Оправка михайлова

 

Использование; в области машиностроения -.для закрепления деталей при обработке деталей на токарных, круглошлифовальных станках. Сущность изобретения: в корпусе 1 оправки выполнен посадочный диаметр и установлены упорная шайба 11, к торцу 13 которой прикреплен упругий элемент 10, и зажимное устройство, состоящее из шайб 6, 7, 8 и гайки. 9. Заготовка 14 базируется своим посадочным диаметром 15 по посадочному диаметру 2 оправки, а своим торцом 18 поджимается к торцу 3 упорной шайбы 11 с помощью зажимного устройства . При этом происходит самоустановка торца 18 детали 14 по торцу 3 упорной шайбы 11 за счет поворота жесткой упорной шайбы 11 и деформаций упругого элемента 10 без изменения расположения оси посадочного отверстия 15 детали 14 относительно оси центровых отверстий корпуса 1 оправки, 2 ил.

СОК33 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5l)5 В 23 В 31/40

° °

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

РЯ te1leggllll

Я.й,!";::., е е

ОО О

«О

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (l0CllATEHT CCCP) (21) 4780849/08 (22) 10.01.90 (46) 30.04.93. Бюл, N. 16 (71) Самарское станкостроительное производственное обьединение (72) В.Ф.Михайлов (56) Разуваев В,А. и Шатилов А,А. Станочные оправки. М. . Машиностроение, 1979. с.3638, рис.21. (54).ОПРАВКА МИХАЙЛОВА (57) Использование . в области машиностроения .для закрепления деталей при обработке деталей.на токарных, круглошлифовальных станках. Сущность изобретения; в корпусе 1 оправки выполнен посадочный

„. ЖÄÄ 1811998 Al диаметр и установлены упорная шайба 11, к торцу 13 которой прикреплен упругий элемент 10, и зажимное устройство, состоящее из шайб 6, 7, 8 и гайки 9, Заготовка 14 базируется своим посадочным диаметром

15 по посадочному диаметру 2 оправки, а своим торцом 18 поджимается к торцу 3 упорной шайбы 11 с помощью зажимного устройства, При этом происходит самоустановка .торца 18 детали 14 по торцу 3 упорной шайбы

11 за счет поворота жесткой упорной шайбы

11 и деформации упругого элемента 10 без изменения расположения оси посадочного . отверстия 15 детали 14 относительно оси центровых отверстий корпуса 1 оправки, 2 ил.

1811998

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в технологической оснастке при обработке деталей на токарных, круглошлифовальных и шевинговальных станках, .

Целью изобретения является повышение точности обработки.

На фиг.1 изображена торцовая оправка, общий вид; на фиг.2 — схема деформации

10 упругого элемента при максимально возможном повороте шайбы под воздействием силы за>кимного механизма и максимально допустимой неточности торца заготовки относительно базового отверстия с рец 3 с наибольшим диаметром dz u наименьшим d>, центровые отверстия 4и

5, зажимное устройство, состоящее из шайб

6,:7, 8 и гайки 9. Оправка имеет упругий элемент 10, к которому закреплена упорная шайба 11. Упругий элемент 10, например резиновое кбльцо, с наибольшим диаметром d6 и наименьшим ci3 соединен с

25 применением клея или методом вулканизации с корпусом 1 оправки в месте расположения торцовой поверхности 12 и к торцу 13 упорной шайбы 11, Заготовка

14 своим посадочным диаметром 15 бази- 30 руется по посадочному диаметру 2 втулки 16, которая зафиксирована от смещения штифтом 17 и имеющая диаметр о4 в районе расположения упругого элемента, При обработке торец 18 заготовки 14 совме- 35 щен торцом 3 упорной шайбы 11. Корпус 1 оправки в районе зажимного устройства имеет резьбовую часть 19.

Упорная шайба 11 (фиг.2) своим торцом

3 совмещена с торцом 18 заготовки 14 и 40 торец 3 упорной шайбы 11 скопировал положение торца 18 заготовки 14. При этом упругий элемент 10 сдеформирован.

