Наборный инструмент

 

СОКЗЗ C(BI= ТСКИХ

coI!èÀnècTè÷åских

РЕСГ1УБЛИК т:g .

IcI1s В 23 В 29/03, 27/16

I ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Я 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4915872/08 (22) 02.01.91 (46) 15.11.92, Бюл. М 42 (71) Высшее техническое учебное заведение

"Севмаш втуз" (72) В.И.Малыгин и М.П.Худяков (56) Миронова А.Н., Модульная инструментальная система для многоцелевых станков токарной и фрезерно-сверлильно-расточной групп. М., 1990, с.50 Машиностроительное производство, Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в областях, связанных с производством и эксплуатацией сборного инструмента.

Известны конструкции наборного инструмента как расточной, так и токарной групп, использующие различные способы соединения модулей.

В конструкциях наборного инструмента, использующих базирование по цилиндрическому участку с силовым замыканием в радиальном направлении с использованием винтов существенными недостатками являются малая жесткость вследствие отсутствия достаточного предварь;тельного натяга в торцевых стыках, низкая точность вследствие радиальных зазоров s соединении элементов и смещения осей элементов под действием усилий зажима, низкая виброустойчивость.

Частично указанных недостатков лишены конструкции наборного инструмента, использующие базирование по цилиндрическому пояску и торцу с исполь. Ж, 1775230 А1 (54) НАБОР Н Ы Й IH CTPYME HT (57 Использование: в машиностроении.

Внутренняя часть разрезного хвостовика выполнена в виде пары расположенных последовательно конических поверхностей, а закрепление модулей относительно друг друга осуществляется тягой с шариками. 3 ил, эованием силового замыкания посредством осевым либо радиальными винтами.

Недостатками данных конструкций являются низкая жесткость и виброустойчивость, а также низкая точность иэ-за невозможности гарантированного плоскостного контакта одновременно по двум взаимно перпендикулярным поверхностям, В наибольшей степени указанных недостатков устранены в конструкции, выбранной в качестве прототипа, сочетающей базирование по торцовой и конической поверхностям и закрепление с использованием тяги с шариками. В данной конструкции, предлагаемой фирмой Kennametall, предусмотрено применение разрезного конуса, обладающего on редел ен ной податливостью в радиальном направлении, причем при сообщении тяге с шариками осевого усилия затяжки вначале происходит разжим конуса и предварительная фиксация соединения, силами трения по узкому кольцевому у1астку. При этом по торцу соединения устанавливается зазор величиной 0,25 мм.

Дальнейшее увеличение сил закрепления

Г 11\ п)зиВОДи) ), Быби рани(0 ) 130pe lite (Ор! !(! tl к жесткой фиксации соединения, Сущ(естве)1;(ыми IIQ/Iîcò()TKBI1 .(1 данной ко))струкции явля)отся осуществление OKOH(ательного за <репле) ия и выборка зазора 5

) 0 Т i;! Г) 1(У Г) О С Л 0 I; Р ЕД В а f) „1 Е Л Ь I О Г О Р а 3 >К 1:1 l ; Я

;;ОНиСВ И (4>(ЗР.)И;)ОВЯ«11Я 1>(ЗКО ГО KOHTBK (HOÃÎ .<Ольцезого учяс(ка, )то ведет, во-перв)2(х, к

,- СКОР811«ОМУ ИЗI40СУ СОQДИ: .IЕI!ИЯ HЯ КО.(I Ь Jе ас л учасп<е и, следовательно, 00Tepe То-н(о- 10

:.; l!1 бязиро()ан(ия жес)кос г(л соед ч)ения, во-B Орb!х, к недОста1 очно плоT«ому KÎ,TBКll() «OPLg" ЧТО Oi<1i3ЫВЯ8Т СУЩЕСТВЕН)108

ВЛИЯ«ГИЕ «а жЕСТКОСть СОЕДИНЕНИЯ И ИНСТРУ;1eHTB =: Lf8;ом; б) «805xop(4)/Ocòü в силу кон- 15

;— 1)1!; т:1)-.)t;; „ 1; ()t)Qlt t4 )CI ГГ!1 IIГ)!11::22!481)! )Г

01 );() .-РЯЗДОЛЕ;IHOÃO Д(11/ГМ)Я ПРОДO)/i) IИ 2(11

Г

° 1 T, 0.1 1, (((! ()-d !ztff()(-,1- «(2!(- — „ fn (2)-1 (z)l;T) (I::D(zld(=) cd (z))

) ) /

4 ((Г:(<" t (. ) t, C 0 5 (Kt —;2 ) (зависимости

">

L . I

Г

1.

