Самоцентрирующее зажимное устройство

 

САМОЦЕНТРИРУКЩЕЕ ЗАЖМНОЕ УСТРОЙСТВО, в корпусе которого размещены расположенные по окружности эксцентриковые зажимные ролики, оси которых связаны через промежуточные элементы с подпружиненным в тангенциальном направлении поворотным кольцом , от. личающееся тем, что, с целью повьшения точности посредством обеспечения постоянства усилия зажима при изменении диаметра зажимаемой детали, поворотное кольцо выполнено с внутренним и наружным венцами, первый из которых связан с выполненными в виде зубчатых секторов промежуточными элементами, а второй - с введенной в устройство подпружиненной рейкой, снабженной - упором, при этом жесткость К пружины рейки следующая: , ki -г m- 22 z где F усилие зажимаi заж число зубьев внутреннего 8 зубчатого венца Е - величина эксцентриситета зажимного ролика, модуль нар жного зубчатого венца число зубьев наружного - зубчатого венца 2,.- число зубьев спектра (для полной окружности)

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (И) А

gm)) В 23 В 31/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

) г

9,92F 2

2Z2 2 к к с где Fçàì

2.

2

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3396030126-08 (22) 17. 02. 82 (46) 23.04.84. Бюл. У 15 (72) Б.М. Несмелов (53) 621. 941. 229. 3 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 337204, кл. В 23 В 3/16, !970. (54)(57) САИОЦЕНТРИРУКЩЕЕ ЗАЕМНОЕ

УСТРОЙСТВО, в корпусе которого размещены расположенные по окружности эксцентриковые зажимные ролики, оси которых связаны через промежуточные элементы с подпружиненным в танген" циальном направлении поворотным кольцом, о т.л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности посредством обеспечения постоянства усилия зажима при изменении диаметра зажимаемой детали, поворотное кольцо выполнено с внутренним и наружным венцами, первый из которых связан с выполненными в виде зубчатых сект„ров промежуточными элементами, а второй - c введенной в устройство подпружиненной рейкой, снабженной

- упором, при этом жесткость К пружины рейки следующая: усилие зажима число зубьев внутреннего зубчатого венца, величина эксцентриситета зажимного ролика, модуль наружного зубчатого венца число зубьев наружного зубчатого венца, число зубьев спектра (для полной окружности) где F3oÄ вЂ” Усилие зажима; — число зубьев внутреннего зубчатого венца; величина эксцентрисйтета зажимного ролика; ч — модупь наружного зубча- 45 того венца;

2. — число зубьев наружного зубчатого венца; — число зубьев сектора

C (Для пОлной QKP HocTH) . 50

На фиг.1 показано предлагаемое устройство, сечение; на фиг.2— узел Х на фиг.1; на фиг.3 — график зависимости усилия пружины от угла р; на фиг.4 — разрез А-А на фиг.1. у

В корпусе 1 выполнено глухое отверстие, в котором установлено поворотное кольцо 2 с зубчатыми вен40

1 1087

Изобретение относится к станкостроению, а более-.конкретно к устройствам для закрепления деталей при обработке на металлорежущих станках.

Известно устройство, в корпусе которого размещены по окружности эксцентриковые зажимные ролики, оси которых связаны через промежуточные элементы с подпружиненными в танген- 10 циальном направлении поворотным кольцом 1 ).

Однако известное устройство не обеспечивает постоянное усилие зажима при изменении диаметра зажииа, следовательно снижает. точность.

Целью изобретения является повьппение точности посредством обеспечения постоянства усилия зажима при изменений диаметра зажимаемой детали. . Указанная цель достигается тем, что в самоцентрирующем патроне, в корпусе которого размещены расположенные по окружности эксцентриковые зажимные ролики, оси которых связаны через промежуточные элементы с подпружиненным в тангенциальном направлении поворотным кольцом, последнее выполнено с внутренним и наружным венцами первый из которых

У

30 связан с выполненными в виде зубчатых секторов промежуточными элементами,, . а второй — с введенной в устройство подпружиненной рейкой, снабженной упором,при этом жесткость пружины рейки следующая

„„2 У222 к к с

264 2 цами 3 и 4. В отверстии корпуса 1 закреплены три равнорасположенных по окружности оси 5, на которых установлены эажимные зксцентриковые ролики 6. К каждому ролику 6 приварено по сектору 7, имеющему зубчатую по дуге нарезку, зацепляеиую с внутренним зубчатым венцом 3 поворотного кольца 2, причем сектора 7 одинаково сориентированы относительно эксцентриковых роликов 6.

В корпусе 1 тангенциально поворотному кольцу 2 установлена рейка

8, эацепляемая с наружным зубчатым венцом 4 кольца 2. Рейка

8 подпружинена к корпусу 1 пружи ной 9 и установлена с ограничением линейного перемещения посредством регулируемого упора 10 со стороны сжатия пружины.При этом упор 10 выставляется таким образом, что линия эксцентриситета для максимального диаметра устанавливаемой детали параллельна касательной к ее поверхности в точке контакта с эксцентриковым роликом.

При этом пружина рассчитывается следующим образом где К вЂ” жесткость пружины

ЬР— изменение усилия . пружиflP ны при повороте эксцентрика;

Ь1 — ход пружины.

