SE448955B - Verktygsanordning med utbytbar verktygshallare - Google Patents

Description

35 448 955 Däremot har föreslagits ett fullständigt automatiserat tillverkningsförlopp med en vändskärbytare för svarvning, som ersätter den slitna eggen resp skäret efter använd- ningstiden efter ett styrkommando automatiskt med ett nytt skär ur ett magasin. Dylika anordningar är emellertid en- dast användbara vid speciella arbetsoperationer och be- gränsade till användning av skärverktyg med enhetlig form. och storlek. Det är däremot praktiskt taget omöjligt att omväxlande använda olika skärverktyg i denna föreslagna anordning. Inom den mekaniska tillverkningen skall å andra sidan alltid utföras ett flertal olika arbetsoperationer, såsom invändig eller utvändig bearbetning, avstickning och gängsvarvning.

Uppfinningen har fått till uppgift att åstadkomma en verk- tygsanordning med vilken olika verktyg, speciellt spånav- skiljande verktyg, kan användas och vilken medger maski- nellt byte inom ramen för en automatiserad tillverkning.

Verktygsanordningen skall vidare vara så utformad att även manuellt byte av verktygsbärare möjliggöres. Speciellt skall verktygsanordningen uppfylla de förutsättningar, som är erforderliga vid svarvning och användning av konven- tionella spånavskiljande verktyg såsom exempelvis borrar och vändskär.

Denna uppgift löses medelst en verktygshållare, sådan den anges i patentkravets l kännetecknande del. Med denna an- ordning möjliggöres enkel och ändå tillförlitlig fixering av verktygsbäraren på verktygshållaren. Förskjutning av spännbulten, som eventuellt även kan ske automatiskt, med- för lossande av spännstiften, vilka därefter lämnar verk- tygsbärarens urtagningar, så att den sistnämnda medelst en eventuellt automatiskt styrd gripare kan tagas bort och ersättas med någon annan. Vidare lämpar sig verktygsan- ordningen både för invändigt och utvändigt bearbetande verktyg. (11 l0 l5 20 25 30 35 448 955 På fördelaktigt sätt uppvisar verktygshållaren vid ändsidan ,en sidoförskjuten, eventuellt cylindrisk upptagningstapp, på vilken sitter den med en passande upptagningsborrning försed- da verktygsbäraren, varvid denna med sin yttre ringformade _planyta ligger an mot verktygshållaren. Verktygsbäraren upptages således via en cylindrisk urborrning på en motsva- rande utformad tapp på verktygshållaren, centreras och fixeras samtidigt utvändigt ringformigt axiellt mot en plan anliggningsyta. Verktygsbärarens fastspänning på verktygs- hållaren sker medelst radiellt utåt verksamma, i upptagnings- tappen sittande spännstift vilka medelst spännbulten inpres- sas i urtagningar i verktygsbäraren, i enklaste fall i ett ringspår och därvid spänner verktygsbärarens ändsida mot den plana anliggningsytan. Spännbultens rörelser kan åstadkommas hydrauliskt eller pneumatiskt medelst mekaniska organ.

Enligt en vidareutveckling av verktygsanordningen enligt uppfinningen är spännbulten huvudformat utförd och påverkar flera snett i upptagningstappen monterade eller löst ilagda spännstift. Spännstiften är således fast inspända mellan upptagningstappens huvud och verktygsbärarens urtagningar, varvid samtidigt åstadkommes en låsning av verktygsbäraren.

