CZ306004B6 - Upínací zařízení s přívodem procesní kapaliny k tělesu vrtáku - Google Patents
Upínací zařízení s přívodem procesní kapaliny k tělesu vrtáku Download PDFInfo
- Publication number
- CZ306004B6 CZ306004B6 CZ2014-767A CZ2014767A CZ306004B6 CZ 306004 B6 CZ306004 B6 CZ 306004B6 CZ 2014767 A CZ2014767 A CZ 2014767A CZ 306004 B6 CZ306004 B6 CZ 306004B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- sleeve
- clamping
- drill
- cavity
- process fluid
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 63
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title abstract description 16
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 63
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 15
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 15
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 10
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 6
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 5
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 2
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 239000002173 cutting fluid Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 2
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000004078 cryogenic material Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
- B23B31/02—Chucks
- B23B31/10—Chucks characterised by the retaining or gripping devices or their immediate operating means
- B23B31/107—Retention by laterally-acting detents, e.g. pins, screws, wedges; Retention by loose elements, e.g. balls
- B23B31/1075—Retention by screws
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
- B23Q11/10—Arrangements for cooling or lubricating tools or work
- B23Q11/1015—Arrangements for cooling or lubricating tools or work by supplying a cutting liquid through the spindle
- B23Q11/1023—Tool holders, or tools in general specially adapted for receiving the cutting liquid from the spindle
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
- B23Q11/10—Arrangements for cooling or lubricating tools or work
- B23Q11/1015—Arrangements for cooling or lubricating tools or work by supplying a cutting liquid through the spindle
- B23Q11/103—Rotary joints specially adapted for feeding the cutting liquid to the spindle
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B2250/00—Compensating adverse effects during turning, boring or drilling
- B23B2250/12—Cooling and lubrication
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B2260/00—Details of constructional elements
- B23B2260/126—Seals
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
- Drilling Tools (AREA)
Abstract
Upínací zařízení s přívodem procesní kapaliny k tělesu vrtáku tvořené tělem, na jednom konci opatřeným dutinou pro upnutí vrtáku a alespoň jedním otvorem těla pro šroub pro upnutí vrtáku a na druhém konci zakončeným stopkou těla pro upnutí upínacího zařízení do vřetene obráběcího stroje, přičemž tělo (3) je pomocí ložisek (4) otočně uloženo v dutině (11) objímky (2) fixované v axiálním směru víkem (1), přičemž objímka (2) obsahuje přívod (8) procesní kapaliny ústící do radiální drážky (20) přívodu procesní kapaliny vytvořené ve vnitřní stěně objímku (2), kdy v těle (3) je vytvořen radiální kanálek (12) ústící do radiální drážky (20) přívodu procesní kapaliny, ze kterého vychází axiální kanálek (13) uspořádaný v ose upínacího zařízení (17) a ústící do dutiny (23) pro upnutí vrtáku (10), přičemž objímka je opatřena přívodem (7) vzduchu ústícím přes kanálky (6) do dvou radiálních drážek (19) přívodu vzduchu vytvořených ve vnitřní stěně objímky (2), které jsou uspořádány mezi ložisky (4) a z obou stran radiální drážky (20) přívodu procesní kapaliny, a v objímce (2) kolem každého ložiska (4) je vytvořeno alespoň jedno vybrání (9), které ústí do radiálního odvzdušňovacího kanálku (21) pro odvod přebytečného vzduchu z dutiny (11) objímky (2).
Description
Upínací zařízení s přívodem procesní kapaliny k tělesu vrtáku
Oblast techniky
Vynález se týká upínacího zařízení s přívodem procesní kapaliny k tělesu vrtáku, zejména pro vrtání hlubokých otvorů, které je mobilní a může být použito na libovolném stroji, který umožňuje rotační pohyb nástroje kolem horizontální osy.
Dosavadní stav techniky
Vrtání hlubokých otvorů je specifickou technologií vyžadující přítomnost procesního média, které se podílí nejen na chlazení břitů nástrojů, ale především na odvodu třísek z obtížně dostupných míst.
Procesní kapaliny jsou do místa řezu přiváděny různým způsobem. Může to být provedeno přetlakem s využitím zařízení, které je spojeno s obrobkem a se zdrojem tlaku utěsněno a přes které je procesní kapalina přiváděna do prostoru mezi nástroj a otvor (BTA systém). Tento způsob je nákladný a zpravidla použitelný jen u speciálního typu stroje. Další komplikaci přináší požadavek na doručení kapaliny dovnitř nástroje při jeho rotaci.
Pokročilejší řešení představuje přívod procesní kapaliny do dutiny v tělese vrtáku pro hluboké otvory speciálním zařízením, které tuto kapalinu přivádí propojovacími kanálky přes vřeteno, držák nástroje a nástroj do místa obrábění. Tyto propojovací kanálky jsou provedeny v axiálním směru. Nevýhodou tohoto řešení je nutnost aplikace vrtáků pro hluboké otvory na uvedeném speciálním zařízení, jehož pořizovací náklady jsou podstatně vyšší, než u strojů univerzálních s vodorovnou rotační osou bez přívodu kapaliny vřetenem.
