SU1808522A1 - Cutting tool holder - Google Patents
Cutting tool holder Download PDFInfo
- Publication number
- SU1808522A1 SU1808522A1 SU914941541A SU4941541A SU1808522A1 SU 1808522 A1 SU1808522 A1 SU 1808522A1 SU 914941541 A SU914941541 A SU 914941541A SU 4941541 A SU4941541 A SU 4941541A SU 1808522 A1 SU1808522 A1 SU 1808522A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- angle
- ramrod
- wedge element
- wedge
- friction
- Prior art date
Links
Landscapes
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Description
Изобретение относится к механической обработке металлов и может быть использовано преимущественно на фрезерных и расточных станках.The invention relates to the machining of metals and can be used mainly on milling and boring machines.
Цель изобретения - повышение надежности закрепления режущего инструмента.The purpose of the invention is to increase the reliability of fixing the cutting tool.
Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве поверхность окна шомпола и взаимодействующая с ней опорная поверхность второго клинового элемента выполнены наклонными под углом 2-15° к опорной поверхности первого клинового элемента.This goal is achieved by the fact that in the known device the window surface of the ramrod and the supporting surface of the second wedge element interacting with it are made inclined at an angle of 2-15 ° to the supporting surface of the first wedge element.
На фиг. 1 изображено устройство, в разрезе; на фиг.2 - расчетная схема механизма устройства; на фиг.З и 4 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.5 - график зависимости увеличения усилия закрепления инструмента от падения коэффициента трения; на фиг.6 график зависимости изменения усилия закрепления от соотношения углов между опорными поверхностями клиновых элементов.In FIG. 1 shows a device in section; figure 2 is a design diagram of the mechanism of the device; in Fig.3 and 4 - section aa in Fig.1; figure 5 is a graph of the dependence of the increase in the force of fixing the tool from the fall of the friction coefficient; 6 is a graph of the dependence of the change in the fixing force on the ratio of the angles between the supporting surfaces of the wedge elements.
Устройство содержит корпус 1, в верхней части которого выполнено резьбовое отверстие 2 для взаимодействия с ответным элементом шпинделя станка. В нижней части корпуса 1 выполнено глухое центральное отверстие 3, в котором с возможностью осевых перемещений установлен шомпол 4, имеющий окно 5, в котором на подкладке 6 расположен первый клиновой элемент 7, взаимодействующий своей наклонной поверхностью со вторым клиновым элементом 8, который контактирует поверхностью, противоположной своей клиновой поверхности, с поверхностью окна 5 шомпола 4, а своей боковой поверхностью в радиальном направлении с внутренней поверхностью упругого кольца 9. Винт 10 расположен резьбовым отверстием упругого кольца 9 и предназначен для перемещения клинового элемента 7 в радиальном направлении при одновременной деформации упругого кольца 9. Шомпол 4 одним концом взаимодействует с возвратной пружиной 11, расположенной в глухом осевом отверстии 3 корпуса 1, а другим резьбовым кольцом взаимодействует с инструментом фрезой 12.The device comprises a housing 1, in the upper part of which a threaded hole 2 is made for interaction with a mating spindle of the machine. In the lower part of the housing 1 there is a blind central hole 3, in which a ramrod 4 is mounted with axial movement, having a window 5, in which the first wedge element 7 is located on the lining 6, which interacts with its inclined surface with the second wedge element 8, which contacts the surface, opposite to its wedge surface, with the surface of the window 5 of the ramrod 4, and its lateral surface in the radial direction with the inner surface of the elastic ring 9. The screw 10 is a threaded hole elastic th ring 9 and designed to move the wedge member 7 in a radial direction with simultaneous deformation of the elastic ring 9. Cleaning rod 4 at one end cooperates with a return spring 11 disposed in a blind axial bore 3 of the housing 1, and the other interacts with the threaded ring cutter tool 12.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Фреза 12 навинчивается на резьбовой конец шомпола 4 до взаимодействия ее базового торца с торцем корпуса 1 оправки. Вращением винта 10 клиновой элемент 7 по подкладке 6 перемещается в радиальном направлении, одновременно с этим взаимодействующий с ним клиновой элемент 8 и шомпол 4 и фрезой 12, сжимая возвратную пружину 11, перемещаются вверх и осуще ствляют силовое замыкание стыка между торцами фрезы 12 и корпуса 1.The cutter 12 is screwed onto the threaded end of the ramrod 4 until the interaction of its base end with the end face of the mandrel body 1. By rotating the screw 10, the wedge element 7 along the lining 6 moves in the radial direction, at the same time the wedge element 8 and the ramrod 4 and the cutter 12 interacting with it, compressing the return spring 11, move upwards and make a power short circuit of the joint between the ends of the cutter 12 and the housing 1 .
