr. 4 znázorňuje axonometrický pohled na nástrojový držák pro uvolnitelně upínání řezného nástroje;

obr. 5 znázorňuje půdorysný pohled zeshora na nástrojový držák podle obr. 4;

obr. 6 znázorňuje pohled v podélném řezu na nástrojový držák podle obr. 4, přičemž řez je veden podél čáry II-II z obr. 4;

obr. 7 znázorňuje axonometrický pohled na část nástrojového držáku a na klíč pro uvolňování a utahování upínací matice nástrojového držáku;

obr. 8 znázorňuje axonometrický pohled na klíč podle obr. 7;

obr. 9A znázorňuje pohled v podélném řezu na klíč podle obr. 7, přičemž řez je veden podél čáry III-III z obr. 8;

obr. 9B znázorňuje pohled v podélném řezu na klíč podle obr. 7, přičemž řez je veden podél čáry IV-IV z obr. 8;

obr. 9C znázorňuje pohled v podélném řezu na klíč podle obr. 7, přičemž řez je veden podél čáry V-V z obr. 8;

obr. 10A znázorňuje axonometrický pohled na klíč a nástrojový držák podle obr. 7 s nástrojovým držákem v jeho počáteční vkládací poloze;

obr. 10B znázorňuje pohled v podélném řezu na klíč a nástrojový držák podle obr. 7 s nástrojovým držákem v jeho počáteční vkládací poloze;

obr. 11A znázorňuje axonometrický pohled na klíč a nástrojový držák podle obr. 7 s nástrojovým držákem v jeho následné upnuté poloze;

obr. 11B znázorňuje pohled v podélném řezu na klíč a nástrojový držák podle obr. 7 s nástrojovým držákem v jeho následné upnuté poloze;

• · · ·

obr. 12A znázorňuje pohled v podélném řezu na nástrojový držák s bočním uzamčením, přičemž řez je veden podél čáry.II-II z obr. 4, a to pro radiální upínání nástrojového držáku; a obr. 12B znázorňuje pohled v podélném řezu na nástrojový držák s bočním uzamčením, přičemž řez je veden podél čáry II-II z obr. 4, a to pro axiální upínání nástrojového držáku.

Příklady provedení vynálezu

Na vyobrazeních podle obr. 1 až obr. 3 je znázorněn upínací přípravek _1 pro upínání nástrojového držáku 9 (představující upínací ústrojí), který sestává z montážního rámu 2 ve tvaru písmene L, opatřeného vodorovným montážním členem 3, uzpůsobeným pro namontování upínacího přípravku 1 pro upínání nástrojového držáku 9 na pracovní stůl 4_ prostřednictvím dvojice montážních šroubů 5A a 5B, a svislým nosným členem 7, na kterém je namontováno upínací pouzdro jj pro upínání nástrojového držáku.

Upínací pouzdro pro upínání nástrojového držáku 9 je uzpůsobeno pro uvolnitelně upínání nástrojového držáku 9 (představujícího vkládací člen), kterým může být jakýkoliv nástrojový držák z celého širokého rozmezí rozličných typů nástrojových držáků, například nástrojový držák typu HSK, který má přímou kruhovou válcovou stopkovou část 10 o průměru D_o.

Upínací pouzdro 8. pro upínání nástrojového držáku 9 je opatřeno vkládacím otvorem 11, který je opatřen mezilehlým

opěrným osazením 13, na kterém spočívá spodní opěrná povrchová plocha 14 válcové stopkové části 10. Nástrojový držák 9 je zajištěn v horní přídržné části 15 vkládacího otvoru 11 nad mezilehlým opěrným osazením 13 prostřednictvím pojistného ústrojí 16, které je opatřeno pouzdrem 17, opírajícím se o válcovou stopkovou část 10.

Jak je znázorněno na vyobrazeních podle obr. 2 a podle obr. 3, je horní přídržná část 15 vytvořena spojením přímých kruhových válcových vstupních a upínacích částí 19A a 19B otvoru, které jsou příslušné přilehlé a vzdálené od pojistného ústrojí 16. Vstupní a upínací části 19A a 19B otvoru mají příslušné průměry Di a D₂ a rovnoběžné podélné osy 20A a 20B, které jsou vůči sobě vzájemně přesazeny o přesahovou vzdálenost D₃. Vnitřní povrchové plochy vstupních a upínacích částí 19A a 19B otvoru se protínají ve stykových čarách (na vyobrazeních neznázorněno), vymezujících obecně poloválcovou upínací povrchovou plochu 21 upínací části 19B otvoru, úhel jejíhož oblouku je větší, než 180°.