Řešení tohoto typu je popsáno například v české přihlášce vynálezu CZ 1988-2233, ve které je představeno zařízení k chlazení nástrojů vrtacích a vyvrtávacích strojů. Je opatřeno jediným přívodem chladicího media pro volitelné vnější chlazení hubicí, nebo vnitřní chlazení osovým otvorem v nástroji. V přihlášce amerického patentu US 2011052338 je popsáno zařízení, které slouží k vrtání otvorů na speciálně upraveném stroji. Šroubovitý vrták s podélným kanálkem pro přívod kapaliny k břitům je zakrytován pro vrtání otvorů. Upnutí nástroje je realizováno přes převlečnou matici do tělesa objímky, kterou je přiváděna řezná kapalina. V německé patentové přihlášce DE 3702216 je popsáno zařízení pro přívod procesní kapaliny, které je pevně umístěno na pracovním vřetenu obráběcího stroje, aby rotační nástroje mohly být upnuty do vřetene upínacím kuželem. Unášeč, opatřený vnitřním ozubením a jednochodým nebo vícechodým vnějším závitem, spolu s chladicím kroužkem vytvářejí trubkovitou pumpu, přičemž unášeč pomocí ozubeného kola vloženého do chladicího kroužku vytváří se základním tělesem ozubený věnec. V české přihlášce vynálezu CZ 1998-472 je podstatou vynálezu poskytnutí způsobu a zařízení pro přivádění fluidní směsi nejméně ze dvou různých komponentů ze stojící do rotující strojní součásti. Zařízení umožňuje nastavení libovolného poměru množství jednotlivých komponentů. Jde o sofistikované zařízení obsahující směnnou komoru a zvláštní vedení pro přísun kapaliny a vzduchu. I přes řadu odlišností společným znakem prezentovaných zařízení je tedy vazba na konkrétní obráběcí stroj a konstrukci jeho vřetena, nemají tedy charakter mobilního zařízení. Řešení také nejsou univerzální a neumožňují volbu rozdílných typů nástrojů a upínání do obráběcího stroje.
V české přihlášce vynálezu CZ 1991-176 je popsáno zařízení pro přívod chladicí kapaliny k trubkovému vrtáku, který je uchycen k upínacímu nástavci neotočně spojenému s vřetenem vrtačky, uvnitř kterého je dutina utěsněna těsnicími prostředky. Na upínacím nástavci je otočně uloženo těleso s dutinou, do které je vyústěn přívod chladicí kapaliny, kdy tato chladicí kapalina je přes radiální kanálek a axiální kanálek přivedena k dutině trubkového vrtáku. Zařízení je pro odvod
- 1 CZ 306004 B6 průsaku chladicí kapaliny opatřeno těsněním a vybaveno pojistným kanálkem, které však mohou podléhat opotřebení provozem a zkrátit tak životnost zařízení nebo vést k servisnímu zásahu.
V patentu US 3024030 je řešeno zařízení, jež slouží k přenosu chladicí kapaliny a jako těsnicí přípravek pro vzájemně se otáčející díly. Popisované zařízení vykazuje konstrukční rozdíly ve srovnání s navrhovaným upínacím zařízením. Například upínání vrtáků je řešeno prostřednictvím kleštiny, což není typické pro nástroje na obrábění hlubokých otvorů. Jiná je rovněž upínací stopka zařízení. Dřík (těleso) má tvar Morse kužele, čímž se rovněž liší od navrhovaného řešení. Hřídel je ke stopce přišroubována pomocí závitu a kuželového zakončení. V předkládaném řešení je z jednoho kusu, což zajišťuje vyšší tuhost zařízení a snižuje radiální házení na minimum, neboť eliminuje vůle v závitu, které vždy existují.
Těsnění nástrojové stopky je provedeno na konci nástroje (v axiálním směru) na rozdíl od předkládaného řešení ve směru radiálním. Tlaková pružina vypomáhá při těsnění vnitřního prostoru zařízení, což vyvolává nutnost kontroly a údržby a neumožňuje plynule regulovat tlak přívodní kapaliny.
Základní rozdíl spočívá v tom, že na rozdíl od přepážek, které mají těsnit prostor proti průsaku kapaliny k ložiskům, v předkládaném řešení podle tohoto vynálezu se tak děje dodatečným odvzdušňovacím okruhem, kdy pomocí stlačeného vzduchu dochází nejen ke směrování olejové mlhy do kanálkového systému a pak směrem k nástroji, ale zároveň díky regulovatelnému tlaku vzduchu i k zabránění průsaku této olejové mlhy směrem k ložiskům. Nedochází tak ke tření mezi shora uvedenými částmi zařízení, nedochází rovněž k nutnosti výměny opotřebených těsnicích prvků a zvýší se tak provozní spolehlivost celého upínacího zařízení.