На фиг,2 тонкими линиями показано положение упругого элемента 10 и упорной, 45 шайбы 11 до деформации. При этом торец 3 упорной шайбы 11 находится в положении плоскости А. После приложения силы эажимного устройства торец 3 упорной шайбы

11 находится в положении плоскости Б.

Оправка работает следующим образом:

Деталь 14 с посадочным отверстием 15 и торцом 18 устанавливается на посадочный диаметр 2 втулки 16 оправки с последую55 щим поджимом детали 14 к торцу 3 упорной шайбы 11 оправки зажимным устройством, состоящим из шайб 6, 7, 8 и гайкой 9 с резьбой. При этом и роисходит самоустанавливание торца 18 детали 14 по торцу 3 упорной шайбы 11 оправки за счет поворота размером d. 15

Оправка содержит корпус 1, посадочный диаметр 2 с размером б и базовый тожесткой упорной шэйбы 11 и деформации упругого элемента 10 без изменения расположения оси посадочного отверстия 15 детали 14 относительно оси центровых отверстий 4 и 5 корпуса 1 оправки.

Установка детали на оправку производится следующим образом: ось посадочного отверстия 15 детали 14 совмещают с осью посадочного отверстия 2 втулки 16 оправки, деталь перемещаясь вдоль оси до совмещения торца 18 детали 14 с торцом 3 оправки.

При этом посадочное отверстие 15 детали

14 совмещается с посадочным диаметром 2 втулки 16 оправки.

Далее устанавливается быстросменная шайба 6, комплект сферических шайб 7 и 8, гайка 9 навертывается на резьбовую часть

19 корпуса 1 оправки до создания усилия в осевом направлении, обеспечивающем самоустанавливание торца 18 детали 14 по торцу 3 оправки за счет деформации упругого элемента 1.0 через посредство жесткой шайбы 11 до требуемого предела, обеспечивающего процесс обработки.

Шайба 11, соедйненная с упругим элементом 10, имеет условно все шесть степеней свободы и ограничена только упругими свойствами упругого элемента 10, Под дей- . ствием сил зажимного механизма, когда торец 18 детали 14 войдет в соприкосновение с торцом 3 упорной шайбьь 11, шайба 11 изменит свОе положение в пределах возможности упругого элемента 10 и скопирует положение торца 18 детали 14. При этом произойдет надлежащая самоустановка торца 3 шайбы 11 по торцу 18 детали t4 и деталь 14 займет положение для обработки.

Шайба 11 ничем жестко не ограничена. Это позволит ей беспрепятственно самоустанавливаться по неточному торцу 18 детали

14 в любом положении, в любом направлении, При этом не происходит деформации самой оправки (корпуса 1, втулки 16...) и изменения ее точностных параметров в процессе закрепления детали 14 и при последующей ее обработке под действием сил резания, что может происходить из-за неточности торца 3 оправки и торца 18 детали

14.в известнь1х технических решениях, Расположен упругий элемент 10 в торцевой базовой опорной части и с противоположной стороны зажимного механизма, т.е. силы закрепления заготовки и осевые силы резания направлены в его сторону. Упругий элемент 10 под действием силы 0 (фиг,2) закрепления заготовки 14 механизмом зажима, состоящим из шайб 6, 7, 8 и гайки 9 сжимается до такой степени, что его упругие силы больше сил резания и поэтому при обработке заготовки 14 не будет происхо1811998 дитьдополнительнойдеформацииупругого кает при неточном торце 18 заготовки 14 элемента 10, Под воздействием силы Q за- при ее закреплении жимного механизма торец 18 заготовки 14 где d4 — диаметр втулки 16 в районе шайвоздействует на торец 3 упорной шайбы 11, бы 11 шайба 11, копируя положение торца 18 5 d5 — наименьший диаметр шайбы 11 в заготовки 14, поворачивается на угол Р и, районе расположения эластичного элемендеформируя упругий элемент 10, смещается та 10 по направлению действия силы Q до созда- При закреплении детали 14 гайкой 9 буния на торце 3 шайбы 11 реактивной силы дет происходить смещение шайбы 14 в стоQ. Шайба11соединенаскорпусом1оправ- 10 рону упругого элемента. 10. и будет ки через посредство упругого элемента 10. происходить ее сжатие в поперечном наВ свободном состоянии имеет условно правлении. Максимально допускаемая вешесть степеней свободы и удерживается в личина сжатия упругого элемента обычно нейтральном только силами упругого эле- является величинбй определенной и завимента 10. При закреплении детали 14 при 15 сит от материала самого упругого элемента помощи гайки 9 произойдет поворот шайбы 10. Так принимается, например, при расчете

