SE512254C2 - Verktygsbärare - Google Patents

Description

"' |h....:: i l0 15 20 25 512 254 2 aktiveringsstång, över vilken en kildrevanordning styrs, med vilken spännelement, vilka är anordnade i den ena delen som ska kopplas, kan tryckas i huvudsak radiellt utåt in i ett motsvarande utformat urtag i den andra delen som ska kopplas. Spännelementen bildas av åtminstone tre på lika vinkelavstånd gentemot varandra anordnade klämmlika spännklor, vilka är anordnade väsentligen parallellt till en centrettapp hos verktygshållaren och under anliggning i en centrerande upptagningsanordning hos spindeln, med ett i ihop- kopplat tillstånd radiellt innanför centrertappen liggande kloparti, är svängbara i ett spårforrnat urtag i centrertappen.

Det väsentliga särdraget hos HSK-kopplingen är den konforrniga utformingen av det ihåliga skaftet, med plananliggning enligt ovannämnda DIN 69893. De viktigaste fördelama hos denna konstruktion är en hög statisk och dynamisk styvhet, en hög vridmomentöverföring, en definierad radiell och axiell positionering och en god duglighet vid höga hastigheter. En nackdel består emellertid i att kopplingen inte är fiillständigt rotationssyrnmetiisk och detta faktum nödvändiggör en utbalansering. Vid höga rotationstal, som upp emot 30 000 varv per minut, vinner även andra obalansproblem i betydelse, nämligen den så kallade dynamiska obalansen. En stillastående rotationskropp kan balanseras vid ställen som är axiellt förskjutna gentemot obalanskällan, men när samma kropp roterar, då uppträder axiellt förskjutna centrifugalkraftdifferenser, vilka ger en momentobalans till följd. Vid höga varvtal kan detta leda till oönskade rotationssvängningar.

Det är känt att utföra balanseringsurborrningar på verktygsbärarens utsida vid HSK- kopplingar. Denna lösning är inte riktigt tillfredsställande, eftersom den öppna exponeringen av balanseringsurborrningama kan verka iögonfallande och störande.

Vidare är de axiellt relativt avlägsna från HSK-kopplingens asymmetri på maskin- spindelsidan, vilket medför en dynamisk obalans.

Följaktligen är ett syfte med föreliggande uppfinning att skapa en verktygsbärare, som är 7 *in 10 15 20 25 512 254 3 både statiskt och dynamiskt utbalanserad.

Ett vidare syfte med uppfinningen är att åstadkomma en möjligast oexponerad balansering. Ännu ett syfte med uppfinningen är ett ernå en möjligast slutgiltig utbalansering av verktygsbäraren, vilken inte erfordrar några ytterligare förbättringar före varje arbetspass.

Dessa syften uppnås genom de i patentkravets 1 kännetecknande del angivna känne- tecknen.

Fördelaktiga utföringsforrner finns angivna i de osjälvständiga patentlcraven.

Nedan beskrivs uppfinningen nännare under hänvisning till de bifogade ritningarna.

Dessa presenteras härmed: F ig l visar en perspektivvy av verktygssystemmodulen i form av en verktygshållaref Fig 2 visar en frontvy av en verktygshållare enligt fig 1.

Fig 3 visar ytterligare en perspektivvy av verktygshållaren enligt fig 1. l ñg 1 betecknas med hänvisningsbeteckningen l en verktygssystemmodul, såsom t ex en verktygshållare, vilken med HSK:n eller kopplingsänden 2 ska kopplas till en verktygs- maskinspindel. För att möjliggöra ett automatiskt byte av verktygssystemmodul, uppvisar denna ett griparspår 3, vilket kan utformas på brukligt sätt. Grundhållaren l uppvisar en radiell ringyta 4 och en centreryta 5, som är anordnad på utsidan av en centrerkona. För ytorna 4 och 5 foreñnnes på spindelsidan motsvarande samverkande ytor. I sig kända spännelement kan med sina klopartier svängas in i ett spårformigt, ringforrnigt urtag 6 i centrerkonan, och kan därigenom frambringa en axiellt riktad presskraft mellan verktygs- hållare och spindel. .li l0 15 20 25 512 254 4 För överföring av vridmoment mellan spindel och verktygssystemmodul förefinns en klotandning eller en kilanordning anordnad, nämligen två diametralt motstående med- bringarspår 7A, 7B, inarbetade i centrerkonan, så att tvâ passytor 8 uppstår vid varje spår 7. I dessa spårformiga urtag griper motsvarande utformade medbringarklor eller -kilar in.

För att uppnå en entydigt definierad position och undvika en 180- gradig felinställning, är de två medbringarspåren olika djupa. Såsom framgår av fig 1, är därför uttag 7B djupare än urtag 7A. Dessa olika urtag medför naturligtvis en obalans.

Vidare finns anordnade längs griparspåret 3 tvâ diametralt motstående ursparingar 13.

Dessa ursparingar fiingerar som indexerings- eller orienteringsytor för griparmen vid automatiskt verktygsbyte. För att undvika en 180-gradig felinställning av verktygs- hållaren, är de två ursparingama 13 åter något olika utfonnade, vilket återigen utgör en obalanskälla.

Ytterligare en obalansskapande detalj är positionsmarkeringen för ett verktygsmagasin vid automatiskt verktygsbyte, nämligen det så kallade "tyska hömet" eller positionerings- spåret l4.