Z patentu US 7147410 je známo zařízení, které představuje nástrojová hlava pro upevnění nástroje v obráběcím stroji. Skládá se z pevné ložiskové skříně, hřídele, rotačně uložené v této skříni, a modulární výměnné vložky pro upnutí nástroje a přívod chladicího média. Kromě upnutí nástroje ve výměnné vložce, které je provedeno technicky známým způsobem, je konstrukce nástrojové hlavy ve srovnání s námi předkládaným řešením zcela rozdílná.
Odvod přebytečné kapaliny je řešen odtokovým drénem. U navrhovaného řešení k žádnému odkapávání nedochází. Kanálový systém přívodu chladicí kapaliny je složitý a umožňuje i přívod kapaliny z obráběcího stroje. Z provedeného znázornění nevyplývá, jak je zajištěno otáčení výměnné vložky s nástrojem vůči ložiskové skříni. V případě utěsnění vzájemně se pohybujících částí nástrojové hlavy vyvstávají otázky přesnosti pohybu, tuhosti upnutí nástroje, kmitání soustavy, průsaku kapaliny do prostoru nástrojové hlavy. Chybí utěsnění prostoru, ve kterém dochází k upnutí nástroje i nástroje samotného.
Z popisu není zřejmý průběh kanálků systému, ani, jak je systém chráněn proti přetlaku kapaliny. Přívod kapaliny do tělesa nástroje není specifikován, totéž platí pro upnutí nástroje a nástrojové hlavy do stroje.
Z přihlášky vynálezu US 2012093604 je znám rotační chladicí adaptér, který se skládá s vnější skříně a potrubí, které dodává chladivo do rozdělovače a dále vnitřním zásobovacím vedením do nástroje. Ložiska zajišťují spojení mezi stacionární skříní a rotujícím držákem, pro zabránění unikání chladivá směrem k ložiskům a pro zamezení jejich poškození jsou do prostoru mezi ložiska a rozdělovači potrubí umístěna těsnění.
Mezi základní rozdíly ve srovnání s předkládaným řešením:
• zařízení je přednostně používáno pro kryogenní materiály, • zařízení vyžaduje tepelně izolovat ložiska před kryogenním chladivém,
-2CZ 306004 B6 • zařízení vyžaduje CNC obráběcí centrum, které disponuje zařízením pro přívod kapalného dusíku, • tepelná izolace drážky v nástroji je provedena pomocí teflonové vložky.
Zařízení vyžaduje složité a na údržbu nákladné dopravování chladicí kapaliny, je potřeba častá údržba zařízení, nutné zajištění těsnění proti průsaku chladivá. To je spojeno s vyššími náklady na demontáž, nutné je rovněž používání otěruvzdomých materiálů.
Ve srovnání s navrhovaným řešením není realizováno utěsnění nástroje v upínací. Rovněž se projeví výhoda druhého, odvzdušňovacího obvodu stlačeného vzduch podle návrhu, který dovoluje bezúdržbovou ochranu ložisek tělesa, které chrání proti průsaku olejové mlhy.
V přihlášce vynálezu WO 2008146957 je popisována úprava hřídele držáku nástroje, u něhož je těsnicí část potažena materiálem, který odolává abrazi při dlouhém tepelném zatížení hřídele. Netvoří se tak mezera mezi otáčejícími se částmi a nedochází tak k unikání oleje mimo hřídel. Tato přihláška patentu se v podstatě věnuje především problematice utěsnění hřídele.
Mezi základní rozdíly ve srovnání s námi navrhovaným řešením patří:
• těsnění je navrhováno z WC nebo keramiky metodou práškové metalurgie, • nanesením těsnění dojde k ucpání prostoru mezi rotujícími částmi, nedochází k prokluzu objímky a úniku kapaliny, • celý patent v podstatě řeší problém utěsnění objímky, neřeší upínání nástroje, převod mezi rotující a pevnou částí zařízení, nemluví se o typu dodávaného média, • část objímky vyrobená z teflonu.
Ve srovnání s námi předkládaným řešením jde o zcela odlišnou koncepci dodávání olejové mlhy do tělesa nástroje.
V přihlášce vynálezu WO 9702109 je popisován držák, který je vybaven zásobníkem pro chladicí nebo mazací kapalinu. Tento zásobník je integrován do nástrojového držáku a může být po naplnění odpojen od zdroje kapaliny v průběhu operace obrábění. Dávkovači jednotka umožňuje kontrolovat přísun chiadiva a maziva.
