Трехкулачковый самоцентрирующий патрон

 

ТРЕХКУЛАЧКОВЫЙ САМОЦЕНТРИРУЮЩИЙ ПАТРОН, в корпусе которого размещены связанные со спиральным диском ползуны с рабочими кулачками, два из которых установлены неподвижно, о тлич ающи и с я тем, что, с целью повышения его производительности, патрон снабжен установленными с возможностью поворота на корпусе стаканами с направляющими, в которых размещены ползуны неподвижных кулачков , при этом в каждом из этих ползунов жестко установлен палец с зубцом , предназначенным для взаимодейстния со спиральным диском. (Л К 34 28 а со Hj

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(51) В 23 В 31/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

И ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ фф* (r, Е", И.. Jr, „-.. (1

22

Л

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

1 (21) 3615706/25-08 (22) 30.05.83 (46) 23.03.85. Бюл. ¹ 11 (72) Л.А. Бенин, О.П. Старосельцев, К.Б. Евстафьев и С.Г. Кравец (71) Всесоюзный проектно-технологический институт энергетического ма"" шиностроения (53) 621-941.229.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 715232, кл. В 23 В 31/10, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР № 730486, кл. В 23 В 31/12, 1977 (прототип).

„„SU„„1146137 A (54) (57) ТРЕХКУЛАЧКОВЫЙ САИОЦЕНТРИРУ-

ЮЩИЙ ПАТРОН, в корпусе которого размещены связанные со спиральным диском ползуны с рабочими кулачками, два из которых установлены неподвижно, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения его производительности

t патрон снабжен установленными с воэможностью поворота на корпусе стаканами с направляющими, в которых размещены ползуны неподвижных кулачков, при этом в каждом из этих ползунов жестко установлен палец с зубцом, предназначенным для взаимодействия со спиральным диском.! 146137

Изобретение относится к области станкостроения, а более конкретно к устройствам для закрепления деталей на шпинделе станка при обработке эксцентричных поверхностей. 5

Известен патрон, в котором один из кулачков выполнен из двух частей: одной — направляющей, снабженной рифлениями и закрепленной на связанной со спиралью рейке, другой — подвижной с продольным пазом, боковые поверхности которого выполнены в виде реек, причем на направляющей части кулачка установлен винт, на который надеты втулка с рифлением по торцу и зубчатая шайба, контактирую-щая с рейками (Ц .

Однако данным патроном невозможно качественно расцентрировать занимаемую кулачками заготовку, ось кото-2О рой смещена относительно оси патрона.

Это связано с различиями в направлениях перемещения кулачков при расцентровке, из которых лишь один перемещается радиально к оси заготовки, 25 в то время как два других кулачка переме- щаются по хордам к ее окружности. и встречаются с ней не по касательной, как пер— вый кулачок, а гранями своих боковых сторон. При обработке одинаковьй 30 заготовок изделий с наружными диаметрами, имеющими отклонения от номинального значения, условия их центровки вносят неопределенность в установку величины эксцентриситета. 35

Известен также самоцентрирующий токарный патрон, в корпусе которого размещены связанные со спиральным диском ползуны с рабочими кулачками, два из которых установлены неподвиж- О но f21 .

Однако известный патрон требует длительного времени для установки детали и имеет ограниченные технологические возможности. 45

Целью изобретения является повышение производительности патрона.

Указанная цель достигается тем, что трехкулачковый самоцентрирующий патрон, в корпусе которого размещены б связанные со спиральным диском ползуны с рабочими кулачками, два из которых установлены неподвижно, снабжен установленными с возможностью поворота на корпусе стаканами с на- 55 правляющими, в которых размещены пол" зуны неподвижных кулачков, при этом в каждом из этих ползунов жестко установлен палец с зубцом, предназначенным для взаимодействия со спиральным диском.

На фиг. 1 представлен патрон, внд спереди, на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез В-В на фиг. 1, (повернуто); на фиг. 5 — разрез Г-Г на фиг. 4, на фиг. 6 — вид

Д на фиг. 1; на фиг. 7 — расчетная схема для определения величины смещения; на фиг. 8 — то же для определения точности установки.

