RU2071899C1 - Device for joining bushings - Google Patents

Abstract

FIELD: metal working. SUBSTANCE: bushing 1 of the joint has conical seat opening 2 that is bounded with inner end face 3 and faces outer basing end face 4 and is provided with tightening screw 7 received in central opening 5. Other bushing 10 has conical shank 11 projecting out of flat end face 12. There are two through diametrically opposite grooves 14 and 14' inside opening 5. Flat surfaces 15 and 15' of the grooves lay in the plane parallel to axis 16 of the joint. Portion 17 of end face 3 is shifted parallel to it by the length of flat surfaces 15 and 15' of grooves 14 and 14'. The intersection of shank 11 with two mutually perpendicular planes define flat surfaces 15 and 15' of grooves 14 and 14'. Bushings 1 and 10 are joined when tightening screw 1 rotates. EFFECT: improved design. 4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к металлообработке, преимущественно к устройствам соединения модулей инструментальных систем гибких производств, обрабатывающих центров и станков с ЧПУ. The invention relates to metalworking, mainly to devices for connecting modules of instrumental systems of flexible manufacturing, processing centers and CNC machines.

В известных устройствах соединения инструментальных модулей с помощью осевого механизма зажима для ориентации режущей кромки закрепляемого инструмента и восприятия крутящего момента от усилия резания используются различные поводковые элементы. Принципиально их можно разделить на две группы:
a) устройства с поводковыми элементами, механически закрепленными на одном из модулей соединения;
б) устройства, в которых поводковые элементы выполнены заодно с, по меньшей мере, одним соединяемым инструментальным модулем.In known devices for connecting tool modules using an axial clamping mechanism, various drive elements are used to orient the cutting edge of the tool to be fixed and to receive torque from the cutting force. Fundamentally, they can be divided into two groups:
a) devices with drive elements mechanically fixed on one of the connection modules;
b) devices in which the drive elements are integral with at least one connected tool module.

Так, в системе "fartim-flex" соединения модулей: см. Маслов А.Р. Новые способы крепления инструмента на металлорежущих станках. М. 1991, Машиностроит. пр-во. Сер. Инструментальное, технолог. и метролог. оснащение металлообрабат. пр-ва: Обзор. информ. /ВНИИТЭМР. Вып.2/, с.21 (3-я строка снизу), с.22, рис. 21, модули базируются при соединении по конической и торцовой поверхности. Крутящий момент передается посредством призматической шпонки, закрепленной на присоединяемом модуле и входящей в шпоночный паз на торцовой поверхности основного модуля. So, in the "fartim-flex" system of module connection: see Maslov A.R. New ways of fastening the tool on metal cutting machines. M. 1991, Engineering. pr-in. Ser. Instrumental, technologist. and metrologist. metal processing equipment. Prospect Island: Overview. inform. / VNIITEMR. Issue 2 /, p.21 (3rd line from the bottom), p.22, fig. 21, the modules are based upon joining on a conical and end surface. The torque is transmitted by means of a key, mounted on the module to be attached and included in the keyway on the end surface of the main module.

Необходимость выполнения точных шпоночных пазов на основном и присоединяемом модулях, а также необходимость изготовления винта крепления шпонки, отверстия под винт и самой шпонки, как отдельной детали, усложняет это устройство. Кроме того, механически закрепленные шпонки могут при работе самопроизвольно раскрепляться, что снижает надежность их работы. Шпоночные пазы в рассматриваемой системе выходят на базовые поверхности и прерывают их, что усложняет высокоточную обработку и неблагоприятно сказывается на точности позиционирования присоединяемых инструментальных модулей. The need to make precise keyways on the main and attachable modules, as well as the need to manufacture a key mounting screw, a screw hole and the key itself, as a separate part, complicates this device. In addition, mechanically fixed dowels can spontaneously unfasten during operation, which reduces the reliability of their operation. The keyways in the system under consideration go to the base surfaces and interrupt them, which complicates high-precision machining and adversely affects the accuracy of positioning of the attached tool modules.