Г !

"; l1

1 1

Г) ГГ.,евяя пготочка, глубина i которои опреде) ЛЯЕТСЯ (О ЗЯВ(21СИГМОС1И !

Г

Г(1 аЗ.

2 ((<) —,;- - (Π— j (— разница между значениями диаметров

2!> ВH / рeн ней f10)38px) iости баЗОBÎГÎ моДуля В

IЛОСКОСТИ ЕГО ТОРЦB И СООТВВТСТВУ(ОГЦРЙ Ей

;!Яру>i

Сущность изобретения закл)очается в .)1) .-.Оздянии предварительных KQIITBKTHblx напря

: —.B0ðàBëeíиях, увеличе, i;!и реальной площади «о«такта сопрягае Iblx поверхностей,, вели IQHI/1(деппèðóþùeé способности 3Я яо с 1(п Оассеивя! 1 ия 3«epГии в cTblKBx ВследстВие уВBл и !ения l::, i(цяд(л ко нтя ктя В c blKBx, TTlK)i

Г: /18ДС ВИЕ ПРИМЕНЕНИЯ КОНУСЯ С (OBbIUJB)4

/Гб) Iой ГIОДЯ Гли во(1 ью, позволяlощеГО сн(изить рс(,о()ан(Г)я к 1 очности изготовления ба30г)ьi,, (0(- px«OQTB(l, Сущность изобретения

«од-Вер>кдяется тя)<же результата,(и расчета, приседс;I«of далее. )б (!Олоыител ьн ый аффект 3Г)кл iotIBEтся В

1/ВЕЛ, 18)!11!1 "«()ти)(ЕСКОй >KQCTKOCTi1 Г СЧС) (О 2),". 4!,Я ГЯPЯ(iтИРОВЯНI)СГО -IЯTЯГЯ Гlо OPЦ л 1/Гол кон!!/снОсти дpy ÃÎÉ Определ 18Т! я по

t-.ocтг(!)ля(0(1(их !!!1,Tp) !i!)«! ЬГГ :,уле —:)а)я в т()рцово. соединении;

L3(z/=-Р— z .g 1,/.<1/2) — L g ф2 2 < )

D " М а К !. И !" 1 а Л o Н Ы ". I! Я P)/>K 14 Ы : Д И а ) " Е 1 Р<0-I"Ó,»CB,,i ма .симаг.ь -(ы(л В(-итрен)1()й) д()вмете ко)4чса; ()ь о> — углы нару>K«010 и BHутпеннего конуса прлсоединительного модуля;

Kt4lë3 кон /с;3, Определяеf- bié 3 соотношен(ия

t1 tC

Г1

)1 — iei21 с(, Та )((с Г уп B в)4 ут p P. Н H е Y: Г! 0 8P Ã)х i I o

1 (И; (/ УГО/1 (В)4)ГГТОЕН НЕ Г(! i<0 H1/СЯ Оа 30()ОГО МОПУBG

t," — kiT0t-i:!o! II ак-а шариков с )H /тоенне(1

iOBPPXH0CTbfO П ОИСОЕДИН(1ТЕЛ Ь;-(ОГО 110/11/Л)-., - 0c8B0e усилие закрег)л ния;

Ii — к()орви«аT)B тдчк:.,! ПГГилох. :-. -Ня <Г(-!2)лля за<репления:

I2 — коорд t-(ата расположе) . я усту(-:а о

ОСИ Z

K03<(>Г,()ИLii iГ. !41 ТРЕН :IЯ), .": ) iа ТО ОЦО! 3(Г Й поверхности. пр(1/)егя)а!10811 к !)азрез!. о(1)/ ОНИЧЕСКОМУ ХВОСГОВ)ЛК ВЬ)tiОOЛ«8-(Я ;-. г!язями Hз /TBQ части, -гго ведет к более Высс Г Îму )Зад!11с л ьki О":v б и 81111!О по сi)а вl .8H(2110 с KoblcòðóK.),t:48)I, использу)ощей конический разрезной участок с тремя и более продоль-!

Ibli 1и разрезами. и к вь. нужден«омуужесто(Е).ИЮ ДOI)l/CKOB На тОЧНОСтЬ ИЗГОТОВЛЕНИЯ базoeb!> поверхностей. цель)о изог)рете))ия является повыше(,:(8 точносги, жесткости и виброустойчивости наборного режущего инструмента.

