RU112659U1

RU112659U1 - CLAMPING DEVICE FOR PROVIDING FAST TRANSFORMATION OF MACHINE EQUIPMENT

Info

Publication number: RU112659U1
Application number: RU2011127944/02U
Authority: RU
Inventors: Михаил Владимирович Туркин
Original assignee: Михаил Владимирович Туркин
Priority date: 2011-07-08
Filing date: 2011-07-08
Publication date: 2012-01-20

Abstract

1. Зажимное устройство, содержащее зажимной патрон и держатель для обрабатываемых деталей, приспособленный для присоединения к зажимному патрону с возможностью отсоединения, имеющий плоскую нижнюю поверхность и содержащий зажимной штифт, выступающий от плоской нижней поверхности, причем зажимной патрон имеет центральное отверстие с конической входной частью, предназначенное для приема зажимного штифта держателя для обрабатываемых деталей, а зажимной штифт имеет по меньшей мере один участок поверхности, соответствующий по форме конической входной части центрального отверстия для выставления положения зажимного штифта в направлении оси X и/или Y, зажимной патрон выполнен с зажимным механизмом, предназначенным для фиксации зажимного штифта держателя для обрабатываемых деталей в центральном отверстии с зажимом, отличающееся тем, что зажимной механизм выполнен в виде втулки с коническим или закругленным концом, которая выполнена с возможностью сдвижения в горизонтальном направлении, основание втулки подпружинено к боковой стенке зажимного патрона и закреплено с поршневой камерой, выполненной с возможностью функционирования посредством гидравлического давления или пневматической среды через внутренний трубопровод и через штуцер с внешней поверхности зажимного механизма, центральное отверстие зажимного патрона в основании дополнительно содержит стержень с коническим концом, а конец зажимного штифта на держателе содержит внутреннее отверстие, которое по диаметру больше, чем диаметр стержня с коническим концом, причем в основании отверстия зажимного штифта на держателе участок поверхности такж 1. A clamping device comprising a chuck and a workpiece holder, adapted to be detachably connected to a chuck, having a flat bottom surface and containing a clamping pin protruding from a flat bottom surface, the chuck having a central hole with a tapered entry portion, intended for receiving the clamping pin of the workpiece holder, and the clamping pin has at least one surface area corresponding in shape to the conical entrance part of the central hole for setting the position of the clamping pin in the direction of the X and / or Y axis, the chuck is made with a clamping mechanism, designed to fix the clamping pin of the holder for workpieces in the central hole with a clamp, characterized in that the clamping mechanism is made in the form of a sleeve with a tapered or rounded end, which is movable in the horizontal direction, based the sleeve is spring-loaded to the side wall of the chuck and is fixed with a piston chamber configured to function by means of hydraulic pressure or pneumatic medium through an internal pipeline and through a fitting from the outer surface of the clamping mechanism, the central hole of the clamping chuck in the base additionally contains a rod with a tapered end, and the end of the clamping pin on the holder contains an inner hole that is larger in diameter than the diameter of the rod with a tapered end, and at the base of the hole of the clamping pin on the holder there is also a surface area

Description

Полезная модель относится к зажимному устройству, содержащему зажимной патрон и держатель для обрабатываемых деталей, приспособленный для присоединения к зажимному патрону с возможностью отсоединения, имеющий плоскую нижнюю поверхность и содержащий зажимной штифт, выступающий от плоской нижней поверхности. Такое зажимное устройство предпочтительно используется для фиксации держателей для обрабатываемых деталей, на которых установлены одна или несколько обрабатываемых деталей, подлежащих механической обработке в зоне обработки металлорежущего станка в точно определенном и заранее заданном положении. Обычно зажимной патрон устройства зафиксирован в рабочей зоне металлорежущего станка, в то время как держатель для обрабатываемых деталей, выполненный с зажимным штифтом, прикреплен к зажимному патрону с возможностью отсоединения.The invention relates to a clamping device comprising a clamping chuck and a holder for workpieces adapted to be detachably attached to the clamping chuck, having a flat bottom surface and comprising a clamp pin protruding from the flat bottom surface. Such a clamping device is preferably used to fix the holders for the workpieces on which one or more workpieces are installed, to be machined in the machining zone of the metal cutting machine in a precisely defined and predetermined position. Typically, the clamping chuck of the device is fixed in the working area of the metal cutting machine, while the holder for the workpieces made with a clamping pin is detachably attached to the clamping chuck.