По этому же источнику информации: Маслов А.Р. Новые способы крепления инструмента на металлорежущих станках. М. 1991, Машиностроит. пр-во. Сер. Инструментальное, технолог. и метролог. оснащение металлообраб. пр-ва: Обзор. информ. /ВНИИТЭМР. Вып.2/, с.14, рис.13 известно "Унифициpованное соединение" конструкции ВТШ г.Аахена (Германия). Инструмент с коническим хвостовиком фиксируется в коническом посадочном отверстии шпинделя и закрепляется с помощью механизма зажима, содержащего осевую тягу, нажимную втулку и кулачки. Крутящий момент передается через шпоночные пазы на торце хвостовика инструмента встроенным, в основании посадочного отверстия, шпонкам. Шпонки, выполненные не на базирующей конической или торцовой поверхностях, как это имеет место в соединении "fartim-flex", не ухудшают обработку высокоточного конического соединения. Однако этому соединению присущи и недостатки ранее рассмотренной системы: конструктивная сложность и недостаточная надежность, связанные с механическим креплением поводковых элементов. By the same source of information: Maslov A.R. New ways of fastening the tool on metal cutting machines. M. 1991, Engineering. pr-in. Ser. Instrumental, technologist. and metrologist. metalwork equipment. Prospect Island: Overview. inform. / VNIITEMR. Issue 2 /, p.14, fig.13 it is known "Unified connection" design of the Higher School of Economics of Aachen (Germany). The tool with a tapered shank is fixed in the tapered bore of the spindle and secured using a clamping mechanism containing axial thrust, a pressure sleeve and cams. The torque is transmitted through the keyways at the end of the tool shank with integrated keys at the base of the mounting hole. Dowels not made on a tapered or end face, as is the case with the fartim-flex joint, do not impair the machining of the precision tapered joint. However, this connection is also characterized by the disadvantages of the previously considered system: the structural complexity and lack of reliability associated with the mechanical fastening of the drive elements.

К устройствам, в которых поводковые элементы выполнены заодно с соединяемыми инструментальными модулями, следует отнести систему "Coromant-Capto" фирмы Sandvik-Coromant см. Маслов А.Р. Новые способы крепления инструмента на металлорежущих станках. М. 1991, Машиностроит. пр-во, Сер. Инструментальное, технолог. и метролог. оснащение металлообраб. пр-ва: Обзор. информ. /ВНИИТЭМР. Вып. 2/, с.6, рис.3. В этой системе коническое соединение и три дуговые поверхности контакта обеспечивают самоцентрирование и одинаковую жесткость в обоих направлениях вращения. For devices in which the drive elements are integral with the connected tool modules, the Sandvik-Coromant Coromant-Capto system should be included. See A. Maslov. New ways of fastening the tool on metal cutting machines. M. 1991, Engineering. pr-in, Ser. Instrumental, technologist. and metrologist. metalwork equipment. Prospect Island: Overview. inform. / VNIITEMR. Vol. 2 /, p. 6, fig. 3. In this system, a conical connection and three arc contact surfaces provide self-centering and the same rigidity in both directions of rotation.

При кажущейся конструктивной простоте обработка сложного РК-профильного соединения является сложной и трудоемкой технологической задачей, т.к. для обеспечения высокой точности позиционирования закрепляемых резцовых головок необходимо обработать не круглые поверхности соединения с высокой точностью, обеспечив жесткие требования к отклонению их формы и взаимного расположения. With apparent structural simplicity, processing a complex PK profile compound is a complex and time-consuming technological task, because To ensure high accuracy of positioning of fixed tool heads, it is necessary to process non-circular surfaces of the joint with high accuracy, providing stringent requirements for the deviation of their shape and relative position.

В этом же источнике информации: Маслов А.Р. Новые способы крепления инструмента на металлорежущих станках. М. 1991 (Машиностроит. пр-во. Сер. Инструментальное, технолог. и метролог. оснащение металлообраб. пр-ва: Обзор. информ. /ВНИИТЭМР. Вып.2/, с.18, рис.1, тип 1 представлена система инструмента для станков с ЧПУ типа "Novex Nc" фирмы Walter (Германия). In the same source of information: Maslov A.R. New ways of fastening the tool on metal cutting machines. M. 1991 (Mashinostroit. Pr-in. Ser. Instrumental, technolog. And metrological equipment of metal-processing. Pr-va: Obzor. Inform. / VNIITEMR. Issue 2 /, p.18, fig. 1, type 1 system is presented tools for CNC machines such as "Novex Nc" company Walter (Germany).

