SE415236B - Chuck for verktygsmaskiner - Google Patents

Description

. 7602166-6 hylsan ingående materialet upp till dess olastlcltetsgräns För fast- spänning av verktyget, nödvändigt att göra chuckhylsans vägg så tunn som möjligt för uppnående av den nödvändiga och tillräckliga samman- pressningskraften. Av denna orsak anses det att chuckhylsan vid denna chuckkonstruktion skall ha en tunn vägg. Eftersom chuckhylsan år ut- formad med avsevärt mindre diameter än hållaren och sträcker sig axiellt som en långsträckt kropp, kommer detta, då chuckhylsans koni- ska yttre mantelyta spännes medelst spännringen för sammanpressning av chuckhylsan, vidare att resultera i att chuckhylsans tunna_vågg deformeras radiellt genom böjning vid chuckhylsans basdel, vilket medför risk för skrammel eller snabba vibrationer under bearbetningen.

Vid den ovan beskrivna chuckkonstruktion är dessutom spännringen, som är monterad över chuckhylsans yttre mantelyta, lämnad oskyddad vid sin utsida, dvs. vid sin radiellt riktade yttre mantelyta. Vid denna konstruktion saknas med andra ord organ för förhindrande av deformation av spännringen då den senare visar benägenhet att expan- dera radiellt utåt. Detta resulterar i att.mottrycksverkan till denna sammanpressning, då spännringen vrides för sammanpressning av chuck- hylsan för spänning av verktyget, förorsakar en expansion av spänn- ringen radiellt utåt, och gör det sålunda omöjligt att hålla verk- tyget stadigt fastspänt. Eftersom spännringens yttre mantelyta är oskyddad utåt; såsom ovan sagts, blir dessutom styvheten av hela chucken i radiell riktning låg. Om emellertid chuckhylsans vägg- tjocklek ökas i syfte att öka styvheten blir det svårare att pressa samma chuckhylsan, vilket leder till en minskning av förmågan till fastspänning av verktyget. Chuckhylsans väggtjocklek måste därför vara så liten som möjligt samtidigt som man måste ha till målsättning att öka den radiella styvheten av hela chucken och hindra chuckhylsan från att deformeras genom böjning under sammanpressningen av densamma och även från att deformeras radiellt utåt. Detta är ett viktigt krav för förbättring av verktygets livslängd och bearbetningsnoggrann- het och är dessutom ett absolut nödvändigt villkor för uppnående av en tillräcklig stadig fastspänning för att göra det möjligt för verk- tyget att uthärda en grovfräsning på särskilt hårda_material och tungt arbete av varierande slag.

Föreliggande uppfinning avser en chuck för verktygsmaskiner som är konstruerad för att lösa dessa problem.

Ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en chuck med så tunn chuckhylsvägg som möjligt för underlättande av dess samman- 76021 66 -6 pressning och ökad radiell styvhet hos chucken inklusive chuck- hylsan, varigenom deformation genom böjning av chuckhylsan för- hindras.

Ett annat syfte med uppfinningen är att åstadkomma en chuck, vid vilken den spännring som är monterad över chuckhylsan hindras från att deformeras radiellt utåt.

Ett tredje syfte med uppfinningen är att åstadkomma en chuck för verktygsmaskiner vid vilken man ökat greppet på verktyget för förhindrande av slammer eller snabba vibrationer av verktyget under bearbetningen.

Dessa syften uppnås enligt föreliggande uppfinning därigenom att chucken dessutom innefattar en stödhylsa, som omger spännringens yttre mantelyta, samt yttre rullkroppar, i form av ett antal nål- rullar, som är anordnade i omkretsled mellan stödhylsans inre mantelyta och spännringens yttre mantelyta och vars längdaxlar lutar i en konstant vinkel mot en generatris till denna yttre mantelyta, varvid arrangemanget är' sådant att spännringens radiellt utåtriktade deformation, under inverkan av chuckhylsans mottryck, då den senare hoppressus elastiskt i uch för grjpnndu nv verktyget, till en del upptas och begränsas av stödhylsan.

Chucken enligt föreliggande uppfinning utmärker sig vidare av att lutningsvinkeln för de yttre rullkroparnas längdaxlar är större än lutningsvinkeln för de inre rullkropparnas längdaxlar.