Патрон содержит корпус 1, в полости которого вращательно установлен диск 2 со спиральной нарезкой 3 и коническим зубчатым колесом 4, выполнен ным заодно с диском 2. С зубчатым колесом 4 сцеплена коническая шестерня 5 с квадратным отверстием 6. В корпусе 1 выполнены радиальные направляющие 7, в которых подвижно установлен ползун 8, имеющий зубцы 9, сцепленные со спиральной нарезкой 3.

В полэуне — продольный паэ 10 в виде "ласточкина хвоста", в котором посредством ответного выступа линейно-подвижно смонтирован установочно-регулируемый кулачок 11. Ползун 8 снабжен полкой 12 с нанесенными на ней делениями и стойкой 13 с отверстием, в котором находится окончание винта 14, фиксированного посредством штифта 15, а кулачок 11 имеет резьбовое отверстие 16, с которым соединен винт 14, проушину 17 с помещенHbIM в нее винтом 18, завернутым в, резьбовое отверстие ползуна 8, и нанесенную на торце риску 19. В корпусе под углом 120 к оси ползуна 8 выполнены два цилиндрических гнезда 20 с канавками 21 ° Поворотно в гнезде

20 помещены стаканы 22 с направляющими 23 для линейно-подвижных в иих ползунов 24, несущих скрепленные с ними посредством винтов 25 и шпонок

26 и 27 кулачки 28. В каждом из стаканов 22 выполнены два гнезда 29, в которых смонтированы прихваты 30, имеющие зацепы 3 1, расположенные в канавке 21, и резьбовые отверстия 32 с завинченными в ннх болтами 33. На торцах стаканов 22 нанесены риски

34, совмещенные с градусными делениями, нанесенными на табличках 35, прикрепленных винтами 36 к корпусу 1, В каждом из ползунов 24 поворотно смонтирован палец 37, имеющий зубет

1146137

Д-й+ 0-г где Д вЂ” расстюяние между окружностя- 3б ми радиусов R и r;

МвР (>) а tсозe(lcm so = — (31 б

2 . 35 где д — угол при вершине О, треуголь04 °

Подставив значейие а в формулу (2), находим (И

2sih Р (4) .На ценное значение г подставляем в формулу (1) и, произведя преобразо-. вания, получаем значение

45 ь"к+в 4 51бр — (5)

Иэ треугольника 01, О и О„находим

Ol

Ф Г е в1в1 (6) Подставив в формулу (6) значение

Sink, величину а из формулы (3) и, пронзведя преобразования, находим, Р» ю .. (7)

Ф = 2К У

38, сцепленный со спиральной нарезкой 3, и обладающий возможностью перемещения .в пазу 39, выполненном в стакане 22. Для обеспечения возможности перемещения ползунов 8 -5 и 24 в корпусе 1 выполнены обнижения

40 и 41 и отверстие 42. Посредством посадочного диаметра расточки 43 и реэьбовых отверстий 44 в крышке 45 корпуса патрон соединяется со шпин- 1О пелем станка (не показан).

В расчетной схеме (фиг. 7) окружность, проведенная из центра О патрона через центры О и О стаканов 22, обозначена радиусом К, расстояние между 15 центрами О и 04 — индексом E являющимся эксцентриситетом детали 46, закрепленной кулачками 11 и 28. Угол

А,образованный между линией 1-1 и ли, нией,проходящей через О и Ор. или 20

О и О,. равен 30

Иэ центра Оа проводим окружность радиуса r проходящую через центры О и О, и перпендикуляр а к линии О и Оз, при этом угол d „ 25 между 4.и О и 04 также равен 30

Из построения следует, что

Формулы (5) и (7) позволяют вычислить и — величину rìåùåíèÿ кулачка .11 относительно ползуна 8, и — угол поворота каждого из стаканов 22 в зависимости от величины зксцентриситета е обрабатываемой детали 46. Величина R постоянная и ее значение заклеймено на лицевой стороне корпуса 1 ° Кулачки 11 имеют зажимные поверхности 47.

В исходном положении перед наладкой патрона на обработку детали 46 с заданным эксцентриситетом риска 19 кулачка 11 совмещена с индексом о шкалы на полке 12, кулачок 11 закреплен винтом 18, риски 34 на стаканах 22 совмещены с индексами о шкал на табличках 35, болты 33 завинчены, при этом зацепами 31 прихватов .

