Зажимной патрон

 

Использование: в устройствах для зажима вращающихся обрабатываемых деталей на токарных станках с центральным приводом . Сущность изобретения: привод вращает шестерни 16 через колесо 23 и резьбовые стержни 10 винтовой передачи, которые выдвигают через резьбу станков 8 и 9 все зажимные кулачки 2 и 3. Первыми в заготовку упираются губки 15 упругого компенсатора дополнительных кулачков 3. По мере дальнейшего вращения резьбовых стержней 10 губка 15 через втулку 13 отводит ее бурт от гайки 14, сжимая пружину 12 до тех пор, пока в заготовку но упрутся зажимные губки 11 центрирующих кулачков 2. После чего выводят из зацепления приводную шестерню 25, затормаживают шпиндель 4 и производят обработку зажатой заготовки. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (! 9) (11) (51)5 В 23 В 31/167

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (lOCllATEHT CCCP}

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В

Ю

2/.

2д

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4874500/08 (22) 15.10.90 (46) 15.12.92. Бюл. ¹ 46 (71) Научно-производственное объединение по механизации, роботизации труда и совершенствованию ремонтного обеспечения на предприятиях черной металлургии "Черметмеханизация" (72) О.В.Архипов, Ю,Г.Кравченко и В.B.Ïàпакин (56) Авторское свидетельство СССР

N- 1228974, кл. B 23 В 31/00, 1984. (54) ЗАЖИМНОЙ ПАТРОН (57) Использование: в устройствах для зажима вращающихся обрабатываемых деталей на токарных станках с центральным приво2 дом. Сущность изобретения: привод вращает шестерни 16 через колесо 23 и резьбовые стержни 10 винтовой передачи, которые выдвигают через резьбу станков 8 и 9 все зажимные кулачки 2 и 3. Первыми в заготовку упираются губки 15 упругого компенсатора дополнительных кулачков 3. По Мере дальнейшего вращения резьбовых стержней10 губка 15 через втулку 13 отводит ее бурт от гайки 14, сжимая пружину 12 до тех пор, пока в заготовку но упрутся зажимные губки

11 центрирующих кулачков 2. После чего выводят из зацепления привОдную шестерню 25, затормаживают шпиндель 4 и производят обработку зажатой заготовки, 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1780935

20

30

50

Изобретение относится к устройствам для зажима вращающихся обрабатываемых деталей, в частности, на токарных станках с центральным приводом и пропущенной сквозь патрон обрабатываемой деталью.

Известен зажимной патрон, в частности, для токарных станков, содержащий пружинно-клиновой привод зажима кулачков, кольцевой гидро- или пневмоцилиндр для их разжима и затяжные болты с замкнутой гидросистемой для силового уравновешивающего или центрирующего натяжения, расположенные в каждом кулачке..

Недостатками этой конструкции патрона является короткий ход кулачков и затяжныхх болтов и потери времени на смену губок кулачков и головок затяжных болтов при переходе на другой диаметр заготовки. Кроме того, совмещение кулачков с затяжными болтами ведет к концентрации усилий за. крепления в ограниченных местах, что увеличивает деформацию в этих местах контакта, К существенным недостаткам можно отнести также наличие двух гидросистем: замкнутой — внутри патрона — для затяжных болтов и внешней — для от>кима кулачков, что требует точной остановки патрона для ее подключения, либо системы непрерывного подвода жидкости к корпусу патрона под давлением при большой длине уплотнений ввиду большого диаметра патрона. Все это существенно усложняет и удорожает конструкцию патрона, увеличивает время на его обслуживание и не позволяет надежно зажимать заготовку без повреждения поверхности под кулачками.

Известен также силовой зажимной патрон с диаметром 300 — 5000 мм, содержащий корпус, электродвигатель, синхронную приводную систему из цепной или зубча- то-реечной передачи и перемещающихся радиально его оси вращения нескольких (2; 3, 4, 5 и более) центрирующих зажимных кулачков, каждый из которых соединен с синхронноприводной системой через червячную и винтовую передачу, причем последняя расположена несоосно с направляющими кулачка.

Недостатками такого патрона являются: утяжеление его конструкции и неуравновешенность из-за расположенного в корпусе патрона электродвигателя, существенные потери мощности на трение в направляющих зажимных кулачков и винтовой передаче вследствие момента сил зажима иэ-за их несоосности, а также в червячной передаче и надежность крепления заготовок с отклонениями поверхности зажима от цилиндричности вследствие неравномерного распределения усилия зажима, кроме трех центрирующих, между остальными кулачками, жестко соединенных синхроприводной системой.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является самоцентрирующий кулачковый патрон, содержащий корпус, в радиальных пазах которого расположены центрирующие кулачки с зажимными губками, связанные с приводом через венец диска передаточного механизма валиками с двумя зубчатыми венцами; установленных в корпусе параллельно оси вращения патрона, причем один венец связан с зубчатым венцом передаточного механизма в виде спирально-реечного привода, а второй — с зубчатым венцом, выполненным на зажимном ключе.

