RU2014196C1

RU2014196C1 - Module joining device

Info

Publication number: RU2014196C1
Authority: RU
Inventors: К.А. Украженко
Original assignee: Украженко Константин Адамович
Priority date: 1991-08-14
Filing date: 1991-08-14
Publication date: 1994-06-15

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: device has a screw gage which, in turn, has a joined module with a threaded hole in a shank and with an outer diameter in one of its sections no less than the diameter of a mounting hole of a base module, a threaded link and a screw. The screw is mounted for axial rotation and radial movement relative to the module axis. The screw is made with two oppositely directed mating cones on its surface engageable with matching conical surfaces in the link which mates the joined module through the threaded surface. EFFECT: improved structure. 5 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к станкостроению/ преимущественно для инструментальных блочных систем/ обрабатывающих центров и различных станков с ЧПУ. The invention relates to machine tools / mainly for instrumental block systems / machining centers and various CNC machines.

Известны устройства соединения модулей с креплением боковыми винтами/ где расточка базового модуля охватывает хвостовик присоединяемого модуля и поджимает к его торцу посредством ввинчиваемого в радиальное отверстие корпуса винта/ коническая головка которого взаимодействует с поверхностью конического углубления/ выполненная в устанавливаемой в хвостовике вставке/ эксцентричного относительно отверстия под винт. Для повышения жесткости конструкция в стенке отверстия державки соосно с винтом выполнено обращенное к нему коническое углубление/ а в хвостовике корпуса - поперечное отверстие под вставку/ на одном из торцов которой расположено коническое углубление/ а другой выполнен в виде конуса/ взаимодействующего с поверхностью конического углубления державки. Known devices for connecting modules with fastening with side screws / where the bore of the base module covers the shank of the connected module and presses it to the end by means of a screw screwed into the radial hole of the housing / the conical head of which interacts with the surface of the conical recess / made in an insert installed in the shank / eccentric relative to the hole under screw. To increase rigidity, the design in the wall of the holder’s hole coaxially with the screw has a conical recess facing it / and in the housing shank a transverse hole for the insert / at one of whose ends there is a conical recess / and the other is made in the form of a cone / interacting with the surface of the conical recess of the holder .

Недостатком данных устройств является невысокая жесткость фиксации соединяемых модулей при относительно высокой сложности конструкции. The disadvantage of these devices is the low rigidity of fixation of the connected modules with a relatively high complexity of the design.

Известно также устройство соединения модулей с радиальным креплением/ где соединение двух модулей базового и присоединяемого происходит при помощи конического винта/ взаимодействующего с шариками/ которые/ в свою очередь/ деформируют упругий хвостовик присоединяемого модуля и тем самым происходит базирование и крепление модулей. There is also known a device for connecting modules with radial fastening / where the connection of two modules of the base and attachable takes place with the help of a conical screw / interacting with balls / which / in turn / deform the elastic shank of the attachable module and thereby base and mount the modules.

Недостатком данного устройства является высокая сложность конструкции при относительно низкой жесткости соединения модулей. The disadvantage of this device is the high complexity of the design with a relatively low stiffness of the connection modules.

Известно также соединение модулей с радиальным креплением/ где соединение двух модулей базового и присоединяемого происходит при помощи тяги с конической поверхностью и ввернутой по резьбе в присоединяемый модуль/ двух клиновидных сухарей/ взаимодействующих с конической поверхностью тяги/ и винта с разными направлениями (правая-левая) резб/ приводящего в движение сухари. It is also known to connect modules with a radial mount / where the connection of two modules of the base and the attachment takes place using a rod with a conical surface and screwed into the attachment module / two wedge-shaped crackers / interacting with the conical surface of the rod / and a screw with different directions (right-left) thread / driving crackers.

Недостатком данного устройства является относительная сложность конструкции/ низкое быстродействие и удобство сборки-разборки модулей из-за большого количества деталей и отсутствия выталкивающего механизма при разборке модулей. The disadvantage of this device is the relative complexity of the design / low speed and ease of assembly-disassembly of the modules due to the large number of parts and the lack of an ejection mechanism when disassembling the modules.

Цель изобретения - упрощение конструкции/ повышение быстродействия и удобства сборки модулей. The purpose of the invention is to simplify the design / increase the speed and ease of assembly of modules.

