SE502498C2 - Verktygsförlängare innefattande en hydraulisk spännbussning med en invändig kylkanal - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 5 02 498 ningsmaskinen, och vilken är utformad så att verktyget kan spännas in i verktygs- förlängaren, och där verktygsförlängaren med verktyget får minimala utvändiga dimensioner, och verktyget erhåller betydligt högre precision än vad som hittills varit möjligt. Vid användning i en bearbetningsmaskin får verktygets bearbetningsdel ett absolut minimum av kast, i många fall inget kast över huvud taget, varför man kan hålla höga bearbetningshastigheter och kan få mycket hög ytfinhet i bearbet- ningsytorna, och som även är speciellt lämpad för användning vid bearbetning med hårdmetallskär.

Fastspänningsorganet för verktyget i förlängaren är vid visade utfönngs- formerna av hydraulisk typ och är utformat som ett slags hydraulisk spännbussning med en invändig, tunn, oslitsad hylsa, vilken är mycket noggrant centrerad och infäst, t ex insvetsad, i ett axiellt hål i änden på förlängaren och så att ett tunn spalt föreligger mellan förlängarens invändiga hål och spännhylsan, vilken spalt är fylld med ett plastiskt eller elastiskt tryckmedium. För trycksättning av tryckmediet finns någon form av trycksättningsorgan. Vid trycksättning expanderas spännhylsan o_ch spänner fast ett i hylsan inskjutet verktyg, Trycksättningen sker absolut likformigt runt om den oslitsade hylsan, och inspänningsnoggrannheten blir därför mycket hög.

Tryckmediet har också en svängningsdämpande effekt, som gör att verktyget kommer att arbeta under stabila förhållanden. Detta är viktigt för alla verktygsmaterial och speciellt för hàrdmetallskär mm.

Det är otta viktigt att bearbetningsverktyget kyls under en bearbetning, och modema fräsar, borrar och gängtappar mm, vilka kan behöva kylas är för den skull ofta utformade med axiellt genom verktyget gående kylkanaler. För att åstadkomma en effektiv kylning är det väsentligt att verktygens kylkanaler kan anslutas till en kylmediekälla, och enligt uppfinningen är därför verktygsförlängaren utformad med en kanal för kylmedium vilken sträcker sig genom spalten mellan den invändiga hylsan i förlängaren och förlängarkroppen och mynnar i urtaget för verktyget för att kunna leda kylmedium genom verktygets motsvarande kylmediekanal.

Vid en verktygsförlängare enligt uppfinningen är det lätt att anordna kylkanaler genom förlängaren för vidare passage ut genom verktyget. Detta är viktigt med hänsyn till att moderna fräsar, borrar och gängtappar mm ofta behöver kylas och för den skull är utformade med axiellt genom verktyget gående kylkanaler, vilka då kan anslutas direkt till förlängarens kylmedelskanal.

Den hydrauliska förlängaren kan utformas enligt två olika principer, nämligen I) så att trycksättningsorganen placeras axiellt i centrum av förlängarens inspän- ningsdel i maskinen, eller ll) så att trycksáttnings-organen anordnas radiellt utanför 10 15 20 25 30 35 502 498 maskinens inspänningsanordning.

I) Den förstnämnda pricinpen medför fördelen att förlängarens utvändiga dimensioner minimeras, att man får en mycket god åtkomlighet vid bearbetning, och att trycksättningsorganen skyddas mot inträngning av spån mm under bearbetningen; trycksättningsorganen befinner sig dolda inuti bearbetningsmaskinens inspännings- organ. Vid t ex byte av verktyg måste emellertid förlängaren tas loss från bearbet- ningsmaskinens inspänningsorgan. ll) Den andra principen gör visserligen att förlängaren vanligen måste utformas med några större radiell dimension än vid systemet l), men den medför fördelen att verktyg kan bytas i förtängaren utan att denna behöver tas loss från verktygsmaskinens inspänningsanordning.

Uppfinningen skall nu beskrivas mer i detalj under hänvisning till bifogade ritningar. Figur 1 visar en känd anordning, och figuren illustrerar problem som kan uppkomma vid bearbetning med en sådan anordning. Figur 2 visar användningen av en känd typ av mekanisk förlängare för att undanröja de problem som illustreras i figur 1. Figur 3 visar en förlängare av hydraulisk typ enligt uppfinningen, och figur 4 illustrerar användningen av förlängaren i figur 3. Figur 5 visar en alternativ typ av förlängare enligt uppfinningen med ett hydrauliskt verktygsinspänningsorgan med radiell trycksättningsmekanism. Figur 6 visar en del av förlängaren enligt figur 5 i förstorad skala. Figur 7 visar förlängaren enligt figur 5 vid användning i en verktygsmaskin.

