ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЙ ПАТРОН

Полезная модель относится к области станкостроения, машиностроения, металлообработки, а именно к устройствам для закрепления режущего, измерительного, вспомогательного инструмента приспособлений на металлорежущих станках, в частности с ЧПУ, обрабатывающих центрах, гибких производственных системах (ГПС), других металлорежущих станках.
Известны инструментальные патроны для крепления фрез, сверл, расточных оправок, патронов расточных, сверлильных, резьбовых, оправок для насадных торцевых и дисковых фрез и оснастки для стыковки их с промышленным оборудованием.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является Патрон для крепления концевого инструмента «Мечта», содержащий корпус, внутри которого установлена втулка с наружным и внутренним конусом, стыковочный и зажимной механизмы (А.С. №272782, 1970 г.).
В качестве недостатков прототипа следует указать то, что его стыковочный механизм, состоит из роликов, установленных в наклонных каналах корпуса патрона. Кроме того, в патроне не предусмотрено крепление цилиндрического инструмента и возможность крепления инструмента без переходных втулок.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в расширении технологических возможностей при тех же габаритах, устранении отрицательного инерционного эффекта, возникающего при резком торможении высокоскоростного шпинделя станка (20000-50000 об/мин), достижение герметичности патрона и фиксации стыковочного механизма ролика в нерабочем положении.
Указанный технический результат достигается тем, что инструментальный патрон, содержит корпус, выполненный с наклонным к его оси отверстием, втулку с наружным и внутренним конусом, установленную внутри корпуса, винт для предварительного закрепления инструмента и стыковочный и зажимной механизмы, который снабжен манжетой, установленной в средней части корпуса на его торце, при этом корпус выполнен с внутренней конической поверхностью в виде конуса Морзе, зажимной механизм выполнен в виде цангового зажима, расположенного внутри втулки, и с внутренней резьбой на конце для взаимодействия с упомянутым винтом, а стыковочный механизм состоит из толкателя, выполненного в виде ролика, установленного в наклонном отверстии корпуса, для центрирования и фиксации инструмента в первоначальном положении при его закреплении в корпусе.
Кроме того, для извлечения инструмента без переходной втулки, на выступающий из корпуса патрона конус инструмента установлено кольцо.
Стыковочный механизм состоит из одного ролика. Увеличение количества закрепляемых инструментов (режущих, измерительных, вспомогательных) достигается тем, что в корпусе патрона сохраняется стандартный угол уклона конуса, но незначительно уменьшается его диаметр (примерно, на 0,25 мм.). Это необходимо для того, чтобы на выступающий из корпуса конус инструмента или переходной втулки со стандартным хвостовиком, равным внутреннему конусу корпуса патрона, конуса Морзе, можно было надеть кольцо, превратив его во фланец или бурт, чтобы стронуть с мертвой точки закрепленный элемент и освободить место для другого,
Таким образом, увеличивается количество закрепляемых инструментов, как минимум, на один типоразмер больше, чем это возможно в аналогичных патронах одних и тех же габаритов.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид патрона; на фиг.2 - кольцо.
Инструментальный патрон содержит цанговый зажим 1, размещенный во втулке 2 с наружным и внутренним конусом. Втулка 2 установлена в корпусе 3 патрона. На внешней резьбовой части корпуса 3 установлена гайка 4, взаимодействующая с толкателем 6, выполненным в виде ролика. В средней части корпуса 3 на торце установлена манжета 5. Винт 7 служит для предварительного закрепления инструмента с цилиндрическим хвостовиком в цанговом зажиме 1 или в конической переходной втулке (на чертеже не показана) с помощью приспособления для безударного извлечения инструмента.
Кольцо 8 служит фланцем при использовании стандартных переходных втулок или инструмента с уклоном конуса хвостовика равным внутреннему конусу корпуса 3 патрона.
Чтобы не допустить отрицательного инерционного эффекта, возникающего при резком торможении высокоскоростного шпинделя станка (при 20000-50000 об/мин.), добиться герметизации патрона, с целью предотвращения попадания окалины, стружки, эмульсии в процессе работы станка и фиксации толкателя 6 в положении, не мешающего установке следующего инструмента, служит манжета 5.
Закрепление инструмента в патроне происходит следующим образом.
Инструмент с коническим или цилиндрическим хвостовиком с помощью приспособления и торцового ключа предварительно закрепляется в переходной втулке или в цанговом зажиме 1 вне станка. Закрепленный инструмент вводится внутрь патрона так, чтобы наклонная к оси радиусообразная лунка на втулке 2 или на инструменте оказалась на одной оси с толкателем 6 (роликом). Это происходит автоматически, так как перед этим лапка переходной втулки попадает в паз корпуса патрона. Если нужно установить инструмент с лапкой в переходную втулку или без нее, то для этого приспособление не требуется. Надежное закрепление в корпусе 3 патрона производится с помощью рожкового ключа. Если инструмент закрепляется через стандартную переходную втулку, то на нее надевают кольцо 8, которое с этого момента превращается во фланец, в который гайка 4 при свинчивании упирается торцом. В этот момент она сталкивает втулку 2 с мертвой точки, освобождая место для закрепления следующего инструмента. Перезакрепление патрона манипулятором (механической рукой) производится в течение 3-5 секунд.
Таким образом, полезная модель позволяет закреплять на станках с ЧПУ, типа обрабатывающий центр, гибких производственных системах (ГПС), другом металлорежущем оборудовании, в том числе и с ручным управлением (универсальном) концевые, торцовые и дисковые фрезы, сверла, оправки, цанги, патроны сверлильные, расточные, резьбовые и др., инструмент с лапкой или с внутренней резьбой, с помощью специальных (фирменных), стандартных переходных втулок или без них.