11 всоответствиисформойторцевой повер- штамповой оснастки, где резина использухности 18 детали 14, Величина поворота ется в качестве буфера для последующего упорной шайбы 11 зависит от точности тор- выталкивания изделия из штампа. ца18ибудетпрямопропорциональнавели- 20 Перемещение детали 14 вместе с шайчине неперпендикулярности торцевой 18 бой 14 и сжатие упругого элемента 10 недетали 14 относительно посадочного диа- обходимо произвести гайкой 9 на такую метра 2; конечно с учетом зазора в системе величину и при этом сжать упругий элеотверстия детали 14 — посадочный диаметр мент 10 с таким усилием, чтобы обеспечить

2 втулки 16, 25 процесс резания уже без последующей деформации упругого элемента 10; Это

Шайба 11, совмещенная с упругим эле- обеспечивается созданием на оправке трементом 10 и через упругий элемент 10 с буемых торцевых сил трения в районе взаикорпусом 1 оправки, имеет зазор S на сто- модействия торца 3 шайбы 11 и торца 18 рону и этот зазор равномерен по всему заготовки t4. Закрепление детали 14 гайкой периметру, т.е. шайба находится во взве- 30 9 производится такой силой, что.при прилошенном состоянии и во внерабочем положе- жении сил резания при обработке детали 14 нии зазор равномерен. Это обеспечивает не должно происходить ни деформации уписключение деформации корпуса оправки ругого элемента 10, ни соответственно перемещения шайбы 11, ни вибрации, т.е.

В известных технических решениях 35 соблюдены условия надежности закреплекомпенсации углового поворота (например, ния заготовки 14, Величину силы закреплесферические шайбы) во внерабочем поло- ния определяется по формулам. жении смещаются в радиальном направле- При отклонении торца 18 заготовки 14 нии и своей внутренней поверхностью . относительнопосадочногодиаметрабзагокасаются корпуса оправки, что способству- 40 товки, равном д величине зазора S равна ет деформации оправок в процессе работы, S= h . tgP, так как при самоустановке происходит воз- где h — толщина шайбы 11 в районе диамет действие компенсирующего устройства на ра; корпус оправки сразу после вступления его /3 — угол наклона торца 3 шайбы 11 при ш в.работу, Диаметр d4 втулки 16 в районе 45 ее повороте за счет самоустановки тор а 3 ц аибы 11 у справок выполняется отличным шайбы 11 по торцу 18 заготовки 14. от посадочногодиаметра d1 в данном случае Этот угол можно определить из формуменьшим, чем посадочный диаметр d, что лы позволяет в более широких пределах варьировать конструктивными диаметрами d5 и 50 д = d2 тцp бв упругого элемента 10 по величине его деформации исходя из его удельного давле- д д ния и требуемого его сжатия для обеспече- 9P б д Д2

2 ния надежной работы оправки. Величина д — величина отклонения о — величина отклонения торцовой позаэора 3, равная б б, будет определять верхности 18 заготовки 14 относительно ее б5 — б4 55 посадочного отверстия. Это величина откло-, возможность поворота шайбы 11 при де- нения торцевой поверхности шайбы относиформации упруго элемента. которое возни- тельно посадочного диаметра опраeêè, т.к.