Enligt ytterligare en utföringsform av uppfinningen ligger spännbulten i en central urborrning och påverkas i verktygs- hållaren med tryckkraften från en eller flera tallriks- eller tryckfjädrar. Spännbulten kan lossas dvs fjäderspän- ningen övervinnas, genom att spännbulten påverkas av meka- niskt tryck. I och med spännbultens lossande lämnar spänn- stiften verktygsbärarens urtagningar så att denna kan avlyf- tas från verktygshållaren. Spännbulten kan på fördelaktigt sätt förskjutas både medelst ett pneumatiskt eller hydrau- liskt styrt ställelement, dvs delvis eller helt automati- serat, eller även manuellt. En lättare manuell påverkan av spännelementet erhålles emellertid om verktygshållaren uppvisar ett utifrån påverkbart skruvelement medelst vilket spännbulten förskjutes. Därigenom är det möjligt att utforma den i princip snarare för en automatisk tillverkningsprocess l0 15 20 448 955 _avsedda verktygsanordningen på sådant sätt att den universellt ' användbara verktygsbärarens fördelar behålles. Även om.man- därvid inte kan åstadkomma samma höga automatiseringsgrad kan spilltiderna avsevärt förkortas. Lämpligen användes en modifierad verktygshållare som innehåller en av en skruvfjä~ der påverkad spännbult. Efter det att ett utifrån påverkbart skruvelement lossats expanderar skruvfjädern och frigör därmed samtidigt spännstiftlâsningen. Därefter kan man manuellt byta verktygsbärarens verktyg.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen är spänn- stiften på sin mot upptagningstappen vända sida försedda med ett huvud som.förhindrar att de kan ramla ut när verktygs- gbäraren demonterats. Under spännstiftens huvud sitter en tryckfjäder som automatiskt för stiften inåt när spännbulten lossats.

Det har vidare visat sig lämpligt att utföra verktygs- hållarens och verktygsbärarens förbindning rotations~ symmetriskt och att för indexering och låsning mot vrid- _ ning på känt sätt anordna ett eller flera passkilar eller stift. Lämpligen uppvisar huvudet tvâ medbringarspår i vilka ingriper avpassade medbringare på verktygshållaren.

Upptagningen är så utförd att för skärbäraren finns två 1800 förskjutna fastspänningsmöjligheter. Därigenom blir verktygshållaren användningsneutral och medgör montering av både höger- och vänsterskärande verktygshuvuden.

Uppfinningen skall nu förklaras i anslutning till på bifogade ritningar återgivna utföringsexempel. Därvid visar: Fig. l-3 olika tvärsnitt genom på olika sätt utförda verktygsanordningar och Fiq. 4 automatiskt byte av verktygsbäraren i schema- tisk form. 10 15 20 ' 25 30 35 448 955 Den i fig. l återgivna verktygsanordningen består i huvudsak av en verktygsnâllare l med en central upptagningsurborrning 2 i vilken vilar en spännbult 3. På verktygshållarens l ändsida sitter en verktygsbärare 4, här i form av ett borr- huvud. Spännbulten 3 är på sin mot verktygsbäraren 4 vända ände utförd med ett huvud. Mot detsamma ligger spännstift 6, vilkas mitt emot belägna ändar skjuter in i urtagningar 7 i verktygsbäraren 4. Relativt verktygshållarens längsmittlinje 8 är spännstiften 6 anordnade i en vinkel på ungefär 450-750, företrädesvis 600. Spännbulten 3 själv påverkas av flera tallriksfjädrar 12, varvid en lagom stor spännkraft uppnås som tillfredsställande låser verktygsbäraren 4. För att lossa spännbulten 3 kan densamma påföras ett tryck i pilens 2D riktning.

Verktygsbäraren 4 förbindes på följande sätt med verktygs- hållaren 1: Verktygsbäraren 4 centreras via en avpassad utformad cylindrisk urborrning på verktyqshållarens 1 upptag- ninqstapp 5 och fixeras axiellt i ytterområdet ringformigt nmt en plan anliggningsyta. Verktygsbärarens 4 fastspänning' på verktygsnållaren l sker med spännbulten 3 på sådant sätt att denna påverkas av tallriksfjädrarnas l2 tryckkraft varigenom spännbulten påverkar de radiellt utåt verksamma spännstiften 6. Verktygsbärarens 4 borttagning sker i omvänd ordningsföljd och inledes genom att fjädrarna l2 tryckes ihop via spännbultens 3 från verktygsbäraren 4 vända ände genom extern tryckpåverkan och samtidigt spännbultens 3 huvud låter spännstiften 6 glida ut ur urtagningarna 7.