Uspořádání držáku je zcela odlišné konstrukce. Mezi hlavní rozdíly patří:
• zařízení je vybaveno zásobníkem chiadiva a maziva, který je ovládán pístem s předepjatou pružinou, • spojení se strojem je provedenou dutou kuželovou stopkou a pro automatickou výměnu nástroje je stopka opatřena unášecí drážkou, • těsnění nástroje v držáku je provedeno pomocí chladicí (mazací) vložky, • konstrukce držáku je zaměřena především na funkci zásobníku, • zařízení umožňuje nasávat vzduch z okolí (nikoliv z vlastního přívodu vzduchu) a vytvářet mix s chladicí nebo mazací kapalinou, • dodávky kapaliny či maziva jsou ovlivňovány řeznými podmínkami (šoupátko pro přívod řezné kapaliny je ovlivněno odstředivými silami, které vznikají při obrábění) a teplotou, • vlastní tlakování a úschova chiadiva a maziva jsou realizovány na základě konstrukce vnitřního prostoru držáku, tlak je hlídán soustavou zpětných ventilů a předepjatých pružin.
-3 CZ 306004 B6
Podstata vynálezu
Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje upínací zařízení s přívodem procesní kapaliny k tělesu vrtáku podle předloženého vynálezu, které umožňuje uchycení vrtáku, zejména pro hluboké otvory, s axiální dutinou v tělese vrtáku pro přívod procesní kapaliny a které je spojeno s vřetenem obráběcího stroje pro vyvození rotačního pohybu. Podstata upínacího zařízení s přívodem procesní kapaliny k tělesu vrtáku tvořeného tělem, na jednom konci opatřeným dutinou pro upnutí vrtáku a alespoň jedním otvorem těla pro šroub pro upnutí vrtáku a na druhém konci zakončeným stopkou těla pro upnutí upínacího zařízení do vřetene obráběcího stroje spočívá v tom, že tělo je pomocí ložisek otočně uloženo v dutině objímky fixované v axiálním směru víkem, přičemž objímka obsahuje přívod procesní kapaliny ústící do radiální drážky přívodu procesní kapaliny vytvořené ve vnitřní stěně objímky, kdy v těle je vytvořen radiální kanálek ústící do radiální drážky přívodu procesní kapaliny, ze kterého vychází axiální kanálek uspořádaný v ose upínacího zařízení a ústící do dutiny pro upnutí vrtáku, přičemž objímka je opatřena přívodem vzduchu ústícím přes kanálky do dvou radiálních drážek přívodu vzduchu vytvořených ve vnitřní stěně objímky, které jsou uspořádány mezi ložisky a z obou stran radiální drážky přívodu procesní kapaliny, a v objímce kolem každého ložiska je vytvořeno alespoň jedno vybrání, které ústí do radiálního odvzdušňovacího kanálku pro odvod přebytečného vzduchu z dutiny objímky.
Procesní kapalina, která se podílí na chlazení břitů nástrojů a na odvodu třísek, je tedy v upínacím zařízení podle předloženého vynálezu přiváděna do těla a dále do dutiny v nástroji pro hluboké otvory prostřednictvím objímky, která zprostředkovává průchod procesní kapaliny ze zásobníku do kanálkového systému a jím pak do otvoru ve stopce nástroje. Odlehčení v podobě drážky přívodu procesní kapaliny v dutině objímky zajišťuje, aby procesní kapalina mohla po celém obvodu dutiny kdykoliv bez problému zamířit do přívodních kanálků k dutině v nástroji pro hluboké otvory. Procesní kapalinou je s výhodou olejová mlha. V takovém případě směs přichází namíchána v potřebném poměru a upínací zařízení nepotřebuje směsnou komoru, ani zvláštní vedení pro přísun kapaliny a vzduchu.
V dutině pro upnutí vrtáku upínacího zařízení podle vynálezu je s výhodou uspořádán těsnicí kroužek. Tento těsnicí kroužek zabraňuje případnému úniku procesní kapaliny, zapříčiněnému vůlí mezi stopkou vrtáku pro hluboké otvory a příslušným upínacím otvorem těla upínacího zařízení.
Mimo vrtáky pro hluboké otvory lze do dutiny upínacího zařízení upínat i jiné nástroje. Podmínkou je válcová stopka nástroje s úpravou pro upnutí šroubem, např. stopkové frézy. U jiných nástrojů než vrtáků pro hluboké otvory (pro které je řešení přednostně navrhováno) může být problém realizace potřebného počtu otáček pro ekonomický průběh obrábění těmito nástroji.
Rotace těla v objímce je tedy zajištěna dvěma ložisky. Pro bezproblémové otáčení těla v objímce a ochranu ložisek před zanesením procesní kapalinou je upínací zařízení podle předloženého vynálezu opatřeno přetlakovým a odvzdušňovacím okruhem. Díky tomu odpadá nutnost chránit ložiska případným těsněním, které s sebou vždy přináší nebezpečí jeho poškození a častější nutnost údržby. Dodatečný přívod stlačeného vzduchu vytváří přetlakový okruh, který zabraňuje případnému vnikání procesní kapaliny směrem k ložiskům. Možný přetlak vzduchu v objímce je snižován obtokovým odvzdušňovacím okruhem, který přebytečný tlak vzduchu směruje vybráními kolem ložisek do odvzdušňovacích otvorů v objímce a dále odvzdušňovacími kanálky mimo objímku a zabraňuje tak možnosti omezení funkce upínacího zařízení jako celku. Pro vlastní přívod procesní kapaliny k dutině nástroje tyto okruhy nejsou nezbytně nutné, pro plnou funkčnost upínacího zařízení jsou ale nezbytné.