Сегодня в технике существует проблема, возникающая при изготовлении сложных деталей, например, деталей газотурбинных двигателей. В производстве остро стоит задача сокращения времени их изготовления за счет изменения структуры производственно-технологического процесса. Одним из необходимых изменений в производственно-технологическом процессе является повышение точности обрабатываемых деталей за счет постоянства технологических баз.Today in engineering there is a problem that arises in the manufacture of complex parts, for example, parts of gas turbine engines. In production, the urgent task is to reduce the time of their manufacture by changing the structure of the production and technological process. One of the necessary changes in the production and technological process is to increase the accuracy of machined parts due to the constancy of technological bases.

Фактически для определенной группы деталей создается производственная ячейка замкнутого цикла в которой производственное оборудования располагается по ходу технологического процесса.In fact, for a certain group of parts, a closed-loop production cell is created in which the production equipment is located along the process.

Каждая единица производственного оборудования (каждый станок) входящая в производственную ячейку не может быть настроен на производство деталей только одного типа. Следовательно, должен существовать механизм, позволяющий производить быструю переналадку станков при смене типа производимых деталей.Each unit of production equipment (each machine) included in the production cell cannot be configured to produce parts of only one type. Therefore, there must be a mechanism that allows for quick readjustment of machine tools when changing the type of manufactured parts.

Данное устройство или способ также должны унифицировать схему крепления паллеты с обрабатываемой деталью к станинам станков входящих в производственную ячейку. Это позволяет перемещать паллету с обрабатываемой деталью между любыми станками входящими в производственную ячейку без проведения дополнительной наладки, сохраняя при этом постоянство технологических баз.This device or method should also unify the scheme of fastening pallets with the workpiece to the beds of the machines included in the production cell. This allows you to move the pallet with the workpiece between any machines included in the production cell without additional adjustment, while maintaining the constancy of technological bases.

Таким образом, эффективное производство деталей определенной номенклатуры в производственной ячейке замкнутого цикла требует наличия устройства обеспечивающего:Thus, the effective production of parts of a certain nomenclature in a closed cycle production cell requires a device that provides:

- единую систему закрепления паллеты с обрабатываемой деталью на всех станках входящих в производственную ячейку;- a single system for securing pallets with the workpiece on all machines included in the production cell;

- возможность перемещения паллеты с обрабатываемой деталью от станка к станку без проведения дополнительной наладки;- the ability to move pallets with the workpiece from machine to machine without additional adjustment;

- установку обрабатываемой детали в зажимное приспособление находящегося на паллете и наладку этого приспособления вне станка;- installation of the workpiece in the clamping device located on the pallet and the adjustment of this device outside the machine;

- постоянство технологических баз, которое повышает точность обрабатываемой детали.- the constancy of technological bases, which increases the accuracy of the workpiece.

Желательно, чтобы устройство позволяло обрабатывать детали единичными партиями, давало возможность установить его на станину любого металлообрабатывающего станка, обеспечивало возможность быстрой смены паллет и быстрое и точное центрирование и позиционирование паллет.It is desirable that the device allows processing parts in single batches, makes it possible to install it on the bed of any metalworking machine, provides the ability to quickly change pallets and quickly and accurately center and position the pallets.

Реализацию данной проблемы решают так называемые системы палетизации, которые предназначены для обеспечения возможности зажима обрабатываемых деталей с различными размерами и которые содержат множество зажимных патронов, обычно два, четыре, шесть или восемь зажимных патронов. С помощью этих множеств зажимных патронов может быть зажат держатель для обрабатываемых деталей, выполненный, в зависимости от его размера, с двумя, четырьмя, шестью или восемью зажимными штифтами. В определенных случаях может иметь место ситуация, когда держатель для обрабатываемых деталей будет выполнен с нечетным числом зажимных штифтов. Поскольку отдельный зажимной патрон обычно не содержит ни средств, позволяющих избежать поворота зажимного штифта, ни средств, предназначенных для определения углового положения зажимного штифта относительно оси Z, может оказаться предпочтительным выполнить один или несколько зажимных патронов с позиционирующими средствами, определяющими помимо положений по осям Х и Y также угловое положение относительно оси Z, в результате чего при надлежащем позиционировании держатели для обрабатываемых деталей, имеющие только один зажимной штифт, также могут быть зафиксированы относительно зажимного патрона в точно определенном линейном и угловом положении. Очевидно, что в таком случае держатель для обрабатываемых деталей также должен быть предусмотрен с позиционирующим средством, взаимодействующим с вышеупомянутым позиционирующим средством зажимного патрона.The implementation of this problem is solved by the so-called palletizing systems, which are designed to allow clamping of workpieces with different sizes and which contain many clamping chucks, usually two, four, six or eight clamping chucks. Using these sets of clamping chucks, a holder for the workpiece can be clamped, made, depending on its size, with two, four, six or eight clamping pins. In certain cases, there may be a situation where the holder for the workpiece will be made with an odd number of clamp pins. Since a single clamping chuck usually does not contain any means to avoid turning the clamping pin, or means designed to determine the angular position of the clamping pin relative to the Z axis, it may be preferable to perform one or more clamping chucks with positioning means that define, in addition to the X-axis positions, Y is also an angular position relative to the Z axis, as a result of which, with proper positioning, holders for workpieces with only one clamping pin, can also be fixed relative to the chuck in a precisely defined linear and angular position. Obviously, in this case, the holder for the workpiece must also be provided with positioning means that interacts with the above positioning means of the chuck.

