RU111472U1

RU111472U1 - UNIT FOR FASTENING REPLACEMENT MODULES OF BLOCK INSTRUMENTAL EQUIPMENT

Info

Publication number: RU111472U1
Application number: RU2011118444/02U
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Ромашев; Владимир Валерьевич Беломыцев; Антон Юрьевич Плешивцев
Priority date: 2011-05-06
Filing date: 2011-05-06
Publication date: 2011-12-20

Abstract

Узел крепления сменных модулей блочной инструментальной оснастки, содержащий корпус с внутренней и наружной цилиндрическими и торцевой базовыми поверхностями, центрирующую втулку, инструментальный модуль, установленный в коническом отверстии центрирующей втулки, тягу с наклонными прорезями, при этом в инструментальном модуле и в корпусе выполнены пазы для передачи зажимного усилия от пакета тарельчатых пружин через шарики, отличающийся тем, что наклонные прорези выполнены радиусной формы, обеспечивающей минимальные внутренние напряжения в тяге. An attachment unit for interchangeable modules of a block tooling, comprising a housing with inner and outer cylindrical and end base surfaces, a centering sleeve, a tool module installed in a conical hole of the centering sleeve, a rod with inclined slots, while transmission slots are made in the tool module and in the housing clamping forces from a cup spring plate through balls, characterized in that the inclined slots are made of a radial shape, providing minimal internal stress traction.

Description

Предлагаемое техническое решение - полезная модель - относится к области станкостроения, а именно, к инструментальной оснастке для станков с автоматической сменой инструмента и числовым программным управлением (ЧПУ).The proposed technical solution - a utility model - relates to the field of machine tool industry, namely, tooling for machines with automatic tool change and numerical control (CNC).

Известен быстросменный инструментальный блок [1]. Зажим головки осуществляется шариками. Угловое позиционирование головки относительно державки осуществляется посредством шпоночного соединения. Недостатком описанного устройства являются базирование инструментальной головки по цилиндрической поверхности и индивидуальное изготовление каждой инструментальной головки из-за различного выполнения углублений цилиндрической формы.Known quick-change tool block [1]. The head is clamped by balls. Angular positioning of the head relative to the holder is carried out by means of keyed connection. A disadvantage of the described device is the basing of the tool head on a cylindrical surface and the individual manufacture of each tool head due to the different design of the recesses of the cylindrical shape.

Известен резцедержатель [2]. Сменная головка выполнена с коническим хвостовиком. Зажим осуществляется резьбовой тягой и деформируемыми стенками. Недостатком описанного устройства является низкая долговечность резьбового соединения и деформируемого элемента.Known tool holder [2]. The interchangeable head is made with a tapered shank. The clamp is carried out by a threaded rod and deformable walls. The disadvantage of the described device is the low durability of the threaded connection and the deformable element.

Авторам известна модульная инструментальная оснастка [3, прототип]. Зажимная сила создается за счет перемещения тел качения (шариков) при взаимодействии пазов и канавок специальной формы, расположенных на элементах конструкции. Угловое позиционирование головки относительно державки осуществляется посредством шпоночного соединения. Недостатком описанного устройства является повышенные внутренние напряжения в тяге при создании усилия закрепления.The authors are aware of modular tooling [3, prototype]. The clamping force is created due to the movement of the rolling bodies (balls) during the interaction of grooves and grooves of a special shape located on the structural elements. Angular positioning of the head relative to the holder is carried out by means of keyed connection. The disadvantage of the described device is the increased internal stress in the thrust when creating a clamping force.

Предлагаемое авторами техническое решение направлено на усовершенствование конструкции, уменьшение действующих внутренних напряжений в тяге и как следствие, повышение долговечности и надежности данного узла.The technical solution proposed by the authors is aimed at improving the design, reducing the acting internal stresses in traction and, as a result, increasing the durability and reliability of this unit.

