PL188078B1 - Urządzenie do bezstopniowo przestawialnego zamocowania narzędzia na napędzalnym wrzecionie narzędziowym obrabiarki - Google Patents

Abstract

1. Urzadzenie do bezstopniowo przesta- wialnego zamocowania narzedzia na nape- dzalnym wrzecionie narzedziowym obra- biarki, przy czym narzedzie jest zamoco- wane wymiennie w suporcie narzedzio- wym, który jest ulozyskowany wychylnie w obudowie wokól osi obrotu suportu na- rzedziowego, przebiegajacej pod katem, korzystnie prostym, do osi obrotu wrzecio- na narzedziowego, znamienne tym, ze su port narzedziowy (6 ) jest umieszczony wy- chylnie w obudowie (9) i napedzany po- przez srodek napedowy, korzystnie silnik, magnes lub srodek cisnieniowy. Fig. 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do bezstopniowo przestawialnego zamocowania narzędzia na napędzalnym wrzecionie narzędziowym obrabiarki.

Do bezstopniowego przestawiania uchwytu narzędziowego w obrabiarce, przykładowo tokarce, są znane z praktyki tak zwane suporty do toczenia poprzecznego. Te suporty do toczenia poprzecznego mają translacyjnie poruszane sanki, przez które narzędzie jest poruszane do przedmiotu obrabianego. W celu wyrównania, uwarunkowanego siłą odśrodkową, niewyważenia występującego przy przesuwaniu suwaka, suport do toczenia poprzecznego wyrównuje się przez przeciwbieżny suport lub przez przeciwciężar.

Niedogodnością w znanych urządzeniach do bezstopniowego przestawialnego zamocowania narzędzia na wrzecionie obrabiarki jest, że z jednej strony może odbywać się tylko translatoryczny ruch narzędzia, a z drugiej strony na podstawie powstającego niewyważenia i sił odśrodkowych nie jest możliwe przy wysokich roboczych prędkościach obrotowych bezstopniowe przestawianie w obszarze pm.

Dalsza możliwość przestawiania bezstopniowego uchwytu narzędziowego jest przedstawiona w opisie FR 459 327, w którym narzędzie jest zamocowane wymiennie w suporcie narzędziowym, który jest ułożyskowany wychylnie w obudowie wokół osi obrotu suportu narzędziowego, przebiegającej pod kątem prostym do osi obrotu wrzeciona narzędziowego. Wychylanie uchwytu narzędziowego jest realizowane przez obracanie śruby nastawczej, której gwint pozostaje w przyporze z odcinkiem gwintowym, ukształtowanym na jednym końcu uchwytu narzędziowego, ułożyskowanego wychylnie w obudowie.

188 078

Tego rodzaju możliwość przestawiania ma niedogodność, że jest uruchamiana ręcznie, a obrabiarka musi być całkowicie zatrzymana. Poza tym za pomocą takiej uruchamianej ręcznie śruby przestawczej trudno jest osiągnąć wymagane położenia przestawiania w obszarze pm.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie urządzenia do bezstopniowo przestawialnego mocowania narzędzia na napędzalnym wrzecionie narzędziowym obrabiarki, które przy prawie całkowitym wyrównaniu, uwarunkowanego siłą odśrodkową niewyważenia, umożliwiałoby wielostronne przestawianie narzędzia w obszarze pm.

Zadanie to zostało rozwiązane według wynalazku dzięki temu, że suport narzędziowy jest umieszczony wychylnie w obudowie i napędzany poprzez środek napędowy, korzystnie silnik, magnes lub środek ciśnieniowy..

Według uprzywilejowanej postaci wykonania wynalazku suport narzędziowy jest zaopatrzony w tłok wychylny, który jest umieszczony w cylindrze obudowy zasilanym środkiem ciśnieniowym.

Według praktycznej postaci wykonania, suport narzędziowy jest ukształtowany w rodzaju tarczy z tłokiem wychylnym, w postaci odcinka pierścienia kołowego, który jest umieszczony uszczelniająco w cylindrze obudowy, w postaci odcinka kołowego.

