Автомотический поводковый патрон
Изобретение относится к станкостроению, а именно к устройствам, передающим крутящий момент на деталь при обработке на металлорежущих станквх. Цель изобретения - повьшение на
СО1ОЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU,,» 138 1 (51) 4 В 23 В 33/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,"":
К А BT0PCHOtAY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
А-А
В
l0
7 (21) 408521 О/25-08 (22) 13.05.86 (46) 15.04.88. Бюл. У 14 (75) К.В. Литовченко (53) 621.941-229.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
11 956169, кл. В 23 В 33/00, 1980. (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ПОВОДКОВЬЙ ПАТРОН (57) Изобретение относится к станко- строению, а именно к устройствам, передающим крутящий момент на деталь при обработке на металлорежущих станках. Цель изобретения — повьппение на1388197
40 дежности зажима и качества обработки. !
Устройство .содержит механизм привода эажимных кулачков, выполненный в виде махового колеса 34, связанного промежуточными шестернями 18 и 19 с приводными осями 13 и 14, механизм компенсации эксцентриситета заготовки, выполненный в виде пружин кручения 23 и муфт 24-25, размещенных межИзобретение относится к станкостроению, а именно к устройствам для передачи крутящего момента на деталь при обработке на металлорежущих станках.
Целью изобретения является повышение надежности зажима и качества обработки.
На фиг.-l показан патрон, вид с рабочего торца; на фиг. 2 — разрез А-A на фиг.l; на фиг.3 — разрез Б-Б на фиг.2; на Фиг,4 — разрез В-В на фиг.3; на фиг.5 — p эрез Г-Г на фиг,3; на фиг.6 — разрез Д-Д на фиг.5; на фиг.7 — разрез Е-Е на фиг.2; на фиг.8разрез Ж-Ж на фиг.7; на фиг.9 — разрез 3-3 на фиг.2; на фиг.10 — обойма меньшего диаметра, вид спереди; на фиг.ll — разрез И-И на фиг.10; на фиг,12 — разрез К-К на фиг,10; на фиг.13 — вид Л на фиг.10; на фиг.14— поводок меньшего диаметра, вид спереди; на фиг.15 — разрез М-М на фиг. 14; на фиг.16 — вид Н на фиг.15; на фиг.17 — разрез 0-0 на фиг.2 (положение при раскрытии зажимных кулачков); на фиг.18 — разрез П-П на фиг.2.
Автоматический поводковый патрон содержит фланец 1, который установлен в выточке планшайбы станка и закреплен на ней болтами 2. В выемках на заднем торце фланца l имеются отверстия для болтов 3, которыми прик репляются к нему фланец кожуха 4, а также отверстие для болтов 5 для эак" репления фланца 6, предназначенного для регулировки пружины 7 кручения.
На переднем торце фланца 1 имеется кольцевая выточка для помещения цилиндрической части фланца 6 и пружиду приводными осями 13 и 14 и осями
26 зажимных кулачков 84. Кроме того, патрон содержит механизм равномерного распределения усилий зажима и механизм освобождения поводков, несущих эажимные кулачки 84 в радиальном направлении. Наличие указанных механизмов обеспечивает надежность зажима и повышает качество обработки. 18 ил.
1 ны 7. В резьбовом отверстии фланца 1 помещен хвостовик 8 ступицы 9 патрона.
Ступица 9 предназначена для закрепления на ней частей патрона. На цилиндрической части ступицы 9 помещены.шарикоподшипники 10, закрепленные кольцами ll. На торце ступицы 9 по двум концентрическим окружностям меньшего и большего диаметров размещены по три отверстия, в каждом из которых на шарикоподшипниках 12 помещены приводные оси 13 и 14. Шарикоподшипники 12 с одной стороны упираются во фланцы втулок 15, закрепленных на передней плоскости ступицы 9 при помощи болтов 16, а с другой стороны они закреплены кольцами 17.
На концах осей 13 и 14 жестко посажены шестерни 18 и 19. На осях 13 и 14 имеются уплотнительные буртики
20 и шейки, на которые надеты стаканы 21 с уплотнительными буртиками 22.
На стаканы 21 надеты пружины 23 кручения, концы которых закреплены с одной стороны в гнездах стаканов 21, с другой — в гнездах 13 и 14. На передних торцах стаканов 21 имеются выемы 24 для помещения выступов 25 (по принципу кулачково-дисковой муфты) осей 26 сменного поводка 27. Шестерни
18 попарно соединены промежуточными шестернями 28 с шестернями 19.