На фиг.1 показан сборочный чертеж предлагаемой конструкции узла крепления сменных модулей блочной инструментальной оснастки (корпус показан условно). На фиг.2 показана форма паза на инструментальном модуле и на корпусе. На фиг.3 показан график зависимости напряжений от величины округления паза. На фиг.4 показана величина А- расстояние от линии центров прямого паза до максимально удаленного положения шарика в пазе.Figure 1 shows the assembly drawing of the proposed design of the attachment point of the replaceable modules of the block tooling (the housing is shown conditionally). Figure 2 shows the shape of the groove on the tool module and on the housing. Figure 3 shows a plot of stress versus rounding groove. Figure 4 shows the value of A - the distance from the line of centers of the direct groove to the most remote position of the ball in the groove.

При теоретическом исследовании зависимостей технологических параметров прототипа при эксплуатации устройства на обеспечение работоспособности модульной инструментальной оснастки было замечено, что форма паза на тяге напрямую влияет на напряжения, возникающие в деталях модульной инструментальной оснастки при закреплении сменного модуля. Сравнение результатов производилось при изменении формы паза, используя метод конечных элементов. Паз выполнялся не прямым, как было ранее, а радиусным. Так же менялось направление закругления. По данным расчета был построен график зависимости напряжений, возникающих в пазе, от величины округления паза (см. фиг.3).In a theoretical study of the dependences of the technological parameters of the prototype during operation of the device to ensure the operability of the modular tooling, it was noted that the shape of the groove on the rod directly affects the stresses arising in the details of the modular tooling when attaching the replaceable module. The results were compared when the shape of the groove was changed using the finite element method. The groove was not straight, as it was before, but radial. The direction of the curve also changed. According to the calculation, a graph was constructed of the dependence of stresses arising in the groove on the magnitude of rounding of the groove (see figure 3).

На графике величина А - расстояние от линии центров прямого паза до максимально удаленного положения шарика в пазе (см. фиг.4).On the graph, the value A is the distance from the line of centers of the direct groove to the most remote position of the ball in the groove (see figure 4).

Исходя из графика, была выбрана форма паза с величиной Δ_min=2 мм, при которой возникающие напряжения в деталях будут минимальны, при одной и той же силе закрепления сменного модуля.Based on the graph, the shape of the groove was selected with the value Δ _min = 2 mm, at which the emerging stresses in the parts will be minimal, with the same fixing force of the replaceable module.

Конструкция (см. фиг.1) включает в себя корпус 1 с внутренней и наружной цилиндрическими и торцовой базовыми поверхностями, центрирующую втулку 2, предназначенную для центрирования сменного модуля относительно корпуса, инструментальный модуль 3, установленный в коническом отверстии центрирующей втулки, тягу 4, которая имеет наклонные прорези радиусной формы для закрепления инструментального модуля. Радиусная форма прорезей обеспечивает минимальные внутренние напряжения в тяге. Зажимной узел включает в себя пазы специальной формы (см. фиг.2) в сменном инструментальном модуле 3 и в корпусе 1, тягу 4, пакет тарельчатых пружин 5 и шарики 7.The design (see Fig. 1) includes a housing 1 with inner and outer cylindrical and end base surfaces, a centering sleeve 2, designed to center the replaceable module relative to the housing, a tool module 3 mounted in a conical hole of the centering sleeve, a rod 4, which has inclined radial-shaped slots for securing the tool module. The radial shape of the slots provides minimal internal stress in the traction. The clamping unit includes grooves of a special shape (see FIG. 2) in the interchangeable tool module 3 and in the housing 1, the rod 4, the disk spring package 5 and the balls 7.

Конструкция работает следующим образом.The design works as follows.

