SE466391B - Verktygsmaskinspindel och daertill avpassad verktygshaallare - Google Patents

Description

nosen, och att en andra cylindrisk ansats är anordnad pa den andra verktvgshallaren i anslutning till den minsta diametern av infästningskonan, vilken andra cylindrisk ansats passar i den andra passborrningen.

Genom denna utformning kommer verktygshallaren att stödas mot spindeln pa flera ställen. Stöd erhalles ej endast över de bada pa stort axiellt inbördes avstand anordnade passningsansatserna, utan även genom att flänsen anligger mot ändvtan. I tvärriktning mot spindelaxeln verkande tvär- krafter överföres genom passningsansatserna optimalt fran verktvgshallaren till spindeln och omvänt. Detta är till särskild fördel vid kraftiga, framtunga verktyg. Dessutom erhalles en förcentrering vid insättning av verktygshall- aren i spindelnosen när den andra cylindriska passningsan- satsen ingriper i den andra passborrningen. Detta är av särskild betydelse vid kraftiga, framtunga verktyg, da dessa snabbt kan insättas helautomatiskt, varvid förslit- ningen i omradet för centreringsdiametern nedbringas till ett minimum.

En särskilt ändamalsenlig utföringsform av uppfinningen bestar däri, att en med verktygets axel koncentrisk ring- vulst är anordnad i den fria, mot maskinspindeln vända änden av verktygshällaren, varvid diametern av denna ring- vulst med nagra hundradels mm underskrider diametern av den andra passningsansatsen och att en konisk övergangsdel är anordnad mellan ringvulsten och ansatsen, vars största diameter gränsar direkt till den andra passningsansatsen och har samma diameter som denna.

Vid insättning av verktygshallaren i spindelnosen inträder nämnda ringvulst som första del 14 i den andra passborrningen.

Da den har nagot mindre diameter än passborrningen och dessutom även är avrundad, kan den relativt lätt införas i passborrningen. varvid redan nu en förcentrering astad- 3 ,¿ ;§ kommes mellan verktygshallarens skaft och spindelnosen.

När verktygshallarens skaft inskjutes ytterligare i spindelnosen, övertager den koniska övergàngsdelen den vidare styrningen till dess den andra cylindriska ansatsen glider in den andra passborrningen. Här igenom nedbringas förslitningen till ett minimum. Dessutom kan spelet mellan den andra passborrningen och den andra passningsansatsen vara mycket litet, i storleksordningen omkring 0,002 - 0,004 mm, vilket bidrager till att förbättra centrerings- noggrannheten.

Ytterligare fördelaktiga utföringsformer av uppfinningen har kännetecken enligt ytterligare underkrav.

Uppfinningen beskrives nedan i form av utföringsexempel och med hänvisning till àtföljande ritningar.

Fig.1 visar en första utföringsform, delvis längdsnitt.

Fig.1a är ett delsnitt i större skala sasom markerat med a pa fig. 1.

Fig.2 visar en andra utföringsform, delvis i längdsnitt.

Fig.3 är ett delsnitt utmed linjen III-III pà fig. 2.

Verktygsmaskinspindeln 1 är roterbart lagrad i spindel- dockan 2. Spindelnosen ia av verktygsmaskinspindeln 1 har en stympat koniskt uoptagningsborrning 3 enligt DIN 2079 resp. motsvarande ISO-Norm. Upptagningsborrningen 3 är om- given av en plan ringformad ändyta 4 som sträcker sig vinkelrätt mot spindelaxeln A. I en central borrning i spindeln 1 är vidare en spännstang 5 axiellt förskjutbart lagrad. Spännstangen är i sin främre ände vid upptagnings- borrningen 3 försedd med en spänntang 6 och axiellt för- skjutbar i riktning mot spindelnosen la mot kraften fran en ej visad tallriksfjäder (fig.2).

Sasom visat pà fig. 1 kan spännstangen 5a vara försedd med en gänga 7 i stället för nämnda spänntang 6 och vara roter- bart lagrad i spindeln 1.

