SE462205B - Anordning och foerfarande foer fastspaenning och loesgoering av verktyg i en hoeghastighetsspindel - Google Patents

Anordning och foerfarande foer fastspaenning och loesgoering av verktyg i en hoeghastighetsspindel

Info

Publication number
SE462205B
SE462205B SE8503193A SE8503193A SE462205B SE 462205 B SE462205 B SE 462205B SE 8503193 A SE8503193 A SE 8503193A SE 8503193 A SE8503193 A SE 8503193A SE 462205 B SE462205 B SE 462205B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
tool
clamping
housing
shaft
driving shaft
Prior art date
Application number
SE8503193A
Other languages
English (en)
Other versions
SE8503193D0 (sv
SE8503193L (sv
Inventor
W A Mitchell
Original Assignee
Ex Cell O Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ex Cell O Corp filed Critical Ex Cell O Corp
Publication of SE8503193D0 publication Critical patent/SE8503193D0/sv
Publication of SE8503193L publication Critical patent/SE8503193L/sv
Publication of SE462205B publication Critical patent/SE462205B/sv

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B31/00Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02Chucks
    • B23B31/24Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means
    • B23B31/26Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using mechanical transmission through the working-spindle
    • B23B31/261Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using mechanical transmission through the working-spindle clamping the end of the toolholder shank
    • B23B31/263Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using mechanical transmission through the working-spindle clamping the end of the toolholder shank by means of balls
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/02Driving main working members
    • B23Q5/04Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles
    • B23Q5/043Accessories for spindle drives
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2231/00Details of chucks, toolholder shanks or tool shanks
    • B23B2231/50Devices to counteract clamping forces exerted within the spindle in order to release the tool or workpiece
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T408/00Cutting by use of rotating axially moving tool
    • Y10T408/44Cutting by use of rotating axially moving tool with means to apply transient, fluent medium to work or product
    • Y10T408/45Cutting by use of rotating axially moving tool with means to apply transient, fluent medium to work or product including Tool with duct
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T408/00Cutting by use of rotating axially moving tool
    • Y10T408/94Tool-support
    • Y10T408/95Tool-support with tool-retaining means
    • Y10T408/957Tool adapter
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T409/00Gear cutting, milling, or planing
    • Y10T409/30Milling
    • Y10T409/309352Cutter spindle or spindle support
    • Y10T409/309408Cutter spindle or spindle support with cutter holder
    • Y10T409/309464Cutter spindle or spindle support with cutter holder and draw bar
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T483/00Tool changing
    • Y10T483/17Tool changing including machine tool or component
    • Y10T483/1733Rotary spindle machine tool [e.g., milling machine, boring, machine, grinding machine, etc.]
    • Y10T483/1736Tool having specific mounting or work treating feature

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gripping On Spindles (AREA)
  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)
  • Turning (AREA)
  • Jigs For Machine Tools (AREA)