Při používání je pojistné ústrojí 16 nejprve vyšroubováno ven z upínacího pouzdra p pro upínání nástrojového držáku 9 tak, že válcová stopková část 10 nástrojového držáku 9 může být snadno kluzně vložena do válcové vstupní části 19A otvoru (viz obr. 2). Poté je pojistné ústrojí 16 zašroubováno do upínacího pouzdra 61 pro upínání nástrojového držáku 9 tak, že jeho pouzdro 17 tlačí na válcovou stopkovou část 10 nástrojového držáku 9, přičemž je upnuto prostřednictvím válcové upínací části 19B otvoru.

Poté může být nový řezný nástroj upnut do otvoru 22 v nástrojovém držáku 9 pro uložení řezného nástroje, nebo může ♦ ♦· ·

být alternativně vyměněn opotřebený řezný nástroj. Nakonec je pojistné ústrojí 16 vyšroubováno ven a nástrojový držák 9 je ručně zatlačen zpět do válcové vstupní části 19A otvoru, odkud může být snadno kluzným způsobem vyjmut. Průchod zpět do válcové vstupní části 19A otvoru se obvykle projeví cvaknutím, jak nástrojový držák 9 prochází přes spojovací čáry mezi válcovou vstupní částí 19A otvoru a válcovou upínací částí 19B otvoru.

Jak je znázorněno na vyobrazeních podle obr. 4 až obr. 6, je zde vyobrazen nástrojový držák 25 s bočním uzamčením (představující upínací ústrojí), který je zkonstruován ze dvou částí, a to z vnější trubicovité části 25A a z vnitřní trubicovité středové části 25B, která je opatřena vkládacím otvorem 26 pro uvolnitelné upínání řezného nástroje 27 (představujícího vkládací člen), který má přímou kruhovou válcovou stopku 28, a to prostřednictvím příčně uspořádaného upínacího šroubu 29.

Vnější trubicovitá část 25A a vnitřní trubicovitá středová část 25B jsou vyrobeny z různých materiálů pro účely podstatného utlumení chvění řezného nástroje 27, přičemž může být například vnější trubicovitá část 25A vyrobena z oceli, zatímco vnitřní trubicovitá středová část 25B může být vyrobena z litiny.

Vkládací otvor 26 je obdobný, jako vkládací otvor 11, a to v tom, že je vytvořen spojením vstupní části 31A otvoru a upínací části 31B otvoru, jejichž příslušné podélné osy 32A a 32B jsou rovnoběžné a jsou vzájemně vůči sobě přesazeny (viz obr. 5 a obr. 6). Jelikož je však vkládací otvor 26 na svém jednom konci uzavřen, je jeho otevřený konec náchylnější

9999

9 • ···

k silovému roztažení, než jeho uzavřený konec, takže pokud má upínací část 31B otvoru válcový tvar, potom upínací síla, která zde působí, nebude stejnoměrná. Za tím účelem, aby bylo zajištěno, že přímá kruhová válcová stopka 28 bude upnuta stejnoměrně podél celé délky upínací části 31B otvoru, má tato upínací část 31B otvoru namísto válcového tvaru přímý kruhový tvar komolého kužele.

Průřez upínací části 31B otvoru v rovině kolmé vůči podélné ose 32B je větší na jeho uzavřeném konci, než je tomu na jeho otevřeném konci. Vnitřní povrchové plochy vstupní části 31A otvoru a upínací části 31B otvoru se protínají ve stykových čarách 33A a 33B. Prostřednictvím shora uvedeného tvaru komolého kužele je dosaženo stejné upínací schopnosti podél celé délky upínací části 31B otvoru, takže jeho upínací povrchová plocha 33 má stejný obloukový úhel na obou koncích při upnutí řezného nástroje 27 v upínací části 31B otvoru.