Jako výhodné se ukazuje také provedení upínacího zařízení, ve kterém jsou přívod procesní kapaliny a přívod vzduchu v objímce uspořádány proti sobě osově symetricky vůči ose upínacího zařízení.
-4CZ 306004 B6
Hlavní výhodou upínacího zařízení s přívodem procesní kapaliny k tělesu vrtáku podle předloženého vynálezu je jeho malá složitost a jednoduchost aplikace. Navržené řešení využívá pouze jednu statickou objímku, jejíž vnitřní uspořádání nevyžaduje upínání kleštinou apod. V dutině objímky nejsou žádná těsnění, nehrozí tak jejich opotřebení provozem a nutnost jejich výměny. Axiální pohyb ložisek je vymezen tvarem těla a nalisovaným víkem, přičemž mezi těmito členy a objímkou jsou vytvořeny odvzdušňovací kanálky. Přetlakový systém chrání ložiska před znečištěním procesní kapalinou.
Navržené řešení je univerzální, umožňuje zásobovat procesní kapalinou vrtáky a jiné nástroje pro hluboké otvory různých průměrů a délek. Rovněž způsob upnutí nástrojů do upínacího zařízení a tohoto upínacího zařízení do vřetene obráběcího stroje je možné přizpůsobit aktuálním podmínkám. Upínací zařízení je mobilní a může být použito bez vazby na konkrétní obráběcí stroj.
Objasnění výkresů
Vynález je blíže vysvětlen pomocí výkresů, na kterých obr. 1 znázorňuje celé upínací zařízení s přívodem procesní kapaliny k tělesu vrtáku podle vynálezu s upnutým nástrojem pro hluboké otvory v částečném řezu, na obr. 2 je upínací zařízení podle vynálezu znázorněno v rozloženém stavu včetně nástroje pro vrtání hlubokých otvorů, obr. 3 představuje upínací zařízení podle vynálezu v podélném řezu upevněné ve vřetenu obráběcího stroje, obr. 4 znázorňuje detail dutiny v objímce v podélném řezu s vyznačením jednotlivých drážek v dutině objímky a kanálků, kterými jsou přiváděny do dutiny nástroje pro hluboké otvory procesní kapalina a stlačený vzduch pro realizaci funkce přetlakového okruhu, obr. 5 ukazuje úpravu objímky pro snižování přebytečného tlaku vzduchu v objímce a jeho odvádění mimo objímku.
Příklady uskutečnění vynálezu
Na obr. 1 je zobrazeno upínací zařízení 17 s přívodem procesní kapaliny k tělesu vrtáku pro hluboké otvory tvořené tělem 3, které je pomocí dvou ložisek 4 otočně uloženo v objímce 2, k němuž je upnut na jednom konci vrták 10 pro hluboké otvory a na druhém konci je tělo 3 spojeno s vřetenem 18 obráběcího stroje prostřednictvím stopky 16 těla a otvoru 22 vřetena pro šroub. Jednotlivé pozice jsou přehledně uvedeny v rozloženém stavu na obr. 2 a v podélném řezu na obr. 3. V tělese objímky 2 je vytvořena dutina 11 objímky, která obsahuje radiální drážku 20 přívodu procesní kapaliny kanálkovým systémem do vrtáku 10 pro hluboké otvory a k místu řezu a dále pro přívod 7 vzduchu, který při jistém tlaku zabraňuje pohybu procesní kapaliny směrem k ložiskům 4.
V radiálním směru je dutina 11 objímky 2 přes drážku 20 přívodu procesní kapaliny spojena radiálním kanálkem 12 s axiálním kanálkem 13. Axiální kanálek 13 je napojen na dutinu 14 ve vrtáku 10 pro hluboké otvory. Případnému úniku procesní kapaliny, zapříčiněnému vůlí mezi stopkou vrtáku 10 pro hluboké otvory a příslušnou dutinou 23 pro upnutí vrtáku do těla 3 zabraňuje těsnicí kroužek 5. K upnutí vrtáku 10 pro hluboké otvory v těle 3 slouží otvor 15 pro upnutí vrtáku. Pomocí tohoto otvoru 15 pro upnutí vrtáku je možné vrták 10 pro hluboké otvory za jeho stopkou upnout vymezením vůle přitlačením na protilehlou stranu dutiny 23 pro upnutí vrtáku v těle 3. Otvor 15 pro upnutí vrtáku může být jeden, nebo v případě většího průměru vrtáku 10 pro hluboké otvory nebo větší délky jeho upínací části i dva, či více. V případě větších průměrů vrtáků 10 jsou totiž tyto z důvodu potřeby přenášení větších sil a kroutících momentů vybaveny delší upínací částí, aby prostřednictvím dvou upínacích šroubů mohly být tyto síly a momenty přenášeny bez nebezpečí uvolnění vrtáku JO. V takovém případě budou otvory 15 pro upnutí vrtáku alespoň dva vedle sebe rovnoběžně s osou vrtáku 10 a těla 3. Je rovněž možné provést tuto část těla 3 podle vrtáku 10 pro hluboké otvory a jeho upínacích dispozic. Uložení objímky 2 na těle 3 je fixováno v axiálním směru víkem j_. Tělo 3 je pomocí zakončení ve tvaru stopky 16 těla
-5CZ 306004 B6 upnuto ve vřetenu 18 obráběcího stroje s využitím otvoru 22 vřetena pro šroub. Je pochopitelně možné provést i jiný způsob zakončení těla 3 dle dispozic vřetene 18 obráběcího stroje, např. Morse kužel, strmý ISO kužel, atd.
