Инструментальный захват

Полезная модель относится к области машиностроения и предназначена для использования в механизмах автоматической смены инструмента (МАСИ) на металлорежущих станках.
Из уровня техники известен инструментальный захват к МАСИ, выполненный из капролона (полиамид-6) в виде скобы с полкой, выполненной с возможностью крепления к исполнительному органу станка, и упругими относительно полки ножками с заходными участками на их окончаниях и внутренней поверхностью, выполненной радиусной в плане и снабженной трапециевидным в профиле выступом и удерживающий инструмент силами упругости. Ножки данного захвата имеют дополнительные прорези, уменьшающие силы упругости, возникающие при установке в захват инструмента (Устройства автоматической смены инструмента разработки НПФ «Семил», www.semil.ru/instrament.html).
Такая конструкция инструментального захвата благодаря снижению сил упругости существенно снижает и силы трения, возникающие на поверхности фиксирующего трапециевидного выступа, что ведет к уменьшению его истирания, а, следовательно, и к увеличению срока службы инструментального захвата в целом.
К недостаткам аналога следует отнести повышенную сложность конструкции захвата, а также невозможность установки в нем тяжелых (по весу) инструментов - аналог предназначен, в основном, для МАСИ к деревообрабатывающим станкам, т.е. тогда, когда применяются небольшие по весу инструменты.
Наиболее близким к заявленному - прототипом - является инструментальный захват для МАСИ к металлорежущему вертикально-фрезерному обрабатывающему центру мод. СТ.2 С500Ф4 в виде скобы с полкой, выполненной с возможностью крепления к механизму автоматической смены инструмента станка, и упругими относительно полки ножками с заходными участками на их окончаниях и внутренней поверхностью, выполненной радиусной в плане и снабженной трапециевидным в профиле выступом, предназначенным для взаимодействия с ответной трапециевидной канавкой, выполненной в цилиндрическом хвостовике захватываемого инструмента (см. ОАО «Стерлитамакский станкостроительный завод, Пятикоординатный обрабатывающий центр модели СТ2.С.500Ф4, Руководство по эксплуатации СТ2.С.500Ф4.00.000 РЭ, 2012, Лист 52, Рисунок 6.10).
Благодаря отсутствию дополнительных прорезей в захватывающих и фиксирующих частях, данный захват отличается повышенной «грузоподъемностью», т.е. может быть использован для МАСИ металлорежущих станков. Кроме того, данный инструментальный захват отличается большей простотой конструкции.
Недостатком прототипа являются, в силу цельности его конструкции, повышенные силы упругости, возникающие в момент установки в него инструмента, что приводит к повышенным силам трения на поверхности фиксирующего трапециевидного выступа, его повышенному износу, а, следовательно, к сокращению срока службы инструментального захвата.
Задача полезной модели - разработка конструкции инструментального захвата с минимально возможным износом фиксирующего трапециевидного выступа.
Технический результат - увеличение срока службы инструментального захвата.
Поставленная задача решается, а заявленный технический результат достигается тем, в инструментальном захвате в виде скобы с полкой, выполненной с возможностью крепления к механизму автоматической смены инструмента станка, и упругими относительно полки ножками с заходными участками на их окончаниях и внутренней поверхностью, выполненной радиусной в плане с радиусом r, совпадающим с радиусом хвостовика захватываемого инструмента, и снабженной трапециевидным в профиле выступом высотой h и шириной основания s, заходные участки выполнены в виде закрепленных на окончаниях ножек с возможностью вращения в плоскости трапециевидных выступов подшипников с цилиндрической образующей шириной S, отстоящей от центра внутренней радиусной поверхности ножек на расстояние L, так, что S>s, L=r.
Полезная модель поясняется изображениями, где на:
Фиг. 1 - инструментальный захват, вид сверху;
Фиг. 2 - сечение А-А на Фиг. 1;
Фиг. 3 - сечение Б-Б на Фиг. 1.
Инструментальный захват (Фиг. 1) представляет собой скобу с полкой 1 и упругими относительно полки ножками 2. Полка 1 снабжена отверстиями 3, предназначенными для крепления к механизму автоматической смены инструмента станка (не показан). Внутренняя поверхность 4 ножек 2 выполнена радиусной в плане с радиусом r и снабжена трапециевидными в профиле выступами 5 (на каждой ножке) высотой h и шириной основания s. Указанные выступы 5 формируют базовую поверхность для удерживаемого захватом инструмента с фиксирующей функцией. Заходные участки выполнены в виде закрепленных на окончаниях ножек 2 с возможностью вращения в плоскости Q трапециевидных выступов 5 подшипников 6 с цилиндрической образующей шириной S, отстоящей от центра О внутренней радиусной поверхности ножек 2 на расстояние L, так, что S>s, L=r. Приведенные соотношения вытекают из условия гарантированного взаимодействия с заменой трения на качение заходных участков (подшипников 6) с хвостовиком сменяемого инструмента при сохранении плавности захвата инструмента и его фиксации.
Инструментальный захват работает следующим образом.
При подходе сменяемого инструмента 7 к МАСИ подшипники 6 скобы входят в контакт с цилиндрической образующей хвостовика 9 инструмента. Проходя дальше внутрь скобы 1, хвостовик 9 раздвигает упругие ножки 2 скобы. Возникающие при этом силы упругости уже не создают значительных сил трения вершин трапециевидных выступов 5 по дну ответного паза 8 хвостовика 9 инструмента, поскольку трение скольжения в данном случае заменено на качение подшипников 6 по цилиндрической образующей хвостовика 9 инструмента, так как радиус r внутренней радиусной поверхности ножек 2 совпадает с радиусом хвостовика захватываемого инструмента,. После перехода через диаметр окружности хвостовика инструмента заходные участки ножек 2 скобы возвращаются в исходное положение, и инструмент базируется на трапециевидных выступах 5 захвата, а подшипники 6 фиксируют положение инструмента, контактируя с цилиндрической образующей хвостовика 9 инструмента.
Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что при реализации полезной модели поставленная задача - разработка конструкции инструментального захвата с минимально возможным износом фиксирующего трапециевидного выступа - решена, а заявленный технический результат - увеличение срока службы инструментального захвата - достигнут.
Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в формуле признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности необходимых признаков, неизвестной на дату приоритета из уровня техники и достаточной для получения заявленного технического результата.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении относится к области машиностроения и предназначен для использования в устройствах для автоматической смены инструментов на металлорежущих станках;
- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в формуле полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке и/или известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Следовательно, заявленный объект соответствует критериям патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.