Поставленная цель достигается тем/ что устройство соединения модулей/ содержащее винтовую пару/ состоящую из хвостовика присоединяемого модуля с резьбовым отверстием и наружным диаметром в одном из его сечений не менее диаметра посадочного отверстия базового модуля и резьбовой тяги/ одним концом взаимодействующей с базовым модулем/ а другим установленной в отверстие присоединяемого модуля/ и винта/ имеющего возможность вращения вокруг оси/ перпендикулярной к оси упомянутых модулей. Винт выполнен с двумя оппозитно расположенными конусами и имеет возможность возвратно-поступательного перемещения/ а в тяге имеются две оппозитно расположенные клиновидные поверхности/ причем соответствующий конус винта взаимодействует с соответствующей клиновидной поверхностью тяги. This goal is achieved by the fact that the device connecting modules / containing a screw pair / consisting of a shank of an attached module with a threaded hole and an outer diameter in one of its sections not less than the diameter of the mounting hole of the base module and the threaded rod / interacting with the base module at one end / and the other installed in the hole of the module to be connected / and a screw / having the possibility of rotation around an axis / perpendicular to the axis of said modules. The screw is made with two opposed cones and has the possibility of reciprocating movement / and there are two opposed wedge-shaped surfaces in the thrust / and the corresponding cone of the screw interacts with the corresponding wedge-shaped surface of the thrust.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство/ общий вид; на фиг. 2-4 - общий вид устройства с различными положениями винта; на фиг. 5 - узел I на фиг. 2; на фиг. 6 - узел II на фиг. 3; на фиг. 7 - общий вид устройства для создания больших осевых усилий. In FIG. 1 shows the proposed device / General view; in FIG. 2-4 - General view of the device with different positions of the screw; in FIG. 5 - node I in FIG. 2; in FIG. 6 - node II in FIG. 3; in FIG. 7 is a general view of a device for creating large axial forces.

В корпусе одного/ в данном случае базового модуля 1/ выполнена полость с посадочным отверстием 2/ открытым на свой базирующий торец 3/ на который опирается своим базирующим торцом 4 другой (присоединяемый) модуль 5/ имеющий упругий хвостовик 6 с резьбовым отверстием 7 и входящий в отверстие 2. Наружный диаметр хвостовика 6 имеет по меньшей мере в одном из сечений диаметр не менее диаметра отверстия 2. В резьбовое отверстие 7 ввернута тяга 8 по резьбе 9. In the housing of one / in this case, the base module 1 / a cavity is made with a bore hole 2 / open on its base end 3 / on which another (attachable) module 5 / having an elastic shaft 6 with a threaded hole 7 and included in hole 2. The outer diameter of the shank 6 has at least in one of the sections a diameter of at least the diameter of the hole 2. A rod 8 is screwed into the threaded hole 7 along the thread 9.

Резьба 9 на тяге 8 выполнена конической с небольшим углом α/ а в отверстии 7 присоединяемого модуля 5 - цилиндрической (метрической). В тяге 8 имеется также сквозное отверстие с двумя оппозитно расположенными (прямыми и обратными) клиновидными или конусными поверхностями 10 и 11/ причем оси этих поверхностей смещены на расстояние а (а ≥Δ + δ)/ где Δ - зазор между торцами 3 и 4; δ - величина запаса. Для соединения модулей 1 и 5 служит винт 12/ имеющий также два оппозитно расположенных конуса 13 и 14/ резьбовую поверхность 15 и цилиндрическую 16 с диаметром d. При больших осевых нагрузках на конусе 13 винта 12 и конусной поверхности 10 тяги 8 может быть выполнена резьба (фиг. 7)/ образуя тем самым несоосную коническую винтовую пару. В базовом модуле 1 выполнены соосно два отверстия 17 и 18/ с которыми сопрягаются элементы винта. Для передачи крутящего момента/ а также удобства процесса сборки модулей 1 и 5 служит шпонка 19. Для подвода охлаждающей жидкости используются каналы 20. The thread 9 on the rod 8 is tapered with a small angle α / a in the hole 7 of the attached module 5 — cylindrical (metric). In rod 8 there is also a through hole with two opposite (direct and reverse) wedge-shaped or conical surfaces 10 and 11 / and the axes of these surfaces are offset by a distance a (a ≥Δ + δ) / where Δ is the gap between the ends 3 and 4; δ is the value of the stock. To connect the modules 1 and 5, there is a screw 12 / also having two opposite cones 13 and 14 / a threaded surface 15 and a cylindrical 16 with a diameter d. With large axial loads on the cone 13 of the screw 12 and the conical surface 10 of the rod 8 can be performed thread (Fig. 7) / thereby forming a misaligned conical screw pair. In the base module 1, two holes 17 and 18 / are made coaxially with which the screw elements are mated. To transmit torque / and also the convenience of the assembly process of modules 1 and 5, a key 19 is used. For supplying coolant, channels 20 are used.

Функционирует устройство соединения модулей следующим образом. The device connecting modules as follows.