При смене инструментального модуля для снятия усилия закрепления на пакет тарельчатых пружин 5 воздействуют внешней силой, превышающей усилие, создаваемое ими, чем обеспечивается перемещение тяги в осевом направлении. Перемещение тяги ограничивается ходом винта 8 по пазу. При этом шарики, перекатываясь по прорезям тяги, попадают в вершины паза в инструментальном модуле, высвобождая его. Удержание шариков 7 в прорезях обеспечивается смещением втулки 12 под действием пружины 13. Ход втулки ограничивается винтом 14. Необходимые воздействия создаются внешним силовым устройством, которое непосредственно не входит в состав инструментальной оснастки. При установке модуля действия выполняются в обратной последовательности. Внешний силовой элемент воздействует на пакет тарельчатых пружин 5. Тяга 4 находится в крайнем левом положении. Шарики 7 находятся во впадинах паза корпуса 1. Модуль предварительно ориентируется шпонкой 10 и центрируется по коническому отверстию центрирующей втулки 2. Происходит смещение в осевом направлении центрирующей втулки 2, которая сжимает упругий элемент 15. Инструментальный модуль 3 смещается до упора в торец корпуса 1. При совмещении пазов в корпусе 1 и в инструментальном модуле 3 воздействие внешнего силового элемента на пакет тарельчатых пружин 5 плавно уменьшается, что приводит к смещению тяги 4 в осевом направлении. При этом шарики 7, перекатываясь по прорезям в тяге 4 из впадин паза в корпусе 1, попадают во впадины паза в инструментальном модуле 3. При этом происходит силовое замыкание инструментального модуля 3 через шарики 7. После чего сменный инструментальный модуль надежно закреплен.When changing the tool module to relieve the fixing forces, the disk springs 5 are subjected to an external force exceeding the force created by them, which ensures the axial movement of the rod. The movement of the thrust is limited by the stroke of the screw 8 along the groove. In this case, the balls, rolling along the traction slots, fall into the top of the groove in the tool module, releasing it. The retention of the balls 7 in the slots is provided by the displacement of the sleeve 12 under the action of the spring 13. The stroke of the sleeve is limited by the screw 14. The necessary actions are created by an external power device that is not directly included in the tooling. When installing the module, actions are performed in the reverse order. The external power element acts on the package of Belleville springs 5. Link 4 is in the extreme left position. The balls 7 are located in the hollows of the groove of the housing 1. The module is pre-oriented by the key 10 and centered on the conical hole of the centering sleeve 2. There is an axial displacement of the centering sleeve 2, which compresses the elastic element 15. The tool module 3 is displaced against the end of the housing 1. When combining the grooves in the housing 1 and in the tool module 3, the effect of an external power element on the disk spring package 5 gradually decreases, which leads to the displacement of the rod 4 in the axial direction. In this case, the balls 7, rolling along the slots in the rod 4 from the grooves of the groove in the housing 1, fall into the grooves of the groove in the tool module 3. At the same time, the tool module 3 is force-locked through the balls 7. After that, the replaceable tool module is securely fixed.

Описанный узел крепления сменных модулей блочной инструментальной оснастки используется на кафедре МРСиИ Бийского технологического института АлтГТУ им. И. И. Ползунова как опытный образец. Есть предложение изготовления опытной партии для апробации в производственных условиях.The described attachment point for interchangeable modules of block tooling is used at the Department of MRSI and Biysk Technological Institute of Altai State Technical University I. I. Polzunova as a prototype. There is a proposal to manufacture an experimental batch for testing in a production environment.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки.Sources of information taken into account when preparing the application.

1. А.с. СССР №1657278, 1991 г.1. A.S. USSR No. 1657278, 1991

2. А.с. СССР №1673289, 1991 г.2. A.S. USSR No. 1673289, 1991

3. RU №97662, 2010 г.3. RU No. 97662, 2010

Claims

An attachment unit for interchangeable modules of a block tooling, comprising a housing with inner and outer cylindrical and end base surfaces, a centering sleeve, a tool module installed in a conical hole of the centering sleeve, a rod with inclined slots, while transmission slots are made in the tool module and in the housing clamping forces from a cup spring plate through balls, characterized in that the inclined slots are made of a radial shape, providing minimal internal stress traction.