Do dutiny 11 objímky 2 ústí přívod 8 procesní kapaliny a přívod 7 vzduchu. Kanálky 6 přívodu vzduchu a drážky 19 přívodu vzduchu dutiny 11 objímky 2 jsou součástí přetlakového okruhu, který je podrobněji vysvětlen níže s odkazem na obr. 4. Objímka 2 je na čtyřech místech upravena vybráním 9, které je součástí obtokového odvzdušňovacího okruhu. Detail provedení obtoku je znázorněn na obr. 5. Při funkci upínacího zařízení 17 pro přívod procesní kapaliny tělesem vrtáku pro hluboké otvory podle předloženého vynálezu rotuje pouze tělo 3 s upnutým vrtákem 10 pro hluboké otvory, přičemž objímka 2 je neotočná. Proti případnému pootočení vlivem tření v ložiscích 4 postačí odpor, který proti otočení objímky 2 vytvoří napojení objímky 2 na přívody 7 a 8 vzduchu a procesní kapaliny. Procesní kapalina je přiváděna k místu obrábění přívodem 8 přes drážku 20 přívodu procesní kapaliny dutiny 11 objímky 2, radiální kanálek 12, axiální kanálek 13 a dutinu 14 vrtáku 10 pro hluboké otvory.
Na obr. 4 je znázorněn detail dutiny 11 objímky 2 s přívodem 8 procesní kapaliny, jednou drážkou 20 přívodu procesní kapaliny, přívodem 7 vzduchu, dvěma drážkami 19 přívodu vzduchu a kanálky 6 přívodu vzduchu. Kanálky 6 přívodu vzduchu a drážky 19 přívodu vzduchu jsou součástí přetlakového okruhu, který má za úkol jednak udržovat předepsanou vůli mezi objímkou 2 a tělem 3 pro bezproblémové otáčení těchto částí a jednak nasměrovat procesní kapaliny do drážky 20 přívodu procesní kapaliny v dutině 11 objímky 2 pro další směrování procesní kapaliny do kanálkového systému a zabránit tak možnému průsaku procesní kapaliny přes drážky 19 přívodu vzduchu v dutině 11 objímky 2 k ložiskům 4.
Obr. 5 znázorňuje detail objímky 2 z obrázků 2 až 4, na kterém jsou vidět čtyři vybrání 9, která jsou vytvořena z obou stran objímky 2 směrem k ložiskům 4. Tato vybrání 9 jsou součástí obtokového odvzdušňovacího okruhu, pomocí kterého se odvádí přebytečný vzduch, který by mohl činit problémy při průniku procesní kapaliny z drážky 20 přívodu procesní kapaliny do dutiny 11 objímky 2 a dále do kanálku 12 a 13. Tento přebytečný vzduch je tedy odváděn přes vybrání 9 objímky 2 a prostorem mezi objímkou 2 a ložisky 4 a dále pak kanálky 21 mimo objímku 2.
Průmyslová využitelnost
Upínací zařízení s přívodem procesní kapaliny k tělesu vrtáku je navrženo pro oblast strojírenské výroby, především pak pro speciální potřeby technologie vrtání hlubokých děr. Upínací zařízení podle vynálezu lze aplikovat pro všechny typy strojů s vodorovnou osou rotace bez nutnosti zásahu do jejich konstrukce.
Claims (3)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Upínací zařízení s přívodem procesní kapaliny k tělesu vrtáku tvořené tělem, na jednom konci opatřeným dutinou pro upnutí vrtáku a alespoň jedním otvorem těla pro šroub pro upnutí vrtáku a na druhém konci zakončeným stopkou těla pro upnutí upínacího zařízení do vřetene obráběcího stroje, vyznačující se tím, že tělo (3) je pomocí ložisek (4) otočně uloženo v dutině (11) objímky (2) fixované v axiálním směru víkem (1), přičemž objímka (2) obsahuje přívod (8) procesní kapaliny ústící do radiální drážky (20) přívodu procesní kapaliny vytvořené ve vnitřní stěně objímky (2), kdy v těle (3) je vytvořen radiální kanálek (12) ústící do radiální drážky (20) přívodu procesní kapaliny, ze kterého vychází axiální kanálek (13) uspořádaný v ose upínacího zařízení (17) a ústící do dutiny (23) pro upnutí vrtáku (10), přičemž objímka je opatře-6CZ 306004 B6 na přívodem (7) vzduchu ústícím přes kanálky (6) do dvou radiálních drážek (19) přívodu vzduchu vytvořených ve vnitřní stěně objímky (2), které jsou uspořádány mezi ložisky (4) a z obou stran radiální drážky (20) přívodu procesní kapaliny, a v objímce (2) kolem každého ložiska (4) je vytvořeno alespoň jedno vybrání (9), které ústí do radiálního odvzdušňovacího kanálku (21) pro odvod přebytečného vzduchu z dutiny (11) objímky (2).