В исходном положении модулей 1 и 5 (фиг. 1) между их торцами 3 и 4 имеется зазор Δ/ а шпонка 19/ закрепленная на модуле 5/ входит в паз модуля 1. Отверстия 11/ 17 и 18 при этом находятся на одной оси/ а ось отверстия 10 смещена на расстояние а. Затем винт 12 вводится соосно с отверстиями 11/ 17 и 18 (фиг. 1). При вращении винта 12 его конус 13 взаимодействует с конусом 10 тяги 8. В это время винт 12 своей цилиндрической поверхностью 16 входит в отверстие 18 базового модуля 1 (фиг. 2 и 5)и базируется в нем/ тяга 8 вместе с присоединяемым модулем 5 перемещается внутрь модуля 1 и между торцами 3 и 4 устраняется зазор Δ/ а клиновидная поверхность 11 тяги 8 заходит за конус 14 винта 12 (фиг. 3).После выборки зазора Δ между торцами 3 и 4 возникает натяг F₁/ а между сопрягаемыми поверхностями модулей 1 и 5 - натяг F₂ (первый пояс контакта). В резьбовом сопряжении 7 и 9 возникает больше осевое усилие F_o/ которое воздействует на элементы отверстия 7/ разлагается на нормальное F и радиальное F_p. Осевое усилие F_o увеличивает натяг F₁ между торцами 3 и 4 до F₃ (фиг. 4).In the initial position of the modules 1 and 5 (Fig. 1) between their ends 3 and 4 there is a gap Δ / and a key 19 / fixed on the module 5 / enters the groove of the module 1. The holes 11/17 and 18 are on the same axis / and the axis of the hole 10 is offset by a distance a. Then, the screw 12 is inserted coaxially with the holes 11/17 and 18 (Fig. 1). When the screw 12 rotates, its cone 13 interacts with the cone 10 of the rod 8. At this time, the screw 12 with its cylindrical surface 16 enters the hole 18 of the base module 1 (Figs. 2 and 5) and is based on it / the rod 8 together with the attached module 5 moves inside the module 1 and between the ends 3 and 4, the gap Δ / is eliminated and the wedge-shaped surface 11 of the rod 8 extends beyond the cone 14 of the screw 12 (Fig. 3). After sampling the gap Δ between the ends 3 and 4, an interference fit F ₁ / a arises between the mating surfaces of the modules 1 and 5 - interference F ₂ (first contact belt). In the threaded coupling 7 and 9 there is a greater axial force F _o / which acts on the elements of the hole 7 / decomposes into normal F and radial F _p . The axial force F _o increases the interference F ₁ between the ends 3 and 4 to F ₃ (Fig. 4).

Радиальное усилие F_p деформирует упругий хвостовик 6 модуля 5/ в результате чего его размеры повышаются и устраняется зазор β (фиг. 6) между сопрягаемыми поверхностями базового 1 и присоединяемого 5 модулями. Появляется второй пояс контакта с усилием F₄ (фиг. 4).The radial force F _p deforms the elastic shank 6 of the module 5 / as a result of which its dimensions increase and the gap β is eliminated (Fig. 6) between the mating surfaces of the base 1 and 5 connected by 5 modules. A second contact belt with a force of F ₄ appears (FIG. 4).

При необходимости разборки модулей 1 и 5 винт 12 выворачивается и своим конусом 14 давит на клиновидную или конусную поверхность 11 тяги 8. В связи с этим возникает большое обратное осевое усилие/ которое разъединяет два модуля 1 и 5. If it is necessary to disassemble the modules 1 and 5, the screw 12 is turned out and with its cone 14 presses on the wedge-shaped or conical surface 11 of the rod 8. In this connection, a large reverse axial force arises / which separates the two modules 1 and 5.

Экономическая эффективность предложенного технического решения заключается в простоте конструкции/ быстродействии и удобстве сборки-разборки модулей. The economic efficiency of the proposed technical solution lies in the simplicity of design / speed and ease of assembly-disassembly of the modules.

Claims

1. MODULE CONNECTION DEVICE containing a screw pair, which includes an attachable module with a shank and a threaded hole made in the last axial bore, a base module with an axial bore, a threaded rod placed in the bore, which is placed with its working surface in the threaded hole of the attached module and screw installed with the possibility of movement along an axis perpendicular to the longitudinal axis of the modules, characterized in that the screw is made with two counter-directed conical surfaces, and traction perpendicular to its longitudinal axis, which coincides with the longitudinal axis of the modules, a bore is made, and in the latter there are two counter-directed wedge-shaped surfaces, each of which corresponds to its corresponding conical surface of the screw, while the screw is mounted with the possibility of reciprocating movement.

2. The device according to claim 1, characterized in that the threaded surface on the screw is located behind said conical surfaces, and on the side surface of the base module there is a radially located threaded hole corresponding to the threaded surface of the screw.

3. The device according to claim 1, characterized in that one of the conical surfaces on the screw is made barrel-shaped profile.

4. The device according to claim 1, characterized in that in the thrust the wedge-shaped surfaces are made in the form of misaligned conical surfaces.

5. The device according to claim 4, characterized in that the screw thread is made on one of its conical surfaces and on the corresponding conical surface of the thrust.