Недостатком данной конструкции патрона является, как и в предыдущих конструкциях, существенные потери мощности на трение в направляющих центрирующих кулачков, которые несоосны с за>кимными губками, что вызывает их перекос, и, как следствие этого, недостаточное усилие; а следовательно, и надежность зажима..

Цель изобретения — повышение надежности зажима крупногабаритных заготовок.

Поставленная цель достигается тем, что за>кимной патрон, в радиальных пазах корпуса которого расположены центрирующие кулачки, связанные с приводом через венец диска передаточного механизма, снабжен расположенными между центрирующими кулачками зажимными кулачками, связанными с венцом упомянутого диска. Причем. центрирующие и за>кимные кулачки выполнены в виде установленных с возможностью радиального перемещения стаканов и резьбовых стержней, на другом конце которых выполнены зубья, а рабочие части зажимных кулачков установлены с возможностью радиального перемещения посредством введения в патрон пружин и с возможностью фиксированного перемещения посредством винтового соединения.

На фиг.1 представлен патрон с внутренней торцевой стороны от шпиндельной бабки, общий вид; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 — разрез Б — Б на фиг.1.

Зажимной патрон включает корпус 1 с центральным отверстием для размещения в нем заготовки, перемещающиеся радиально его оси вращения три центрирующих

2 и кратное трем, в общем случае, число дополнительных зажимных кулачков 3 с упругим компенсатором. Дополнительные зажимные кулачки 3 расположены между

1780935 центрирующими зажимными кулачками 2 равномерно по окружности, .

B корпусе 1 патрона, закрепленном на шпинделе 4 винтами 5, в радиальных расточках со стороны центрального отверстия эапрессованы направляющие втулки .6 со скользящими шпонками 7, в которых установлены стаканы 8 центрирующих и стаканы 9 дополнительных зэжимных кулачков с возможностью поступательного движения.

На внутренней поверхности стаканов 8 и 9 со стороны корпуса патрона нарезана резьба, в которой расположены резьбовые стержни

10 винтовой передачи, Внешние торцы стаканов 8 и 9 со стороны центрального отверстия корпуса патрона выполнены поразному: в центрирующих кулачках 2; на стакане 8, жестко закреплены зажимные губки 11, а на стакане 9 дополнительных эажимных кулачков размещен упругий компенсатор в виде цилиндрической пружины

12, установленной внутри стакана 9 соосно резьбовому стержню 10, наружный торец которой упирается в элемент регулировки ее натяга. Последний выполнен в виде втулки 13 с буртом, расположенной между пружиной 12 и гайкой 14 для создания и регулирования ее предварительного натяга.

Зажимная губка 15 выполнена в виде регулировочного винта, который может перемещаться по резьбе втулки 13 вдоль ее оси для регулирования его вылета относительно стакана 9 при зажиме некруглой заготовки или настройке разной величины силового натяга в дополнительных кулачках.

На внешнем торце резьбовых стержней

10 выполнены зубья в виде конических ше- стерен 16 со шпанками 17, закрепленйые гайками 18. В качестве опоры качения резьбовых стержней 10 использован радиальноупорный сдвоенный конический рдли-" коподшипник 19, который установлен на ступице конической шестерни 16 с упором в торец резьбового стержня 10 через шайбу

20. Для регулирования поло>кения конической шестерни 16 предусмотрен компенсатор 21.

Конические шестерни 16 установлены с возможностью постоянного зацепления с коническим венцом 22 диска в виде комбинированного зубчатого колеса 23, выполненном совместно с цилиндрическим венцом 24, с которым периодически во время разжима — зажима сцепляется цилиндрическая шестерня 25 привода вспомогательных движений, расположенного вне патрона в корпусе шпиндельной бабки станка (на чертеже не показан). В качестве опоры качения. комбинированного колеса . 23 использован специальный однорядный шэрикоподшипник С разъемным внутренним кольцом 26, которое установлено на внутреннем торце корпуса 1 патрона, Внешняя беговая дорожка этого подшипника для компактности конструкции выполнена на внутренней цилиндрической поверхности комбинированного колеса 23.

Зажимной патрон работает следующим образом.

Предварительно, в зависимости от требуемого усилия зажима заготовки, с помощью гаек 14 поджимают пружины 12, контролируя их предварительный натяг динамометрическим ключом. В зависимости от занятого после натяга положения гаек 14

15 устанавливают положение зажимных губок

15 таким образом, чтобы их головки были выдвинуты наружу от внешнего торца стаканов 9 на 3-5 мм.

После подачи команды "Зажим" внача20 ле вводят в зацепление с цилиндрическим зубчатым венцом 24 приводную шестерню 25, а шпиндель 4 с зацепленным на нем патроном затормаживают любым известным тормозным устройством, расположенным в приводе главного движения (на чертежах не показано).

