RU122936U1 - CUTTING MACHINE FOR CNC MACHINES FOR CNC MACHINES - Google Patents

Abstract

Оправка для насадных торцевых фрез к станкам с ЧПУ, включающая корпус оправки, имеющий стандартную наружную посадочную коническую поверхность с конусом 7:24 для установки в шпиндель металлорежущего оборудования, посадочную поверхность для установки насадной торцевой фрезы, цилиндрическую поверхность с резьбовыми отверстиями на торце для фиксации насадной торцевой фрезы, симметрично расположенные шпонки призматической формы, закрепленные винтами, имеющими отверстия под ключ, в пазах корпуса, отличающаяся тем, что она снабжена бесконтактными датчиками.Arbor for shell-type end mills for CNC machines, including a mandrel body with a standard outer seating conical surface with a 7:24 taper for installation in the spindle of metal-cutting equipment, a seating surface for installing a shell-type end mill, a cylindrical surface with threaded holes at the end for fixing a shell-type face milling cutter, symmetrically located prismatic keys, fixed with screws with wrench holes, in the grooves of the body, characterized in that it is equipped with contactless sensors.

Description

Полезная модель относится к технологической оснастке и может быть использована в машиностроении (в том числе, тяжелом машиностроении и производстве спецтехники).The utility model relates to tooling and can be used in mechanical engineering (including heavy engineering and the production of special equipment).

Известны конструкции оправок для насадных торцовых фрез (согласно ISO DIN 69871-А и ГОСТ 26541-85), которые не имеют интегрированных систем контроля или имеют разъем для установки одного датчика строго на оси оправки (электронная ось).Known designs of mandrels for mounted end mills (according to ISO DIN 69871-A and GOST 26541-85), which do not have integrated control systems or have a connector for installing one sensor strictly on the axis of the mandrel (electronic axis).

Известные оправки для насадных торцовых фрез имеют следующие недостатки:Known mandrels for mounted end mills have the following disadvantages:

- отсутствие возможности контроля качества поверхности и контроля изменения факторов механической обработки непосредственно в зоне резания в режиме реальною времени;- the lack of the ability to control surface quality and control changes in machining factors directly in the cutting zone in real time;

- отсутствие возможности использования управляющих программ (УП) на основе динамической модели процесса резания (отсутствие отрицательной обратной связи).- the inability to use control programs (UP) based on a dynamic model of the cutting process (lack of negative feedback).

Наиболее близким по технической сущности к заявленному решению является оправка для насадных торцовых фрез с дополнительным фиксирующим элементом (U.S. Patent 4,325,664).The closest in technical essence to the claimed solution is a mandrel for mounted end mills with an additional locking element (U.S. Patent 4,325,664).

Недостатком известного решения является отсутствие возможности контроля качества поверхности (отклонений от плоскостности) и факторов обработки (вибрации) в режиме реального времени, невысокая производительность, обусловленная большими затратами но времени при холостых ходах, и низкое качество поверхности при большой протяженности обработки (более 2000 мм).A disadvantage of the known solution is the lack of real-time control of surface quality (deviations from flatness) and processing factors (vibration), low productivity due to high costs but time at idle, and poor surface quality with a large processing length (more than 2000 mm) .

Задачей настоящей полезной модели является повышение производительности и качества обработки плоских поверхностей в условиях маложесткой технологической системы (производство и ремонт крупногабаритных деталей и узлов).The objective of this utility model is to increase the productivity and quality of processing flat surfaces in the conditions of a low-rig technological system (production and repair of large-sized parts and assemblies).

Технический результат достигается за счет контроля и снижения влияния труднопрогнозируемых факторов процесса резания (вибрации, неоднородность поверхности детали, деформации) в результате своевременного реагирования системы управления оборудования на их воздействие.The technical result is achieved by controlling and reducing the influence of difficultly predicted factors of the cutting process (vibration, heterogeneity of the surface of the part, deformation) as a result of the timely response of the equipment control system to their impact.