Uppfínningon beskriven närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig. 1 visar en frontvy av en chuck enligt föreliggande uppfinning som är fäst vid en spindel till en verktygsmaskin, fig. 2 visar en frontvy, delvis i längdsnitt, av chucken i fig. 1 och fig. 3 visar en prespektivvy av chuckens i fig. 1 delar.

I den på ritningen visade chucken enligt föreliggande upp- finning betecknar 1 en spindel till en verktygsmaskin, t.ex. en fräs, och 2 ett chuckfästhål, som är beläget vid spindelns främre ände. I detta hål 2 inmonteras en chuck, som skall beskrivas senare, och närmare bestämt dess infästdel, och fixeras i läge medelst en spännskruv 4, som samverkar med stopporgan 3, varigenom överföringen av ett i förväg bestämt vridmoment blir möjlig. 5 betecknar en chuck- kropp, som är tillverkad av ett metallmaterial, företrädesvis ett kolstål med hög hårdhet, och har en yttre kontur motsvarande hålets 2. Chuckkroppen 5 innefattar tre delar, nämligen en infästdel 7 '7602166-6 med ett gängat hål för spännskruven H, en fläns 8 som sträcker sig ut åt sidan från infästdelens 7 basänddul, samt en chuck- hylsa 9 som skjuter ut från flänsens 8 centrala del. Chuckhyl- san 9 ärutfördmed en hålighet 11 för en ändfräs eller annat verktyg, men saknar spår längs sin generatris. Den är sålunda av den typ, vid vilken kraften för sammanpressning av den i chucken ingående metallen upp till elasticitetsgränsen utnytt- jas för fastspänning av ett verktyg 10, som införts i denna ihålighet. Chuckhylsans 9 yttre mantelyta 12 har formen av en kon som avsmalnar från sin basände, som angränsar till flänsen _'8, mot sin främre ände. Chuckhylsans 9 inre mantelyta, som avgränsar håligheten 11, är däremot icke konisk, utan rak. Över chuckhylsans 9 yttre omkretsyta 12 är monterad en spänn- ring 13 med en konisk inre mantelyta lä, som motsvarar den ko- niska formen av chuckhylsans 9 yttre mantelyta 12 och som därför har samma lutningsvinkel som ytan 12. Spännringen 15 är anordnad att vridas runt chuckhylsans 9 yttre mantelyta 12, vilket åstad- kommes genom att man förser spännringens 13 raka yttre mantelyta 15 med ett antal spännhål 16 och sätter in ett stångliknande verktyg, t.ex. en nyckel, i ett av hålen 16 och sedan vrider spännringen 13. 2 17 betecknar en första konisk rullkroppshållare, vilken är anordnad mellan chuckhylsans 9 koniska yttre mantelyta 12 och spännringens 13 koniska inre mantelyta 1U och i vilken är in- monterade inre rullkroppar 18, i form av ett antal nålrullar, vilka är anordnade i rader och vars längdaxlar lutar i en kon- stant vinkel i förhållande till chuckhylsans yttre mantelyta 12.

Rullkropparna står i kontakt med chuckhylsans 9 yttre mantelyta 12 vid insidan och med spännringens 13 inre mantelyta lä vid ut- sidan, varigenom sålunda ett s.k. rullkontaktförhållande upprättas.