На заднем торце диска ступицы 9, имеются два выступа 29 со сквозными отверстиями, в которых помещены шарики 30 и два выступа 31 на которых при помощи болтов 32 закреплены упоры 33.
На шарикоподшипниках 10 посажено маховое колесо 34, На заднем торце
1388197
10 махового колеса 34 имеется кольцевая выточка для помещения пружины 7 и сквозное отверстие для закрепления одного конца пружины 7. Второй конец пружины 7 закреплен в отверстие в ступице фланца 6. На переднем торце махового колеса 34 имеется круговая выточка для помещения шестерни 35, закрепленной гужонами 36. Она входит в зацепление с шестернями 19, Кроме того, на переднем торце махового колеса 34 имеется два дуговых выступа
37 и 38 с гнездами 39. На образующей махового колеса 34 имеется выем для помещения зуба 40 запорного колеса
41 и другой выем для помещения пружины 42, один конец которой при помощи винта 43 прикреплен к маховому колесу 34, а второй при помощи винта 44 прикреплен к запорному колесу 41.
Пружина 42 стремится повернуть запорное колесо против часовой стрелки.
На образующей махового колеса 34 посажен шарикоподшипник 45, на котором посажено запорное колесо 41. В отверстии запорного колеса 41 имеется дуговой выем для помещения пружины 42.
На переднем торце запорного колеса
41 имеется два серповидных выступа
46 со скошенными упорами 47 на задних концах, взаимодействующих с шариками 30 °
На переднем торце ступицы 9 при помощи болтов 48 закреплена обойма 49 большого диаметра, предназначенная для закрепления на ней сменного поводка большего диаметра (не показан).
В диске обоймы 49 имеется цилиндрическое отверстие, в котором помещен диск легкосъемной обоймы 50 малого диаметра. На образующей цилиндрического отверстия имеется три канавки
51, предназначенные для проходов выступов 52,.имеющихся на диске малой обоймы 50. В конце канавок 51 с одной стороны сделаны выемки 53, в которые входят выступы 52 (при повороте малой обоймы на некоторый угол).
Для фиксации обоймы 50 в цилиндрическом отверстии обоймы 49 в диске ступицы 49 смонтирована защелка 54 с пружиной 55 и гайкой 56. На диске обоймы 50 имеется три выступающих . вперед сегмента 57, равномерно распа" ложенные по концентрической окружности, с дуговыми выступами 58, которые входят в дуговые выемки фиксатора 59.
l5
На сегментах 57 в ходовом направлении выполнены глухие цилиндрические отверстия, в которых помещены плунжеры 60 (с уплотнительными кольцами). Эти отверстия при помощи каналов 61 соединены с замкнутой коль. цевой полостью 62, заполненной машинным маслом.
С другой стороны на сегментах 57 выполнены выемки для помещения проушин двуцлечих рычагов 63. Короткие ! плечи 64 рычагов 63 предназначены для центрирования сменного поводка 27 при взаимодействии с упорами 65, имеющимися йа задней плоскости поводка 27. К большему плечу двуплечего рычага 63 при помощи заклепок прикреплен груз
66. Двуплечий рычаг 63 на оси 67 может поворачиваться на некоторый угол.
Пружина 68, прикрепленная одним концом к зацепу 69, а другим надета на головку заклепки 70, стремится повернуть двуплечий рычаг 63 по часовой стрелке.
На одном сегменте 57 выполнено резьбовое отверстие, сообщающееся с каналом 61. Оно предназначено для заливки масла в замкнутую полость 62.
В это отверстие ввинчивается заглушка
71, которая фиксируется гайкой 72.
На диске обоймы 50 имеется три овальных отверстия 73 для прохода втулок 15, а в центре — отверстие 74 для прохода центра станка (токарного или круглошлифовального) и кольцевая выточка 75 для помещения пружин 68.
Фиксатор 59 предназначен для фиксации поводка 27 на обойме 50. Фиксатор 59 может поворачиваться вокруг своей оси на некоторый угол, причем в крайних положениях он запирается зубом 76 плоской пружины 77, закрепленной в пазу, выполненом на передней плоскости большей обоймы 49, который входит при этом в вырезы, имеющиеся на торцах дуговых выступов 78 фиксатора 59, На внутренних поверхностях дуговых выступов 78 имеются дуговые буртики
79, взаимодействующие с дуговыми выступами 58. На плоскости диска 80 фиксатора 59 имеется отверстие, на образующей которого сделано три выреза (не показано) для прохода фигурных выступов 81 поводка 27.
Поводок 27 предназначен для зажима заготовок малых диаметров (например, от 6 5 до б 26 мм).