Den verktygsmaskinen motstående änden av verktygssystemmodulen 1 utgör en _ verktygshållare 9. Utformningen av denna hållare beror naturligtvis på vilket verktyg eller verktygsmodulsystem som ska tas upp. Detta kan exempelvis vara en hållare för verktyg för ytter- eller innersvarvning, en hållare i form av en hydraulisk chuck, en spännchuck, en hållare med polygonprofil i enlighet med den s.k. Sandvik Capto (registrerat varumärke), eller en s.k. Wistle-Notch-hållare 9, såsom återgivet i fig 1 och 3.

Denna hållare innefattar ett cylindriskt hålrum 10, i vilket exempelvis ett verktyg med cylindriskt verktygsskaft med sluttande spännyta kan införas. Den införda delen spänns fast med två klämskxuvar 1 1.

Av det ovan angivna sakläget framgår med all tydlighet, att flera obalanskällor föreligger. a! lO 15 20 25 512 254 5 Vid de höga varvtal, till vilka man i dagsläget alltmer övergår, måste därför verktygs- bärarna balanseras, både statiskt och dynamiskt.

Det väsentliga kännetecknet för föreliggande uppfinning är förefintligheten av en eller flera urborrningar 15A, 15B på insidan av verktygsbärarens 1 koppling 2, på den senares verktygsmaskinsida. Dessa urborrningar tillverkas på en radialyta 16, vilken kan nås genom den ihåliga skaftkonans öppning på spindelsidan, och befinner sig axiellt i den omedelbara närheten av, eller mellan obalanskälloma hos den verktygsmaskintillvända hållaren, vilka obalanskällor i föreliggande fall föreligger radiellt på samma sida av verktygshållaren. Detta behöver dock inte vara fallet, utan obalanskälloma kan föreligga med godtyckliga inbördes radialvinklar.

För att eliminera obalanskälloma i den verktygstillvända hållaren 9, vilka källor finns att söka i gängborrhålen för klämskruvarna 11, är enligt en foredragen utföringsforrn av uppfinningen urbormingar 12 anordnade, vilka befinner sig radiellt motsatt, men axiellt på samma höjd, som nämnda gängborrhål. Urbormingarna 12 och 15 tjänar tillsammans till att balansera hela verktygsbäraren, närmare bestämt både till en statisk och en dy'na- misk balansering. Orsaken därtill, att urborrningama 12 resp 15 även frambringanen dynamisk balansering, ligger däri, att urborrningama 15 befinner sig axiellt i den omedel- bara närheten av två obalanskällor, nämligen å ena sidan de osymmetriska mebringar- spåren 7 och å andra sidan urtagen 13, 14, samt att de på verktygssidan betingade obalanskälloma hos den verktygshållande delen 9 befinner sig axiellt på jämnhöjd med urborrningama 12. Alternativt kan urborrningama l5 axiellt även befinna sig mellan medbringarspåren 7 och ursparingarna 13 (resp positioneringsspåret 14), varigenom en ännu bättre dynamisk balansering av dessa obalanskällor ernås. (Att urborrningama medför en statisk utbalansering för båda dessa obalanskällor är hursomhelst klart.) Beroende på verktygsbärare definieras urborrningama 15 exakt m a p läge, djup och diameter. Om så önskas, skulle en eller flera urbomiingar 15 åter kunna fyllas i efterhand 3 delvis eller helt, med en fyllmassa, t ex med en plastrnassa, eller med aluminium eller 512 254 6 zink.

I verktygsbärarens centrum föreligger företrädesvis ett genomgående hål 17, vilket i första hand är till för tillförseln av ett kylmedel.

Claims (5)

10 15 20 25 512 254 7 PATENTKRAV

1. Verktygsbärare med en på verktygmaskinsidan anordnad kopplingsände (2) och en på verktygssidan anordnad verktygshållare (9), varvid en yta (16) med en radiell projektion föreligger på insidan av verktygsmaskinsidans kopplingsände, vilken yta är bearbetbar genom kopplingsändens på verktygsmaskinsidan öppning, kännetecknad därav, att på nämnda yta (16) förefinnes en eller flera urbormingar (15) för statisk och dynamisk utbalansering av verktygsbärarens på verktygsmaskinsidan kopplingsände (2).

2. Verktygsbärare enligt krav 1, vari nämnda urborrningar (15) befinner sig i den omedelbara närheten av eller axiellt mellan två obalanskällor i kopplingsänden, varvid urborrningama frambringar både en statisk och en dynamisk balansering.

3. Verktygsbärare enligt krav 1 eller 2, vari den nämnda ytan (16) i huvudsak är en radialyta.

4. Verktygsbärare enligt något av föregående krav, vari urborrningama (15) föreligger axiellt i j ämnhöjd med, eller i den omedelbara närheten av ursparingar (13) på verktygs- bärarens utsida, vilka ursparingar tjänar som indexerings- eller orienteringsytor för en griparm vid automatiskt verktygsbyte.

5. Verktygsbärare enligt något av föregående krav, vari även verktygshållaren (9) innefattar en eller flera obalanskällor, varvid dessa obalanskällor är balanserade med motsvarande urbomiingar (12), vilka är anordnade väsentligen på samma höjd som obalanskällorna, så att även verktygshållaren är utbalanserad både statiskt och dynamiskt. l lll!