Používání nástrojového držáku 25 s bočním uzamčením pro upínání řezného nástroje 27 je podobné, jako používání upínacího přípravku 1 pro upínání nástrojového držáku 9. U příkladného provedení pak nástrojový držák 25 pro použití spolu s řezným nástrojem 27, který má průměr stopkové části D_o = 20, 00 mm, má vkládací otvor 26, který je vymezen následující trojicí vstupních otvorů o průměrech Di = 20, 07 mm, D₂ = 19, 985 mm až D₂ = 19, 995 mm, a D₃ = 1 mm. V tomto případě pak pokud je řezný nástroj 27 upnut v upínací části 31B otvoru, tak obloukový úhel upínací povrchové plochy 33 je zhruba 181° na obou koncích upínací části 31B otvoru.

φφ φφφφ • φ φ φφφ φ φ

Jak je dále znázorněno na vyobrazeních podle obr. 7 až obr. 11, je klíč 35 (představující upínací ústrojí) opatřen podélným ramenem 36, které končí v hlavě 37 klíče 35, uzpůsobené pro uvolňování a utahování přímé kruhové válcové upínací matice 39 (představující stopkovou část) o průměru D_o nástrojového držáku 38 (představujícího vkládací člen).

Hlava 37 klíče 35 je opatřena vkládacím otvorem 40, který je vytvořen spojením přímé kruhové válcové upínací části 41B otvoru o průměru D₂ a skloněné kruhové válcové vstupní části 41A otvoru o průměru D_x, přičemž jejich příslušné podélné osy 43B a 43A vymezují úhel γ sklonu mezi nimi (viz obr. 8 a obr. 9A).

Podélné osy 43A a 43B se protínají ve středových bodech příslušné válcové vstupní části 41A otvoru a válcové upínací části 41B otvoru tak, že se jejich povrchové plochy protínají ve dvojici stykových čar 44A a 44B srpovitého tvaru, v důsledku čehož vymezují dvojici povrchový ploch 45A a 45B srpovitého tvaru válcové vstupní části 41A otvoru.

Při používání se klíč 35 nejprve skloní vůči svisle uloženému nástrojovému držáku 38 tak, aby na něj mohl být snadno nasunut, takže je válcová upínací matice 39 uložena ve válcové vstupní části 41A otvoru (viz obr. 10A a obr. 10B) . Poté se s klíčem 35 otáčí ve směru pohybu hodinových ručiček, jak je znázorněno šipkou, zobrazenou čárkovanými čarami na obr. 10B, vůči nástrojovému držáku 38 za účelem silového vložení válcové upínací matice 39 do válcové upínací části 41B otvoru, načež je klíč 35 upnut na válcové upínací matici 39.

φφ ·♦·· φ φ • ·ΦΦ

V této poloze se s klíčem 35 otáčí kolem podélné osy 43B, čímž je válcová upínací matice 39 uvolňována (viz obr. 11A a obr. 11B). Opotřebený řezný nástroj může být poté nahrazen novým řezným nástrojem, načež může být válcová upínací matice 39 utažena prostřednictvím otáčení klíče 35 opačným směrem vůči nástrojovému držáku 38 kolem podélné osy 43B. Po opětovném utažení válcové upínací matice 39 se klíčem 35 otáčí proti směru pohybu hodinových ručiček ve směru opačném ke směru, který je znázorněn čárkovanou šipkou na obr. 10B. V důsledku toho je styk mezi válcovou upínací maticí 39 a válcovou upínací částí 41B otvoru uvolněn, takže klíč 35 může být sejmut směrem vzhůru z nástrojového držáku 38.

U shora popsaného uspořádání může být provedena celá řada různých změn a modifikací, které spadají do rozsahu předmětu tohoto vynálezu. Předmět tohoto vynálezu zahrnuje veškeré změny a modifikace, spadající do rozsahu připojených patentových nároků. Například podélná osa vstupní části vkládacího otvoru a upínací části tohoto otvoru nemusí ležet v jediné rovině, přičemž vkládací člen může být mezi nimi přemísťován.