Description

15 20 25 30 35 utfärdat 1 maj 1951, U.S. Patent 2,819,127 utfärdat 7 januari 1958, U.S. Patent 3,929,944 utfärdat 24 februari 1976 och U.S. Patent 4,211,454 utfärdat 8 juli 1980.
REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning ger anvisning om en spindel med ett fastspänningsorgan för verktyget glidbart anordnat i en ihålig verktygsdrivningsaxel, vilken är glidbar i en riktning för att lösgöra en verktygsnacke och i den andra riktningen för att gri- pa verktygsnacken, samt aktiveringsorgan i höljet för glidbar aktivering av fastspänningsorganet för verktyget. Av betydelse är att aktiveringsorganet innefattar kolvorgan glidbart anordnat i höljet för att ingripa med och glidbart förflytta fastspännings- organet för verktyget i verktygsdrivningsaxeln. Företrädesvis innefattar spindeln organ aktiverbara i beroende av kolvorganets rörelse relativt fastspänningsorganet för verktyget för lösbar fastspänning av verktygsdrivningsaxeln mot rörelse. Spindeln innefattar företrädesvis även organ för att låsa verktygsdriv- ningsaxelns läge när fastspänningsorganet för verktyget har lösgjorts för att därigenom underlätta verktygsbyte.
I en typiskt arbetande utföringsform av uppfinningen innefattar spindeln fjäderorgan i den ihåliga verktygsdrivningsaxeln för- spännande ett dragstångselement hos fastspänningsorganet för verktyget i en riktning för att åstadkomma att ett flertal fing- rar pâ en verktygsspännhylsa ansluten till dragstångselementets arbetsände bringas i kamingrepp för att gripa verktygsnacken . Kolv- organet innefattar en kolvstång som utsträcker sig in i den bak- re icke arbetande änden av verktygsdrivningsaxeln ingreppsbar ände mot ände med dragstångselementet när kolven glidförskjutes í.denandra riktningen för att åstadkomma att spännhylsefingrar- na öppnar eller lösgör verktygsnacken. När kolvstången ingriper med dragstångselementet, expanderar kolvytor på kolvstången de flerfaldiga spännhylsefingrarna hos den axeln fastklämmande hylsan in i ett inre spår i verktygsdrivningsaxeln och spännhyl- sefingrarna tvingas ingripande ingripa med axeln för att för- 10 15 20 25 30 35 hindra rörelse av denna från de relativt stora longitudinella eller axiella krafterna utövade på denna under lösgörandet av verktygsnacken. Den axeln fastspännande hylsan utsträcker sig ut ur verktygsdrivningsaxeln och är monterad vid ett cylinder- element, vilket glidbart mottager kolvorganet och är själv glid- bar i höljet för att åstadkomma att hylsfingrarna är i fast- spännande eller gripande ingrepp i verktygsdrivningsaxelns spår.
Cylinderelementet är företrädesvis fjäderförspänt för att cent- rera spännhylsefingrarna relativt verktygsdrivningsaxelns spår när det senare icke är fastspänt. De axeln fastspännande hyls-- fingrarna lösgöres från axelspáret när kolvorganet glidförskju- tes i riktning för att låta fjäderorganet påverka eller glid- förskjuta dragstångselementet i den ¿verktyget gripande riktning- en- Kolvstången uppbär företrädesvis ett avkännande element, vars rörelse avkännes av en lägesavkännare i höljet så att kolvorganets läge mellan verktygets lösgöringsläge och verktygets gripna läge är känt.
Den ihåliga verktygsdrivningsaxeln innefattar även i en före- dragen utföringsform ett kamorgan på denna och roterbart därmed för verksamt ingrepp genom kamlåsorgan rörligt monterat i höljet för att därigenom låsa axelns rotationsläge under verktygsbyte.
Kamorganet kan innefatta ett eller flera avkännande element för avkänning av en lägesavkännare i höljet, så att axelns rotations- läge och verktygskragen ingripande flänsar på dess arbetsände är kända för korrekt verktygsbyte. Spindelhuset innefattar före- trädesvis en nacke på en av dess ändar anpassad att mottagas i den primära spindeln för en bearbetningsdubb eller verktygs- maskinen. Den arbetande utföringsformen av uppfinningen är spe- ciellt användbar i samband med en bearbetningsdubb såsom ett re- sultat av egenskaperna beskrivna ovan. D Förfarandeaspekter på uppfinningen är även beskrivna. 10 15 20 25 30 35 BESKRIVNING AV RITNINGAR Fig. 1 är en sidovy av en med hög hastighet driven spindel en- ligt uppfinningen.
Fig. 2 är en ändvy av spindelns arbetande ände.
Fig. 3 är en tvärsektion efter linjen 3-3 i fig. 2.
Fig. 4 är en tvärsektion efter linjen 4-4 i fig. 3.
BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Fig. 1 visar en med hög hastighet driven spindel 10 enligt upp- finningen. Spindeln innefattar ett hölje 2 bestående av en främ- re höljessektion 14, en mellanliggande höljessektion 16 och en bakre höljessektion 18 sammanfästade medelst lämpliga organ så- som t.ex. maskinskruvar 20 visade för den främre höljessektio- nen 14 i fig. 2. Fästade vid höljet är olika anslutningar för' kylmedel, smörjning och elektrisk kraft samt avkännare använda i spindeln. T.ex. är inlopp 22 för oljedimma och ledning 24 för tillförsel av oljedimma anordnade för inre axellager. Ett in- lopp 23 för kylmedel och ledningar 28 för tillförsel av kylmedel är anordnade för motorkylning. En elektrisk kabel är vid 30 fäst vid höljet för att tillföra motorström. Närliggande blyledning- ar 32, 34 för avkännare är anordnade och anslutna till de nedan beskrivna avkännarna. Den främre eller arbetande änden 40 för en ihålig verktygsdrivningsaxel 70 utskjuter genom den främre höljessektionen 14. En verktygsnacke är fastspänd i den ihåliga axeln 70 såsom närmare skall beskrivas nedan. En lagerhållande mutter 46 är även synlig vid spindelns främre ände och är genom gängor fäst vid axeln 70 såsom visat i fig. 3.
Spindelns 10 bakre ände har en konisk krage 52 med en ringformig fläns 54 fäst vid den bakre höljessektionen 18 t.ex. medelst maskinskruvar (icke visade) eller andra lämpliga organ. Kragen 52 är konisk för att mottagas i en primär spindel (icke visad) 10 15 20 25 30 35 för kända bearbetningsdubbar eller maskinverktyg. Kragen slutar i en knapp 56 som är gängad däri (fig. 3) och anordnad att gri- pas av fingrar hos en fastspänningshylsa i den primära spindeln på i och för sig känt sätt. Spindeln 10 är sålunda monterbar i primärspindeln för en bearbetningsdubb eller maskinverktyg och energi, smörjning, kylmedel och regleravkännare kan vara anslut- na till respektive källor eller reglerenheter utvändigt om spin- deln.
Fig. 3 och 4 illustrerar de inre kännetecknen hos spindeln 10.
Den mellanliggande höljessektionen 16 innefattar en central ur- borrning 60 av stor diameter och en ringformig kylmedelspassage 62. Kylmedelspassagen 62 mottager kylmedel såsom t.ex. korro- sionsdämpande vatten frân kylmedlets tillförselledning 28 för cirkulation runt motorn 64 för eventuell avgivning genom en avloppsledning (icke visad) för kylmedlet och fäst vid höljet.
Såsom angivet ovan, tillföres kylmedlet från en kylmedelkälla (icke visad) belägen utanför spindeln 10. I den centrala urborr- ningen 60 är anordnad en reversibel elektrisk motor 64 av induk- tionstyp med högfrekvent växelström, vilken kyles genom cirkule- rande kylmedel i kanalen 62 ur kontakt med motorn och vilken mottager elektrisk energi via ledningar 63 från kabeln 30. Mo- torhastighet och rotationsriktning regleras av en kommersiellt tillgänglig frekvensberoende energikälla 31 från Volkman Corp. eller andra kända källor. Motorn innefattar typiskt en stator- lindning 66 uppstödd (presspassning) i urborrningen 60 och en rotorlindning 68 uppburen och fäst på roterbara ihåliga verk- tygsdrivningsaxeln 70. Vänstra eller främre änden av verktygs- drivningsaxeln är lagrad i ett par främre rullager 74 vart och ett bestående av en inre bana 76, en yttre bana 78 och kulor 80 dememellan, speciellt lagrade i dess inre 'bana 76. De yttre banorna 78 är uppstödda i en cylindrisk urborrning 82 i den främre höljessektionen 14. Mellan lagren 74 är anordnat ett olje- dimmunstycke 84 med hål 86 för att ge ett lager dimma från till- förselkanalen 90 för oljedimma ansluten till en yttre oljedim- källa (icke visad) medelst längsgâende eller axiell kanal 92.
Ett lagerarrangemang för hög hastighet med oljedimma tillförd 10 15 20 25 30 35 6 från en blandar-fördelningsenhet eller källa är beskrivet i U.S. Patent 3,939,744, vars lärdomar innefattas häri genom hän- visning. Lagren 74 är såsom visat hållna mellan en inre fläns 96 och en yttre fläns 46 pâ den främre höljessektionen 14.
Den högra eller bakre änden av verktygsdrivningsaxeln 70 är på liknande sätt lagrad i ett par rullager 102 liknande de ovan be- skrivna. Oljedimma erhålles medelst ett munstycke 104,identiskt med munstycket 84 beskrivet ovan för de främre lagren,från en kanal 106 ansluten till axiella kanalen 92. De bakre lagrens yttre banor 108 är uppstödda mot ett rörformigt bakre lagerhål- larelement 110, vilket i sin tur är uppstött i urborrning 112 med liten diameter i den mellanliggande höljessektionen. Såsom framgår är bakre lagren 102 hållna mellan den radiella flänsen 114 fördetkmkre lagerhållarelementet och en fläns 116 gängad utifrån på verktygsdrivningsaxelns 70 ände.