На плоскости диска фиксатора 95 имеется отверстие, на образующей которого выполнены три выреза 96 для прохода фигурных выступов поводков среднего и большего диаметров.
Патрон закрепляется на шпинделе токарного станка таким же образом, как трехкулачковый самоцентрирующий патрон.
55
1388197
На задней плоскости подводкового диска имеется три цилиндрических бобышки 82, расположенных по концентрической окружности со сквозными отвер5 стиями, в которых на иголках 83 установлены оси 26. На передних концах осей 26 посажены зажимные ролики 84, закрепленные гуженами 85. Зажимные поверхности роликов 84 выполнены по спирали с углом подъема 7 о
На задних плоскостях роликов 84 имеются круговые канавки, в которых, помещены резиновые уплотнительные кольца 86, вторые половины которых помещены в круговых канавках, выполненных на передней плоскости диска поводка 27.
На задних концах осей 26 имеются высокие уплотнительные буртики 87 °
Сменный поводок не показан} с более крупными зажимными роликами предназначен для зажима заготовок большего диаметра (например, от 26 до
b 56 мм). 25
Сменный поводок (не показан) с эа" жимными роликами такого же размера, как у поводка 27. Он предназначен для зажима заготовок больших диаметров (например, от 50 до 6 70 мм).
Эти поводки устроены так же, как поводок 27 и отличаются только размерами. Оба они устанавливаются на обойме 49.
Обойма 49 в основном устроена аналогично обойме 50. На передней плос35 кости обоймы 49 имеется выступ 88, на котором закрепляется плоская пружина
89 с зубом 90. роме того на переднеи плоскости 40 обоймы 49 имеется выступ 9!, в котором выполнено резьбовое отверстие, сообщающееся с замкнутой кольцевой полостью 92, в которое ввинчена заглушка 93, законтрогаенная гайкой 94. 45
Фиксатор 95 устроен аналогично фиксатору 59 и предназначен для фиксации сменных поводков среднего и большого диаметров.
На круглошлифовальном станке патрон закрепляется на планшайбе станка.
Патрон работает следующим образом.
Для обработки заготовок малых диаметров необходимо установить на пат.роне легкосъемную обойму 50. Для этого нужно обойму 50 наложить выступами
52 на канавки 51 и торец защелки 54 и, преодолевая сопротивление пружины 55, утопить выступы 52 в канавках
51 до упора. При этой обойма 50 своей образующей войдет в цилиндрическое отверстие обоймы 49, а защелка 54 утопится в отверстии диска ступицы патрона. Далее обойму 50 нужно повернуть по часовой стрелке на некоторый угол (до щелчка защелки). При этом ! зубья войдут в выемы 53 и один из зубьев сойдет с торца защелки 54, которая под воздействием пружины 55 войдет в канавку 51 и зафиксирует обойму 50 в выемках большой обоймы
49. После этого нужно установить на патроне поводок 27. Для этого необходимо цилиндрические бобышки 82 поводка 27 ввести в обойму 50 с таким расчетом, чтобы фигурные выступы 81 вошли в вырезы (не показаны) в диске фиксатора 59, а выступами 25 — в выемы 24 стаканов. Фигурные выступы 81 при этом войдут в контакт с торцами плунжеров 60. Затем, нажав на зуб 76, нужно повернуть фиксатор 59 против часовой стрелки до щелчка. Зуб 76 войдет в вырез, имеющийся на торце дугового выступа 78, и запрет фиксатор в таком положении. При этом вырезы, имеющиеся на диске фиксатора
59, сместятся относительно фигурных выступов 81, а тело диска войдет в щель между передними стенками фигурных выступов 81 и задними плоскостями зажимных роликов 84, зафиксировав поводок в патроне.
Далее нужно установить заготовку в центрах станка.
При включении станка патрон начинает вращаться. . Маховое колесо 34, запертое шариками 30, находящимися наполовину в гнездах 39 на его дуговых выступах 38 и наполовину в сквозных отверстиях в выс-тупах 29 на диске ступицы патрона, удерживамых в таком положении плоскостью серповидных выступов 46, начинает вращаться вместе с патроном.