Den i fig. 2 âtergivna utföringsvarianten av verktygsanord- ningen unpvisar till skillnad från det i fig. l visade ut- förandet spännstift 6 som är utrustade med var sitt huvud 15 och en tryckfjäder 16. Medan spännstiftenas 6 huvuden 15 hindrar att stiften ramlar ut när verktygsbäraren 4 demonterats åstadkommer tryckfjädern 16 en automatisk åter- föringsrörelse mot verktygets längsgående mittlinje 8. 10 15 20 25 30 35 448 955 Fig. 3 visar ytterligare ett utföringsexempel av verktygs- anordningen enligt uppfinningen som lämpar sig för manuellt verktygsbärarbyte. Spännbulten 3 har därvid utförts på sådant sätt att en lägesförändring av en vid sin spets koniskt avsmalnande skruv 13 åstadkommer spännbultens 3 förskjutning genom anliggning mot densamma. Anpressningen av spännbultens 3 mantelyta l9 mot skruvens l3 koniska ände åstadkommes genom en skruvfjäder 14. Vid hårt åtdragen skruv_ 13 tryckes spännbulten 3 till sitt högra ändläge varvid samtidigt via dess huvudliknande utformade ände spännstiften 6 är inpressade i urtagningarna 7 i verktygsbäraren 4.

Lossas skruven 13 rör sig spännbulten 3 i verktygsbärarens längdriktning, varvid samtidigt spännstiften 6 glider ut ur urtagningarna 7 och friger verktygsbäraren 4 varigenom denna lätt kan lyftas ut.

Fig. 4 visar på schematiskt sätt hur verktygsbäraren 4 kan avtagas medelst en gripare och avläggas i ett verktygsmaga- sin varifrån griparen upptager en ny verktygsbärare och sätter den på verktygshâllaren l som exempelvis sitter monterad på en verktygsrevolver. De återgivna arbetsstegen kan helt automatiseras: När en given arbetsprocess är slut- förd resp ett verktyg är slitet avges ett styrkommando som inleder spännbultens hydrauliska eller pneumatiska lossande.

Den nu endast löst påsittande verktygsbäraren 4 avtages medelst en gripare och avlägges i ett verktygsmagasin 17. I nästa arbetsmoment griper griparen 18 ett nytt verktygshuvud 4 ocn sätter det centriskt på verktygsnållaren. Därefter fri- ges genom en ytterligare styrimpuls den icke återgivna spända tallriksfjädern så att verktygsbäraren låses via spännbulten 3 på ovan beskrivet sätt. Detta förfaringssätt medför för- delen att verktygshållaren l stannar kvar i svarvens verk- tygsrevolver, och verktygsbytet begränsas enbart till en liten enkel detalj nämligen verktygsbäraren. Verktygsbäraren kan exempelvis utgöras av ett verktygshuvud som är primärt avstámt för invändig bearbetning. Vid utvändig bearbetning föreligger mindre begränsningar med avseende på verktygets lÛ 15 20 25 30 35 i44s 955 utformning men här kommer för svarvning liknande eller på samma sätt utformade skär till användning som vid invändig bearbetning. Av denna anledning kan verktygshuvuden med samma anslutningsmått användas även för utvändig bearbetning så att svarvar kan utrustas med revolverhuvuden och automa- tiskt verktygsbyte, varvid både verktyg för invändig och ut- vändig bearbetning upptages. I revolverhuvudet skall endast verktygshållare installeras som uppvisar den för invändig bearbetning ofrånkomligen erforderliga större sidoförskjut- ningen och verktygshållare för utvändig bearbetning som i allmänhet inte anordnas axiella utan radiellt. De sistnämnda har mycket kort kompakt utförande och kan därigenom belastas motsvarande kraftigare. Förbindningen mellan skärbärare och hållare för verktyg för invändig och utvändig bearbetning får enhetlig utformning så att exempelvis ett borrverktyg 'för invändig bearbetning behovsberoende även kan användas såsom planverktyg vid utvändig bearbetning. På detta sätt kan med färre antal verktygstyper utföras fler arbetsopera- tioner än tidigare. I en maskins verktygsmagasin behöver således endast de smått dimensionerade skârbärarna placeras, varigenom tack vare mindre kostnader och utrymmesbehov kan magasineras ett större antal verktyg och således större tillverkningsserier kan nås och, när en egg är utsliten, utan avbrott ett reservverktyg kan komma till användning. >Medan man tidigare vid svarvar kunnat placera ungefär l2 olika verktyg kan nu på grund av det mindre utrymmesbehovet magasineras tre gånger så många eller fler verktyg, dvs vid ett grundbehov på l2 verktyg kan köras minst tre egg- livslängder. Därigenom säkerställas tillverkning utan ma- nuella ingrepp under en längre tidsrymd varigenom maskinens _utnyttningsgrad förbättras väsentligt och samtidigt perso- nalbehovet sjunker.

