Хвостовик инструмента

Полезная модель относится к инструментальному производству и может найти широкое применение при изготовлении инструмента, оправок, переходных втулок и патронов для использования в механизмах автоматической смены инструмента (МАСИ) на металлорежущих станках.
Из уровня техники широко известны хвостовики инструментов, включающие различные элементы, предназначенные для автоматической смены инструментов (см., например, Справочник конструктора-машиностроителя, том 1, глава V, 57a, http://skmash.ru/strl77.php).
Общим недостатком известных хвостовиков является невысокая надежность, обусловленная их конструктивными особенностями.
Наиболее близким к заявленному техническому решению, прототипом, является стандартный хвостовик инструмента с конусом 7:24 в исполнении для автоматической смены (ГОСТ 25827-93, с. 4-7, черт. 2, 3, http://gostrf.com/normadata/l/4294828/4294828584.pdf.).
Данный хвостовик включает соосные конусный участок и фланец с захватным пазом. Фланец с захватным пазом используется для крепления хвостовика в захвате автооператора или инструментального магазина, а конус для крепления в шпинделе станка или в обратном конусе инструментального магазина.
Недостатком такой конструкции хвостовика является невысокая эффективность операции установки инструмента в инструментальном магазине с помощью автооператора за конус хвостовика, связанная с тем что:
- каждое место установки должно быть оснащено обратным конусом с устройством крепления хвостовика за конус различной сложности, зависящей от конструкции конуса, что повышает сложность конструкции, уменьшает универсальность, увеличивает стоимость комплектации и понижает надежность крепления при увеличении количества мест установки;
- требуется дополнительное расстояние между уровнями инструментального магазина для размещения всего инструмента с хвостовиком между обратными конусами нижнего и текущего уровня инструментального магазина, в который производится установка инструмента, что увеличивает размер всего инструментального магазина;
- возможно выпадение тяжелых инструментов при динамических нагрузках, возникающих при перемещении тяжелого инструмента в магазине, что ограничивает скорость и ускорение, увеличивая время этого перемещения;
- возможно выпадение или заклинивание шариков фиксирующего механизма обратного конуса.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание надежной и универсальной конструкции хвостовика для автоматической смены инструмента.
Технический результат - повышение эффективности автоматической смены инструмента с помощью автооператора.
Поставленная задача решается, а заявленный технический результат достигается тем, что в хвостовике инструмента, включающем соосные конус и фланец с периферийным захватным пазом, фланец содержит второй периферийный захватный паз, соосный первому.
Полезная модель поясняется изображениями, где на:
Фиг. 1 - хвостовик с инструментом, вид спереди;
Фиг. 2 - установка хвостовика с инструментом в захват инструментального магазина, изометрия;
Фиг. 3 - установка хвостовика инструмента в захват инструментального магазина, вид спереди;
Фиг. 4 - сечение А-А на Фиг. 3.
На изображениях указаны следующие позиции:
1 - конус хвостовика;
2 - фланец хвостовика;
3, 4 - периферийные захватные пазы фланца хвостовика;
5 - инструмент;
6 - рука автооператора;
7 - захват автооператора;
8 - захват диска инструментального магазина;
9 - первый диск инструментального магазина;
10 - второй диск инструментального магазина;
11 - инструментальный магазин.
Хвостовик инструмента (Фиг. 1) включает конусный участок 1 и фланец 2 с двумя периферийными захватными пазами 3 и 4, и выполнен, как одно целое с собственно инструментом 5.
Хвостовик инструмента устанавливается в захват следующим образом. Для установки используется захват автооператора 7 с возможностью управлять сжиманием и разжиманием хвостовика. Рука автооператора 6 с зажатым в ее захвате 7 захватным пазом 3 хвостовика 1 по командам с устройства программного управления (на рисунках не показано) позиционируется напротив свободного захвата инструментального магазина 8 так, чтобы элементы стыковки свободного захвата магазина 8 лежали в одной горизонтальной плоскости со свободным захватным пазом 4 хвостовика 1, и вставляет в него хвостовик до полного обхвата и фиксации ножками захвата магазина 8. Затем захват автооператора 7 разжимается и выходит из зацепления с захватным пазом 3 хвостовика 1. Хвостовик 1 остается зафиксированным в захвате магазина 8, причем для забора нужного инструмента из магазина автооператор выполняет операции в обратном порядке.
Преимуществом заявленного хвостовика инструмента является повышение эффективности автоматической смены инструмента с помощью автооператора за счет того, что:
- каждое место установки в инструментальном магазине может быть оснащено простым и надежным скобообразным захватом, дешевым в изготовлении, т.к. захват выполнен в виде одной монолитной детали;
- крепление в инструментальном магазине не зависит от конструкции конуса и поэтому более универсально для применения в станках с различной конструкцией конуса;
- не требуется дополнительное свободное пространство между уровнями инструментального магазина, что уменьшает габариты последнего. Например, на Фиг. 3 расстояние S между первым 9 и вторым 10 диском инструментального магазина 11, должно быть чуть больше суммы размеров l+k, где l - длина хвостовика, k - длина самого длинного инструмента, устанавливаемого на данном диске инструментального магазина;
- более жесткое крепление, зависящее от свойств материала из которого выполнен захват инструментального магазина, выдерживает большие динамические нагрузки, возникающих при перемещении тяжелых инструментов в инструментальном магазине, что дает возможность повысить скорость и ускорение этого перемещения и уменьшить время выполнения операции перемещения;
- конструкция крепления более надежна ввиду отсутствия дополнительных деталей и сложных механизмов фиксации.
Таким образом, поставленная задача - создание надежной и универсальной конструкции хвостовика для автоматической смены инструмента - решена, а заявленный технический результат - повышение эффективности автоматической смены инструмента с помощью автооператора - 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 неизвестной на дату приоритета из уровня техники необходимых признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
С учетом изложенного можно сделать вывод о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении относится к области станкостроения и может быть использован при изготовлении инструмента, оправок, переходных втулок и патронов для механизмов автоматической смены инструмента на металлорежущих станках;
- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте формулы полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в материалах заявки и 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.