При этом под действием усилий со стороны винта 10 и боковой поверхности клинового элемента 8 упругое кольцо,9 деформируется в радиальном направлении на величину <52 деформации упругого кольца (см.фиг.4). После начала скоростного, силового резания, сопровождающегося интенсивными динамическими воздействиями сил резания на механизм устройства, происходит падение эффективных коэффициентов трения на контактных поверхностях элементов механизма. При этом, за счет потенциальной энергии, накопленной упругим кольцом 9 на этапе закрепления, клиновые элементы 7 и 8 стремяться переместиться в радиальном направлении и сдвинуть шомпол 4 в осевом направлении, увеличив при этом усилие закрепления инструмента на устройстве, причем данный эффект проявляется в наибольшей мере при условии,когда поверхность окна шомпола 5 и взаимодействующая с ней опорная поверхность второго клинового элемента 8 выполнены наклонными под углом 2-15° к опорной поверхности первого клинового элемента 7. (Величина «, фиг.2)Moreover, under the action of forces from the side of the screw 10 and the lateral surface of the wedge element 8, the elastic ring 9 is deformed in the radial direction by the amount <52 of the deformation of the elastic ring (see Fig. 4). After the beginning of high-speed, power cutting, accompanied by intense dynamic effects of cutting forces on the device mechanism, the effective friction coefficients drop on the contact surfaces of the mechanism elements. Moreover, due to the potential energy accumulated by the elastic ring 9 at the fixing stage, the wedge elements 7 and 8 tend to move in the radial direction and move the ramrod 4 in the axial direction, while increasing the tool fixing force on the device, and this effect is manifested to the greatest extent provided that the window surface of the ramrod 5 and the supporting surface of the second wedge element 8 interacting with it are made inclined at an angle of 2-15 ° to the supporting surface of the first wedge element 7. (Value «, f D.2)
С целью определения эффективности введения дополнительного угла рассмотрим статистическую задачу взаимодействия элементов механизма устройства для закрепления инструмента (фиг.2).In order to determine the effectiveness of introducing an additional angle, we consider the statistical problem of the interaction of the elements of the mechanism of the device for fixing the tool (figure 2).
Принимаем следующие обозначения Rij(i=0,1...6; j=1,2) - реакции i-ой связи. С - жесткость упругого кольца 9,We accept the following notation Rij (i = 0,1 ... 6; j = 1,2) - the reaction of the i-th bond. C is the stiffness of the elastic ring 9,
Ci - суммарная жесткость станков и деталей механизма,Ci - total rigidity of machine tools and mechanism parts,
Νη - нормальная составляющая реакции i-ой связи.Νη is the normal component of the reaction of the i-th bond.
Т - касательная составляющая реакции i-ой связи • При этомT is the tangent component of the reaction of the i-th bond • In this case
Tij=Nijtg де;Tij = nijtg de;
где <р\ 0=1,2) - угол трения в стыках деталей механизма, т.е. tg где Kj - коэффициент трения.where <p \ 0 = 1,2) is the angle of friction at the joints of the parts of the mechanism, i.e. tg where Kj is the coefficient of friction.
0mj (m=1,2,3; =1,2) - перемещения •элементов механизма в процессе его нагружения и функционирования.0 m j (m = 1,2,3; = 1,2) - displacements • of the elements of the mechanism during its loading and functioning.
а _Roj . 5 _N ij ι Rfyand _Roj. 5 _N ij ι Rfy
02)--^; дз]--^.02) - ^; dz] - ^.