Система построена на основе узла крепления, в котором один из элементов соединения выполнен с коническим отверстием, ограниченным внутренним тоpцем и открытым на наружный, базирующий торец и содеpжит стяжной винт, а другой элемент соединения имеет конический хвостовик с резьбовым отверстием и плоский торец, этот хвостовик обрамляющий. The system is built on the basis of a fastener, in which one of the connection elements is made with a conical hole bounded by the inner end and open to the outer, base end and contains a tightening screw, and the other connection element has a conical shank with a threaded hole and a flat end, this framing shank .

Элементы соединения, или, пользуясь принятой в этом источнике информации, модули представляют собой тела вращения с центральным отверстием, т.е. втулки. The connection elements, or, using the information adopted in this source, the modules are bodies of revolution with a central hole, i.e. bushings.

Это соединение является наиболее близким к заявляемому по технической сущности. This connection is the closest to the claimed technical essence.

Необходимость выполнения точных шпоночных пазов на обоих соединяемых втулках, а также необходимость изготовления винта крепления шпонки, отверстия под винт и самой шпонки, как отдельной детали, усложняет это соединение. Кроме того, механически закрепленные шпонки могут при работе самопроизвольно раскрепляться, что снижает надежность соединения. The need to make precise keyways on both connected bushings, as well as the need to make a key mounting screw, a screw hole and the key itself, as a separate part, complicates this connection. In addition, mechanically fixed dowels can spontaneously unfasten during operation, which reduces the reliability of the connection.

Целью изобретения является упрощение конструкции устройства соединения втулок и повышение его надежности. The aim of the invention is to simplify the design of the device for connecting the bushings and increase its reliability.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве соединения втулок, одна из которых выполнена с коническим посадочным отверстием, ограниченным внутренним торцем и открытым на наружный базирующий торец, и содержит установленный в ней стяжной винт, а другая втулка имеет конический хвостовик с резьбовым отверстием и плоский торец, этот хвостовик - обрамляющий, в цилиндрическом отверстии втулки с коническим посадочным отверстием выполнены два сквозных диаметрально противолежащих паза, плоские поверхности которых расположены в общей плоскости, параллельной оси соединения, а один из двух участков внутреннего торца, разделенного пазами, выполнен параллельно смещенным от посадочного отверстия относительно внутреннего торца на расстояние, равное длине плоских поверхностей пазов, при этом в коническом хвостовике выполнено, соосно резьбовому, цилиндрическое отверстие, а в пересечении хвостовика с двумя взаимно перпендикулярными плоскостями образованы поверхности, две из которых расположены в одной плоскости с плоскими поверхностями пазов, другая поверхность выполнена смещенной от конца хвостовика не более чем на глубину отверстия в нем и установлена с зазором относительно внутреннего торца, перед которым в посадочном отверстии выполнена кольцевая канавка. This goal is achieved by the fact that in the known device for connecting bushings, one of which is made with a tapered bore hole, bounded by an inner end and open to the outer base end, and contains a tightening screw installed in it, and the other sleeve has a tapered shank with a threaded hole and flat the end face, this shank is framing, two through diametrically opposite grooves are made in the cylindrical bore of the sleeve with a conical bore hole, the flat surfaces of which are located in a common plane parallel to the axis of the joint, and one of the two sections of the inner end, divided by the grooves, is made parallel offset from the landing hole relative to the inner end by a distance equal to the length of the flat surfaces of the grooves, while in the conical shank a cylindrical hole is made coaxially to the threaded and at the intersection of the shank with two mutually perpendicular planes, surfaces are formed, two of which are located in the same plane with the flat surfaces of the grooves, the other surface Execute offset from the shank end is not more than the depth of the opening therein and mounted with clearance relative to the inner end, in front of which opening is formed in the bearing annular groove.

На фиг.1 изображен общий вид устройства, продольный разрез. Figure 1 shows a General view of the device, a longitudinal section.

На фиг.2 изображен разрез А-А на фиг.1. Figure 2 shows a section aa in figure 1.

На фиг.3 изображено посадочное отверстие втулки. Figure 3 shows the landing hole of the sleeve.

На фиг.4 изображен хвостовик втулки. Figure 4 shows the shank of the sleeve.