- 2. Upínací zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že v dutině (23) pro upnutí vrtáku (10) je uspořádán těsnicí kroužek (5).
- 3. Upínací zařízení podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že přívod (8) procesní kapaliny a přívod (7) vzduchu jsou v objímce (2) uspořádány proti sobě osově symetricky vůči ose upínacího zařízení (17).
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-30237U CZ28060U1 (cs) | 2014-11-07 | 2014-11-07 | Upínací zařízení s přívodem procesní kapaliny k tělesu vrtáku |
| CZ2014-767A CZ306004B6 (cs) | 2014-11-07 | 2014-11-07 | Upínací zařízení s přívodem procesní kapaliny k tělesu vrtáku |
| EP14004091.6A EP3017907B1 (en) | 2014-11-07 | 2014-12-04 | Clamping device for the supply of process liquids to drill body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-767A CZ306004B6 (cs) | 2014-11-07 | 2014-11-07 | Upínací zařízení s přívodem procesní kapaliny k tělesu vrtáku |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2014767A3 CZ2014767A3 (cs) | 2016-06-15 |
| CZ306004B6 true CZ306004B6 (cs) | 2016-06-15 |
Family
ID=52434477
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2014-767A CZ306004B6 (cs) | 2014-11-07 | 2014-11-07 | Upínací zařízení s přívodem procesní kapaliny k tělesu vrtáku |
| CZ2014-30237U CZ28060U1 (cs) | 2014-11-07 | 2014-11-07 | Upínací zařízení s přívodem procesní kapaliny k tělesu vrtáku |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2014-30237U CZ28060U1 (cs) | 2014-11-07 | 2014-11-07 | Upínací zařízení s přívodem procesní kapaliny k tělesu vrtáku |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3017907B1 (cs) |
| CZ (2) | CZ306004B6 (cs) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112914675B (zh) * | 2021-04-06 | 2022-02-22 | 南京林业大学 | 一种皮质骨加工用医用热管钻头及其使用方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3024030A (en) * | 1959-04-27 | 1962-03-06 | Universal Engineering Company | Coolant transfer and seal assembly having relatively rotating parts |
| WO1997002109A1 (de) * | 1995-06-30 | 1997-01-23 | Gühring, Jörg | Werkzeugaufnahme für kühl- bzw. schmiermittelversorgte werkzeuge und zugeordneter kühl- bzw. schmiermittelspeicher |
| US7147410B2 (en) * | 2002-02-08 | 2006-12-12 | Wto Werkzeug-Einrichtungen Gmbh | Tool head for holding a tool in a machine tool |
| WO2008146957A1 (en) * | 2007-05-04 | 2008-12-04 | Koreatechnics Co., Ltd. | Tool holding arbor |
| DE102008020740A1 (de) * | 2008-04-25 | 2009-10-29 | Bernd Sievert | Kühlvorrichtung für ein Werkzeug |
| US20120093604A1 (en) * | 2010-10-15 | 2012-04-19 | Jay Christopher Rozzi | Mechanism for delivering cryogenic coolant to a rotating tool |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2886346A (en) * | 1956-04-30 | 1959-05-12 | William O Nixon | Drill head with hydraulic thrust balancing means |
| US2937029A (en) * | 1957-03-11 | 1960-05-17 | Magnetic Seal Corp | Tool chuck with fluid transfer |
| DE1247808B (de) * | 1961-12-16 | 1967-08-17 | Guenther Claas | Futter fuer Werkzeuge mit kegeligem Einspannschaft |
| JPS58169939U (ja) * | 1982-05-06 | 1983-11-12 | 大昭和精機株式会社 | オイルホ−ル付き切削工具取付けユニツト |
| IT1198610B (it) * | 1983-05-24 | 1988-12-21 | Bakuer Italiana Spa | Dispositivo distributore di refrigerante dall'esterno del mandrino di una macchina utensile applicabile su macchine a controllo numerico e centri di lavoro |
| JPS61178651U (cs) * | 1985-04-25 | 1986-11-07 | ||
| DD258900A3 (de) | 1986-03-31 | 1988-08-10 | Werkzeugind Forschzent | Kuehlschmiermittelzufuehreinrichtung fuer rotierende schneidwerkzeuge |
| JPH0627314Y2 (ja) * | 1987-07-31 | 1994-07-27 | 大昭和精機株式会社 | 工具ヘッド |