Figur 1 illustrerar det problem som kan uppkomma vid bearbetning av en nedsänkt yta 1 i ett arbetsstycke 2 med hjälp av ett verktyg 3, tex en fräs, borr, gängverktyg mm som är inspänt i en chuck 4 tillhörande en icke visad verktygs- maskin. Det framgår att chucken vid nedsänkning stöter emot en kant i arbetsstycket 2 vilket omöjliggör en nedsänkning av verktyget 3 till arbetsytan 1.

För att lösa detta problem har man inom tekniken brukat använda en mekanisk förlängare 5 såsom visas i figur 2. En sådan förlängare är i sin undre eller yttre ände försedd med någon form av mekaniska medel för inspänning av verktyget, t ex ett koniskt hål, ett kilorgan, ett skruvorgan eller liknande, och förlängaren 5 med verktyget 3 spänns på känt sätt fast i chucken 4 i verktygsmaskinen.

Såsom nämnts ovan medför en förlängare 5 med sådana mekaniska inspänningsorgan för verktyget 3 problem med att det nära nog oundvikligen uppkommer radiella kast i verktyget, vilka kast givietvis blir större ju längre förlängaren är och ju längre från chucken 4 som verktygets 3 bearbetande skär befinner sig. Förlängaren enligt uppfinningen utformas därför med ett 10 15 20 25 30 35 502 498 inspänningsorgan för verktyget, vilket ger en utomordentligt hög precision och en mycket solid inspänning av verktyget, och vilket dessutom har en svängningsdämpande effekt på verktyget.

Den i figur 3 visade förlängaren består av en förlängarkropp 6 som i sin ände har ett axiellt hål 7, i vilket en tunn hylsa 8 är monterad, och vilken hylsa 8 sträcker sig till eller nära botten 9 av det axiella hålet 7. Hylsan är insvetsad vid 10 inuti förlängarhålet 7. Hylsan 8 har något mindre såväl axiell som radiell dimension än förlängarhålet 7, och spalten mellan förlängarhålet 7 och hylsan 8 är fylld med ett plastiskt eller elastiskt tryckmedium 11. Tryckmediet 11 kommunicerar genom en med samma tryckmedium fylld kanal 12 med ett axiellt trycksättningsorgan, vilket kan utgöras av en tryckkolv 13 med påverkningsskruv som med lämpligt verktyg 14, t ex en sexkantnyckel kan skruvas in, varvid tryckmediet 11 trycksätts universellt. Detta medför i sin tur att de tunna väggarna i hylsan 8 expanderar radiellt inåt och därvid centrerar och spänner fast ett verktyg 15, så som visas i figur 4. Trycksättnings- organet kan altemativt utgöras av något extemt hydraultrycksättningsorgan.

För att förlängaren med de hydrauliska trycksättningsorganen skall erhålla optimal precision bearbetas lämpligen såväl hylskroppen 6 utvändigt som hylsan 8 invändigt efter det att förlängaren färdigställts och fyllts med sitt tryckmedium 11, så att hela förlängaren med sin inspänningshylsa får en optimal "rundgàng".

De hydrauliska inspänningsorganen ger en synnerligen noggrann centrering av verktyget och en stark och säker inspänning av verktyget 15, och då förlängaren även har en noggrant bearbetat ytterdiameter så kommer den beskrivna förlängaren att ge en inspänning av verktyget med extremt små radiella kast- om ens några kast över huvud taget. Härtill kommer att det hydrauliska tryckmediet har en svängnings- dämpande funktion som förbättrar den skärande bearbetningen. Bearbetningen kan därför ske med höga bearbetningshastigheter och ändå ge synnerligen god bearbetningsprecision. _ Figur 4 visar användningen av en förlängare av den typ som beskrivits i anslutning till figur 3. Vid användningen av förlängaren skjuts först verktyget in i hylsan 8 i förlängaren, och med hjälp av nyckeln 14 skruvas tryckkolven 13 in så att verktyget 15 centraras och därefter spänns fast stadigt i förlängaren. Efter detta spänns förlängaren tillsammans med verktyget fast i bearbetningsmaskinens chuck 4.