1811998 дз — наибольший диаметр шайбы 6 в месте соприкосновения с заготовкой 14 в районе зажимного устройства от — наибольший диаметр обрабатывае5 мой заготовки 14 соответственно, d3 + о . Р, dz откуда условие закрепления

0 2 Р, . d7

10 0 = 2 г (d3+ d) f

Для обеспечения надежности закрепления с учетом затупления инструмента, трения в системе крепления введен коэффициент запаса К

15 (d +0) f

Для закрепления заготовки 14 при помощи зажимного устройства необходимо создать осевое усилие, это осевое усилие должно сжимать эластичный элемент 10 на величину К, чтобы обеспечить наибольший срок службы эластичного элемента 11 и быть больше сил резания, чтобы не ïðîизошло деформирования под действием сил резания деформации эластичного элемента

10. Эластичный элемент 10 после закрепления уже сдеформирован силами зажимного устройства, а сила реакции эластичного элемента должна быть больше осевых сил резания, а сила трения на торце 18 заготовки 14 и торце 3 шайбы 11 больше тангенциальной силы резания, Обеспечение надежности закрепления заготовки 14, исключающее ее провертывание поддействием силы резания Pz, обеспечивается из условия, когда момент М1 на торце соприкосновения детали с оправкой должно быть больше момента М, создаваемой силой резания Р

M) >M2 дт — наибольший диаметр обрабатываемой заготовки.

К=1,5„,2 — коэффициент надежности, С целью упрощения расчетов и с безусловной достаточностью надежности можно принять K=2. Исходя из известного в районе торца 18 детали 14 реактивная сила Q > будет соответственно;

40 где d> — наименьший диаметр шайбы 11 в районе контакта с:заготовкой 14

dz — наибольший диаметр шайбы 11 в районе контакта с заготовкой 14.

Эта сила 01 для обеспечения работо45 способности устройства должна быть равна силе Q. Под действием силы происходит сжатие эластичного элемента и этот эластичный элемент должен обеспечивать создание в районе торца 18 заготовки 14 реактивной силы 01, обеспечивающей процесс обработки заготовки 14. где л (1 5 Я(Д б — dr ) 4 4 4 торец заготовки прилегает к торцу шайбы, и . они занимают одинаковое положение. б2 — наибольший диаметр шайбы 11 в райойе эластичного элемента 10, Таким образом, если известные пределы неточности расположения торцевой поверхности 18 заготовки 14 относительно базового отверстия заготовки 14, можно определить и допустимый зазор S, Или наоборот, зная размер S, можно сказать; можно ли обрабатывать такую заготовку на данной оправке с компенсацией погрешностей торца 18 заготовки 14, т.е. без деформации оправки, которая мЬжет возникнуть в процессе закрепления заготовки 14 в техническом решении по прототипу и известных аналогах, Величину допустимого отклонения торцевой поверхности заготовки относительно ее посадочного диаметра соответственно можно on ределить .

M1.= 0

de+ d Ф

4 2

Мг =Р— где 0 — усилие, создаваемое зажимным устройством.

d — наименьший диаметр шайбы 6 е месте соприкосновения с заготовкой 14 в районе зажимного устройства, где f — коэффициент трения между шайбой

6 и заготовкой 14, 0 d3+d)

Pz — .при К=2 формула бу 7 дет

Q dv+d)

Q=2 Pz К— о7

f ((}2 + d1) 01= F q. (4 б5}

4 где q — удельное давление упругого элемента.

F — площадь упругого элемента

181 19п8 где дв — наименьший диаметр эластичного элемента де — наибольший диаметр эластичного элемента тогда

4 х ц(б — б1 (ф — dig

d + d

Формула изобретения

5 Оправка, содержащая корпус с торце. вой опорной поверхностью, базовой посадочной поверхностью и расположенный на корпусе с противоположной стороны от тор.цевой опорной поверхности зажимной зле10 мент, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности обработки оправка снабжена упругим элементом в виде кольца и упорной шайбой, установленными на корпусе с зазором между торцевой опорной и

15 базовой посадочной поверхности, при этом один из торцов упругого элемента жестко связан с торцевой опорной поверхностью корпуса, а другой — с одним из торцов упорной шайбы, свободный торец которой пред20 назначен для взаимодействия с закрепляемой деталью, (6 — d5) q = 2 PzK

Л Ф (12 + Ф) d7

Z(d> — ds).q =P К(+д ) При К=2 формула упрощается:

<(6 15) q — Рг о7 откуда Рг—

dz f тогда ac+ а} а Ь, Яf — (бз + d) = л q (dg — ds) (dz + d >)

Фцг. 2

Составитель M,×åðíûõ

Редактор Л,Народная Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор M.Êóëü

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, l01

Заказ 1548 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )К-35, Раушская наб„4/5