Axellagren 74 och 102 är utsatta för en vald begynnelseförspän- ning i den axiella riktningen mot höger i fig. 3 medelst ett flertal distanshållare 139 (enbart en visad) i ingrepp med en kam 141 fäst, såsom visas, t.ex. medelst maskinskruvar vid det bakre lagerhållarelementet 110.
Verktygsdrivningsaxeln 70 är ihålig och har en längsgående eller axiell urborrning 120. Urborrningens 120 främre ände mottager en kragmottagande hylsa 122 med ett runtomgående spår 124 med kamytor 126 och en konisk yta 128. En verktygskrage 130 är visad mottagen i hylsan 122. Speciellt är den koniska verktygskragen 130 anordnad mot koniska hylsytorna 128. Verktygskragen 130 inne- fattar även en yttre kåpa 134 med ett par diametralt motsatta bågformiga slitsar 136, vilka är åtskilda på motsatta sidor om kåpan och är anordnade för att mottaga bågformiga flänsar 138 bildade på verktygsdrivningsaxelns 70 främre ände. Flänsarna 138 och slitsarna 136 användes under verktygsbyte för att tillför- säkra korrekt förläggning och orientering av verktygskragen och verktygsdrivningsaxeln relativt varandra. 10 15 20 25 30 35 462 205 Såsom visat innefattar verktygskragen 130 en central axiell ur- borrning 140 i syften som skall beskrivas och även en fasthåll- ningsknapp 142 anordnad att gripas av ett flertal fingrar 144 1' en spännhylsa 146 anordnad i verktygsdrivningsaxelns 70 urborr- ning 120. Spännhylsan är ansluten till ett dragstångselement 148 genom en lång maskinskruv 150 och hylsa 152. Med hänvisning till den axiella urborrningen 140 i verktygskragen 130 är ett förlängt stoppelement 154 anordnat däri och innefattar en bakre ände 156 avsedd att fungera, om nödvändigt, såsom ett stopp mot maskinskruvens 150 ände. Stoppelementet 154 innefattar även en förstorad kamdel mot den främre delen därav och uppstödjer fjä- derförspända kulor 160 (endast en visad), vilka ingriper i ett ringformat spår 162 i den verktygskragen mottagande hylsan 122.
Kulingreppet i spåret 162 tillhandahåller en begynnande låsnings- verken för ert ri11 en början nalle verktygekregen 130 1 verk- tygsdrivningsaxeln 70 främre ände.
Såsom beskrivet är den verktygskragen fastspännande spännhylsan 146 fäst vid dragstângselementet 148 och är glidbar därmed i verktygsdrivningsaxelns centrala urborrning 120. Dragstångsele- mentet är förspänt eller tvingat åt höger (i fig. 3) av ett flertal ringformiga fjäderbrickor170anordnade runt dragstångs- elementet såsom visat och sammanhållna av hållarkam 172 som är gängad på dragstångselementets gängade bakre ände.
En kolvstâng 174 sträcker sig in i den bakre öppna änden av verk- tygsdrivningsaxeln 70. Såsom visat innefattar kolvstângen en kamyta 175 nära dess främre ände i syfte som skall förklaras nedan. Kolvstången utsträcker sig från ett dubbelverkande kolv- element 178 glidbart mottaget i en cylinderinsats 180 i den bak- re höljessektionen 18. Insatsen 180 är tillsluten vid dess bak- re ände genom en insatskåpa eller -skydd 182 fäst t.ex. medelst maskinskruvar (icke visade) vid cylinderinsatsen 180. Cylinder- insatsen och vidfästa skyddet 182 är såsom visat tillsammans glidbart mottagna i höljessektionens 18 urborrning 18a av skäl som skall förklaras nedan. Kolvelementet innefattar en O-rings- tätning för att hydrauliskt âtskilja den främre sidan 184 och 10 15 20 462 205 den bakre sidan 186. Lämpliga oljetätningar 188 är visade mel- lan insatsen 180 och insatskåpan 182 och den bakre höljessektio- nen 18 i oljetätningssyften. Tätningarna 188 förhindrar olje- läckage mellan cylinderinsatsen 180 och höljessektionen 18, spe- ciellt eftersom cylinderinsatsen glider däri. Kolvelementet bil- dar en främre kammare 190 och en bakre kammare 192 i insatsen 180 och varje kammare står i förbindelse med dess egen oljetill- förselkanal 194 resp. 196 mottagande fluidumtryck från lämpliga yttre källor (icke visade). Kolvelementet 178 aktiveras för att glidförskjutes åt vänster (framåt) eller åt höger (bakåt) i fig. 3 genom att öka oljetrycket på den ena eller den andra sidan av kolvelementet. För att t.ex. förskjuta kolvelementet framåt ökas oljetrycket i bakre kammaren 192, och vice versa. Kolvele- mentets rörelse förorsakar naturligtvis glidningsrörelse för kolvstången 174 relativt verktygsdrivningsaxeln 70.
För att lösgöra spännhylsefingrarna 144 från verktygets knapp 142 glidförskjutes kolvstången framåt eller åt vänster i fig. 3 för att ände mot ände ingripa med dragstångselementets bakre ände och förskjuta dragstångselementet i en syringeliknande aktion i urborrningen 120 åt vänster tills spännhylsefingrarna 144 kan expandera förbi kamytorna 126 hos det runtomgående spåret 124 i den kragmottagande hylsan 122 vid verktygsdrivningsaxelns 70 främre ände. Verktygskragen 130 kan sedan utdragas från hylsan 122 medelst en lämplig verktygsväxlare (icke visad) som samman- pressar lâskulan 160.
Under kolvstångens 174 glidrörelse i verktygsdrivningsaxelns 70 urborrning 120 för att lösgöra verktygskragen ingriper kamytan 175 med komplimentära kamytor 281 på spännhylsans 284 fingrar 282 för att fastspänna axeln 70 mot rörelse i urborrningen 120.
Urborrningen 120 innefattar ett runtomgående spår 286 beläget för att mottaga ändarna av fingrarna 282 i låsingrepp när~de expanderas genom kamverkan av kolvstången 174 . Vid början av fastspän- ningen förorsakar en bakåt riktad axiell reaktionskraft mellan kolvstången 174 och dragstångselementet 148 till följd av in- grepp dememellanflibt,cylinderinsatsen 180 glider något bakåt med- 10 15 20 25 30 35 4-62 205 förande att spännhylsefingrarnas 282 bakre skuldra 282a ingriper med det runtomgående spårets 286 bakre skuldra 286a och därige- nom fastspänner den ihåliga axeln 70 mot rörelse från verktyget lösgörande krafter. Denna reaktionskraft och denna axelfastspän- ning bibehållestillsdragstångselementetochkolvstången frånkopp- las. Den axeln fastspännande spännhylsan 284 är vid sin bakre ände fäst vid glidbara cylinderinsatsen 180, speciellt vid en cylindriskt framåt utskjutande förlängning 180a genom maskin- skruvar (icke visade) eller andra lämpliga organ. Fastspänning av axeln 70 på detta sätt under kolvstângens glidrörelse och därmed dragstângselementet är i högsta grad betydelsefullt för att hålla de axiella verktygslösgörande krafterna utövade på rullagren 74, 102 vid ett minimum, vilka rullager är dyrbara precisionslager för att säkerställa axelhastigheter av typiskt 15000 till 30000 varv per minut.
När verktygskragen 130 har avlägsnats från den verktygskragen mottagande hylsan 122 och en ny verktygskrage utbytts däremot och mottagits i hylsan 122,förskjutes kolvelementet 178 bakåt eller till vänster i fig. 3 genom att tryckbelasta den främre kammaren 190. Eftersom kolvelementet och kolvstângen 174 glid- förskjutes åt höger, tvingar fjäderbrickorna 170 dragstångsele- mentet 148 och den verktyget fastklämmande spännhylsan 146 åt höger och förorsakar att spännhylsefingrarna 144 bringas i in- grepp mot den verktygskragen fasthållande knappen 142 genom kam- ingrepp mellan kamytorna 126 och ändkamytorna 145 på spännhylse- fingret 144 för att gripa den fasthållande knappen såsom visas i fig. 3. Dessutom,när kolvstângen 174 rör sig bakåt för att lösgöra dragstångselementet 148, hopfälles spännhylsefingrarna 282 radiellt inåt för att urkopplas från spåret 286 frigörande fastspänningskraften på axeln 70. Periferiellt åtskilda spiral- fjädrar 295 (endast en visad) mellan täckplatta 297, vilken är fäst vid höljessektionen 18, och kåpa 182 förorsakar samtidigt glidrörelse av cylinderinsatsen 180 och spännhylsefingrarna 282 framåt centrerande de senare relativt spåret 286, så att rota- tion av axeln 70 relativt de icke roterande spännhylsefingrar- na 282 kan ske utan eventuellt ingrepp. Framåtrörelsen av spänn- 10 15 20 25 30 35 462 205 1o hylsefingrarna 282 regleras av begränsningsskruv 299, lâsmutter 300 på skyddsplattan 297.
Innan ett verktyg avlägsnas från den verktygsdrivande axeln 70 och innan bearbetning efter ett verktygsbyte har ägt rum är det önskvärt att bekräfta dessa händelser genom avkänningsorgan. Med anledning härav har kolvstången 174 ett vid denna fäst stiftele- ment 2 90 för rörelse med kolvstången på utsidan av den ihåliga verk- tygsdrivningsaxeln 70 relativt en lägesavkännare 292 monterad i den bakre höljessektionen 18 och ansluten till lämplig läges- indikerande krets. Speciellt glider stiftelementet 290 i ett utrymme mellan spännhylsefingrarna 282 mellanehatbakre läget visat i fig. 3 i närheten av avkännaren 292 framåt till läget visat med streckpunkterade linjer. Det bakre läget avkännes och indikeras såsom läget för "verktyg fastklämt" och det främre läget (streckpunkterade linjer) avkännes såsom läget för "verk- tyg lösgjort".