Проблема, с которой сталкиваются в особенности при использовании держателей для больших и тяжелых обрабатываемых деталей, может быть заключена в том, что требуемое приблизительное выставление зажимных штифтов держателя для обрабатываемых деталей относительно соответствующих отверстий в зажимных патронах в значительной степени затруднено, поскольку существует только небольшой зазор между передней частью зажимного штифта и отверстием в зажимном патроне, приспособленным для приема зажимного штифта. Кроме того, существует опасность того, что как зажимной штифт, так и отверстие в зажимном патроне могут быть повреждены. Помимо зажимных устройств, в которых зажимной штифт выполнен с цилиндрической частью, предназначенной для его позиционирования внутри отверстия зажимного патрона, в данной области техники известны другие зажимные устройства, в которых зажимной патрон выполнен с конической центрирующей поверхностной зоной для выставления зажимного штифта без зазора. Например, в документе ЕР 1044760 раскрыто зажимное устройство данного типа. В этом зажимном устройстве выставление зажимного штифта осуществляется посредством конической центрирующей поверхности, предусмотренной в верхней части отверстия зажимного патрона. Стенка корпуса зажимного патрона обладает упругостью в аксиальном направлении в зоне этой конической центрирующей поверхности; с этой целью за конической центрирующей поверхностью выполнен радиальный паз. Тем самым создается эластично-упругая зона, которая обеспечивает возможность смещения зажимного штифта в аксиальном направлении и втягивания его дальше в направлении оси Z после центрирования.A problem that is encountered especially when using holders for large and heavy workpieces may be that the required approximate alignment of the clamping pins of the workpiece holder with respect to the corresponding holes in the clamping chucks is substantially difficult since there is only a small gap between the front part of the clamping pin and the hole in the clamping chuck adapted to receive the clamping pin. In addition, there is a risk that both the clamping pin and the hole in the clamping chuck could be damaged. In addition to the clamping devices in which the clamping pin is made with a cylindrical part for positioning it inside the hole of the clamping chuck, other clamping devices are known in the art in which the clamping chuck is made with a conical centering surface area for exposing the clamping pin without a gap. For example, EP 1044760 discloses a clamping device of this type. In this clamping device, the clamping pin is exposed by means of a conical centering surface provided in the upper part of the hole of the clamping chuck. The wall of the housing of the chuck has elasticity in the axial direction in the area of this conical centering surface; for this purpose, a radial groove is made behind the conical centering surface. This creates an elastic-elastic zone, which makes it possible to displace the pin in the axial direction and retract it further in the direction of the Z axis after centering.