Då spännringen 13 vrids, vrider sig rullkroppen 18 kring sina länßduklnr mellan hylsnns 9 koniska yttre mnntnlyta 1? nvh spänn- ringens 15 koniska inre muntclyta lä samtidigt som dc rör sig kring hylsans axel längs en skruvlinje. 19 betecknar låsringar, som skjuter ut från chuckhylsan 9 eller spännringen 13 för att hindra den första rullkroppshållaren 17 från att glida av. 20 betecknar en stödhylsa, vilken är anordnad på sådant sätt, att den omger spännringens 13 yttre mantelyta 15, varvid stöd- hylsans inre mantelyta 21 är utförd rak 1 motsvarighet till den 760216643 Uï raka yttre mantelytan 15 hos spännringen 13. Stödhylsans 20 upp- gift är att öka chuckens radiella styvhet i och för hindrande av_ chuckhylsan 9 från att deformeras genom böjning då hylsan samman- pressas radiellt av rullkropparna då spännringen 13 vrides för fastspänning av verktyget 10. Den hindrar även spännringen från att expandera radiellt utåt under mottrycksverkan till samman- pressningen av chuckhylsan 9 och är orörligt fäst vid chuckkroppen 5, närmare bestämt vid flänsen 8 medelst ett antal fästbultar 22. 23 betecknar sålunda ett antal i flänsen 8 upptagna radiellt på' densamma belägna bulthål och 2U ett antal i ringen 20 utförda i motsvarighet till bulthålen 23 belägna~gängade hål. Fästbultarna 22 inskruvas i de gängade hälen 2U genom bulthâlen 23, varigenom stödhylsan 20 fixeras vid chuckkroppens 5 fläns 8. 25 betecknar en andra cylindrisk rullkroppshållare, vilken är anordnad mellan stödhylsans 20 raka inre mantelyta 21 och spänn- ringens 13 raka yttre mantelyta 15 och i vilken är anordnad yttre rullkroppar 26, i form av ett antal nålrullar, vilka är anordnade i rader och vars längdaxlar lutar i en konstant vinkel mot en generatris till den yttre mantelytan 15. Lutningsvinkeln för de yttre rullkropparnas 26 längdaxlar är större än lutningsvinkeln för de inre rullkropparnas 18 längdaxlar i och för tillförsäkrande av att de yttre rullkropparna 26 förflyttas i radiell riktning lika mycket som de inre rullkropparna 18. Betecknad med 27 är vidare en låsring, som skjuter ut från spännringen 13 eller stöd- hylsan 20 för att hinra den andra rullkroppshållaren 25 från att glida av.

Hur verktyget 10 i chuckhylsans 9 hålighet 11 fastspännes skall nu beskrivas.

Antag att rullkropparna 18 och 26 i den första och andra rullkroppshållaren 17 resp. 25 har en sådan lutningsvinkel, att, såsom visas i fig. 3, deras basändar är belägna mera åt vänster än deras främre ändar i förhållande till deras generatriser, sett från utsidan av hâllaren 17 eller 25. Då spännringen 13 vrides medurs såsom visas i fig. 2, vrider sig de inre rullkropparna 18 runt sina längdaxlar i en riktning vinkelrätt mot sina axlar samtidigt som de längs en skruvlinje rör sig runt chuckens axel uppför chuckhylsans 9 koniska yttre mantelyta 12. Detta resulterar i att chuckhylsan 9 pressas samman radiellt och sålunda stadigt griper om verktygets 10 skaft. '7602166-6 Chuckhylsan 9 själv saknar spår, som sträcker sig längs dess generatriser, och är av den typ, vid vilken det metall- material av vilken den består ensamt spänner fast verktyget, varvid den genom sammanpressningen deformeras tills elastici- tetsgränsen för metallmaterialet uppnås, varigenom den stadigt griper om verktygets 10 skaft i håligheten 11. I samband här- med visar chuckhylsan 9, då den sammanpressas, en benägenhet att böjas vid rotdelen, och finns risk för att spännringen 13 deformeras radiellt utåt då den påverkas av reaktionskraften till chuckhylsans 9 sammanpressníngskraft. Enligt föreliggande uppfinning, vid vilken det ovan beskrivna arrangemanget används, förhindras emellertid, eftersom stödhylsan 20, som omger spänn- ringens 13 yttre mantelyta 15 verkar mot den yttre mantelytan 15, deformatíonen av spännringen 13 av stödhylsan 20. Härigenom blir det sålunda möjligt att bibehålla ett stadigt grepp om verktyget 10 utan fara för att chuckens sammanpressningskraft minskas.

Förutom det faktum att stödhylsan 20 hindrar spännringen 13 från att deformeras, såsom beskrivits ovan, kan, eftersom stöd- hylsan 20 själv omger spännringens 13 yttre mantelyta och verkar mot chuckkroppen, dvs. dess fläns 8, även om chuckhylsans 9 väggtjocklek minskas, den radiella styvheten hos hela chucken inklusive chuckhylsan ökas, varigenom sålunda chuckhylsans 9 böjning då den sammanpressas förhindras. Även i denna mening kan följaktligen ett stadigt grepp om verktyget upprätthållas.