Втулка 1 (см. фиг.1) выполнена с коническим посадочным отверстием 2, ограниченным внутренним торцем 3 и открытым на наружный базирующий торец 4. В центральном цилиндрическом отверстии 5 втулки 1 установлен на полукольцах 6 стяжной винт 7, в котором имеется углубление 8 для ключа и канал 9 для протока СОЖ. Присоединяемая втулка 10 имеет конический хвостовик 11 с резьбовым отверстием 12 и плоский торец 13. В цилиндрическом отверстии 5 втулки 1 (см. фиг.3 и 2) выполнены два сквозных диаметрально противолежащих паза 14 и 14', плоские поверхности 15, 15' которых расположены в общей плоскости, параллельной оси 16 соединения. Участок 17 внутреннего торца 3, разделенного пазами 14 и 14', выполнен параллельно смещенным от конического посадочного отверстия 2, относительно внутреннего торца 3, на расстояние l₁, равное длине плоских поверхностей 15, 15' пазов 14 и 14'. В хвостовике 11 присоединяемой втулки 10 (см. фиг.4), соосно резьбовому отверстию 12, выполнено цилиндрическое отверстие 18, а в пересечении хвостовика 11 с двумя взаимно перпендикулярными плоскостями образованы две поверхности 19 и 19', расположенные в одной плоскости с плоскими поверхностями 15, 15' пазов 14 и 14', и одна поверхность 20, выполненная смещенной от конца 21 хвостовика 11 не более чем на глубину l₂ цилиндрического отверстия 18. Поверхность 20 установлена с зазором σ относительно внутреннего торца 3, а перед ним в посадочном отверстии 2 выполнена кольцевая канавка 21. Стяжной винт 7 установлен в центральном отверстии 5 с уплотнительным резиновым кольцом 22.The sleeve 1 (see figure 1) is made with a conical bore hole 2, bounded by an inner end 3 and open to the outer base end 4. In the central cylindrical hole 5 of the sleeve 1, a turnbuckle 7 is installed on the half rings 6, in which there is a recess 8 for the key and channel 9 for coolant duct. Attachable sleeve 10 has a tapered shank 11 with a threaded hole 12 and a flat end 13. In the cylindrical hole 5 of the sleeve 1 (see FIGS. 3 and 2) two through diametrically opposed grooves 14 and 14 'are made, the flat surfaces 15, 15' of which are located in a common plane parallel to the axis 16 of the connection. Section 17 of the inner end 3, separated by grooves 14 and 14 ', is made parallel offset from the conical landing hole 2, relative to the inner end 3, by a distance l ₁ equal to the length of the flat surfaces 15, 15' of the grooves 14 and 14 '. A cylindrical hole 18 is made in the shank 11 of the connecting sleeve 10 (see FIG. 4), coaxially with the threaded hole 12, and at the intersection of the shank 11 with two mutually perpendicular planes two surfaces 19 and 19 'are formed, located in the same plane with the flat surfaces 15 , 15 'of the grooves 14 and 14', and one surface 20 made offset from the end 21 of the shank 11 to no more than a depth l _{2 of the} cylindrical hole 18. The surface 20 is installed with a gap σ relative to the inner end 3, and in front of it in the landing hole 2 completed rotating arm groove 21. The tightening screw 7 is mounted in the central hole 5 with a sealing rubber ring 22.

Закрепление и раскрепление соединения осуществляется с помощью ключа (на чертеже не показан), вставленного в углубление для ключа 8 в стяжном винте 7, при вращении которого конический хвостовик 11 присоединяемой втулки 10 втягивается в коническое посадочное отверстие 2 втулки 1, а поверхности 19 и 19' хвостовика 11 сопрягаются с соответствующими плоскими поверхностями 15, 15' пазов 14 и 14' во втулке 1. При затяжке стяжного винта 7 соединяемые втулки 1 и 10 сопрягаются без зазора как по своим коническим поверхностям (хвостовик 11 посадочное отверстие 2), так и по плоским торцам 4 и 13. The connection is secured and unfastened using a key (not shown in the drawing) inserted into a key recess 8 in a coupling screw 7, during rotation of which the conical shank 11 of the connecting sleeve 10 is pulled into the conical mounting hole 2 of the sleeve 1, and the surfaces 19 and 19 ' the shank 11 are mated with the corresponding flat surfaces 15, 15 'of the grooves 14 and 14' in the sleeve 1. When tightening the tightening screw 7, the connected sleeves 1 and 10 are mated without a gap as on their conical surfaces (shank 11, bore 2), to and along the flat ends 4 and 13.