Såsom ovan beskrivits innefattar den främre änden av den ihåliga verktygsdrivande axeln 70 motsatt anordnade, periferiellt åt- skilda flänsar 138 och dessa flänsar är mottagna i motsvarande slitsar 136 i verktygskragens 130 kåpa 134 för att tillförsäkra korrekt anordnande i linje dem emellan. Såsom visat i fig. 3 och 4 är en roterbar axellåsande mekanism anordnad för att till- försäkra att flänsarna 138 är korrekt belägna relativt den in- kommande verktygskragen och låsta mot rörelse under verktygs- byte. Denna axellåsande mekanism innefattar en kamplatta 200 monterad vid och roterbar med axeln 70. Kamplattan innefattar ett par motsatt anordnade ramper 202 var och en ändande i en radiell skuldra 204. På kamplattan är anordnade ett par avkända element 206 som utsträcker sig axiellt mot den bakre delen i fig. 3. Såsom visat i fig. 4 är en lägesavkännare 208 belägen i den bakre höljessektionen 18 i närheten av kamplattan på den bakre vättande sidan av denna för att avkänna förläggningen av de avkända elementen 206. När kamelementet befinner sig i läget visat i fig. 4, befinner sig flänsarna 138 i korrekt orientering för att ingripa i slitsarna 136 i verktygskragens kåpor 134. När 10 15 20 25 30 35 J> O\ I\É' H3 (__: LV! 11 avkännaren 208 avkänner detta läge, aktiveras en låssolenoid 210 monterad i en kanal 212 i den bakre höljessektionen. Sole- noiden 210 innefattar plunger 214 glidbart ansluten till kam- låselement 216 medelst stift 218 i slits 219. Kamlåselementet 216 är även ledbart anslutet till den bakre höljessektionen 18 genom stift 220 såsom visat i fig. 4. Solenoidplungerns 214 rörelse utåt (nedåt i fig. 4) kommer att bringa kamlåselementet 216 att svängas mot axeln 70 för att bringa kamänden 216a mot kamplattans radiella skuldra 204. I detta läge reverseras och bibehålles motorrotation eller vridmoment på axeln 70 för att hålla änden 216a och skuldran 204 sammantryckta. Motorreverse- ring åstadkommes medelst ovannämnda kraftförsörjning 31. Denna kamlåsande funktion tillförsäkrar att den verktygsdrivande axeln 70 och de främre flänsarna-138 är låsta i korrekt orien- tering för att mottagas i kâpslitsarna 134. Läsning av endera av kamplattans radiella skuldra 204 kommer att tillförsäkra korrekt orientering av axelflänsarna 138 såsom utfört. Endast efter det att solenoidplungern 214 återdragits är axeln 70 fri att rotera. Naturligtvis kommer en lämplig reglerenhet (icke visad) att mottaga avkända lägessignaler från avkännaren 208 och avkännaren 292 för att reglera aktivering av solenoiden 210 och verktygsbyten.
Arbetssättet för den beskrivna spindeln börjar med att låsa den verktygsdrivande axeln 70 med flänsarna 138 i korrekt oriente- ring. Avkännaren 208 tillförsäkrar att axeln är så låst. Kolvele- mentet 178 är sedan glidbart aktiverat åt vänster i fig. 3 ge- nom att tryckbelasta den bakre kammaren 192 för att trycka dragstångselementet 148 och den verktyget fastklämmande spänn- hylsan 146 till det främre läget, där spännhylsefingrarna 144 expanderar radiellt utåt in i hylsspâret 122. Avkännaren 292 avkänner det "icke fastspända läget" och en verktygsväxlare (icke visad) kan avlägsna verktygskragen och utbyta den mot en annan verktygskrage. När den utbytta verktygskragen är mottagen. i den ihåliga verktygsdrivande spindelns hylsa, tvingas kolv- elementet åt höger i fig. 3 för att draga tillbaka kolvstângen 174 och samtidigt tvingar fjäderbrickorna 170 dragstångselemen- 6 10 15 4-62 285 12 tet och den anbringande verktygsfastspännande spännhylsan åt! höger för att bringa spännhylsefingrarna 144 till kamingrepp med den fasthâllande knappen 142 på verktygskragen 130. Avkän- naren 292 avkänner det fastklämda läget och åstadkommer dess ak- tivering av solenoiden 210 för att draga tillbaka dess plunger 214 och frigöra kamlåselementet 216 från kamplattans 200 radiella skuldra 204 och även frigöra omvänt motorvridmoment för att fri- göra den verktygsdrivande axeln 70 för rotation i den andra rikt- ningen för att åstadkomma bearbetning.
Ehuru uppfinningen har beskrivits genom en detaljerad beskriv- ning av vissa speciella och föredragna utföringsformer, skall det inses att olika modifikationer och ändringar kan göras inom ramen för efterföljande patentkrav som även är avsedda att inne- fatta ekvivalenter av dylika utföringsformer. -n-