Поставленная задача решается тем, что оправка для насадных торцовых фрез к станкам с ЧПУ, включает корпус оправки, имеющий стандартную наружную посадочную коническую поверхность с конусом 7:24, для установки в шпиндель металлорежущего оборудования. Корпус оправки содержит посадочную поверхность для установки инструмента, цилиндрическую поверхность с резьбовыми отверстиями на торце, для его инструмента, симметрично расположенные шпонки призматической формы, закрепленные винтами, имеющими отверстием под ключ, в пазах корпуса, для передачи крутящего момента. Полезная модель отличается тем, что имеет интегрированную систему динамического контроля, включающую бесконтактные датчики, зафиксированные в корпусе, установленном в подшипниковую опору, зафиксированную от осевого смещения стопорным кольцом. Для безопасной работы и исключения обрыва. кабели датчиков проходят внутри кабелепровода, установленного в подшипниковых опорах. Для исключения поворота внутреннего кольца подшипниковой опоры датчиков между ним и внутренним кольцом ближайшей подшипниковой опоры кабеле провода установлена коническая пружина, создающая распорное усилие.The problem is solved in that the mandrel for mounted end mills to CNC machines includes a mandrel body having a standard outer conical landing surface with a 7:24 cone for installation of metal-cutting equipment in the spindle. The mandrel housing contains a seating surface for installing the tool, a cylindrical surface with threaded holes at the end, for its tool, symmetrically arranged dowels of a prismatic shape, fixed with screws having a turnkey hole in the grooves of the housing, for transmitting torque. The utility model is characterized in that it has an integrated system of dynamic control, including proximity sensors, fixed in a housing mounted in a bearing support, fixed from the axial displacement by the locking ring. For safe operation and clipping avoidance. Sensor cables run inside a conduit mounted in bearings. To prevent rotation of the inner ring of the bearing support of the sensors, a conical spring is installed between it and the inner ring of the nearest bearing support of the cable, creating a spacer force.

Отличительными от прототипа признаками являются:Distinctive features of the prototype are:

- выполнение в оправке внутренней полости с посадочными поверхностями под подшипниковые опоры и стопорные кольца;- execution in the mandrel of the internal cavity with the seating surfaces under the bearing bearings and retaining rings;

- наличие трех бесконтактных датчиков (индуктивные датчики или датчики температуры);- the presence of three proximity sensors (inductive sensors or temperature sensors);

- наличие конической пружины для распорного усилия между подшипниками; фиксация вращения внутренних колец подшипников;- the presence of a conical spring for the spacer force between the bearings; fixing rotation of the inner rings of bearings;

- установка датчиков в отдельном корпусе, вынимающемся «вперед», для удобства обслуживания;- installation of sensors in a separate housing, taken out "forward", for ease of maintenance;

- установка датчиков в корпусе по окружности, с их равномерным распределением относительно оси оправки;- installation of sensors in the housing around the circumference, with their uniform distribution relative to the axis of the mandrel;

- наличие кабелепровода для соединительных кабелей датчиков.- the presence of a conduit for the connecting cables of the sensors.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 представлен общий вид трехмерной модели оправки для насадных торцовых фрез с интегрированной системой контроля.The invention is illustrated in the drawing, where figure 1 presents a General view of a three-dimensional model of the mandrel for mounted end mills with an integrated control system.

Элементы конструкции оправки обозначены на рисунке следующими позициями:The design elements of the mandrel are indicated in the figure by the following positions:

1 - корпус оправки;1 - mandrel body;

2 - шпонка;2 - key;

3 - винт невыпадающий с внутренним шестигранником;3 - captive screw with internal hexagon;

4 - корпус датчиков;4 - sensor housing;

5 - бесконтактные индуктивные датчики в корпусе из нержавеющей стали с резьбой и гайкой;5 - non-contact inductive sensors in a stainless steel housing with thread and nut;

6 - опорный подшипник корпуса датчиков (допускается установка без наружною кольца);6 - thrust bearing of the sensor housing (installation without an outer ring is allowed);

7 - стопорное кольцо;7 - a lock ring;

8 - опорный подшипник кабелепровода;8 - bearing conduit;

9 - коническая пружина;9 - a conical spring;

10 - кабелепровод;10 - conduit;

11 - соединительные кабели датчиков.11 - connecting cables of sensors.

Заявленная оправка для насадных торцовых фрез с интегрированной системой динамического контроля состоит из корпуса оправки 1, со шпонками 2, закрепленными винтами 3. В нутрии корпуса оправки 1 имеется система внутренних цилиндрических поверхностей. Внутрь корпуса 1 на однорядном шариковом подшипнике с защитными шайбами 6 устанавливается корпус датчиков 4 с бесконтактными датчиками 5. равномерно расположенными по окружности относительно оси оправки. Наружная поверхность датчиков 5 имеет метрическую резьбу, по которой они устанавливаются в корпус 4 и дополнительно фиксируются гайками (входят в комплект датчиков). От осевого смещения подшипник 6 фиксируется стопорным кольцом 7 и буртом корпуса датчиков 4. Соединительные кабели датчиков 11 проходят по кабелепроводу 10, установленному на однорядных шариковых подшипниках с защитными шайбами 8. Устройство работает по схеме: наружные кольца подшипников вращаются, внутренние - остаются неподвижными. Для исключения вращения внутренних колец подшипников 6 и 8 служит расчетная система посадок и коническая пружина 9, создающие распорное усилие между внутренним кольцом подшипника 6 и внутренним кольцом ближайшего подшипника 8.The claimed mandrel for mounted end mills with an integrated dynamic control system consists of a mandrel housing 1, with keys 2, fixed by screws 3. In the inside of the mandrel housing 1 there is a system of internal cylindrical surfaces. Inside the housing 1, on a single-row ball bearing with protective washers 6, a housing of sensors 4 is installed with proximity sensors 5. uniformly spaced around the circumference relative to the axis of the mandrel. The outer surface of the sensors 5 has a metric thread through which they are installed in the housing 4 and are additionally fixed with nuts (included in the sensor set). Bearing 6 is fixed from axial displacement by the retaining ring 7 and the collar of the sensor housing 4. The connecting cables of the sensors 11 pass through a conduit 10 mounted on single-row ball bearings with protective washers 8. The device operates according to the scheme: the outer rings of the bearings rotate, the inner rings remain stationary. To prevent rotation of the inner rings of bearings 6 and 8, the settlement system of seats and a conical spring 9 are used, which create a spacer force between the inner ring of the bearing 6 and the inner ring of the nearest bearing 8.