Dalej za pomocą wynalazku jest zaproponowane, że powierzchnie płaszcza i powierzchnie czołowe suportu narzędziowego i tłoka wychylnego stanowią wobec obudowy powierzchnie prowadzące.

Według uprzywilejowanej postaci wykonania pomiędzy obudową a suportem narzędziowym jest umieszczony zespół pomiarowy.

Korzystnie suport narzędziowy jest wyposażony w zespół szybkomocujący dla narzędzia, który jest połączony z medium ciśnieniowym.

Dzięki wychylaniu suportu narzędziowego wokół osi, która przecina oś wrzeciona narzędziowego pod kątem, korzystnie kątem prostym, osiąga się możliwość takiego wyrównania, leżących z obu stron osi wychylnej, mas suportu narzędziowego i narzędzia, że punkt ciężkości mas leży w punkcie przecięcia osi wychylnej i osi obrotu tak, że przy obrocie suportu narzędziowego, ułożyskowanego przestawnie, wychylnie w obudowie, nie powstaje żadne niewyrównanie sił. Ponieważ unika się, uwarunkowanego siłą odśrodkową niewyważenia, jest możliwe takie precyzyjne przestawianie suportu narzędziowego i narzędzia, że są możliwe zmiany ruchu w obszarze pm, które ze swojej strony stanowią podstawę dla ciągłego przestawiania, zwłaszcza przy sterowaniu CNC (sterowanie numeryczne za pomocą komputera).

Na podstawie wychylnego ułożyskowania suportu narzędziowego, w urządzeniu według wynalazku jest poza tym możliwe przeprowadzanie różnych ruchów narzędzia. Ponieważ tłok wychylny jest uruchamiany środkiem ciśnieniowym, to jest możliwe szczególnie precyzyjne i łatwe wychylanie suportu narzędziowego z wysoką siłą, poprzez przepompowywanie środka ciśnieniowego. Ukształtowanie tłoka wychylnego w postaci odcinka pierścienia kołowego, przedstawia przeciwciężar do właściwego uchwytu narzędziowego wraz z narzędziem, przez co ponownie następuje wyrównanie mas. W tym ukształtowaniu powierzchnia płaszcza i powierzchnie czołowe przedstawiają jednocześnie powierzchnie prowadzące i uszczelniające, gdy tłok wychylny jest uruchamiany środkiem ciśnieniowym. Zastosowanie bezpośrednio pomiędzy obudową a suportem narzędziowym zespołu pomiarowego umożliwia bezluzowe i bezbłędne przestawianie suportu narzędziowego i dzięki temu narzędzia. Bezpośrednio oznacza to, że zespół pomiarowy rejestruje bezpośrednio przestawianie suportu narzędziowego bez włączenia pośredniego innego elementu pomiarowego.

Dzięki zastosowaniu zespołu szybkomocującego jest zapewnione, że z jednej strony wymiana narzędzia może następować całkowicie automatycznie i bez długich czasów przestoju, a z drugiej strony jest zapewnione dokładnie powtarzalne i nieobracalne zamocowanie narzędzia, i że na podstawie znanej geometrii narzędzia obróbka może być dalej prowadzona bez ponownego ustawiania i mierzenia narzędzia.

Ułatwieniem pracy urządzenia według wynalazku jest również to, że do zespołu szybkomocującego i/lub narzędzia poprzez suport narzędziowy jest doprowadzane gazowe i/lub ciekłe medium do celów chłodzenia, przecinania i czyszczenia. Przy tym gazowym i/lub cie4

188 078 kłym medium może być powietrze sprężone do czyszczenia, olej smarowy do przecinania i chłodzenia lub azot do chłodzenia.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematyczną budowę obrabiarki z wrzecionem narzędziowym i równolegle osiowo przestawnym wrzecionie narzędziowym, a fig. 2 - schematyczny widok z góry na bezstopniowo przestawne mocowanie narzędzia.