Момент на однои эксцентрике от зажимной детали

М*" =Р Н

ЭКСП, 3 < где Fзд,„— усилие зажима;

Н = 0 cos p (из фиг.2) и зависит от

Момент на одном эксцентрике от пружины прпж D 2

И =р "с=р .Ккс

ЭКСЦ пР 2.3 2 "Ð 6Z

В 8 -омодуль наружного венца-

7.1, — число зубьев наружчого венца;

Z — число зубьев сектора;

Z> — число зубьев внутреннего венца °

Из равенства моментов

rn 2

q qcCoo55ð

"Р

108726

Тогда бг,, Ер и к к 2с

Иэ графика (фиг.3) видно, что в интервале при p =- 30-90 характео ристика усилия пружины наиболее постоянна (в этом случае средняя величина неравномерности усилия зажима примерно равна 3/)

6FÇ Z ЕСоь30 6F àPВОсоз90

За* е З а s пР пк2к2с п к 2к2с

М 6 аС Z Есо»0 6 Z,Å s30 за% в

Ок2к 2с к к с

Изменение угла кольца 2 можно выразить

r3P с

20 где Д0 — ход пружины, приравненный к дуге кольца при его повороте на угол Д ;

R — радиус поворотного кольца,7S или

Z 22в 2Zs

dP= — йы=

Zc Zc )к Zc mZê З0 г, „z р аЕ=

22в дР 2-6 F Z 0cosÇ 2

flP 96% 8 Ь

m

12F Zв 0соь30

Подставляя значения (в радианах) cos 30 = 0,866026 и (5 = 1,047197, последнее выражение принимает вид

9Лг „„г е я 2 22 Z2 к к с

Пример. Приспособление имеет три эксцентриковых ролика с экс50 центриситетом 12,5 мм, с осями вра" щения, расположенными на диаметре

54 мм. Наружный диаметр ролика равен 26 мм.С эксцентриком жестко свя- 55 зан зубчатый сектор, делительный диаметр зубьев которого равен

36 мм,модуль mс = 1,5, полное

4 Я число зубьев 2 = 24.В корпусе установлено зубчатое кольцо с числом зубьев внутреннего венца 2в = 60 и

tnt = ю = 15. Делительный диаметр для внутренних зубьев кольца равен

90 мм. На наружной поверхности выполнен зубчатый венец с 2к = 60 ък= 2; 0 = 120 мм. Эти параметры кинематических звеньев позволяют осуществлять установку и зажим заготовок в диапазоне диаметров от 3 до

22 мм. При усилии зажима на каждом кулачке Р этаж= 10 кг, необходимом при выполнении операции чистовой шлифовки, жесткость пружины для зажима (определенная по формуле) составит К = 0,484 кг/мм .

Такая жесткость пружины обеспечит постоянство усилия в интервале значений угла от 30 до 90 . Однако для того, чтобы усилие зажима было нужной нам величины, необходимо определить усилие пружины при наибольшем ее сжатии в крайнем зна чении угла = 30 . Это усилие определяется по формуле эа

6F Z8 (cosy к к и равно Р„ = 13,53 кг.

По известной методике по необходимому максимальному усилию

Р, = 13,53 кг выбирают пружину с1 = 2,5 мм, D = 28 мм; C = 10 5 мм;

P -, = 15,4 кг, Е;, = 6,5 мм. Длина рабочей части пружины определяется по формуле

Р- t.

К 6 и равна 51,5 мм. Диапазон диаметров зажимаемых деталей в приспособлении составляет 19 мм и зависит от величины эксцентриситета. Этот диапазон может быть легко увеличен увеличением эксцентриситета при соответствующем изменении зависимых параметров кинематических звеньев.

Устройство работает следующим образом.

При перемещении влево рейки 8 до упора 10 кольцо поворачивается против часовой стрелки, поворачивая сектор 7, а вместе с ними зажимные ролики 6. В этом положении роликов

1087264 l0

6 устанавливается. зажимаемая деталь

11. При закреплении детали 11 подпружиненная рейка 8, перемещаясь вправо, поворачивает кольцо по часовой стрелке. Зубчатые секторы 7 поворачиваются и могут закреплять все меньшие диаметры деталей. При этом усилие пружины 9 уменьшается пропорционально перемещению рейки

В, следовательно, момент уменьшается. Но при уменьшении момента и при повороте роликов 6 увеличи-. вается угол Р а значит и величина. и прн определенное подопри

1 соло жесткости пружины 9 произведение

1 остается постоянным, слеРР cos P довательно, при всех постоянных геометрических параметрах устрой20 ства усилие зажима будет постоянным с достаточной для такого рода механизмов точностью (в пределах S37).

6 угол поворота (а,р ) прямо прапор . ционален перемещению рейки 8, следовательно, можно подобрать пружину 9 соответствующей жесткости, которая при обеспечении усилия в начале хода рейки 8, подсчитанной по предлагаемой формуле, обеспечит постоянство усилия зажима во всем диапазоне диаметров зажимаемых деталей.

Таким образом, выполчение промежуточного элемента в виде сектора с зубчатой нарезкой, взаимодействующей с зубчатым венцом на внутреннем диаметре поворотного кольца„ и установка упора для рейки, связанной с корпусом пружиной с определенной жесткостью, позволяет передавать постоянное усилие зажима на. детали с разными диаметрами.

Зкономический эффект на предприятии ожнцается получить в размере

1,5 тыс. руб. за .счет сокращения иомеонклатуры зажимных устройств для деталей с разными диаметрами.

1087264

1087264

Составитель Г. Кравченко

Техред T.Äóáêí÷àê Корректор Ю. Макаренко

Редактор Л. Шишкина

Тираж 103/ Подписное

ВНИИПК Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 "IocKBB Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2542/9

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная„4