Эластично-упругие поверхностные зоны данного типа оказались эффективными в особенности в небольших зажимных устройствах. Однако в случае зажимного устройства, предназначенного для приема держателей для больших и тяжелых обрабатываемых деталей, зажимной патрон с течением времени оказывается ослабленным при выполнении такого паза. Кроме того, невозможно выполнить базу по оси Z или упор в направлении оси Z в зоне вокруг вышеупомянутого паза, поскольку зажимное устройство обладает слишком большой упругостью в направлении оси Z в этой зоне. В завершение, существует опасность того, что вставка зажимного штифта в зажимной патрон вызовет повреждение эластично-упругой зоны, поскольку эластично-упругая зона не может выдерживать большие нагрузки ни в аксиальном, ни в радиальном направлениях. В документе DE 4110857 описано устройство, предназначенное для присоединения державки инструмента к рабочему шпинделю металлорежущего станка. Рабочий шпиндель выполнен с отверстием для приема стержневой части державки инструмента. Отверстие имеет верхнюю и нижнюю коническую часть с кольцевой выемкой, имеющей опорную поверхность, расположенную между двумя коническими частями. Стержневая часть державки инструмента предусмотрена с двумя коническими кольцами, опирающимися на упругие опоры. Между двумя коническими кольцами расположено фиксирующее устройство, содержащее две фиксирующие детали, выполненные с возможностью смещения в радиальном направлении. В верхней части этих фиксирующих деталей имеются клинообразные поверхностные зоны, которые опираются в положении фиксации на опорную поверхность кольцевой выемки. За счет выполнения упругих опор конические кольца могут смещаться в аксиальном направлении относительно стержневой части державки инструмента и обеспечивают возможность втягивания стержневой части в отверстие после того, как конические кольца окажутся в положении, при котором они опираются на конические части отверстия. Сами конические кольца выполнены с прорезями. Стержневая часть выполнена с фланцевой частью, образующей на ее нижнем конце плоскую кольцевую поверхность, служащую в качестве упора в направлении оси Z, опирающегося на переднюю поверхность рабочего шпинделя станка при зажиме стержневой части. В отверстии рабочего шпинделя могут быть зажаты как обычные зажимные штифты (фиг.5), так и сборные зажимные штифты (фиг.1 и 3).Elastic-elastic surface zones of this type proved to be effective especially in small clamping devices. However, in the case of a clamping device for receiving holders for large and heavy workpieces, the clamping chuck is weakened over time when such a groove is made. In addition, it is not possible to make a base on the Z axis or a stop in the direction of the Z axis in the region around the aforementioned groove, since the clamping device has too much elasticity in the direction of the Z axis in this zone. In conclusion, there is a risk that inserting the clamping pin into the chuck will cause damage to the elastic zone because the elastic zone cannot withstand heavy loads in either axial or radial directions. DE 4110857 describes a device for connecting a tool holder to a working spindle of a metal cutting machine. The working spindle is made with a hole for receiving the core part of the tool holder. The hole has an upper and lower conical part with an annular recess having a supporting surface located between two conical parts. The stem of the tool holder is provided with two conical rings resting on elastic supports. Between the two conical rings is a locking device containing two locking parts, made with the possibility of displacement in the radial direction. In the upper part of these fixing parts there are wedge-shaped surface zones that rest in the locked position on the supporting surface of the annular recess. Due to the elastic bearings, the conical rings can be axially displaced relative to the rod portion of the tool holder and allow the rod portion to be retracted into the hole after the tapered rings are in a position in which they rest on the tapered portions of the hole. The conical rings themselves are made with slots. The core part is made with a flange part, forming at its lower end a flat annular surface serving as a stop in the direction of the Z axis, resting on the front surface of the machine working spindle when clamping the core part. In the hole of the working spindle, both conventional clamping pins (FIG. 5) and prefabricated clamping pins (FIGS. 1 and 3) can be clamped.

Таким образом, основную идею изобретения можно увидеть в том, что держатели для обрабатываемых деталей с зажимными штифтами разной конструкции могут быть зажаты в рабочем шпинделе металлорежущего станка. Очевидно, что такое зажимное устройство совершенно не пригодно для крепления держателя обрабатываемой детали к рабочему шпинделю металлорежущего станка с обеспечением высокой точности и стабильности позиционирования.Thus, the main idea of the invention can be seen in the fact that the holders for workpieces with clamping pins of different designs can be clamped in the working spindle of a metal cutting machine. Obviously, such a clamping device is completely unsuitable for attaching the holder of the workpiece to the working spindle of the metal cutting machine with high accuracy and stability of positioning.

В патенте США 5722806 описана система соединительных элементов, которая включает в себя охватываемый соединительный элемент, который имеет цилиндрический дальний конец, выполненный с выемкой, имеющей поверхности, представляющие собой поверхности элемента, работающего от кулачка, охватывающий соединительный элемент, который имеет цилиндрическую внутреннюю полость, предназначенную для приема дальнего конца охватываемого соединительного элемента, и пару противоположных кулачков, установленных с возможностью смещения внутри внутренней полости и имеющих наружные криволинейные поверхности, предназначенные для контактирования с поверхностями охватываемого элемента, представляющими собой поверхности элемента, работающего от кулачка, в тот момент, когда кулачки смещены в радиальном направлении в сторону друг от друга, и цепь привода, предназначенную для принудительного смещения кулачков в сторону друг от друга в радиальном направлении. Цепь привода включает в себя подклинивающий шарик, который свободно вращается в выемках между противоположными кулачками, и приводную тягу, предназначенную для смещения подклинивающего шарика в аксиальном направлении для ввода его в контакт и вывода его из контакта со скошенными поверхностями, имеющимися внутри кулачков. Приводная тяга имеет дальний конец, выполненный с отверстием для приема подклинивающего шарика с возможностью скольжения. Свободное вращение подклинивающего шарика внутри отверстия приводной тяги и между внутренними поверхностями кулачков позволяет ему воздействовать с равномерными усилиями заклинивания на кулачки при раздвигании их в сторону друг от друга в положение соединения.US Pat. No. 5,722,806 describes a system of connecting elements that includes a male connecting element that has a cylindrical distal end made with a recess having surfaces representing the surfaces of a cam-operated element that surrounds the connecting element that has a cylindrical internal cavity intended for receiving the distal end of the male connector, and a pair of opposing cams, mounted with the possibility of displacement inside the inner cavities and having external curved surfaces intended for contacting with the surfaces of the male element, which are the surfaces of the cam-operated element, at the moment when the cams are radially shifted away from each other, and a drive circuit designed to force the cams to side of each other in the radial direction. The drive chain includes a wedging ball that rotates freely in the recesses between the opposing cams, and a drive rod designed to bias the wedged ball in the axial direction to bring it into contact and bring it out of contact with the beveled surfaces inside the cams. The drive rod has a distal end made with a hole for receiving a wedging ball with the possibility of sliding. The free rotation of the wedging ball inside the opening of the drive rod and between the inner surfaces of the cams allows it to act with uniform wedging forces on the cams when they are moved apart from each other to the joint position.