Beroende på maskinens prestationsförmåga och den bearbet- ning som skall utföras kan användas verktygsanordningar med olika storlek och form. För invändig bearbetning i det mindre diameterområdet kan skärbärare användas som är sido- l0 l5 20 448 955 gförskjutna (dubbelkrökta) eller försedda med en spännanord- ning för upptagning av borrar, försänkare eller liknande.

Skärbäraren kan vid oförändrade anslutningsmått för verktygs~ hâllaren utföras på olika sätt. Den kan exempelvis även bestyckas med lödda hårdmetallplattor eller, såsom visas på ritningarna, upptaga fastklämnda vändskär.

Verktygsanordningens tvärsnittsform vid förbindningen mellan skärbärare och verktygshållare är företrädesvis cylindrisk men kan även ha annan tvärsnittsform, t ex för utvändig bearbetning formen av en kvadrat{ För central tillförsel av kylmedium kan verktygshållaren vara försedd med borrhål och urtagningar som leder kylsmörj- medlet genom en öppning i skärbäraren till eggen.

Enligt en föredragen utföringsform är förbindningen mellan verktygshâllare och skärbärare axialsymmetriskt utförd, varigenom det är möjligt att på hållaren montera skärbärarna i två olika, inbördes 1800 vridna monteringslägen. Därigenom kan både hållarnas och skärbärarnas antal hållas nere, och genom förändring av monteringsläget uppnås en utvidgning av användningsområdet.

Claims (5)

10 l5 20 25 30 35 448 (955 PATENTKRAV

1. l. Verktygsanordning bestående av en verktygshâllare (l) och en verktygsbärare (4), vilka är förbundna med var- andra via en av en upptagningstapp vid den ena verktygs- delen och en motsvarande upptagningsurborrning i den andra ~ verktygsdelen bestående cylindrisk passning med ett sig i rät vinkel därtill sträckande planytpar (10) samt via med- bringare, och vilka medelst mekaniska spännelement är fast- spända vid varandra, varvid de spännelement (6) som griper verktygsbäraren (4) är glidbart anordnade i urtagningar i en cylindrisk tapp (5) av verktygshâllaren (l) och för hård fastspänning av verktygsbäraren a ena sidan påverkas av en mot verktygsbäraren vänd ände av en centralt i verktygs- vhâllaren rörlig spännbult (3) och å andra sidan ingriper i en urtagning, som är anordnad i ett hålcylindriskt, rör- ”formigt skaft av verktygsbäraren (4), speciellt av en verk- tygshållare (1) och en skärbärare (4) bestående spânav- skiljande verktyg, k ä n n e t e c k n a d därav, (a) att de för gripande av verktygsbäraren (4) avsedda spännelementen (6) är utformade som stift, (b) att de urtagningar som upptager spännelementen (6) är anordnade i en vinkel mellan 450 och 750 relativt verk- tygshållarens (1) längdmittlinje (8) och (c) att spännbulten (3) på sin mot verktygsbäraren (4) ' vända ände har ett huvud.

2. Verktygsanordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a d därav, att de urtagningar, som upptager spännstif- :en (e) , mot längamittiinjen (s) bildar en vinkel av so°.

3. Verktygsanordning enligt något av kraven 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att verktygshâllaren (1) upp- visar ett utifrân påverkbart, vid sin spets koniskt avsmal- nande skruvelement (13), medelst vilket spännbulten (3) är förskjutbar mot kraften av en fjäderanordning (l4).

4. Verktygsanordning enligt krav 1-3, k ä n n e - t e c k n a d därav, att spännstiften (6) uppvisar ett huvud (15) vid sin mot spännbulten (3) vända ände. 448 955 10

5. Verktygsanordning enligt krav 4, k ä n n e - t e c k n a cl därav, att mellan spännstiftens (6) huvud (15) och verktygshâllaren (l) är anordnad en tryckfjäder (16). h)