Учитывая конструктивные особенности механизма и условия его функционирования, принимаем следующие допущения:Given the design features of the mechanism and the conditions for its functioning, we accept the following assumptions:
Ci > С ,Ci> C,
т.е. в следствии малой жесткости упругого кольца, считаем остальные элементы механизма.значительно более жесткими:those. due to the low stiffness of the elastic ring, we consider the remaining elements of the mechanism to be significantly more rigid:
p|/J=1= φι =11°, где ¢4 - угол трения покоя (статистический угол трения), тогда с учетом (2) имеем:p | / J = 1 = φι = 11 °, where ¢ 4 is the angle of rest friction (statistical angle of friction), then, taking into account (2), we have:
Kj /j=1=K1=0,2, где К1 - коэффициент трения покоя (статистический коэффициент трения) <pl /)=2= р2=0°, где (р2 - динамический угол трения, имеющий место при длительном воздействии интенсивных динамических нагрузок на механизм в процессе силового и скоростного вибрационного резания, тогда с учетом (2) имеем:Kj / j = 1 = K1 = 0.2, where K1 is the coefficient of static friction (statistical coefficient of friction) <pl /) = 2 = p2 = 0 °, where (p2 is the dynamic angle of friction that occurs under prolonged exposure to intense dynamic loads on the mechanism in the process of power and high-speed vibration cutting, then taking into account (2) we have:
Kj /J=2=K2=0 , где К2 - динамический коэффициент трения.Kj / J = 2 = K2 = 0, where K2 is the dynamic coefficient of friction.
Следовательно, с учетом 1 имеем: Т у/)=2=0 .Therefore, taking into account 1, we have: T y /) = 2 = 0.
т.е. полагаем, что при длительном воздействии на механизм устройства для закрепления инструмента динамических составляющих сил резания происходит снятие касательных составляющих реакций связей деталей механизма и перераспределение нормальных составляющих, сопровождающееся относительным перемещением деталей механизма и изменениями величин dmj(<5mi ^<5m2 ) характер которых, наряду с изменением величины R6J при переходе от j=1 к)=2, позволяет оценить надежность закрепления инструмента.those. we believe that with a long-term action on the mechanism of the device to fix the tool of the dynamic components of the cutting forces, the tangential components of the reactions of the connection of the parts of the mechanism are removed and the normal components are redistributed, accompanied by relative movement of the parts of the mechanism and changes in dmj (<5mi ^ <5 m2 ) the nature of which, along with with a change in the value of R6J in the transition from j = 1 to) = 2, it allows to evaluate the reliability of fixing the tool.
В связи с тем, что площади контакта деталей значительны, т.е. контактные напряжения в стыках много меньше допустимых напряжений смятия материала изделия, а сами детали имеют достаточную жесткость, принимаем, что реакции связей приложены в одной точке, координата которой не учитывается в дальнейшем, ввиду того, что для решения задачи достаточно рассмотрения соотношения сил, но не их моментов.Due to the fact that the contact areas of the parts are significant, i.e. the contact stresses at the joints are much less than the permissible crushing stresses of the product material, and the parts themselves have sufficient rigidity, we assume that the bond reactions are applied at one point, the coordinate of which is not taken into account in the future, since it is enough to consider the relationship of forces to solve the problem, but not their moments.
Для решения поставленной задачи запишем системы управлений статики для составляющих сил, действующих на детали 7, 8, 4 и 1 механизма поз.7.To solve this problem, we write the control system statics for the component forces acting on parts 7, 8, 4 and 1 of the mechanism pos.7.