В патенте США 5918870 описано устройство, которое предназначено для крепления обрабатываемых деталей, подлежащих обработке, с возможностью отсоединения на металлообрабатывающем станке, имеющем стол-держатель, на котором обрабатываемые детали закрепляют с возможностью отсоединения, и которое может быть присоединено через посредство этого стола-держателя к металлообрабатывающему станку с возможностью отсоединения, при этом фиксация стола-держателя относительно одного или более быстро зажимных цилиндров осуществляется посредством, по меньшей мере, одного затягивающего болта, который закреплен на столе-держателе и который входит в соответствующее отверстие в быстро зажимном цилиндре с обеспечением зажима, и при этом фиксирующее соединение поддерживается с помощью пружин растяжения, и для расфиксации может быть приведен в действие гидравлический поршень, который преодолевает усилие зажима, действующее со стороны пружин растяжения, причем в быстро зажимном цилиндре пространство между центральным затягивающим болтом и пружинами растяжения, расположенными сбоку от него, герметично закрыто.US Pat. No. 5,918,870 describes a device that is designed to attach workpieces to be machined, detachably on a metalworking machine having a holder table on which the workpieces are detachably fixed, and which can be attached via this holder table to a metalworking machine with the ability to disconnect, while fixing the table-holder relative to one or more quickly clamping cylinders is carried out by at least one tightening bolt that is fixed to the table-holder and which enters the corresponding hole in the quick clamping cylinder with clamping, and the locking connection is supported by tension springs, and a hydraulic piston can be actuated to unlock overcomes the clamping force acting from the side of the tension springs, and in the fast clamping cylinder, the space between the central tightening bolt and the tension springs located to the side of Hermetically closed.

В патенте США 5415384 описано устройство для зажима обрабатываемой детали, содержащее основание и держатель для обрабатываемых деталей, приспособленный для установки на основание и крепления к нему. Основание и держатель имеют средства для выставления, предназначенные для выставления положения держателя относительно основания вдоль трех перпендикулярных координатных осей, а также для выставления углового положения. Средство выставления включает в себя первую пару элементов для выставления, выполненных в виде взаимодействующих базовых поверхностей на держателе и основании, которые определяют положение держателя по оси Z. Средство выставления дополнительно содержит вторую и третью пары элементов для выставления, выполненные в виде пар взаимодействующих элементов для выставления по прямой, которые определяют положение держателя соответственно по осям Х и Y. Каждая из взаимодействующих пар содержит клинообразный центрирующий элемент и сопряженный элемент с соответствующей центрирующей прорезью. Предусмотрено зажимное средство, предназначенное для крепления держателя к основанию в точно определенном положении, которое задается средствами выставления. Зажимное средство содержит множество зажимных элементов, каждый из которых имеет штифт, прикрепленный к держателю, и патрон, расположенный в основании. Держатель имеет плоскую поверхность, которая обращена к основанию, если держатель прикреплен к основанию. Плоская поверхность образует одну из базовых поверхностей. Один из элементов каждой из второй и третьей пар элементов присоединен непосредственно к плоской поверхности. Каждый штифт также присоединен непосредственно к плоской поверхности.US Pat. No. 5,415,384 describes a device for clamping a workpiece, comprising a base and a holder for the workpiece, adapted to be mounted on and fastened to the base. The base and the holder have a means for exposure, designed to set the position of the holder relative to the base along three perpendicular coordinate axes, as well as to set the angular position. The means of exposure includes the first pair of elements for exposure, made in the form of interacting base surfaces on the holder and the base, which determine the position of the holder along the Z axis. The means of exposure further comprises a second and third pair of elements for exposure, made in the form of pairs of interacting elements for exposure in a straight line, which determine the position of the holder along the X and Y axes, respectively. Each of the interacting pairs contains a wedge-shaped centering element and a conjugate element with an appropriate centering slot. A clamping means is provided for fixing the holder to the base in a precisely defined position, which is set by the exposure means. The clamping means comprises a plurality of clamping elements, each of which has a pin attached to the holder and a cartridge located at the base. The holder has a flat surface that faces the base if the holder is attached to the base. A flat surface forms one of the base surfaces. One of the elements of each of the second and third pairs of elements is attached directly to a flat surface. Each pin is also attached directly to a flat surface.