Claims (19)

13 6 2 2 Ü 5 PATENTKRAV
1. Spindel bestående av ett hölje (12), en ihålig verk- tygsdrivande axel (70) roterbart monterad i höljet, verktygs- fastspänningsorgan (146) glidbart anordnat i den ihåliga verktygsdrivande axeln glidbart i en riktning för att gripa ett verktyg (130) och i den andra riktningen för att lösgöra verktyget, aktiveringsorgan (178, 174, 148, 170, 180) i höl- jet för att glidförskjuta verktygsfastpänningsorganet i nämn- da ena riktning för att gripa verktyget och i den andra rikt- ningen för att lösgöra det, varvid nämnda aktiveringsorgan innefattar kolvorgan (178) glidbart anordnat i höljet för att glidförskjuta verktygsfastspänningsorganet i nämnda and- ra riktning för verktygslösgörande och organ (180) för att aktivera nämnda kolvorgan, och varvid nämnda verktygsfast- ' spänningsorgan är förspänt i nämnda ena riktning för att gripa ett verktyg, k ä n n e t e c k n a d av att en del (174) av nämnda kolvorgan (178) utsträcker sig på insi- dan av den verktygsdrivande axeln (70), vilken del är för- sedd med kamorgan (175), och att axelfastspänningsorgan (282, 286) är anordnat inuti den verktygsdrivande axeln med en del (282) därav i banan för nämnda kamorgan (175) så att nämnda kamorgan förflyttar nämnda axelfastspänningsorgan till fastspännande ingrepp med den verktygsdrivande axeln (70) från insidan av den verktygsdrivande axeln när kolvorganet (178) är förskjutet för att lösgöra verktyget (130), varige- nom verktygslösgörande krafter förhindrar rörelse av den verk- 'tygsdrivande axeln.
2. Spindel enligt'krav 1, k ä n n e t e c'k n a d av att kolvorganet (178) är en dubbelverkande kolv med motsatta sidor alternativt utsatta för fluidumtryck.
3. Spindel enligt krav 1 eller 2, k ä nfn e t e c k - n a d av att kolvorganet (178) är glidbart mottaget i ett 'cylinderorgan (180) som självt är glidbart monterat i höl- jet (12).
4. Spindel enligt något av föregående krav, k ä n - 462 205 M n e t e c k n a d av att verktygsfastspänningsorganet (146) innefattar en spännhylsa (146) med flera fingrar (144) i in- grepp med och ur gripförhållande med verktyget (130) beroen- -de på verktygsfastspänningsorganets glidningsriktning.
5. Spindel enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a d av att nämnda organ för fastspänning av axeln (70), vilka organ är anordnade för lösbar fastspän- ning av axeln, består av en spännhylsa (284) i höljet (12) med fingrar (282) hållna mot axeln (70) under verktygsfri- görandet för att fastspänna axeln mot rörelse från verktyget losspännande krafter.
6. Spindel enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att axeln (70) innefattar spârorgan (286) för att mottaga spännhylsefingrarnas (282) ändar.
7. Spindel enligt kraven 3 och 5, k ä n n e t e c k - n a d av att axelfastspänningsorganets spännhylsa (284) är anordnad vid nämnda cylinderorgan (180) som glidbart motta- ger kolvorganet (178) och självt är glidbart monterat i höl- jet (12) för att förlägga spännhylsefingrarna (282) i fast- spänningsförhâllande mot axeln (70).
8. Spindel enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a d av att axeln (70) innefattar en drivande ände med ett par orienterande flänsar (138).
9. Spindel enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda orienterande flänsar (138) är ingreppsbara i slitsar (136) i en verktygskrage (130) för korrekt förlägg- ning av verktyget vid den verktygsdrivande axeln (70).
10. Spindel enligt kraven 3 och 9, k ä n n e t e c k - n a d av att nämnda verktygsfastspänningsorgan (146) är anordnat att gripa och lösgöra nämnda verktygskrage (130) och vidare innefattande organ (295) förspännande nämnda cy- linderorgan (180) i nämnda andra riktning. 15 4-62 205
11. Spindel enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a d av att spindeln är en driven spindel med en krage (52) vid ena änden av nämnda hölje (12) anpassad att mottagas i pri- märspindeln för en bearbetningsdubb.
12. Spindel enligt något av föregående krav, k ä n - n ett e c k n a d av att verktygsfastspänningsorganet (146) innefattar ett dragstångselement (148) glidbart anordnat i den ihåliga verktygsdrivande axeln (70) innanför fjäderorgan (170) och därigenom förspänt och att verktyget hâlles i eller ur ingrepp beroende på dragstångselementets glidningsriktning.
13. Spindel enligt krav 12, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda organ (282, 284, 286) för lösbar fastspänning av den ihåliga verktygsdrivande axeln (70) innefattar en spännhylsa (284) i höljet (12) med flera fingrar (286) ut- sträckande sig i den ihåliga verktygsdrivande axeln i kam- ingrepp med periferiella spârorgan (286) i den verktygsdri- vande axeln genom kamytor på nämnda kolvdel (174).
14. Spindel enligt krav 13, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda cylinderorgan (180) är fjäderförspänt longitu- dinellt i höljet (12) för att i huvudsak centrera spännhyl- sans (284) fingrar (286) relativt nämnda spârorgan (286) när den ihåliga drivaxeln (70) är lösspänd.
15. Spindel enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a d av att nämnda kolvorgan (178) innefattar motsatta sidor (184, 192) alternativt utsatta för fluidum- tryck för att förorsaka dess glidningsrörelse i den ena eller den andra riktningen och att nämnda kolvaktiverande organ in- nefattar fluidumtryckkanaler (194, 186) i nämnda hölje (12) för att tillhandahålla fluidumtryck alternativt till nämnda motsatta sidor samt att en fluidumtryckkälla är anordnad utanför spindeln.
16. -16. ' Spindel enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a d av att nämnda kamorgan (175) är anord- nat att låsa den verktygsdrivande axelns (70) rotationsläge under verktygslösgörande. 462 205 16
17. Spindel enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a d av att nämnda kamorgan (175) uppbär ett avkänt element (206) och att en lägesavkännare (208) är an- ordnad i höljet (12) för att avkänna läget för det avkända elementet och sålunda verktygsdrivningsaxeln (70).
18. Spindel enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a d av att nämnda kolvdel (174) innefattar ett avkänt element (190) uppburet på utsidan av den verktygs- drivande axeln (70) och att en lägesavkännare (192) är an- ordnad i höljet (12) för att avkänna läget för det avkända elementet och sålunda nämnda kolvorgan (178). I
19. Förfarande för att frigöra ett verktyg hos en spin- del innefattande ett hölje (12), en ihålig verktygsdrivande axel (70) roterbar i höljet, verktygsfastspänningsorgan (146) glidbart i den ihåliga verktygsdrivande axeln i en riktning för att gripa verktyget (130) och i den andra riktningen för att lösgöra verktyget, aktiveringsorgan (178, 174, 148, 170, 180) i höljet för att glidförskjuta verktygsfastspännings- organet i nämnda enariktningför att gripa verktyget och i den andra riktningen för att lösgöra det och innefattande kolvorgan (178) glidbart i höljet för att glidförskjuta verk- tygsfastspänningsorganet i nämnda andra riktning för verktygs- lösgörande och organ (180) för att aktivera nämnda kolv- organ, varvid nämnda verktygsfastspänningsorgan är för- spänt i nämnda ena riktning för att gripa ett verktyg, och varvid en del (174) av nämnda kolvorgan (178) utsträcker sig på insidan av den verktygsdrivande axeln (70), k ä n - n e t e c k n a t av att glidförskjuta nämnda del (174) hos nämnda kolvorgan (178) längsgående i den ihåliga verk- tygsdrivande axeln (70) för att frigöra verktyget (130) och för att fastspänna den ihåliga verktygsdrivande axeln mot längsgående rörelse från verktygsfrigörande krafter.
SE8503193A 1984-07-02 1985-06-26 Anordning och foerfarande foer fastspaenning och loesgoering av verktyg i en hoeghastighetsspindel SE462205B (sv)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/627,323 US4583894A (en) 1984-07-02 1984-07-02 High speed motorized spindle with tool clamping/unclamping mechanism