| CS223388A2 (en) | 1988-04-01 | 1991-10-15 | Milos Ing Steinbach | Device for drilling and boring machines' tools cooling |
| AU3273589A (en) * | 1988-11-14 | 1990-05-17 | Gte Valenite Corporation | Coolant inducing adapter |
| JPH04183555A (ja) * | 1990-11-16 | 1992-06-30 | N T Tool Kk | 工作機の給油構造 |
| CZ17691A3 (en) | 1991-01-28 | 1993-08-11 | Ladislav Ing Maruska | device for supplying cooling liquid to a tubular drill |
| JPH10230434A (ja) | 1997-02-21 | 1998-09-02 | Gat G Fuer Antriebstechnik Mbh | 回転する機械部分に流体混合物を供給するための方法及び装置 |
| US8747033B2 (en) | 2009-09-02 | 2014-06-10 | Lockheed Martin Corporation | Through tool coolant adapter for drilling motor |
-
2014
- 2014-11-07 CZ CZ2014-767A patent/CZ306004B6/cs not_active IP Right Cessation
- 2014-11-07 CZ CZ2014-30237U patent/CZ28060U1/cs not_active IP Right Cessation
- 2014-12-04 EP EP14004091.6A patent/EP3017907B1/en not_active Not-in-force
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3024030A (en) * | 1959-04-27 | 1962-03-06 | Universal Engineering Company | Coolant transfer and seal assembly having relatively rotating parts |
| WO1997002109A1 (de) * | 1995-06-30 | 1997-01-23 | Gühring, Jörg | Werkzeugaufnahme für kühl- bzw. schmiermittelversorgte werkzeuge und zugeordneter kühl- bzw. schmiermittelspeicher |
| US7147410B2 (en) * | 2002-02-08 | 2006-12-12 | Wto Werkzeug-Einrichtungen Gmbh | Tool head for holding a tool in a machine tool |
| WO2008146957A1 (en) * | 2007-05-04 | 2008-12-04 | Koreatechnics Co., Ltd. | Tool holding arbor |
| DE102008020740A1 (de) * | 2008-04-25 | 2009-10-29 | Bernd Sievert | Kühlvorrichtung für ein Werkzeug |
| US20120093604A1 (en) * | 2010-10-15 | 2012-04-19 | Jay Christopher Rozzi | Mechanism for delivering cryogenic coolant to a rotating tool |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3017907A1 (en) | 2016-05-11 |
| CZ2014767A3 (cs) | 2016-06-15 |
| EP3017907B1 (en) | 2019-09-04 |
| CZ28060U1 (cs) | 2015-04-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2753340C (en) | Driven tool assembly | |
| CN105290873B (zh) | 将冷却介质或润滑介质输送至旋转工具的装置 | |
| US6729813B2 (en) | Spindlehead for tools | |
| EP2409799B1 (en) | Coolant supply structure for turret tool head | |
| US10226846B2 (en) | Tool receptacle | |
| WO2012101751A1 (ja) | 工具ホルダ及び工作機械 | |
| EP2493654B1 (en) | Coolant adapter | |
| US5544985A (en) | Deep bore drilling apparatus with rotatable single tube system | |
| CN109926665B (zh) | 旋铣装置 | |
| CZ289995B6 (cs) | Způsob přivádění fluidní směsi do rotujícího nástroje a zařízení k provádění tohoto způsobu | |
| CA2539604C (en) | Shaft tool and associated coolant/lubricant feeding point | |
| KR100503163B1 (ko) | 공작기계의 주축장치 | |
| KR20070029598A (ko) | 공작기계 또는 그들의 부품에서 베어링 위치의 윤활 방법및 장치 | |
| CZ306004B6 (cs) | Upínací zařízení s přívodem procesní kapaliny k tělesu vrtáku | |
| JP6487329B2 (ja) | 工具把持装置のための封止システム | |
| EP0978350B1 (en) | Main spindle apparatus for machine tools, and multispindle head for machine tools | |
| KR20190060084A (ko) | 공작기계 주축 사이드 절삭유 분사 시스템 | |
| DE60315854T2 (de) | Werkzeug mit gezielt vorgespanntem glied und verfahren zur herstellung eines nicht achsensymmetrischen merkmals | |
| KR100503175B1 (ko) | 공작기계의 주축장치 | |
| KR102060842B1 (ko) | 공작 기계의 이물질 유입 방지 구조 | |
| JP2015033731A (ja) | ツールホルダ | |
| US20230166373A1 (en) | Components of a Machine Tool for Automated Collet Chuck Maintenance and Cleaning | |
| WO2005011910A1 (de) | Drehdurchführung für minimalmengenschmierung | |
| EP1719567A1 (en) | Clamping device for machine tools | |
| JP2017531568A (ja) | 流体混合供給装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20211107 |