Наиболее близким решением является патент RU 2240912, B23Q 3/00, В23В 31/02, Конвенционный приоритет: 19.12.2001 СН 20012318/01, Опубликовано: 27.11.2004. В нем описано зажимное устройство, содержащее зажимной патрон и держатель для обрабатываемых деталей, приспособленный для присоединения к зажимному патрону с возможностью отсоединения, имеющий плоскую нижнюю поверхность и содержащий зажимной штифт, выступающий от плоской нижней поверхности. Зажимной патрон имеет центральное отверстие с конической входной частью, предназначенное для приема зажимного штифта держателя для обрабатываемых деталей. Зажимной штифт имеет, по меньшей мере, один участок поверхности, соответствующий по форме форме конической входной части центрального отверстия для выставления положения зажимного штифта в направлении оси Х и/или Y. Кроме того, зажимной патрон выполнен с зажимным механизмом, предназначенным для фиксации зажимного штифта держателя для обрабатываемых деталей в центральном отверстии с зажимом, и имеет, по меньшей мере, один участок поверхности, служащий в качестве упора в направлении оси Z. Данное зажимное устройство с зажимным патроном и держателем для обрабатываемых деталей выполнено присоединяемым к зажимному патрону с возможностью отсоединения, при этом зажимной патрон зажимного устройства особенно подходит для систем палетизации, в которых отдельный зажимной патрон должен быть очень прочным и жестким. Зажимной штифт может быть выставлен в направлении оси Х и/или Y без какого-либо зазора. Смещение зажимного штифта и тем самым держателя для обрабатываемых деталей в направлении оси Z возможно после выставления зажимного штифта в направлении оси Х и/или Y, при этом отсутствует необходимость выполнения отдельных эластично-упругих средств в конструкции. Прототип решает задачу быстрой переналадки станочного оборудования (быстрой смены деталей).The closest solution is the patent RU 2240912, B23Q 3/00, B23B 31/02, Convention priority: 12/19/2001 CH 20012318/01, Published: 11.27.2004. It describes a clamping device comprising a clamping chuck and a holder for workpieces adapted to be detachably attached to the clamping chuck, having a flat bottom surface and comprising a clamp pin protruding from the flat bottom surface. The clamping chuck has a central hole with a tapered inlet for receiving the clamp pin of the holder for the workpiece. The clamping pin has at least one surface portion corresponding in shape to the shape of the conical inlet of the central hole for setting the position of the clamping pin in the direction of the X and / or Y axis. In addition, the clamping chuck is made with a clamping mechanism for fixing the clamping pin a holder for the workpieces in the central hole with a clamp, and has at least one surface area serving as a stop in the direction of the Z axis. This clamping device with a chuck and The clamp for the workpiece is made detachable to the chuck, and the chuck chuck is particularly suitable for palletizing systems in which a separate chuck must be very strong and rigid. The clamping pin can be aligned in the X and / or Y axis direction without any clearance. The shift of the clamping pin and thereby the holder for the workpieces in the Z axis direction is possible after the clamping pin has been set in the X and / or Y axis direction, and there is no need for separate elastic-elastic means in the structure. The prototype solves the problem of quick readjustment of machine equipment (quick change of parts).

Недостатком этого и иных известных решений систем палетизации является конструктивная сложность зажимного патрона. Например, в прототипе зажимной патрон состоит из верхней и нижней чашеобразных частей. При этом нижняя часть сама состоит из нескольких сложных узлов. Механизм фиксации зажимного штифта держателя увязан с взаимодействием нескольких механических узлов, усилия на которые передаются с большим сопротивлением. Кроме того, механизм фиксации зажимного штифта держателя основан только на сжатии его зажимными шариками по середине зажимного штифта держателя, что все равно обеспечивает небольшой люфт (смещение) центрировки. Таким образом, сложность систем палетизации ведет к быстрому их износу и как следствие к снижению точности позиционирования.The disadvantage of this and other known solutions for palletizing systems is the structural complexity of the chuck. For example, in the prototype, the chuck consists of upper and lower cup-shaped parts. Moreover, the lower part itself consists of several complex nodes. The mechanism for fixing the clamping pin of the holder is connected with the interaction of several mechanical units, the forces on which are transmitted with great resistance. In addition, the mechanism for fixing the clamping pin of the holder is based only on the compression of the clamping balls in the middle of the clamping pin of the holder, which still provides a slight backlash (offset) centering. Thus, the complexity of palletizing systems leads to their rapid deterioration and, as a result, to a decrease in positioning accuracy.