Na fig. 1 jest schematycznie przedstawiona budowa obrabiarki. Bliżej nie przedstawiona obrabiarka posiada napędzalne wrzeciono 1, w którym jest obracany przedmiot obrabiany wokół osi obrotu 2. Obrabiarka zawiera także sanki 3, na których wrzeciono narzędziowe 4 jest przejezdne nie tylko promieniowo do osi obrotu 2, ale także osiowo w kierunku wzdłużnym osi obrotu 2, przy czym wrzeciono narzędziowe 4 jest napędzane obrotowo wokół osi obrotu 5. Wrzeciono narzędziowe 4 ma suport narzędziowy 6, na którym jest zamocowane nieobracalnie wymienialne narzędzie 7. Ten suport narzędziowy 6 jest ułożyskowany wychylnie w obudowie 9 wokół osi obrotu suportu narzędziowego 8, przebiegającej pod kątem do osi obrotu 5 wrzeciona narzędziowego 4.

Dzięki wychylnemu ułożyskowaniu suportu narzędziowego 6 w obudowie 9 jest możliwe poruszanie narzędzia 7 nie tylko translatorycznie, poprzez przestawianie wrzeciona narzędziowego 4 na sankach 3 do osi obrotu 2 przedmiotu obrabianego, ale także wychylanie narzędzia 7 wobec tej osi obrotu 2.

Dokładna budowa suportu narzędziowego 6 jest schematycznie przedstawiona na fig. 2. Do zamocowania narzędzia 7 suport narzędziowy 6 ma zespół szybkomocujący 10, w którym każdorazowo zastosowane narzędzia 7 są dokładnie, powtarzalnie i nieobracalnie ustalane. Zespół szybkomocujący 10 może być zasilany środkiem ciśnieniowym, korzystnie medium gazowym lub ciekłym. Dokładnie powtarzalne ustawienie narzędzia 7 jest istotne dla uzyskania jednakowej dokładności obróbki, ponieważ geometryczne wymiary każdego narzędzia 7, jako wartość wyjściowa wpływają na sterowany komputerowo program obróbki. Przez niedokładne ustawienie narzędzia 7 w suporcie narzędziowym 6, pomimo znanej geometrii zastosowanego narzędzia 7, będą wytwarzane nieużyteczne przedmioty obrabiane, ponieważ narzędzie 7 nie było dokładnie ustawione w osiach obrotu 2, 5 i 8.

W przedstawionym przykładzie wykonania urządzenia do bezstopniowo przestawnego mocowania narzędzia 7 na napędzalnym wrzecionie narzędziowym 4, obrabiarka jest ukształtowana z suportem narzędziowym 6 zaopatrzonym w tłok wychylny 11, który umieszczony w cylindrze 12 obudowy 9, w celu wychylania suportu narzędziowego 6, jest zasilany środkiem ciśnieniowym. Ukształtowany w rodzaju tarczy suport narzędziowy 6 z tłokiem wychylnym 11, w postaci odcinka pierścienia kołowego, jest wychylny wokół osi obrotu 8 suportu narzędziowego 6, która w przedstawionym przykładzie wykonania jest prostopadła do osi obrotu 5 wrzeciona narzędziowego 4.

Powierzchnie płaszcza 6a i 1lb suportu narzędziowego 6 tłoka wychylnego 11 oraz powierzchnie czołowe 1 la tłoka wychylnego 11 w przedstawionym przykładzie wykonania stanowią powierzchnie prowadzące wobec obudowy 9. Jednocześnie te powierzchnie 6a, 11 a i lb służąjako powierzchnie uszczelniające dla środka ciśnieniowego, kierowanego do cylindra 12. Aby móc osiągnąć możliwie beztarciowe ułożyskowanie suportu narzędziowego 6 w obudowie 9, co najmniej jedna powierzchnia płaszcza 6a i 1lb suportu narzędziowego 6 oraz tłoka wychylnego 11 jest zaopatrzona w powłokę zmniejszającą tarcie.