Kromě toho, jak je znázorněno na vyobrazeních podle obr. 12A a obr. 12B, může být nástrojový držák 25 s bočním uzamčením používán s řezným nástrojem 42, který je opatřen zahloubením 42A, majícím skloněnou povrchovou plochu, která zabírá s upínacím šroubem 29 nástrojového držáku pro účely současného silového posouvání řezného nástroje 42 z jeho vstupní části 31A otvoru do jeho upínací části 31B otvoru prostřednictvím radiální složky F_sr upínací síly F_s upínacího šroubu, přičemž je řezný nástroj 42 v osovém směru • · · · • •Φ

přitlačován na opěrnou povrchovou plochu 30 pro vedení nástrojového držáku 38 prostřednictvím osové složky F_sa upínací síly F_s upínacího šroubu, v důsledku čehož je řezný nástroj 42 bezpečně upnut.

Zahloubení 42A může být bud’ poměrně mělké (viz obr. 12A) , přičemž s výhodou F₂ > Fi, například pro otočný řezný nástroj, nebo může být poměrně hluboké (viz obr. 12B) , přičemž s výhodou F₂ = F_lz a to například pro vrtací nebo frézovací řezný nástroj, přičemž Fi a F₂ jsou osové opěrné síly.

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Upínací ústrojí pro uvolnitelné upínání vkládacího členu, opatřeného stopkovou částí, přičemž upínací ústrojí obsahuje upínací člen, opatřený vkládacím otvorem, vytvořeným spojením vstupní části otvoru a upínací části otvoru, přičemž uvedená vstupní část otvoru a uvedená upínací část otvoru mají kruhový průřez při pohledu v příčném řezu na uvedený upínací člen, uvedená vstupní část otvoru umožňuje volné kluzné vložení a opětovné vyjmutí stopkové části, přičemž uvedená upínací část otvoru se dotýká obloukovité části obvodové povrchové plochy stopkové části v uvedeném pohledu v příčném řezu na silové posunutí stopkové části dovnitř z uvedené vstupní části otvoru, vyznačující se tím, že uvedená vstupní část otvoru a uvedená upínací část otvoru mají podélné osy, které jsou od sebe vzdáleny alespoň podél jejich částí.
2. 2. Upínací ústrojí podle nároku 1 vyznačující se tím, že uvedené podélné osy vymezují jedinou rovinu.
3. 3. Upínací ústrojí podle nároku 2 vyznačující se tím, že uvedené podélné osy jsou rovnoběžné a jsou vzájemně vůči sobě přesazeny.
4. 4. Upínací ústrojí podle nároku 3 vyznačující se tím, že uvedená vstupní část otvoru a uvedená upínací část otvoru mají obě přímý kruhový válcový tvar.

   Φφ ·*·· φ φ φ φφφ
5. 5. Upínací ústrojí podle vyznačující se tím, že část otvoru má přímý kruhový válcový tvar část otvoru má přímý kruhový tvar komolého nároku 3 uvedená vstupní a uvedená upínací kužele.
6. 6. Upínací ústrojí podle kteréhokoliv z nároků 1 až 5 vyznačující se tím, že uvedená upínací část otvoru má upínací povrchovou plochu s obloukovým úhlem větším, než 180°.
7. 7. Upínací ústrojí podle kteréhokoliv z nároků 1 až 6 vyznačující se tím, že uvedený upínací člen sestává z vnější trubicovité části a z vnitřní trubicovité středové části, opatřené uvedeným vkládacím otvorem, přičemž vnější trubicovité část a vnitřní trubicovité středová část jsou vyrobeny z různých materiálů.
8. 8. Upínací ústrojí podle kteréhokoliv z nároků 1 až 6 vyznačující se vodicí opěrnou povrchovou tím, že dále obsahuje plochu pro osové podepírání vloženého členu a upínací šroub pro záběr se skloněnou povrchovou plochou vloženého členu pro současné silové přemísťování vloženého členu z uvedené vstupní části otvoru do uvedené upínací části otvoru a pro osové přitlačování vstupního členu na uvedenou vodicí opěrnou povrchovou plochu.
9. 9. Upínací ústrojí podle nároku 2 vyznačující se tím, že uvedené podélné osy jsou vzájemně vůči sobě skloněny.
10. 10. Upínací vyznačuj ící ústroj í nároku 9 uvedená vstupní podle