Зто дсстигяется тем, (то B«утренняя

: cTb pBзрезного конического хвостовика

Выполнена в Виде пари расположенных последователbl: ко((ичегких поверх)4остей., Гол i<0!ii!ci:ос(: «еpvct! из )их 0-ipe;,Bëÿåò"Я Г1 у \ Р и. !.1",i 0ã T! и хвостовику, что повышает точность обработки и позволяет повысить режимы резания, в улучшении динамических характеристик инструмента, в частности демпфирования, за счет увеличения реальной площади контакта в соединении модулей и более интенсивного рассеивания нергии в стыках, что повышает стойкость и прочность режущего инструмента и качество обработанной поверхности при более жестких режимах резания.

Общий вид наборного инструмента в одном из вариантов компоновки моду:ей представлен на фиг.1, а примеры выполнения соединения моду ей — на фиг,2,3.

Инструмент состоит из державки 1, соединенной через удлинительный 2 и переходный 3 модули с инструментальным модулем 4, оснащенным режущим инструментом 5, посредством штока 6 с шариками

7, снижающими трение между штоком и внутренней поверхностью разрезного конуса (см.фиг.2).

Инструмент собирается следующим образом.

В соответствии с условиями обработки выбирается необходимое количество и состав модулей.

Последовательно от инструм HTBJlbHQro модуля 4 к державке 1 производится взаимное соединение модулей, после того как разрезной конус будет сопряжен с соответствующим внутренним конусом необходимо прило>кить к тяге 6 с шариками 7 осевое усилие Р, при этом в начальной стадии закрепления шарики 7 взаимодействуют с первым участком внутренней поверхности разрезного конуса, характеризующимся величинами ф h (см.фиг,2) обеспечивая натяг

М по торцовой поверхности.

После достижения необходимого торцового натяга N при дальнейшем увеличении осевого усилия P конус упруго деформируется и осуществляется жесткое и точное предварительное соединение по торцу и короткому кольцевому участку, что предотвращает ослабление торцового соединения. Дальнейшее перемещение тяги 6 приводит к обеспечению полного контакта по базовой конической поверхности и окончательному закреплению соединения.

Г1рииер сравнительного расчета на величину натяга предлагаемой конструкции при диаметре большего основания D(>, равном 30 мм; D = 20 глм; д — 12 мм; длине конического хвостовика 1>, равной 25 мм, 11 = 22 мм, 1 = 16 мм; конусности С=1:10, Р=8900Н показывает, что для обеспечения полного контакта в соединении необходимо

45 значение а2 = 60". При выборе значения угла ф = 75 торцовый натяг в соединении

N=-50180Н. Приведенный пример показывает, что при одинаковых Оо, l(>, Р; С предлагаемая конструк ция имеет значительное (в 1,6 раза) преимущество по величине торцового натяга N перед прототипом, для которой значение N составило в этом случае 3100Н.

Пример сравнительного расчета на величину стат ческой жесткости предлагаемой конструкции и конструкции, принятой за прототип, приведен в соответствии с известной методикой. Согласно дачной методике -смещение в стыке от действия изгибных напряжений определяется по зависимости; г — 1 оизг, где оизг — иэгибное напряжение;

K= С п1 о" — коэффициент податливости;

С вЂ” контактный коэффициент, для шлифованных поверхностей С-0,5

m — показатель, для плоских затянутых стыков m=0,5

4 N+Po, о = — напряжение в стыке

K>) - -,) )

N — натяг в стыке от усилия затяжки, Р >с — осевое усилие резания

D; d — максимальный и минимальный диаметры плоского стыка

При исходных данных D=30 мм, d=20 мм, РОС=5 10 Н, осевая сила затяжки, 2 обеспечивающая натяг N одинаковая для обоих конструкций и равная 890ОН; получены следующие результаты: —.для предлагаемой конструкции г.

К1= 697 10

Д1 = 6.97 10 Оизг — для прототипа:

- м

Кг = 8,83 10 "

А = 8,83 10 оизг

Результаты расчета очевидно показывают преимущество в 1,27 раза по статической жесткости предлагаемой конструкции перед прототипом, Формула изобретения

Наборный инструмент, содержащий державку, удлинительный, переходный с разрезным хвостовиком и инструментальный модули, соединяемые с помощью оснащенной шариками тяги, и режущий инструмент, отличающийся тем, что, с целью повышения жесткости, точности и виброустойчивости инструмента, внутренняя часть разрезного хвостовика выполнена в!

775230

Составитель M,Õóäÿêoâ

Техред M.Mîðãåíòàë

Корректор M.Øýðîøè

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4010 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Чосква. Ж-35, Раушская наб., 4/5