Genom det faktum att stödhylsan 20 är monterad så att den omger spännringens 13 yttre mantelyta 15 kommer den även att verka som en dammskydd för de två rullkroppshållarna 17 och 25. Då spännringen 13 vrids i motsatt riktning, eller moturs, kommer den sammanpressade chuckhylsan 9 genom att de inre rullkropp- arna 18 rör sig nedför chuckhylsans 9 avsmalnande koniska yttre mantelyta 12 att återta sin ursprungliga form, så att verktyget 10 lätt kan uttagas ur håligheten 11.

Sammanfattningsvis, hindrar stödhylsan 20, vid chuckkonstruk- tionen enligt föreliggande uppfinning, eftersom stödhylsan som omger spännríngens 13 yttre mantelyta 15 verkar mot densamma, spännringen 13 från att deformeras radiellt utåt av reaktions- kraften till den sammanpressningskraft som verkar då chuckhylsan 9 sammanpressas, samt ökas genom stödhylsan även den radiella

Claims (2)

7602166-6 styvheten hos hela chucken inklusive chuckhylsan 9, varigenom sålunda även fenomenet med chuckhylsans böjning vid dess samman- pressning kan elimineras. Detta betyder att chuckhylsan 9 av den typ som är avsedd för fastspänning av verktyget 10 enbart genom elastisk deformation av chuckhylsans metallmaterial kan minskas till sin väggtjocklek så mycket som möjligt för att åstadkomma en tillräckligt fast fastspänning för att förhindra skrammel eller snabba vibrationer av verktyget under bearbetningen. P a t e n t k r a v

1. Chuck för verktygsmaskiner, innefattande en chuckkropp (5) som består av en infästdel (7) som är anordnad att insättas i ett chuckfästhål (2) i en verktygsmaskin, och en chuckhylsa (9) som sträcker sig bort från och är utförd i ett stycke med in-" fästdelen (7) samt har en yttre mantelyta (12) som smalnar av.i chuckhylsans längdrlktnjnm och en hålighet (ll) för mottagande av skaftet på ett verktyg (10), en spännring (13) som är vridbart monterad över chuckhylsans (9) yttre mantelyta (12), inre rull- kroppar (18), i form av ett antal nålrullar, som är anordnade i omkretsled mellan spännringen (13) och chuckhylsans (9) yttre mantelyta (12) och vars längdaxlar lutar i en konstant vinkel i förhållande till en generatris till denna mantelyta (12), varvid arrangemanget är sådant att de inre rullkropparna (18), då spänn- ringen (13) vrids, själva vrider sig kring sina längdaxlar sam- tidigt som de rör sig i skruvlinje runt chuckhylsan (9) på dennas koniska yttre mantelyta (12) för elastisk sammanpressning av chuck- hylsa (9) Och fastspänning av verktygets (10) skaft eller åter- ställande av dess ursprungliga form för frigörande av skaftet, k ä n n e t e c k n a d a v att chucken dessutom innefattar en stödhylsa (20), som omger spännringens (13) yttre mantelyta (15) och är stadigt fäst vid basdelen av chuckkroppens (5) infästdel (7), så att den omger spännringens (13) yttre mantelyta (15), samt yttre rullkroppar (26), i form av ett antal nålrullar, som är anordnade i omkretsled mellan stödhylsans (20) inre mantelyta och spännringens (13) yttre mantelyta (15) och vars längdaxlar lutar i en konstant vinkel mot en generatris till denna yttre mantelyta (15), varvid arrangemanget är sådant att spännringens (13) radiellt utåtriktade deformation, under inverkan av chuck- hylsans (9) mottryck, då den senare hoppressas elastiskt i och för gripande av verktyget (10), till en del upptas och begränsas 7602166-6 av stödhylsan (20).

2. Chuck enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att lutningsvinkeln för de yttre rullkropparnas (26) längdaxlar är större än lutningsvinkeln för de inre rullkropparnas (18) längdaxlar. ÅNFÖRDÅ PUBLIKATIONER: