Устройство для закрепления тонкостенных деталей оболочкового типа при механической обработке
Владельцы патента RU 2552828:
Закрытое акционерное общество "Завод экспериментального машиностроения Ракетно-космической корпорации "Энергия" имени С.П. Королева" (RU)
Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано для закрепления тонкостенных деталей оболочкового типа. Устройство содержит корпус, в котором выполнено отверстие по центральной оси, с размещенным в нем цилиндром с механизмом его продольного перемещения относительно корпуса, при этом на торце цилиндра со стороны размещения закрепляемой детали выполнена n-гранная усеченная пирамида, причем n=3, …, а в корпусе выполнены равномерно расположенные сквозные отверстия в количестве n, в которых установлены подвижные прижимы под заданным углом к соответствующим граням усеченной пирамиды. Прижимы установлены с возможностью перемещения по направляющим отверстий корпуса и одной стороной имеют возможность взаимодействия с соответствующей гранью усеченной пирамиды, а с другой стороны они выполнены с поверхностью, эквидистантной поверхности закрепляемой детали. Также на корпусе со стороны размещения закрепляемой детали установлен сменный элемент, выполненный с поверхностью, эквидистантной поверхности закрепляемой детали. Изобретение позволяет повысить точность обработки, а также снизить шероховатость обрабатываемой поверхности. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Настоящее изобретение относится к области устройств для закрепления деталей при механической обработки металлов.
В качестве прототипа заявителем было выбрано устройство для закрепления пустотелой цилиндрической детали (RU 2320458, В23В 31/40, 28.03.2006), включающее в себя корпус с центральным отверстием и двумя рядами радиальных отверстий, механизм перемещения, размещенный в центральном отверстии с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси корпуса, и подпружиненные пружиной плунжеры, размещенные в радиальных отверстиях с возможностью осевого перемещения под действием кулачковых поверхностей, выполненных на тяге. На корпусе выполнена торцевая упорная базовая поверхность, а на тяге установлен прижим. Радиальные отверстия и плунжеры второго ряда смещены по окружности относительно отверстий и плунжеров первого ряда, а торцы плунжеров выполнены сферической формы. Обеспечивается бездеформационное центрирование и зажим пустотелой цилиндрической детали.
Основными недостатками данного устройства являются обработка только цилиндрических деталей в силу конструктивных особенностей, а также сложность закрепления и раскрепления, что увеличивает трудоемкость процесса установки детали.
Таким образом, задача настоящего изобретения заключается в создании устройства для закрепления тонкостенных деталей оболочкового типа при механической обработке, которое позволит стабильно обеспечивать высокую точность геометрических параметров, а также автоматизировать процесс установки детали на устройство.
Техническим результатом данного изобретения является повышение точности, а также снижение шероховатости обрабатываемой поверхности при механической обработке за счет предварительного равномерного нагружения тонкостенной области детали по внутренней поверхности, а также реализация чистовой механической обработки детали без дальнейших дополнительных операций удаления технологических припусков.
Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве для закрепления тонкостенных деталей оболочкового типа при механической обработке, содержащем корпус с отверстием по центральной оси, механизм перемещения и элементы фиксации, механизм перемещения выполнен с продольным перемещением и установлен на цилиндре, размещенном в корпусе, при этом на торце цилиндра со стороны размещения обрабатываемой детали выполнена n-гранная усеченная пирамида (n=3, …), при этом в корпусе по осям, проходящим под заданным углом к граням усеченной пирамиды, выполнены равномерно n сквозных отверстий, в которые установлены подвижные прижимы, каждый из которых установлен с возможностью перемещения по направляющим отверстий корпуса и с одной стороны контактирующий с соответствующей гранью усеченной пирамиды цилиндра, а с другой снабжен поверхностью, эквидистантной поверхности обрабатываемой детали, дополнительно на корпусе со стороны размещения обрабатываемой детали закреплен сменный элемент с поверхностью, эквидистантной поверхности обрабатываемой детали, а также каждый подвижный прижим снабжен возвратным механизмом и может быть выполнен ступенчатым, с расширяющейся частью, имеющей внешнюю поверхность, эквидистантную поверхности обрабатываемой детали.
Сущность устройства поясняется чертежами: на фиг. 1 показан главный вид устройства для закрепления тонкостенных деталей оболочкового типа при механической обработке сбоку;
на фиг. 2 показан вид А устройства для закрепления тонкостенных деталей оболочкового типа при механической обработке.
Устройство содержит корпус 1, к которому с одной стороной прикреплена втулка 2 для обеспечения базирования устройства на планшайбе станка. В корпусе 1 выполнено отверстие по центральной оси, в котором размещен цилиндр 3 с резьбой в средней части. На цилиндре 3 установлен механизм продольного перемещения относительно корпуса 1. Цилиндр 3 фиксируется от проворота шпонкой 4. Шпонка 4 фиксируется во втулке 5, которая закреплена на корпусе 1 с помощью штифтов 6 и винтов 7. На резьбовом участке цилиндра 3 расположена гайка 8. На цилиндрической поверхности гайки 8 выполнены четыре резьбовых отверстия. В отверстиях расположены ручки 9. Гайка 8 фиксируется от осевого перемещения шайбами 10 и 11, установленными на цилиндрических поверхностях втулки 2 и втулки 5 соответственно. Втулка 2 фиксируется на корпусе 1 с помощью винтов 12 и служит для осевого базирования устройства на планшайбе станка. На торце цилиндра 3 со стороны размещения обрабатываемой детали выполнена шестигранная усеченная пирамида.
В корпусе 1 по осям, проходящим под заданным углом к граням усеченной пирамиды, выполнены равномерно шесть сквозных отверстий. Угол между осью отверстия и соответствующей гранью определяется экспериментально. Лучше, если ось будет проходить перпендикулярно грани усеченной пирамиды, но чтобы отверстие разместилось на базовой поверхности корпуса, возможен наклон оси отверстия к перпендикуляру выстроенного в плоскости угла к оси цилиндра. В отверстия установлены подвижные прижимы 13, каждый из которых установлен с возможностью перемещения по направляющим отверстий 14. С одной стороны на подвижный прижим 13 закреплен подшипник качения 15, контактирующий с соответствующей гранью усеченной пирамиды цилиндра 3. Подшипники качения 15 расположены на оси 16 и фиксируются стопорным кольцом 17.
Внутри подвижного прижима 13 находится штырь 18, на котором размещена пружина 19. Пружина 19 упирается в плоскую поверхность пальца 20, который зафиксирован в корпусе 1. Под действием пружины 19 подвижный прижим 13 возвращается в корпус 1 при снятии детали с устройства. С другой стороны подвижный прижим 13 выполнен ступенчатым с расширением, внешняя поверхность расширения выполнена эквидистантной поверхности обрабатываемой детали, и при начальном положении граница поверхности расширения подвижного прижима 13 совпадает с границей поверхности соответствующего отверстия на корпусе 1. Дополнительно на корпусе со стороны размещения обрабатываемой детали закреплен сменный элемент 21 с поверхностью, эквидистантной поверхности обрабатываемой детали, который фиксируется от перемещений винтами 22.
Устройство работает следующим образом. Обрабатываемая деталь внутренней сложнопрофильной поверхностью устанавливается на базовую поверхность корпуса 1 и на сменный элемент 21 и поджимается центром на задней бабке станка. Устройство базируется на планшайбу станка по плоскости и внешнему диаметру втулки 2. Корпус устройства 1 крепится к шпинделю станка Т-образными болтами 23 и гайками 24. Вращением ручки 9, соединенной с резьбовой гайкой 8, осуществляется перемещение цилиндра 3 в осевом направлении по пазу втулки 5 и шпонки 4. В каждую из граней усеченного шестиугольника цилиндра 3 упираются подшипники качения 15 подвижного прижима 13, закрепленные на оси 16. Усилие прижима подшипников качения 15 к цилиндру 3 обеспечивает пружина 19, расположенная в корпусе подвижного прижима 13. Одним концом пружина 19 упирается в палец 20, другим - в штырь 18. Таким образом, при вращении ручки 9 в одну или другую сторону шесть подвижных прижимов 13 либо выдвигаются, равномерно нагружая тонкостенную область детали, либо задвигаются в корпус 1.
Данное конструктивное решение обеспечивает синхронное и идентичное перемещение шести подвижных прижимов 13 поворотом ручки 9. Для финишной обработки детали и удаления технологической прибыли деталь может дополнительно закрепляться прижимом 25, который посредством болта 26 и гайки 27 прижимает деталь к планшайбе станка, и соответственно, к устройству в целом. Сменный элемент 21 позволяет разнообразить формы поверхности обрабатываемых деталей.
1. Устройство для закрепления тонкостенных деталей оболочкового типа при механической обработке, содержащее корпус с отверстием по центральной оси, в котором установлен с возможностью продольного перемещения цилиндр, механизм продольного перемещения цилиндра и элементы фиксации детали, выполненные в виде подвижных прижимов, установленных с возможностью перемещения по направляющим в выполненных в корпусе равномерно расположенных n сквозных отверстиях, при этом цилиндр выполнен с возможностью взаимодействия с подвижными прижимами, отличающееся тем, что на торце цилиндра со стороны размещения закрепляемой детали выполнена n-гранная усеченная пирамида, при этом n = 3,…, оси упомянутых сквозных отверстий расположены под заданным углом к соответствующим граням усеченной пирамиды, подвижные прижимы установлены с возможностью взаимодействия одной из своих сторон с соответствующей гранью усеченной пирамиды, а с другой стороны прижимы выполнены с поверхностью, эквидистантной поверхности закрепляемой детали, механизм продольного перемещения цилиндра размещен на самом цилиндре, причем на корпусе со стороны размещения закрепляемой детали установлен сменный элемент, выполненный с поверхностью, эквидистантной поверхности закрепляемой детали.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый подвижный прижим снабжен возвратным механизмом.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый подвижный прижим выполнен ступенчатым с внешней поверхностью, эквидистантной поверхности закрепляемой детали.