30 стаканы 22 закреплены в гнездах

20, зажимные поверхности 47 кулачков 11 и 28 расположены касательно к общей окружности произвольного радиуса К, а их перемещения возможны радиа ьно по осям 0Ä 03, О - 02

1 что обеспечивается ТУ изготовления патрона.

Первоначально вычисленные значения Д и 8 устанавливают следующим образом.

Открепив винт 18, вращением винта

14 перемещают кулачок 11 в направлении к 01 и риску 19 на нем совмещают с делением шкалы на полке 12, соответствующим вычисленному значению д, после чего кулачок 11 закрепляют винтом 18. Слегка отвинтив болты 33, освобождают стаканы 22, которые поворачивают за кулачки 28 по стрелкам до совмещения рисок 34 с индексами вычисленных значений р на табличках

35, после чего стаканы 22 закрепляют, чем и заканчивается наладка патрона.

При повороте каждого из стаканов 22 зубец 38 скользит по впадине спиральной нарезки колеса 4, одновременно с этим палец 37 поворачивается вокруг своей оси, при этом оба движения совершаются независимо от места нахождения полэуна 24 на направлении

0 и 04 (О и О, ). Вращая ключом шестерню 5„ приводят во вращение диск 2, спиральная нарезка которого вынуждает. ползун 8 с кулачком. 11 и ползуны 24 с кулачками 28 перемещаться радиально к 04, благодаря, чему осуществляется центрирование и закрепление детали 46 соосно 04, 1146137

10 при этом. величина наружного диаметра детали 46 в пределах технологических возможностей патрона не имеет значения.

Для обработки деталей, концент- 5 рйчных О,, кулачок 11 н стаканы 22 возвращают в исходное положение, при которых риски 19 и 34 совмещены с индексами 6 соответствующих шкал .

Предлагаемая конструкция патрона обеспечивает возможность обработки деталей, соосных и эксцентричных к оси шпинделя станка, при этом центрирование деталей в обоих случаях обеспечивается, не требуя измерения наружного диаметра детали и учета его в расчетах, дообработки кулачков и применения измерительных устройств к патрону, для установки кулачков, благодаря чему повышается производительность патрона и расширяются его технологические возможности.

В связи с тем, что линии Оз- 01 и 02 -04, но которым перемещаютСя кулачки 28, являются хордами окружности радиуса R, а кулачок 11 перемещается по линии О -О радиально, следует оценить погрешность центрирования детали 46, устанавливаемой 30 соосно 0

Пусть точка с1 (фиг. 8), перемещаясь в положение д„с витка 48 на виток 49 спиральной нарезки колеса 4, пойдет путь 6 — - шаг между витками, измеренный в радиальном направлении к 0„ . Та же точка, перемещаясь под углом к направлению d-d, войдет в контакт с витком 49 в точке d u совершит при этом путь Ф в направ1 ленин к 0 . Пренебрегая кривизной витка 49 на весьма малом участке

d -d2 принимаем, что угол между Ы-д„rr d„-d2 прямой н пройдейные пути соотносятся

t= —.

1 cosp (8)

При этом (фиг. 7) си р

Р-0 @ оС (91

Si n cr sfw 30 = 1(2; сьз cc= cos 30 =

Подставляем значения тригонометрических функций в формулу (1) и, произведя преобразования, определяем

q= R -Яе.а . (1t)

Подставляем значение (11) в формулу (9) и получаем й-—

ceS ф- (12)

Последнее уравнение: подставляем в формулу (8) 2. 2 « я-ве

Ч

2 (13)

Предлагаемый патрон позволяет с достаточно выс окой технологической точностью осуществлять центрирование соосных и эксцентричных ему деталей.

Экономический эффект от внедрения одного патрона составит 420 руб, в год, а в народном хозяйстве 42000 руб. в год.

1146137

1146137

Фиг.б

Фиг.7

Составитель А. Гаврюшин

ТехРед С.Мигунова Корректор Г. Решетник

Редактор Л. Гратилло

Заказ 1267/10 Тираж 1086 Поднисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал -ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4