поз.7 ί X.Ni-N2cos a +T2sin« =0pos.7 ί X.Ni-N 2 cos a + T 2 sin «= 0
Iy.Ro-T-i-T2cos a -N2siri(r =0, или с г (1)Iy.Ro-TiT 2 cos a -N2siri (r = 0, or with g (1)
Ni-N2(cos« -sin a tg φ )=0 (R0-Nitg <p-N2(cosa tg99+sina )=0 (12)Ni-N 2 (cos--sin a tg φ) = 0 (R 0 -Nitg <p-N2 (cosa tg99 + sina) = 0 (12)
ГG
X.N2COS a -T2sln a -N3cos αι -T2sln αι-Τ5Ό поз.ЗX.N2COS a -T2sln a -N 3 cos αι -T2sln αι-Τ 5 Ό item З
y.N2Slna + T2C0Sa+ N3sln<n-T3cos «1-Ν5-0 или, с учетом (1)y.N2Slna + T2C0Sa + N 3 sln <nT 3 cos «1-Ν5-0 or, taking into account (1)
N2(cosa-sin«tg^>)-N3(cosai + slnatgy) ) ' -Nstgy “0N2 (cosa-sin “tg ^>) - N 3 (cosai + slnatgy)) '-Nstgy“ 0
N2(sln a + COS a tg φ )+N3(sln ai + cos fli tg φ )N2 (sln a + COS a tg φ) + N3 (sln ai + cos fli tg φ)
-N5=0-N5 = 0
?.N3cos ai-T3sln ai-T4-R6-0 •T3cos Ci-N3sln αι-Ν^-Ο или, с учетом (1)? .N 3 cos ai-T 3 sln ai-T4-R6-0 • T 3 cos Ci-N 3 sln αι-Ν ^ -Ο or, taking into account (1)
N3(cos «ι-sin tritgp )=N/itg φ -R6-0 N3(cos aitg φ -sin «i)-N4=0 (14).N3 (cos sin-tritgp) = N / itg φ -R6-0 N3 (cos aitg φ -sin i i) -N4 = 0 (14).
fx.R6-Ni+T4+T5-0 поз.1 [_y.N5+N4+Ti-Ro-0, или c (1)fx.R6-Ni + T4 + T5-0 pos. 1 [_y.N5 + N4 + Ti-Ro-0, or c (1)
R6-Ni+N4tgy7 +N5tgy9 =0 N6+N4+Nitg φ -Ro-0 (15)R6-Ni + N4tgy7 + N5tgy9 = 0 N6 + N4 + Nitg φ -Ro-0 (15)
Анализ системы уравнений (12)-(15) показывает, что характер деформации упругого звена (кольцо 9) существенно зависит- от величины угла (ГцAn analysis of the system of equations (12) - (15) shows that the nature of the deformation of the elastic link (ring 9) substantially depends on the angle (Hz
Так, при «1=0 N5 Ro. следовательно величина 02-* 0 фиг.З, при «1^ 10° величина 02 и di становятся близкими по значению, фиг.4. Таким образом, суммарная потенциальная энергия упругого деформированного звена с ростом угла «1 растет. В то же время, при величине угла «ι >15° существенное противодействие перемещению клина 8 в процессе эффективных коэффициентов трения при вибрационном резании начинает оказывать проекция силы N3 на ось ΟΥ. При этом часть накопленной потенциальной энергии, расходуемая на увеличение силы закрепления инструмента R6 начинает падать, чем и ограничивается рациональность дальнейшего увеличения угла «1.So, when «1 = 0 N5 Ro. therefore, the value 02- * 0 of Fig. 3, with "1 ^ 10 °, the value of 02 and di become close in value, Fig. 4. Thus, the total potential energy of the elastic deformed link increases with the angle угла 1. At the same time, when the angle «> 15 °, a significant opposition to the movement of the wedge 8 in the process of effective friction coefficients during vibration cutting begins to be exerted by the projection of the force N3 on the ΟΥ axis. At the same time, part of the accumulated potential energy spent on increasing the clamping force of the tool R6 begins to fall, which limits the rationality of a further increase in the angle “1.
Более корректно влияние изменения угла «1 на усилие закрепления инструмента показывает график на фиг.5 и 6.More correctly, the effect of changing the angle "1 on the force of fixing the tool shows the graph in figure 5 and 6.
На фиг.6 приведены характеристики увеличения усилия закрепления инструмента R6 от падения’коэффициента трения в процессе вибрации одного резания. Здесь К - коэффициент трения, R6- усилие закрепления инструмента, выраженное в единицах силы взаимодействия винта 10 с механизмом устройства. Видно, что при «1=0 первоначально усилие закрепления винта 10 на клин 7. После падения коэффициентов трения до нуля, усилие закрепления инструмента возрастает в 1.6-2 раза, кривые 1 и 2, при величинах угла «1, близких к оптимальному значению, наблюдается рост как изначальной величины усилия Ro. так и в особенности, его величины при падении ко7 эффициентов трения при вибрационном резании, кривые ЗиЛ, Таким образом, введение угла αι позволяет поднять коэффициенты усиления механизма устройства с 1,6-2 до 3,5-5.Figure 6 shows the characteristics of the increase in the clamping force of the tool R6 from the fall of the friction coefficient in the process of vibration of one cutting. Here K is the coefficient of friction, R6 is the tool fixing force, expressed in units of the force of interaction of the screw 10 with the device mechanism. It can be seen that when "1 = 0, the initial force of fixing the screw 10 on the wedge 7. After the friction coefficients drop to zero, the force of fixing the tool increases 1.6-2 times, curves 1 and 2, with the values of the angle" 1 close to the optimal value, there is an increase as the initial value of the force R o . and in particular, its values when the friction coefficients drop during vibration cutting, the ZiL curves. Thus, the introduction of the angle αι makes it possible to increase the gain of the device mechanism from 1.6-2 to 3.5-5.
