PL224846B1 - Trzpień tokarski - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest trzpień tokarski, przeznaczony do ustalania i mocowania przedmiotów cylindrycznych przelotowych i nieprzelotowych np. w kształcie tulei lub pierścieni, również jednostronnie zamkniętych.

Stosowane są obecnie trzpienie tokarskie rozprężne do mocowania przedmiotów składające się z korpusu, który posiada z jednej strony zakończenie w postaci stożka Morse'a umożliwiające zamocowanie w końcówce wrzeciona obrabiarki, zaś z drugiej strony część roboczą wyposażoną w elementy rozprężne np. mieszki lub tuleje ściskane mechaniczne za pomocą śruby w celu wywołania naprężeń i odkształceń umożliwiających zamocowanie przedmiotu. Tuleja rozprężna lub mieszek zwiększając swoją średnicę zewnętrzną powoduje zamocowanie nałożonego na nią, powierzchnią walcową wewnętrzną, przedmiotu cylindrycznego. Takie rozwiązanie konstrukcyjne nie pozwala na mocowanie przedmiotów cylindrycznych jednostronnie zamkniętych. Uchwyty te stosuje się do niewielkiego zakresu wymiarowego średnic wewnętrznych powierzchni cylindrycznych, co wymaga wykonania wielu elementów mocujących.

Wymienione wyżej niedogodności wyeliminować można poprzez zastosowanie materiałów z pamięcią kształtu.

Z opisu patentowego nr PL 213714 znany jest siłownik termiczny w którym zastosowano sprężynę wykonaną z materiału wykazującego efekt pamięci kształtu do wywarcia siły i przemieszczenia tłoka siłownika. Poprzez wykonanie sprężyny w określonym przedziale temperaturowym uzyskano dwie różne długości sprężyny umożliwiające przesuw tłoka pod wpływem zmiany temperatury.

Z opisu patentowego nr DE 4232790 znana jest oprawka narzędziowa, w której zastosowano tuleję zaciskową wykonaną z materiału wykazującego efekt pamięci kształtu. Poprzez wykonanie tulei w określonym przedziale temperatur, zmniejsza lub zwiększa ona swoją średnicę umożliwiając mocowanie narzędzi obróbkowych.

Z opisu patentowego nr KR 20110082443 znana jest także oprawka narzędziowa w której zastosowano stożkową tuleję zaciskową połączoną z uchwytem wykonanym z materiału wykazującego efekt pamięci kształtu, celem mocowania narzędzi obróbkowych. Poprzez odpowiednie wykonanie elementu mocującego w określonym przedziale temperatur, zmniejsza lub zwiększa on swoją długość, przesuwając tuleje w stożkowym rowku, tym samym powoduje zmniejszanie lub zwiększanie średnicy tulei i mocowanie w niej narzędzia.

Trzpień tokarski do ustalania i mocowania przedmiotów cylindrycznych przelotowych i nieprzelotowych, według wynalazku charakteryzuje się tym, że elementem mocującym przedmiot obrabiany jest mieszek wykonany z materiału wykazującego dwukierunkowy efekt pamięci kształtu, przy czym w pozycji rozciągniętej uformowany jest w temperaturze wyższej od temperatury przejścia materiału z fazy niskotemperaturowej do wysokotemperaturowej, natomiast w pozycji ściśniętej uformowany jest poprzez wyżarzanie tak, aby pozostawał w tej pozycji w temperaturze poniżej 60°C, korzystnie 35°C.

Korzystnym skutkiem rozwiązania jest skrócenie czasu mocowania przedmiotów obrabianych w uchwycie obróbkowym oraz możliwość mocowania przedmiotów jednostronnie zamkniętych. Ponadto, umożliwia zastąpienie jednym elementem z pamięcią kształtu kilku konwencjonalnych elementów rozprężnych w typoszeregu wymiarowym oraz ma możliwość zastosowania dodatkowego układu sterowania mocowaniem i odmocowaniem przedmiotu poprzez zmianę temperatury mieszka.

Wynalazek zobrazowany jest przykładem wykonania trzpienia tokarskiego na rysunku przedstawiającym półwidok-półprzekrój.

Trzpień tokarski składa się z części chwytowej 1, która zewnętrzną powierzchnią w kształcie stożka Morse'a umożliwia mocowanie uchwytu we wrzecionie obrabiarki oraz walcowej części roboczej 2 na której osadzony jest mieszek 3, jednostronnie przytwierdzony do kołnierza 4. Mieszek wykonany jest ze stopu wykazującego dwukierunkowy efekt pamięci kształtu i uformowany w taki sposób, że w temperaturze wyższej 60°C znajduje się w pozycji rozciągniętej 3a, natomiast w temperaturze niższej od 60°C znajduje się w pozycji ściśniętej 3, mocując tym samym przedmiot obrabiany 5.

Po podgrzaniu mieszka do temperatury przejścia z fazy martenzytycznej do fazy austenitycznej zmniejsza on swoją średnicę zewnętrzną i jednocześnie zwiększa swoją długość, umożliwiając umieszczenie na mieszku 3 przedmiotu obrabianego 5.

Po schłodzeniu mieszka 3 do temperatury przejścia materiału w fazę martenzytyczną następuje jego skrócenie, oraz zwiększenie średnicy zewnętrznej umożliwiające zamocowanie przedmiotu obrabianego 5.

PL 224 846 B1

Po wykonaniu obróbki podgrzewa się mieszek 3 do temperatury przejścia z fazy martenzytycznej do fazy austenitycznej, które powoduje zmniejszenie jego średnicy zewnętrznej i umożliwia odmocowanie przedmiotu obrabianego 5.

Claims (1)

1. Trzpień tokarski z częścią mocującą w kształcie stożka Morse'a do ustalania i mocowania przedmiotów cylindrycznych przelotowych i nieprzelotowych zawierający sprężysty mieszek, znamienny tym, że mieszek (3) wykonany jest z materiału wykazującego dwukierunkowy efekt pamięci kształtu, przy czym w pozycji rozciągniętej uformowany jest w temperaturze wyższej od temperatury przejścia materiału z fazy niskotemperaturowej do wysokotemperaturowej, natomiast w pozycji ściśniętej uformowany jest poprzez wyżarzanie tak, aby pozostawał w tej pozycji w temperaturze poniżej 60°C, korzystnie 35°C.