Затем включают движение привода вспомогательных движений, который через

30 шестерню 25 начинает вращать комбинированное зубчатое колесо 23 и находящиеся с ним в постоянном зацеплении конические шестерни 16, а следовательно, и резьбовые стержни 10 винтовой передачи. Последние

35 синхронно выдвигают через резьбу стаканов 8 и 9 все зажимнье кулачки 2 и 3. Первым в заготовку упираются губки 15 упругого компенсатора дополнительных зажимных кулачков 3. По мере дальнейшего ная губка 15 через втулку 13 отводит ее бурт от гайки 14, сжимая пружину 12 до тех пор, пока в заготовку не упрутся зажимные губки

11 центрирующих кулачков 2. Этотдополнительный натяг пружин 12 составляет 2-3 мм в зависимости от отклонения поверхности зажима от цилиндричности. Вращение шестерни 25 вспомогательного привода прекращается автоматически при достижении

50 требуемой величины настроенного крутящего момента, необходимого для надежного закрепления заготовки, при помощи известных предохранительных устройств (фрикционные муфты, реле максимального тока в цепи приводного электродвигателя и т.п.), расположенных вне патрона.

После чего выводят из зацепления приводную шестерню 25, оттормаживают шпиндель 4 и проиаводят обработку зажатой заготовки. Комбинированное колесо 23

40 вращения реэьбовых стержней 10 зажим1780935 удерживает от самопроизвольного вращения при пуске-остановке главного привода во время обработки трение скольжения в винтовых передачах кулачков за счет постоянного натяга пружин 12 упругого компен- 5 сатора дополнительных кулачков.

Отжим заготовки производят в той же послвдовательноСти действий, талькО при реверсе вращения шестерни 25 и противоположном направлении движения всех зле- 10 ментов привода.

При больших отклонениях поверхности зажима заготовки от цилиндрической формы дополнительно регулируют после зажима заготовки как натяг пружин 12, так и 15 положение зажимных губок 15, завинчивая или вывинчивэя их относительно втулки 13 до тех пор, пока не будет обеспечен натяг пружин 12, что контролируется увеличением момента на регулировочном ключе (на 20 чертежах не показан). В случае зажима заготовки некруглой формы устанавливают сменные зажимные губки 11 и 15 соответствующей длины. Настройку . усилия натяга пружин 12 упругих компенсаторов 25 дополнительных кулачков 3 выполняют анаЛОГИЧНО.

Таким образом, за счет дополнительных зажимных кулачков 3, упруго поджатых и равномерно расположенных по окружности 30 между центрирующих кулачков 2, позволяет патрону повысить усилие и надежность крепления заготовки при жестком базировании по трем точкам центрирующих кулачков 2. Регулировочный элемент упругого 35 компенсатора позволяет обеспечить упругий поджим одинаковой или разной величины, в зависимости от технологических требований к обработке, в каждом дополнительном зажимном кулачке как заготовок с 40 небольшим отклонением поверхности от цилиндрической формы, так заготовок некруглой формы.

Кроме того; устранение момента сил благодаря соосному расположению винто- 45 вых передач в цилиндрических кулачках исключает перекос в их направляющей втулке, а следовательно, существенно снижает потерю мощности на трение в них. Снижение потерь мощности в приводе кулачков и повышение его КПД способствует и установка диска в виде комбинированного зубчатого колеса на одну опору качения, и одной общей опоры качения для резьбовых стержней с коническим венцом.

Конструкция предлагаемого зажимного патрона проста и компактна при сравнительно большом ходе зажимных кулачков благодаря расположению части привода с электродвигателем вне корпуса патрона.

Механизированный привод усиленного равномерного зажима всеми кулачками синхронно при снижении в нем потерь мощности позволяет существенно сократить время на операции "Зажим-Отжим" крупных обрабатываемых прокатных валков при обеспечении высокой точности центрирования тремя жесткими кулачками и надежности крепления дополнительными зажимными кулачками, повысить мощность резания, что увеличит производительность станка в 1,6 — 2,4 раза.

Формула изобретения

1. Зажимной патрон, в радиальных пазах корпуса которого Расположены центрирующие кулачки, связанные с приводом через вейец диска передаточного механиз.ма, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности зажима крупногабаритных заготовок, патрон снабжен расположенными между центрирующими кулачками зажимными кулачками, связанными с венцом упомянутого диска.

2. Патрон по п.1, отличающийся тем, что центрирующие и зажимные кулачки выполнены в виде установленных с возможностью радиального перемещения стаканов и резьбовых стержней, на другом конце ко-, торых выполнены зубья, 3. Патрон по пп,1 и 2, оtл ич а ю щи йс я тем, что рабочие части зажимных кулачков установлены с возможностью радиального перемещения посредством введенных в патрон пружин и с возможностью фиксированного перемещения посредством винтового соединения.

1780935

1780935

Составитель О. Архипов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С. Лисина

Редактор A. Харина

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 4238 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР.

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