Dzięki umieszczeniu zespołu pomiarowego 13 pomiędzy obudową 9 a suportem narzędziowym 6 jest możliwy bezluzowy i bezbłędny pomiar stopnia wychylenia suportu narzędziowego 6. Zespół pomiarowy 13 przykładowo składa się z umieszczonej na powierzchni płaszcza 11 b tłoka wychylnego 1 skali pomiarowej, która jest bezpośrednio odczytywana przez układ odczytujący, umieszczony w obudowie 9.

Przez wychylenie suportu narzędziowego 6 wokół osi obrotu 8, która przecina oś obrotu 5 wrzeciona narzędziowego 4 pod kątem, korzystnie kątem prostym, osiąga się możliwość takiego wyrównywania mas suportu narzędziowego 6 i narzędzia 7, leżących z obu stron osi obrotu 8 suportu narzędziowego 6, że punkt ciężkości mas leży w punkcie przecięcia osi obrotu 8 suportu narzędziowego 6 i osi obrotu 5 wrzeciona przedmiotu obrabianego. Przy obrocie

188 078 suportu narzędziowego 6, ułożyskowanego przestawnie w obudowie 9, nie występuje na podstawie siły odśrodkowej żadne niewyważenie, które uniemożliwiałoby dokładne prowadzenie narzędzia 7. A więc jest możliwe takie przestawianie precyzyjne suportu narzędziowego 6 i narzędzia 7, że są możliwe zmiany ruchu w obszarze μιη.

W celu dalszej kompensacji sił odśrodkowych, występujących przy obrotach osi obrotu 5 wrzeciona narzędziowego 4 ponad 15.000 obrotów na minutę, celowo obudowa 9 jest otoczona przez zewnętrzny dociskowy pierścień samouszczelniający 14.

Oczywiście, powyżej opisane urządzenie do bezstopniowo przestawialnego mocowania narzędzia 7 może być używane z każdego rodzaju centrach obróbkowych, nie tylko w tokarkach, jak to jest w przypadku przedstawionego przykładu wykonania.

12 11a

Fig. 2

_ 12b

188 078

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2.00 zł.

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do bezstopniowo przestawialnego zamocowania narzędzia na napędzalnym wrzecionie narzędziowym obrabiarki, przy czym narzędzie jest zamocowane wymiennie w suporcie narzędziowym, który jest ułożyskowany wychylnie w obudowie wokół osi obrotu suportu narzędziowego, przebiegającej pod kątem, korzystnie prostym, do osi obrotu wrzeciona narzędziowego, znamienne tym, że suport narzędziowy (6) jest umieszczony wychylnie w obudowie (9) i napędzany poprzez środek napędowy, korzystnie silnik, magnes lub środek ciśnieniowy.
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że suport narzędziowy (6) jest zaopatrzony w tłok wychylny (11), który jest umieszczony w cylindrze (12) obudowy (9) zasilanym środkiem ciśnieniowym.
3. 3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że suport narzędziowy (6) jest ukształtowany w rodzaju tarczy z tłokiem wychylnym (11), w postaci odcinka pierścienia kołowego, który jest umieszczony uszczelniająco w cylindrze (12) obudowy (9), w postaci odcinka kołowego.
4. 4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że w suporcie narzędziowym (6) i tłoku wychylnym (11) powierzchnie płaszcza (6a, llb) i powierzchnia czołowa (lla) stanowią powierzchnie prowadzące wobec obudowy (9).
5. 5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że pomiędzy obudową (9) a suportem narzędziowym (6) jest umieszczony zespół pomiarowy (13).
6. 6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że suport narzędziowy (6) jest wyposażony w zespół szybkomocujący (10) dla narzędzia (7).
7. 7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że zespół szybkomocujący (10) jest połączony przez suport narzędziowy (6) medium ciśnieniowym.