Раскрепление соединения осуществляется при вращении стяжного винта 7 в другую сторону. Unfastening the connection is carried out by rotating the coupling screw 7 in the other direction.

В устройство соединения втулок поводковые элементы, предусмотренные для ориентации присоединяемой втулки и восприятия крутящего момента, выполнены заодно со втулками, что упрощает конструкцию устройства по сравнению с известными устройствами, в которых поводковые элементы механически закрепляются на одной из втулок. In the device for connecting the bushings, the driving elements provided for orienting the connected sleeve and sensing torque are integral with the bushings, which simplifies the design of the device compared to known devices in which the driving elements are mechanically fixed to one of the bushings.

Отсутствие ненадежного механического крепления поводковых элементов повышает надежность соединения втулок. The lack of unreliable mechanical fastening of the drive elements increases the reliability of the connection of the bushings.

Посадочные поверхности соединения, как конические, так и плоские торцовые, представляют собой непрерывные поверхности, точная обработка которых не является сложной технологической задачей. Landing surfaces of the joint, both conical and flat end faces, are continuous surfaces, the precise processing of which is not a difficult technological task.

Claims (4)

1. Устройство соединения втулок, одна из которых выполнена с коническим посадочным отверстием, открытым на наружный базирующий торец и ограниченным внутренним торцом, и содержит установленный в ее центральном цилиндрическом отверстии стяжной винт, а вторая втулка имеет плоский торец и выступающий на нем конический хвостик, выполненный с центральным резьбовым отверстием, отличающееся тем, что в первой втулке в продолжении конического посадочного отверстия выполнена полость, имеющая цилиндрическую поверхность, ограниченную плоскостью, образующей в пересечении с центральным цилиндрическим отверстием две плоские поверхности, параллельные оси устройства, при этом в коническом хвостовике второй втулки соосно с резьбовым отверстием выполнено цилиндрическое отверстие, в пересечении которого с двумя взаимно перпендикулярными плоскостями образованы две лыски, расположенные в одной плоскости с плоскими поверхностями полости первой втулки и предназначенные для взаимодействия с ними, и уступ, который выполнен от конца хвостовика не более чем на глубину цилиндрического отверстия, при этом между внутренним торцом конического посадочного отверстия и уступом хвостовика предусмотрен гарантированный зазор. 1. A device for connecting bushings, one of which is made with a conical landing hole open to the outer base end and bounded by the inner end, and contains a tightening screw installed in its central cylindrical hole, and the second sleeve has a flat end and a tapered tail protruding on it, made with a Central threaded hole, characterized in that in the first sleeve in the continuation of the conical landing holes made a cavity having a cylindrical surface bounded by a plane, forming at the intersection with the central cylindrical hole two flat surfaces parallel to the axis of the device, while in the conical shank of the second sleeve coaxially with the threaded hole there is a cylindrical hole at the intersection of which with two mutually perpendicular planes are formed two flats located in the same plane with the flat surfaces of the cavity the first sleeve and designed to interact with them, and the ledge, which is made from the end of the shank no more than a depth of cylindrical hole TIFA, wherein between the inner end of the conical bore and the shoulder of the shank guaranteed clearance provided. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в стенках корпуса, ограничивающих полость первой втулки, выполнены два диаметрально противолежащих паза, ограниченных плоскими параллельными поверхностями, причем две плоские поверхности паза расположены в общей плоскости с двумя плоскими поверхностями полости и совпадают с ними в осевом направлении. 2. The device according to claim 1, characterized in that in the walls of the housing defining the cavity of the first sleeve there are two diametrically opposite grooves defined by flat parallel surfaces, and two flat surface of the groove are located in a common plane with two flat surfaces of the cavity and coincide with them in the axial direction. 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что наибольший диаметр конического посадочного отверстия первой втулки не превышает диаметр конического хвостовика второй втулки. 3. The device according to claims 1 and 2, characterized in that the largest diameter of the conical bore of the first sleeve does not exceed the diameter of the conical shank of the second sleeve. 4. Устройство по пп. 1 3, отличающееся тем, что в коническом посадочном отверстии первой втулки перед его внутренним торцом выполнена кольцевая канавка. 4. The device according to paragraphs. 1 to 3, characterized in that in the conical landing hole of the first sleeve in front of its inner end is made an annular groove.

Images