Графики фиг.6 показывают рациональный диапазон значений угла. Так при αι<2° его влияние мало заметно. При «1>15°, его введение дает отрицательный эффект. Таким образом, диапазон значений угла а составляет 9-12°. Использование предлагаемого устройства ведет к повышению стойкости и понижению расхода инструмента.The graphs of FIG. 6 show a rational range of angle values. So at αι <2 ° its influence is not very noticeable. At "1> 15 °, its introduction gives a negative effect. Thus, the range of angle a is 9-12 °. The use of the proposed device leads to increased durability and lower tool consumption.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914941541A SU1808522A1 (en) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | Cutting tool holder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914941541A SU1808522A1 (en) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | Cutting tool holder |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1808522A1 true SU1808522A1 (en) | 1993-04-15 |
Family
ID=21577317
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU914941541A SU1808522A1 (en) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | Cutting tool holder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1808522A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108687412A (en) * | 2017-04-11 | 2018-10-23 | 重庆瀚源机械有限公司 | A kind of tooth milling machine of cutter easy to disassemble |
CN112108694A (en) * | 2020-10-15 | 2020-12-22 | 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 | Cutter device for processing hinge beam ear fan of cubic press |
-
1991
- 1991-06-03 SU SU914941541A patent/SU1808522A1/en active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108687412A (en) * | 2017-04-11 | 2018-10-23 | 重庆瀚源机械有限公司 | A kind of tooth milling machine of cutter easy to disassemble |
CN108687412B (en) * | 2017-04-11 | 2019-11-12 | 重庆瀚源机械有限公司 | A kind of tooth milling machine of cutter easy to disassemble |
CN112108694A (en) * | 2020-10-15 | 2020-12-22 | 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 | Cutter device for processing hinge beam ear fan of cubic press |
CN112108694B (en) * | 2020-10-15 | 2022-03-11 | 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 | Cutter device for processing hinge beam ear fan of cubic press |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2400333C2 (en) | Assembled tool | |
EP1038619A2 (en) | Tool holder | |
JP3977248B2 (en) | Cutting tools | |
SU1808522A1 (en) | Cutting tool holder | |
US20010049984A1 (en) | Tool holder and tool holder attachment mechanism | |
JP2001515795A (en) | Machining tools to remove chips | |
SU1281347A1 (en) | Tap chuck | |
SU1726147A1 (en) | Lathe damping cutting tool | |
JPS61103053A (en) | Feed screw unit | |
US20080289915A1 (en) | Braking structure of a lathe for allowing a workpiece to be gripped in position | |
SU1295098A1 (en) | Device for tightening flexible members | |
SU994126A1 (en) | Spindle assembly | |
RU2082564C1 (en) | Lathe chuck | |
SU1526931A1 (en) | Arrangement for securing the cutting tool | |
SU986628A2 (en) | Collet mandrel | |
SU975251A2 (en) | Device for securing cutting tool | |
JPS61122682A (en) | Blade cleaning device | |
SU1468680A2 (en) | Tool for machining holes | |
SU1009633A1 (en) | Collet chuck | |
SU884879A1 (en) | Collet chuck | |
SU198887A1 (en) | PLGENTNO-,. ^ T ?? ^ mch ^; {:;. L8 ^^! VIBLIOTEKD | |
SU1303280A1 (en) | Vibration-proof boring head | |
SU1220850A1 (en) | Feed collet | |
PL87672B1 (en) | ||
SU1006068A1 (en) | Thrust centre |