Omedelbart intill ändytan 4a har spindelnosen 1a en cylindrisk passborrning 8 vid upptagningsborrningen 3. Dia- metern D av denna passborrning överskrider med endast om- kring 1 mm den teoretiska diametern dl som den koniska upp- -r tagningsborrningen a skulle ha i ändytans 4 plan. Denna teoretiska diameter dl är bestämd enligt DIN 2079 och utgör exempelvis 69,95 mm för spindelnosen nr 50. Detaljer beträ+¥ande denna teoretiska diameter d1 och diametern D av passborrningen 8 är visade pa fig. la. Passborrningen 8 är relativt kort i axiell riktning, varvid dess axiella längd L, räknat +ran ändytan 4, kan uppga till omkring 10- 152, företrädesvis omkring 12% av den teoretiska diametern dl. Diametern D av passborrningen 8 utföres med en tolerans av + 0,002 till + 0,005 mm.

En första verktygshällare, som i sin fria ände kan uppbära ett ej visat verktyg sasom exempelvis ett borrhuvud eller ett ursvarvningsverktyg eller en fräs eller en brotsch eller liknande, är anordnad att med sin in+ästningskona enligt DIN 2080 resp. 69871 insättas i den koniska upptag- ningsborrningen i verktygsmaskinspindeln 1, sasom närmare beskrivet i DE huvudpatentet 35 21 799 i anslutning till dess +ig.4.

Pa fig. 1 är visad en andra verktygshallare 13, i vars fria ände 13a ett ej visat verktyg är anordnat. Verktygs- hallareh 13 har en fläns 13b. Verktygshallaren 13 har omedelbart intill flänsen 13b en cylindrisk passningsansats 15 som med minsta möjliga radiella toleranser skall passa i passborrningen 8. Diametern av passningsansatsen 15 ut- 's f. i ' 591 föres med en tolerans av omkring -0,003 mm. Den axiella längden av ansatsen 15, räknat fràn ringytan 13: av flänsen 13b, är omkring 0,5 mm kortare än den axiella längden av passborrningen 8, varigenom tillförsäkras att verktygshallaren 13 alltid anligger med sin ringyta 13: tätt intill ändytan 4 av spindelnosen la, utan att ansatsen 15 anligger mot bottnen av passborrningen 8.

Till passningsansatsen 15 är ansluten en stympad kon 16, vilken emellertid är sa dimensionerad att ett visst spel finnes mellan mantelytan av konen 16 och motsvarande komiska upptagningsborrning 3 när ringytan 13: anligger mot ändytan 4. I den fria änden ióa av den stvmpade konen kan, liksom enligt nämnda fig. 4, vara anordnad en med en spänntang samverkande dragbult, eller sasom enligt +öre- liggande fig. 1 vara anordnad en innergänga 17 i vilken spänntängen Sa kan inskruvas med sin yttergänga 7. I detta fall är spännstangen Sa endast roterbart men ej axiellt förskjutbart lagrad i spindeln 1, och verktvgshàllaren 13 indrages i spindelnosen ia genom verkan av de i varandra ingripande gängorna 7,17. Därvid centeras verktygshallaren 13 noga till spindeln 1 genom den i passborrningen 8 in- gripande ansatsen 15. Dessutom tryckes flänsen 13b med sin ringvta 13 mot ändytan 4. Da konan 16 ingriper med spel i upptagningsborrningen 3, tryckes ringytan 13: mot ändytan 4 med hela spännkraften av spännstangen Sa resp gängan 7,17. Tvärkrafter mot verktygshallaren 13 överföres till spindeln i omedelbar närhet av ändytan 4 över passnings- ansatsen 15 och passborrningen B. För överföring av vrid- momentet kan vidare konventionella medbringar-tärningar enligt DIN 2079 vara anordnade pa spindelhuvudet ia, vilka tärningar ingriper i tva diametralt motsatt anordnade med- bringar spar 18 i flänsen 13b.

Vid insättning av verktygshallaren 13 i spindelnosen la tjänar först den komiska delen 16 som grovstyrning. Den i 466 s91ÄD' 5 “ 5 ¿ ““ " se “i* den koniska upptagningsborrningen 3 ingripande konan 16 astadkommer en förcentrering av verktygshallaren. Da emellertid ett steg finnes mellan den cylindriska ansatsen. 15 och den största diametern av konan 16, är det ändamals- enligt att anordna en fas 19 mellan ändytan 6 och den cylindriska passborrningen 8, vilken fas kan ha en lutning av exempelvis 45' mot spindelaxeln A. Den radiella utvidg- ningen av denna fas maste vara minst lika stor som halva diameterskillnaden mellan ansatsen 15 och den största dia- metern av konan 16 vid ansatsen 15. Fasen 19 centrerar an- satsen 15 och underlättar dess insättning i passborrningen 8. I stället för fasen 19 pa spindelnosen la kan en motsvarande stor fas även vara anordnad i övergangen mellan ansatsen 15 och konan 16. Det är även möjligt att anordna saväl en fas 19 pa spindelnosen som även en fas pa den cylindriska ansatsen 15, varvid den radiella utvidg- ningen av dessa bada faser tillsammans maste vara större än halva diameterskillnaden mellan ansatsen 15 och den största diametern av den stympade koniska delen 16.

Spindelnosen la har vidare en till den minsta diametern av den koniska upptagningsborrningen 3 gränsande cylindrisk passborrning 40. Den andra verktygshallaren 13 är vidare i anslutning till den minsta diametern av den stympat koniska delen 16 försedd med en andra cvlindrisk passnings- ansats 41 som passar i den andra passborrningen 40. Vidare är i den fria och mot spindeln vända änden av verktygshall- aren 13 anordnad en med hallarens axel A koncentrisk ring- vulst 42, vars diameter med nagra hundradels mm, nämligen omkring 0,02 - 0,05 mm. underskrider diametern av den andra ansatsen 41. Mellan ringvulsten 42 och ansatsen 41 är anordnad en stympat konisk övergangsdel 43. vars största diameter gränsar direkt till den andra ansatsen 41 och har samma diameter som denna. Vid insättning av verktygshallaren 13 i spindelnosen la inträder först ring- vulsten 42 i passborrningen 40. Da den är nagra hundradels i, i i21¿à“4f:*š§ 1 mm mindre än passborrningen och dessutom avrundad pà sin ändsida, kan den lätt införas i passborrningen 40.

Härigenom astadkommes en förcentrering mellan verktygshàll- aren 13 och spindelnosen la. Vid ytterligare inskjutning av verktygshallaren i spindelnosen 1a övertager den koniska övergangsdelen 43 den vidare centreringen till dess ansatsen 41 utan övergang inkommer i passborrningen 40. Genom detta utförande är det möjligt att begränsa spelet mellan ansatsen 41 och passborrningen 40 till 0,002 - 0,004 mm. Härigenom uppnas en hög centreringsnoggrannhet.

Trots det ringa spelet kan även kraftiga, framtunga verk- tyg i detta fall insättas snabbt och utan problem och med ett minimum av förslitning.

Kraften fran de pa spännstangen 5 verkande tallriksfjädr- arna är vid befingtliga verktygsmaskiner redan bestämd och kan även av utrymmesskäl ej godtyckligt ökas. Av denna an- ledning och framför allt för att öka repeternoggrannheten vid ofta förekommande verktygsväxling, d.v.s. för att halla växlingstoleransen sa liten som möjligt, användes lämpligen en spännanordning enligt fig. 2. Vid denna spänn- anordning är det cylindriskt spännstycke 20 radiellt förskjutbart i en som styrning tjänande tvärgaende borrning 21 i infästningskonan 16. Spännstycket 20 har i sin yttre ände ett stympat koniskt parti 20a eller en i lutning mot spindelaxeln A förlöpande snedvta.

Spännstycket 20 har vidare en längsgående slits 22 som slutar i en mot spindelaxeln A snedställd kilyta 23. En kil 25 är akiellt förskjutbar i en axiell borrning 24 i in- fästningskonan 16. Kilen 25 stöder med sin ryggsida 25a mot den axiella borrningen 24. Kilen 25 är fast förbunden med dragbulten 26. En tryckfjäder 27 trycker mot en mellan dragbulten 26 och kilen 25 utformad cylindrisk ansats 28 och strävar därmed att trycka kilen i riktning mot pass- ningsansatsen 15. Vidare har kilen 25 ett lánghal,29 som sträcker sig parallellt med kilytan 25b. I detta langhal 466 591 29 ingriper ett i spännstycket 20 fäst tvärgående stiftet 30 med spel. I spindelnosen la är en skruv 31 radiellt in- skruvad. Skruven har ett stympat koniskt urtag 32. Urtaget 32 har samma konvinkel som ändpartiet 20a av spännstycket 20. Spännstyckets 20 axel A1 ligger på ett avstånd al från ringytan 13: som är något mindre än avståndet a2 från skruvens 31 axel A2 till ändytan 4. Utförandet av den på fig. 2 visade verktygshållaren 13'i avseende på flänsen 13b, passningsansatsen 15 och det komiska partiet 16 samt övriga delar motsvarar det på fig. 1 visade utföringsexem- plet, varför lika hänvisningsbeteckningar användes för motsvarande delar och föregående beskrivning är t111ämp11g.

Så länge verktygshållaren 13”ej är fastspänd i spindeln 1. trvckes kilen 25 genom verkan av fjädern 27 framåt i rikt- ning mot ansatsen 15. över långhålet 29 och det tvärgående stiftet 30 hålles därvid spännstvcket 20 med sin stympat koniska ände 20a inom det koniska partiet 16. När drag- bulten 26 gripes av spänntången 6 och drages av denna i riktningen B, iörflyttas kilen 25 likaledes i riktningen B, varvid dess kilyta 25b glider utmed kilytan 23 på spänn- stycket 20 och skjuter spännstycket radiellt utåt. Härvid kommer den stympat koniska änden 20a till anliggning mot det stympat koniska urtage 32. Genom den axiella förskjut- ningen av axlarna Al och A2 tryckes ringvtan 13: mot änd- ytan 4. Kilvtorna 23 och 25b resp. de koniska Vtorna 20a och 32 åstadkommer därvid en förstärkning av den genom tallriksfjädrarna mot spännstången 5 verkande spänn- kraften. Vid anliggning av den stympat koniska änden 20a mot det stympat komiska urtaget 32 utvecklas en reaktions- kraft R i radiell riktning, vilken trycker ansatsen 15 mot passborrningen 8. Detta tryck utövas alltid i samma riktning mot ett skruven 31 diametralt motsatt ställe av passborrningen. Härigenom uppnås önskad stor repeternog- grannhet med små växlingstoleranser. För överskådlighet är :Q 5 A 466 391 spännstycket 20 pà fig. 2 visat pa nagot avstand fràn ansatsen 15. Spännstycket skall emellertid vara anordnat sa nära ansatsen 15 som möjligt, för att undvika eventuella tippningskrafter som kunde uppsta genom att spännstycket 20 framskjuter radiellt pä en sida. När spännstycket 20 anordnas nära intill ansatsen 15, kan även den axiella längden av det koniska partiet 16 minskas.

I det pa fig. 2 visade utföringsexemplet är ett spänn- stycke 20 förskjutbart lagrat i den tvärgaende borrningen 21. Eventuellt han även tva motsatt rörliga spännstycken vara anordnade, vilka förflyttas radiellt utat fràn varandra genom motsatt riktade sidytor. I detta fall maste motsvarande motytor för det andra spännstvcket vara anordnade pa spindeln, exempelvis i form av en andra skruv belägen diametralt motsatt skruven 31. Det är även möjligt att använda spännstycken i annat utförande. sasom exempel- vis enligt fig. 5 och 6 av DE PS 35 21 799. i kombination med det speciella utförandet av den mot spindeln vända änden av verktygshàllaren resp den inre änden av upptagningsborr- ningen.

Claims (1)

1. .46-6 391 i i 10 J' 'i PATENTKRAV

1. Verktygsmaskinspindel och därtill avpassad verktygshàll- are, med olika skaft anordnade att växelvis insättas i maskinens spindelnos vilken har en stympat konisk borrning för upptagning av en infästningskona pa en första verktygs- hällare, en upptagningsborrningen omgivande ändyta och en första cylindrisk passhorrning vid den koniska upptagnings- borrningen för upptagning av en första cylindrisk ansats pa skaftet av en andra verktygshallare vilken i en ände av ansatsen har en därmed koncentrisk fläns och i motsatt ände har en infästningskona som vid anliggning av flänsen mot ändytan ingriper med spel i den komiska upotagnings- borrningen, varvid passborrningen gränsar direkt till änd- ytan och dess diameter obetydligt överstiger den teoretiska diametern av den koniska upptagningsborrningen 1 ändvtans plan, och den axiella längden av passborrningen endast utgör 10-15% av nämnda teoretiska diameter, k ä n n e t e c R n a d av att en till den minsta diametern av den komiska uootagningsborrningen (3) ansluten andra cylindrisk passborrning (40) är anordnad X soindelnosen (ia), och att en andra cylindrisk ansats (41) är anordnad pa den andra verktygshallaren (l3,l3') i anslutning till den minsta diametern av infästningskonan (16), passborrningen. vilken andra cylindriska ansats passar i den andra Verktygsmaskinspindel enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d av att en med verktygshällarens (13,13”) axcl (A) koncentrisk ringvulst (42) är anordnad i hàllarens fria, mot maskinspindeln vända ände, varvid diametern av denna ringvulst med nagra hundradels mm underskrider diametern av den andra cvlindriska ansatsen (41), och att ¿\ 11 466 39:11* en komisk övergangsdel (43) är anordnad mellan ringvulsten (42) och ansatsen (41), varvid övergàngsdelens större dia~ meter gränsar direkt till den andra ansatsen (41) och har samma diameter som denna. Verktygsmaskinspindel enligt krav 2, k ä n n e - t e c k n a d av att ringvulsten (42) har omkring 0,02 - 0,05 mm mindre diameter än den andra cylindriska ansatsen (41). Verktygsmaskinspindel enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d av att diametern (D) av den första passborr- ningen (B) är omkring 1 mm större än den teoretiska diametern (dl). Verktvgsmaskinspindel enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d av att den axiella längden (L) av den första passborrningen (8) utgör omkring 12% av den teoretiska dia- metern (dl). Verktygsmaskinspindel enligt krav 1, E ä n n e - t e c H n a d av att en fas (19) som överbryggar diameter- skillnaden mellan den första cylindriska ansatsen (15) och infästningskonan (16) är anordnad mellan ändvtan (4) och den första cylindriska passborrningen (8). Verktygsmaskinspindel enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d av att en fas som överbrvggar diameterskill* naden mellan infästningskonan (16) och den första cylindriska ansatsen (15) är anordnad mellan dessa bada delar. Verktygsmaskinspindel enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d av att minst ett spännstycke (20) är förskjutbart i en radiell styrning (21) i infästningskonan (16) vid den första cvlindriska ansatsen (15), vilket Åse 591 12 epännstycke är radiellt rörligt medelst en deee inre ände pàverkande kilyta (25b) förbunden med en i infästninge- Honan (16) axiellt förekjutbar dragbult (26) och i ein fria yttre ände har en tryckyta (20a) anordnad att tryckas mot en pa spindeln (1) be¥intlig matyta (32).