Целью настоящей полезной модели является устройство, обеспечивающее повышение точности позиционирования и упрощения конструкции зажимного устройства при сохранении высокой скорости переналадки станочного оборудования (быстрой смены деталей).The purpose of this utility model is a device that improves the accuracy of positioning and simplifies the design of the clamping device while maintaining high speed readjustment of machine equipment (quick change of parts).

Решение этой задачи достигается за счет того, что зажимное устройство, содержащее зажимной патрон и держатель для обрабатываемых деталей, приспособленный для присоединения к зажимному патрону с возможностью отсоединения, имеющий плоскую нижнюю поверхность и содержащий зажимной штифт, выступающий от плоской нижней поверхности, причем зажимной патрон имеет центральное отверстие с конической входной частью, предназначенное для приема зажимного штифта держателя для обрабатываемых деталей, а зажимной штифт имеет, по меньшей мере, один участок поверхности, соответствующий по форме конической входной части центрального отверстия для выставления положения зажимного штифта в направлении оси Х и/или Y; зажимной патрон выполнен с зажимным механизмом, предназначенным для фиксации зажимного штифта держателя для обрабатываемых деталей в центральном отверстии с зажимом, отличающееся тем, что зажимной механизм выполнен в виде втулки с коническим или закругленным концом, которая выполнена с возможностью сдвижения в горизонтальном направлении, основание втулки подпружинено к боковой стенке зажимного патрона и закреплено с поршневой камерой, выполненной с возможностью функционирования посредством гидравлического давления или пневматической среды через внутренний трубопровод и через штуцер с внешней поверхности зажимного механизма; центральное отверстие зажимного патрона в основании дополнительно содержит стержень с коническим концом, а конец зажимного штифта на держателе содержит внутреннее отверстие, которое по диаметру больше, чем диаметр стержня с коническим концом, причем в основании отверстия зажимного штифта на держателе участок поверхности также выполнен коническим и с возможностью входить в контакт с конической входной частью стержня.The solution to this problem is achieved due to the fact that the clamping device containing the clamping chuck and the holder for the workpiece, adapted to attach to the chuck with the possibility of detachment, having a flat bottom surface and containing a clamp pin protruding from a flat bottom surface, and the clamping chuck has a central hole with a conical inlet for receiving the clamp pin of the holder for the workpiece, and the clamp pin has at least one Stock surface corresponding to the conical shaped inlet part of the central opening to be placed position of the clamping pin in the X axis and / or Y; the clamping chuck is made with a clamping mechanism designed to fix the clamping pin of the holder for workpieces in the central hole with the clamp, characterized in that the clamping mechanism is made in the form of a sleeve with a conical or rounded end, which is movable in the horizontal direction, the base of the sleeve is spring loaded to the side wall of the chuck and secured with a piston chamber configured to operate by hydraulic pressure or pneumatically Coy medium through the inner pipe and through the connection with the external surface of the clamping mechanism; the central hole of the chuck in the base further comprises a rod with a conical end, and the end of the clamp pin on the holder contains an inner hole that is larger in diameter than the diameter of the rod with a conical end, and at the base of the hole of the clamp pin on the holder, the surface section is also made conical and with the ability to come into contact with the conical inlet of the rod.

Кроме того, на конце или вблизи конца штифта выполнены диаметральные углубления под форму концов втулок, и функцией которых является прижим втулок в данной зоне при зажиме держателя в патроне.In addition, diametrical recesses are made at the end or near the end of the pin to the shape of the ends of the bushings, and the function of which is to clamp the bushings in this area when the holder is clamped in the cartridge.

Краткое описание чертежей.A brief description of the drawings.

Фиг.1 показывает первое продольное сечение зажимного патрона и держателя для обрабатываемых деталей;Figure 1 shows a first longitudinal section of a chuck and holder for workpieces;

Фиг.2 показывает продольное сечение зажимного патрона с держателем для обрабатываемых деталей, свободно установленным на зажимном патроне;Figure 2 shows a longitudinal section of a chuck with a holder for workpieces freely mounted on a chuck;

Фиг.3 показывает продольное сечение зажимного патрона с держателем для обрабатываемых деталей, зафиксированным относительно зажимного патрона.Figure 3 shows a longitudinal section of a chuck with a workpiece holder fixed relative to the chuck.