Во время работы, при вращении шпинделя станка вместе с оправкой и инструментом, корпус с измерительными датчиками остается неподвижным, что делает возможным подключение датчиков к системе управления оборудования, следовательно, проведение диагностики качества поверхности (или условий обработки) с адаптацией режимов резания к динамически изменяющимся факторам процесса резания. Это достигается тем, что в оправке, выполнена полость, в которую, на подшипниковых опорах, устанавливаются корпус с установленными бесконтактными датчиками и кабелепровод, внутри которого проходят их соединительные кабели, а между опорными подшипниками корпуса установлена коническая пружина, которая создает распорное усилие между их внутренними кольцами, исключая их поворот, таким образом, корпус с датчиками остается неподвижным при вращении оправки с инструментом.During operation, when the machine spindle is rotated together with the mandrel and the tool, the housing with measuring sensors remains stationary, which makes it possible to connect sensors to the equipment control system, therefore, to conduct surface quality diagnostics (or processing conditions) with adaptation of cutting conditions to dynamically changing factors cutting process. This is achieved by the fact that in the mandrel, a cavity is made in which, on the bearing bearings, a housing with mounted proximity sensors and a conduit are installed, inside which their connecting cables pass, and a conical spring is installed between the bearings of the housing, which creates a spacer force between their internal rings, excluding their rotation, thus, the housing with the sensors remains stationary when the mandrel with the tool rotates.

Использование заявленной оправки для насадных торцовых фрез позволит:Using the declared mandrel for mounted end mills will allow:

- повысить производительность обработки на 15-20%: за счет снижения времени холостых ходов в результате автоматической коррекции режимов резания и контроля выходных параметров обработки с высокой точностью в режиме реального времени;- increase processing productivity by 15-20%: by reducing idle time as a result of automatic correction of cutting conditions and control of output processing parameters with high accuracy in real time;

- вести управление процессом обработки на основе отрицательной обратной связи, что повысит устойчивость технологической системы в целом;- manage the processing process on the basis of negative feedback, which will increase the stability of the technological system as a whole;

- снизить вероятность брака до 1,5% и повысить качество обрабатываемой поверхности за счет управления режимами обработки на основе контроля величин отклонений от плоскостности обрабатываемой поверхности в режиме реального времени с целью их удержания в заданном поле допуска;- reduce the likelihood of rejection to 1.5% and improve the quality of the surface being treated by controlling the processing modes based on the control of deviations from the flatness of the surface being treated in real time in order to keep them in a given tolerance field;

- повышение устойчивости технологической системы также позволит повысить стойкость инструмента.- increasing the stability of the technological system will also improve the tool life.

Claims (1)

Оправка для насадных торцевых фрез к станкам с ЧПУ, включающая корпус оправки, имеющий стандартную наружную посадочную коническую поверхность с конусом 7:24 для установки в шпиндель металлорежущего оборудования, посадочную поверхность для установки насадной торцевой фрезы, цилиндрическую поверхность с резьбовыми отверстиями на торце для фиксации насадной торцевой фрезы, симметрично расположенные шпонки призматической формы, закрепленные винтами, имеющими отверстия под ключ, в пазах корпуса, отличающаяся тем, что она снабжена бесконтактными датчиками.

Mandrel for mounted end mills for CNC machines, including a mandrel body having a standard outer landing conical surface with a cone of 7:24 for installation in the spindle of metal-cutting equipment, a seating surface for installing a mounted end mill, a cylindrical surface with threaded holes on the end for fixing the mounted end mills, symmetrically located dowels of a prismatic shape, fixed with screws having turnkey holes in the grooves of the housing, characterized in that it is provided with a non-contact tnym sensors.