Запорное колесо 41 под воздействием силы инерции некоторое время ос1388197 тается на месте (отстает от махового колеса) и, растягивая слабую пружину
42, поворачивается относительно махового колеса 34 по часовой стрелке на некоторый угол. При этом скошенные упоры 47 расклинивают шарики 30. При дальнейшем повороте серповидных выступов 46 скошенные упоры 47 смещают-, ся относительно отверстий в выступах 10
29 и освобождают шарики 30, которые под воздействием скошенных стенок гнезд 39 выталкиваются в зазор между смежными плоскостями выступов 46 и
38 (фиг,8), освобождая маховое колесо 15
34 от связи со ступицей 9 патрона, которое под воздействием пружины 7 кручения начинает поворачиваться относительно ступицы 9 патрона по часовой .стрелке ° 20
При этом шестерня 35 начнет поворачивать связанные с ней шестерни 19, которые через паразитные шестерни
28 начнут поворачивать шестерни 18 с осями 13, которые через пружины 23 кручения начнут поворачивать стаканы 21 и связанные с ними выступами 25 оси 26 с закрепленными на них зажим- ными роликами 84.
Поворот зажимных роликов 84 продолжается до тех пор, пока они своими спиральными поверхностями не войt дут в .контакт с поверхностью зажимной заготовки, Если поверхность заготовки окажется эксцентричной к ее осям, 35 то при контакте первого зажимного ролика 84 с заготовкой он останавливается, а связанная с осью, на которой закреплен этот зажимной кулачок, пружина 23 кручения начинает эакручи- 40 ваться. Это произойдет с остальными пружинами 23 кручения, когда эажимные кулачки войдут в контакт с заготовкой.
Таким образом, поводок 27 подстра- 45 ивается под эксцентриситет зажимаемой заготовки.
Пружины 23 кручения, закручиваясь, уменьшают свой внутренний диаметр и садятся на стаканы 21, поглощая при этом силу инерции махового колеса 34.
При этом происходит предварительный зажим заготовки.
Когда патрон наберет полные обороты, сила инерции махового колеса упа- 5> дет до нуля, но зажимные ролики 84 по-прежнему будут прижиматься к заготовке пружиной 7 кручения.
При достижении патроном расчетного числа оборотов грузы 66 под воздействием центробежной силы, преодолевая сопротивление пружины 68, начнут поворачивать двуплечие рычаги вокруг осей 67 прочив часовой стрелки до упора плечами рычагов 63 в поверхность втулок 15. При этом плечи 64 устраивают контакт с. упорами 65 поводка 27.
Таким образом, поводок 27, зажав заготовку ("оседлав ее), утрачивает связь с патроном в радиальном направлении. Остающаяся связь с патроном через выступы 25 имеет характер муфтового (кулачково-дисковой муфты) соединения, что предоставляет поводку
27 большую свободу в радиальном направлении, Это устраняет возможность возникновения поперечной силы при обработке заготовки.
Когда шлифовальный круг (или резец) войдет в соприкосновение с поверхностью обрабатываемой заготовки, возникнет момент силы резания, стремящейся повернуть заготовку относительно патрона по часовой стрелке.
Связанные с заготовкой силой трения зажимные ролики 84 при этом повернутся на некоторый угол, все сильнее зажимая (заклинивая1 спиральными поверхностями заготовку, причем сила зажима возрастает пропорционально увеличению момента силы резания.
Момент силы резания через фигурные выступы 81 передается плунжерам
60, причем выдвинувшийся вперед один из плунжеров 60 под воздействием фигурного выступа 81 начнут утапливаться в отверстии обоймы 50, а машинное масло по каналу 61 начнет перетекать в кольцевую полость 62, а из нее по другим каналам 61 в другие отверстия с плунжерами 60, которые под воздействием давления масла начнут выдви-,. гаться вперед до касания с другими фигурными выступами 81, и момент силы резания равномерно распределяется между всеми плунжерами 60.
Под воздействием момента силы резания происходит дополнительный зажим заготовки.
После окончания обработки заготовки станок выключается и вращение патрона резко затормаживается.
Под воздействием силы инерции маховое колесо 34, преодолевая сопротивленйе пружины 7, начнет паворачи9 138819 ваться относительно ступицы патрона против часовой стрелки. При этом шестерня 35 по вышеуказанной цепочке начнет поворачивать зажимные ролики
84 по часовой стрелке. Спиральные поверхности зажимных роликов 84 при этом утратят контакт с заготовкой и освободят ее.
При дальнейшем повороте махового колеса 34 поворачивающееся вместе с ним запорное колесо 41 скошенными упорами 17 пройдет к шарикам 30 и, растягивая слабую пружину 42, начнет поворачиваться относительно махового колеса (отставать) по часовой стрелке. Когда зуб 40 стопорного колеса
4l упрется в стенку выема, имеющегося на образующей махового колеса 34, стопорное колесо 41 начнет поворачиваться вместе с маховым колесом 34, При этом гнезда 39 подойдут к шарикам 30, которые под воздействием скошенных упоров 47 войдут одной половиной в гнезда 39 и зафиксируют маховое 25 колесо 34 в таком положении. В этот момент дуговой выступ 38 упрется в упор 33 °
Под воздействием пружины 42 стопорное колесо 4! повернется еще на некоторый угол и пологими участками скошенных упоров 47 запрет (заклинит) шарики 30 в таком положении.
