держатель инструмента

Формула изобретения

1. Держатель инструмента в виде длинномерной расточной оправки или выдвижного шпинделя металлообрабатывающего станка, имеющий своей базовой частью хвостовик с прилегающим к нему и вдоль его преимущественно цилиндрическим участком, имеющим удлинение, на конце которого имеется скрепленное с удлинением место-элемент для установки и закрепления в нем режущего инструмента, расположенные вдоль удлинения и базовой части параллельно одна другой или близко тому стальные стяжки, каждая в виде винта с головкой, стержневой частью и ее резьбовым участком, предназначенные для силового защемления между их головками и базовой частью удлинения, отличающийся тем, что в базовой части выполнены резьбовые отверстия с ответными стяжкам резьбами и расположением, а само удлинение выполнено в виде наборов последовательно расположенных на и вдоль стержневой части стяжек элементов в виде втулок или колец из высокопрочного и высокожесткого материала (материалов).

2. Держатель по п.1, отличающийся тем, что элементы наборов в некоторой их части выполнены в виде клиньев, направленных встречно один другому.

3. Держатель по п. 1, отличающийся тем, что ответные контактные торцы элементов наборов выполнены или плоскими, или конусообразными.

4. Держатель по п.1, отличающийся тем, что элементы наборов перемежаются между собой кольцами из сминающегося металла.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, а конкретно к держателям режущего инструмента, которыми являются, в частности, расточные оправки и выдвижные шпиндели расточных станков.

Известно, что держатели режущего инструмента силами резания изгибаются, закручиваются, сжимаются и растягиваются, что приводит к вибрации держателей и инструмента, снижению чистоты и точности обработки поверхностей изделий, снижению стойкости режущего инструмента, требует понижения режимов резания.

Известно, что перечисленные недостатки, причиной которых является недостаточная жесткость держателей инструмента, преодолеваются в большей или меньшей мере выполнением их сборными и из различных материалов, а также выполнением их предварительно напряженными.

Известно, что по настоящее время выдвижные шпиндели расточных станков выполняют цельными.

Известен держатель инструмента - расточная оправка, по авт.св. СССР N 852451, кл. B 23 B 29/03, 1978, выполненная в виде цилиндрического трубчатого корпуса, имеющего частями базовую часть "хвостовик" и присоединенное к нему "удлинение", при конце которого имеется место-элемент для установки и закрепления режущего инструмента, где упомянутый корпус с целью повышения его жесткости сжат в его продольном направлении посредством расположенного в нем вдоль его оси стержня с резьбой и гайки.

Недостатком приведенного держателя является его недостаточная жесткость.

Задачей изобретения является предварительно напряженный держатель инструмента с высокими характеристиками жесткости на изгиб, кручение, сжатие и растяжение.

Сущность изобретения.

Держатель инструмента в виде длинномерной расточной оправки или выдвижного шпинделя расточного металлообрабатывающего станка, имеющий своей базовой частью хвостовик с прилежащим к нему и вдоль его преимущественно цилиндрическим участком, имеющим удлинение, при конце которого имеется скрепленное с удлинением место-элемент для установки и закрепления в нем режущего инструмента, расположенные вдоль удлинения и базовой части параллельно одна другой или близко того стальные стяжки, каждая в виде винта с головкой, стержневой частью и ее резьбовым участком, предназначенные для силового защемления между их головками и упомянутой базовой частью упомянутого удлинения, имеет отличие в том, что в базовой части выполнены резьбовые отверстия с ответными стяжкам резьбами и расположением, а само удлинение выполнено в виде наборов последовательно расположенных на и вдоль стержневой части стяжек элементов в виде втулок или колец из высокопрочного и высокожесткого материала (материалов).

В варианте исполнения держателя элементы наборов выполнены в некоторой их части в виде клиньев, направленных встречно один другому.

В варианте исполнения держателя ответные контактные торцы элементов наборов выполнены или плоскими, или конусообразными.

В варианте исполнения держателя элементы наборов перемежаются между собой кольцами из сминающегося металла.

Графически держатель инструмента в виде расточной оправки изображен на фиг.1, а в виде выдвижного шпинделя - на фиг.2.

Держатель инструмента по фиг. 1, 2, имеющий базовой частью хвостовик 1 с прилежащим к нему и вдоль его преимущественно цилиндрическим участком 2, имеет удлинение, представленное наборами втулок (колец) 3 из высокопрочного и высокожесткого материала, стальных стяжек 4 и места-элемента 5 для установки и закрепления режущего инструмента, например резца 10.

Втулки (кольца) 3 могут перемежаться кольцами 6 из сминающегося металла. Два соседних элемента 3 набора в варианте их выполнения (исполнения) могут быть выполнены как встречно направленные один другому клинья, как по типу элементов 7, 8.

Втулки (кольца) 3 в вариантах их исполнения могут иметь плоские или конусообразные ответные контактные торцы, как по фиг.2. Наборы втулок (колец) 3 силово защемлены между торцами базовой части 1, 2 и места-элемента 5 посредством стяжек 4, ввинченных резьбовыми участками "а" в базовую часть 1, 2.

Для предупреждения смятия торца базовой части 1, 2 наборами втулок (колец) 3 установлены увеличенные по площади торцев кольца 9 из высокопрочного и высокожесткого материала.

Элементы 3, 9 и торцы элементов 2 и 5, а также торцы стяжек 4 нагружены напряжениями сжатия, а стержневая часть стяжек нагружена напряжениями растяжения, что сообщает удлинению предварительное напряжение и высокую эксплуатационную жесткость.

Упомянутые напряжения и жесткость являются следствием сборки стяжек 4 в их более нагретом состоянии по сравнению с втулками (кольцами) 3, при этом после остывания стяжек напряжение растяжения в стяжках не должно превышать предела упругости из материала.

Жесткость материала втулок (колец) 3 и 9 должна превышать жесткость материала стяжек 4, иначе коэффициент "Е" - модуль Юнга материала втулок (колец) 3 должен превышать тот же коэффициент для стали.

Материалом втулок (колец) 3 могут быть, например, инструментальные твердые сплавы титанокобальтовой или вольфрамокобальтовой групп или иные природные или синтетические спекаемые материалы.

Наряженного состояния стяжек и силового контакта всех элементов держателя достигают и без нагрева стяжек, а именно при взаимном встречном принудительном перемещении двух соседних втулок (колец) 3, выполненных и установленных как встречно направленные один другому элементы-клинья 7 и 8.

По изложенному часть держателя, которая названа удлинением, становится предварительно напряженной (находится в предварительно напряженном состоянии) и, чтобы хоть несколько изогнуть, сжать или растянуть его, раскрыть торцы его стыков, необходимо приложить такую силу, в том числе и силу резания, которая посредством контактных торцев элементов 3, что при торце базовой части 1, 2 (как ребер опрокидывания) и некоторой силы упругости элементов 3, превышала бы силу напряжения в стержневой части стяжки (стяжек) 4. А чтобы закрутить удлинение, необходимо закрутить высокожесткие элементы 3 или преодолеть момент трения между их контактными торцами и торцами базовой части 1, 2 и места-элемента 5.

По заявленной конструкции держателя инструмента и его особой сборке достигается высокая жесткость держателя на изгиб, кручение, растяжение и сжатие, что позволяет обрабатывать весьма удаленные от базовой части держателя поверхности, в том числе и глубокие отверстия, достигать при этом чистоты и точности обработки поверхностей изделий, добиться повышения стойкости режущего инструмента и повышения производительности станков.