Modema verktyg, t ex hårdmetallverktyg, är ofta utformade med en centralt genomgående axiell kanal 16 för något kylmedium, och för infönng av kylmedel i verktyget kan även såväl verktygsmaskinen som förlängaren utformas med någon typ av kylmediekanal 17 för passage av kylmedium genom verktyget. 10 15 20 25 30 502 498 Vid avslutad berarbetning tas förlängaren med verktyget loss från verktygsmaskinen. Verktyget kan tillåtas sitta kvar i förlängaren, eller det kan tas loss genom utskruvning av trycksättningskolven 13, eller verktyget kan ersättas med annat verktyg för fortsatt bearbetning.

I figurerna 5-7 visas en altemativ förlängare, vilken skiljer sig från den ovan beskrivna förlängaren huvudsakligen genom att den utformats med en radiell krage 18, ivilken trycksättningskolven 13 anordnats pàverkbari radiell riktning. Denna utföringsform har fördelen att det är möjligt att byta verktyg 15 utan att förlängaren behöver tas loss från verktygsmaskinen. Vid denna altemativa utföringsform av förlängaren är det också lättare att anordna och utforma kylmediekanalen 17' vilken mynnar i spalten mellan hylsan 8 och förlängarkroppen. Även om infästningsdelen för förlängaren i verktygsmaskinen ovan har visats och beskrivits som en cirkulär, cylindrisk del så är det uppenbart att den kan ha vilken som helst annan form, tex axiellt konisk form, och/eller att den kan ha polygonal eller annat tvärsnittsform.

Hänvisningssiffror Känd teknik Uppfinningen 1 yta (i 2) 6 förlängarkropp 2 arbetsstycke 7 axiellt häl (i 6) 3 verktyg 8 invändig hylsa (i 6) 4 ' maskinchuck 9 botten (pà hålet 7) 5 mekanisk förlängare 10 svetsfQ 1 1 tryckmedium 12 tryckmediekanal 1 3 tryckkolv 14 trycksättningsverktyg 15 verktyg 16 kylmediekanal (i 15) 17 kylmediekanal (i 4 och 6) 18 radiell krage

Claims (5)

10 15 20 25 30 35 502 498 PATENTKRAV

1. Verktygsförlängare t ex för att underlätta bearbetning i smala och trånga utrymmen med hjälp av bearbetningsmaskiner, vilken förlängare är utformad som en självständig enhet och är anordnad att pà känt sätt kunna spännas in i t ex en chuck (4) i en verktygsmaskin och att själv bära upp ett verktyg, och där vertygsförlängaren består av en förlängarkropp (6) utformad med ett fastpänningsorgan (7-11) av hydrauliskt påverkbar typ för ett verktyg (15) och utformat som ett slags hydraulisk spännbussning med en invändig tunn, oslitsad hylsa (8), vilken är mycket noggrant centrerad och infäst, speciellt insvetsad, i ett axiellt hål (7) i änden på förlängaren och så att en tunn spalt föreligger mellan förlängarens axiella hål (7) och spännhylsan (8), vilken spalt är fylld med ett hydrauliskt, plastiskt eller elastiskt tryckmedium (1 1) anordnat att kunna trycksättas respektive tryckavslastas varvid ett verktyg (15) med avpassad dimension kan spännas fast i förlängaren respektive lösgöras från förlängaren genom att hålet inom spännhylsan (8) ändrar sin radiella dimension, kännetecknad av att verktygsförlängaren är utformad med en kanal (17, 17') för kylmedium vilken sträcker sig genom förlängarkroppen (6) och mynnar i urtaget för verktyget och är anordnad att kunna leda kylmedium genom en motsvarande kylmediekanal (16)i verktyget.

2. Förlängare enligt krav 1, kännetecknad av att organ (13) finns för trycksättning av det hydräüliska tryckmediet (11). vilket eller vilka organ är axiellt anordnade i förlângarens skaft i den i verktygschucken (4) monterbara änden av förlängaren.

3. Förlängare enligt krav 2, kännetecknad av att trycksättningsorganen (13) bildar en trycksättningskammare, som genom en kanal (12) kommunicerar med tryckmediet (11) i tryckmediespalten mellan förlängarkroppen (6) och den axiella hylsan (7).

4. Förlängare enligt krav 2 eller 3, kännetecknad av att organen för trycksättning av det hydrauliska tryckmediet (11) utgörs av en tryckkolv (13) som är ingängad i förlängarkroppen (6), och som vid inskruvnlng åstadkommer en trycksättning av tryckmediet (11) och en radiellt inåtriktad expansion av den invändlga hylsan (8).

5. Förlängare enligt krav 2 eller 3, kännetecknad av att organen för trycksättning av det hydrauliska tryckmediet (11) utgörs av en extern tryckmediekälla.