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE8503193D0 SE8503193D0 (sv) 1985-06-26
SE8503193L SE8503193L (sv) 1986-01-03
SE462205B true SE462205B (sv) 1990-05-21

Family

ID=24514194

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8503193A SE462205B (sv) 1984-07-02 1985-06-26 Anordning och foerfarande foer fastspaenning och loesgoering av verktyg i en hoeghastighetsspindel

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4583894A (sv)
EP (1) EP0170387B1 (sv)
JP (1) JPS6165704A (sv)
CH (1) CH667415A5 (sv)
DE (1) DE3564208D1 (sv)
SE (1) SE462205B (sv)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3533623A1 (de) * 1985-09-20 1987-04-16 Ott Gmbh A Steuerantrieb fuer eine steuerstange in einer rotierenden maschinenspindel
US4836723A (en) * 1985-10-08 1989-06-06 Flammini John T Spindle assembly
DE3617103C1 (de) * 1986-05-21 1987-08-27 Fortuna Werke Maschf Ag Mit einer Werkzeugspanneinrichtung versehene Spindel einer Werkzeugmaschine
DE3714562A1 (de) * 1987-04-30 1988-11-10 Deckel Ag Friedrich Werkzeugspindelanordnung mit einem elektrischen antriebsmotor
JPH0683941B2 (ja) * 1988-04-15 1994-10-26 株式会社森精機製作所 工作機械の自動工具交換装置
FR2649921A1 (fr) * 1989-07-18 1991-01-25 Almac Sa Broche de machine-outil
JPH0398716A (ja) * 1989-09-09 1991-04-24 Brother Ind Ltd 工作機械
CA2087798C (en) * 1992-01-22 2001-10-23 James Oliver Holtey High speed spindle unit and driver
DE4431149C2 (de) * 1994-09-01 1997-04-17 Mapal Fab Praezision Werkzeug mit zwei ineinanderliegenden Teilwerkzeugen
JPH08174358A (ja) * 1994-12-26 1996-07-09 Fanuc Ltd 工作機械のサブモータユニット装着装置
DE19509524C2 (de) * 1995-03-20 1999-01-14 Mapal Fab Praezision Spanendes Werkzeug zur Bohrungsfeinbearbeitung
JPH1015766A (ja) * 1996-06-28 1998-01-20 Toshiba Mach Co Ltd アタッチメント自動交換装置
DE19636594B4 (de) * 1996-09-10 2005-03-10 Roehm Gmbh Löseeinheit einer Vorrichtung zum Betätigen eines an einer Arbeitsspindel angeschlossenen Spannkopfes
SE512241C2 (sv) * 1998-06-24 2000-02-14 Sandvik Ab Hållare för lösgörbar montering av skärverktyg
SE512312C2 (sv) * 1999-03-23 2000-02-28 Lind Finance & Dev Ab Anordning vid verktygsspindel
SE9901052L (sv) * 1999-03-23 2000-02-28 Lind Finance & Dev Ab Anordning vid verktygsspindel
JP2000354989A (ja) * 1999-06-16 2000-12-26 Fanuc Ltd 自動刃具交換装置
IT1309309B1 (it) 1999-06-30 2002-01-22 Hsd Srl Elettromandrino.
IT1314043B1 (it) * 1999-10-14 2002-12-03 F M Elettromeccanica S R L Testa per macchina utensile.
ITBA20010022A1 (it) * 2001-05-11 2002-11-11 Jupiter Srl Testa di precisione ad assi controllati con cambio automatico degli elettromandrini
DE10316244B3 (de) * 2003-04-09 2004-07-29 Siemens Ag Bearbeitungsspindel mit Ausstoßfunktion
US7704022B2 (en) * 2003-05-02 2010-04-27 Mircea Petrescu Motorized precision spindle apparatus
DE502005001436D1 (de) * 2005-06-21 2007-10-18 Paul Mueller Gmbh & Co Kg Spindel mit einer Spannstange und einer Kupplungseinrichtung
EP1938922B1 (en) * 2006-12-29 2009-09-09 VIGEL S.p.A. Monitoring method and system for a tool-holding spindle
DK2881200T3 (en) * 2013-12-04 2019-04-23 Gildemeister Drehmaschinen Gmbh Spindle unit for turning and milling machines
US11415123B2 (en) 2016-10-19 2022-08-16 Halliburton Energy Services. Inc. Controlled stop for a pump

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2450323C3 (de) * 1974-10-23 1978-12-21 Friedrich Deckel Ag, 8000 Muenchen Werkzeugspannvorrichtung
US4026191A (en) * 1975-11-17 1977-05-31 Sundstrand Corporation Machine tool
US4068559A (en) * 1976-07-30 1978-01-17 Schmid Jr Herbert Tool fastening device
DE2758858C2 (de) * 1977-02-09 1985-07-11 Ex-Cell-O Corp., Troy, Mich. Werkzeugmaschine
DE2711238C3 (de) * 1977-03-15 1980-12-18 K.K. Meidensha, Tokio Frässpindelanordnung
JPS53132874A (en) * 1977-04-25 1978-11-20 Fanuc Ltd Machine tool
US4303360A (en) * 1980-02-29 1981-12-01 Giddings & Lewis, Inc. Power drawfinger system for machine tool spindle
US4356621A (en) * 1980-07-25 1982-11-02 Toyoda Koki Kabushiki Kaisha Machine tool with automatic tool change
JPS5789542A (en) * 1980-11-21 1982-06-03 Toyoda Mach Works Ltd Automatic tool replacing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
US4583894A (en) 1986-04-22
DE3564208D1 (en) 1988-09-15
SE8503193D0 (sv) 1985-06-26
EP0170387A1 (en) 1986-02-05
JPS6165704A (ja) 1986-04-04
SE8503193L (sv) 1986-01-03
CH667415A5 (de) 1988-10-14
EP0170387B1 (en) 1988-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE462205B (sv) Anordning och foerfarande foer fastspaenning och loesgoering av verktyg i en hoeghastighetsspindel
JP4774406B2 (ja) クランプ装置
EP2062681B1 (en) Spindle device for machine tool
US6629697B1 (en) Chuck apparatus
EP0997226B1 (en) High speed drilling spindle with reciprocating ceramic shaft and double-gripping centrifugal chuck
US4412767A (en) Tool holder
US7614326B2 (en) Method for indexing a rotating tool and a tool for machining
KR101999330B1 (ko) 공작기계의 빌트인 타입 전기 구동 시스템 및 그 작동방법
JP2006088326A (ja) 工作機械の工作物イジェクティング装置
SE450935B (sv) Anordning for overforing av fluidum till en roterande verktygshallare
EP0337807A2 (en) Automatic tool changer
US7318692B2 (en) Spindle for a machine tool with improved tool ejection feature
EP3406397B1 (en) Electric driven chucking system comprising automatic clutch system
US8454283B2 (en) Motor-driven working spindle for a machine tool
JPS6116576B2 (sv)
JPH11333607A (ja) 主軸用ツールホルダクランプ装置
US4141263A (en) Device for the centered clamping of annular workpieces
SE515002C2 (sv) Fastspänningsanordning för verktygskoppling anordnad vid verktygsspindel samt en verktygsspindel
EP3854519B1 (en) Electrical driving system for machine tool
US3150878A (en) Hollow spindle tool clamp
US3672691A (en) Means for operating releasable tool chucks
SE507234C2 (sv) Förfarande och anordning för manövrering eller drivning av ett verktyg med hjälp av ett trycksatt medium
JP3855122B2 (ja) 工作機械の主軸装置
SU524618A1 (ru) Устройство дл зажима интрумента в шпинделе станка
JP2001205501A (ja) 主軸移動・割出型多軸自動旋盤

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 8503193-8

Effective date: 19940110

Format of ref document f/p: F