Когда зажимные ролики 84 утратят контакт с поверхностью заготовки, поводок 27 на доли секунды зависнет в по- 35 лумиллиметровом зазоре между образующей диска поводка 27 и образующей дуговых выступов фиксатора 59, В некоторый момент вращение патрона замедлится настолько, что пружины 68, преодолевая центробежную силу, начнут поворачивать двуплечие рычаги
63 с грузами 66 по часовой стрелке.
При этом короткие плечи 64 рычагов
63 входят в контакт с упорами 65 по45 водка 27 и центрируют его относительно оси патрона.
Обработанйая заготовка снимается с центров станка и устанавливается следующая.
Для обработки заготовок большого размера например, от 26 до b 56 мм нужно сменить поводок. Чтобы снять поводок 27 нужно нажать на упор и повернуть фиксатор 59 по часовой стрелке (до щелчка). При этом дуговые буртики 79 фиксатора 59, скользя, по дуговым выступам 97 двуплечего ры10 чага 63, зафиксируют двуплечие рычаги 63 с грузами 66 в закрытом положении. При этом окна фиксатора 59 установятся напротив фигурных выступов
81. Затем, потянув на себя, нужно снять поводок 27 с патрона.
Чтобы снять обойму 50 нужно нажать на головку защелки 54 и утопить ее в отверстие диска ступицы 9. Затем повернуть обойму 50 против часовой стрелки и снять обойму с патрона.
Далее нужно установить поводок среднего диаметра. Он устанавливает-. ся по тем же правилам, что и поводок
27 ° Для фиксации. этого поводка в обойме 49 необходимо нажать на зуб
90 пружины 89 и вывести его из отверстия в фиксаторе 95, затем повернуть на некоторый угол фиксатор 95 против часовой стрелки до щелчка. При этом зуб 90 войдет в отверстие в фиксаторе 95 и зафиксирует его в таком положении, а вырезы 96 в фиксаторе
95 сместятся относительно фигурных выступов среднего поводка и зафиксируют его в таком положении.
Таким же образом устанавливается и большой поводок, который может зажимать заготовки диаметром до 70 мм.
Таким образом, зажим и освобождение заготовки полностью автоматизированы.
Во время обработки заготовки по- . водок, "оседлав" заготовку, утрачивает связь с патроном в радиальном направлении, это предотвращает В03никновение поперечной силы и "биение" шеек заготовки.
Окружное усилие от момента силы резания от патрона к поводку передается в трех точках, равномерно расположенных по окружности, причем вели-. чина усилия на все фигурные выступы поводка автоматически выравнивается, что предотвращает искажение геометрической формы обрабатываемой поверхности в поперечном сечении и значительно сокращает время на "выхаживание".
Таким образом, повышается надежность закрепления и качество обработки. формула и з обретения
Автоматический поводковый патрон, содержащий фланец, ступицу, кольцо с установленными в нем на осях с воз138819 можностью поворота эажимными кулачками, связанными с механизмом их поворота, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности зажима, патрон снабжен соосно установленными на ступице обоймами; предназначенными для размещения иа них поводков, механизмом компенсации эксцентриситета и механизмом освобождения поводка в радиальном направлении, механизм поворота зажимных кулачков выполнен в виде установленного на ступице с возможностью поворота махового колеса с центральной шестерней, связанной с установленными в
12 ступице с воэможностью вращения приводными осями посредством промежуточных зубчатых колес, механизм компенсации эксцентриситета выполнен в виде пружин кручения и кулачковых муфт, размещенных между приводными осями и осями зажимных кулачков, а механизм освобождения поводка в радиальном направлении выполнен в виде установленных на поводках упоров и рычагов, установленных с возможностью поворота на обоймах, причем на одних плечах рычагов закреплены грузы, а другие плечи предназначены для взаимодействия с упорами, 1 3881 97
В ВпдбеРндто
13881 97
1388197
1388197
1388197
1388197
И Ю 70
Фиг. 17
22 д ZSqq юг. 18
Составитель А. Гаврюшин
Редактор М. Бандура Техред Jl.Ñåðäþêoâà Корректор В. Бутяга
Заказ 1538/16
Тираж 880
Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