Полезная модель реализуется следующим образом. Зажимное устройство содержит зажимной патрон, обозначенный в целом ссылочным номером 4, и держатель для обрабатываемых деталей, обозначенный в целом ссылочным номером 1. Держатель 1 для обрабатываемых деталей предусмотрен с зажимным штифтом 2, с помощью которого держатель 1 для обрабатываемых деталей может быть зафиксирован относительно зажимного патрона 4. Такое зажимное устройство предпочтительно и особенно целесообразно используется при фиксации обрабатываемой детали в рабочей зоне металлорежущего станка (непоказанного) в точно определенном положении. Тем самым, как это имеет место в данном примере, держатель 1 для обрабатываемых деталей может одновременно представлять собой саму обрабатываемую деталь.The utility model is implemented as follows. The clamping device comprises a chuck, indicated generally by reference number 4, and a holder for workpieces, indicated generally by reference number 1. The holder 1 for workpieces is provided with a clamping pin 2, with which the holder 1 for workpieces can be fixed relative to the clamping cartridge 4. Such a clamping device is preferably and especially expediently used when fixing the workpiece in the working area of a metal cutting machine (not shown) in precisely defined dividing position. Thus, as is the case in this example, the holder 1 for the workpieces can simultaneously be the workpiece itself.

Зажимной патрон 4, подлежащий креплению к металлорежущему станку с помощью средств, которые сами по себе известны и не показаны на чертежах, имеет центральное отверстие 5, приспособленное для приема и фиксации зажимного штифта 2 держателя 1 для обрабатываемых деталей. Верхняя зона этого отверстия выполнена в виде конической входной части. Зажимной патрон 4 прост конструктивно и состоит из одной крупной детали, внутри которой выполнены вспомогательные узлы 24, 25, содержащие все основные механизмы крепления.The clamping chuck 4, to be attached to the cutting machine using means that are known per se and are not shown in the drawings, has a central hole 5 adapted to receive and fix the clamp pin 2 of the holder 1 for workpieces. The upper zone of this hole is made in the form of a conical inlet. The clamping chuck 4 is structurally simple and consists of one large part, inside which auxiliary nodes 24, 25 are made, containing all the main fastening mechanisms.

Зажимной патрон 4 выполнен с соединительным штуцером 20, внутренним трубопроводом 18, предназначенным для подачи гидравлической или пневматической среды во внутреннее пространство зажимного патрона 4 в каналы 17 для соответственно фиксации и расфиксации зажимного штифта 2 держателя 1 для обрабатываемых деталей, как будет разъяснено ниже более подробно.The clamping chuck 4 is made with a connecting fitting 20, an internal pipe 18 for supplying a hydraulic or pneumatic medium to the inner space of the chuck 4 in the channels 17 for respectively fixing and unlocking the clamping pin 2 of the holder 1 for workpieces, as will be explained in more detail below.

Зажимной патрон 4 может содержать фиксирующие шарики 8, которые выполняют подпружиненными и назначение которых предварительное стопорение держателя 1 в центральном отверстии 5 зажимного патрона. Стопорение становится возможным при выполнении зажимного штифта 2 с углублениями, где и выталкиваются шарики 8 под действием пружин. Стопорение позволяет более надежно предварительно зафиксировать держатель 1 в зажимном патроне 4 перед их фиксацией, но никак не препятствует их свободному отсоединению, поскольку шарики 8 также легко вдавливаются внутрь и не препятствуют вертикальному сдвижению штифта 2.The clamping cartridge 4 may contain locking balls 8, which are spring-loaded and the purpose of which is the preliminary locking of the holder 1 in the Central hole 5 of the clamping cartridge. The locking becomes possible when the clamping pin 2 is made with recesses, where the balls 8 are pushed out under the action of the springs. The locking allows you to more securely pre-fix the holder 1 in the chuck 4 before fixing, but does not interfere with their free detachment, since the balls 8 are also easily pressed inward and do not interfere with the vertical movement of the pin 2.

Верхний конец зажимного штифта 2, прикрепленного к держателю 1 для обрабатываемых деталей, выполнен с кольцевым базовым участком 21 поверхности. Кольцевой базовый участок поверхности зажимного штифта 2 опирается на плоскую нижнюю поверхность держателя для обрабатываемых деталей; таким образом, нижняя поверхность держателя для обрабатываемых деталей, служащая в качестве базы по оси Z, занимает четко определенное положение относительно зажимного штифта 2.The upper end of the clamping pin 2 attached to the holder 1 for the workpiece is made with an annular base section 21 of the surface. The annular base portion of the surface of the clamping pin 2 rests on the flat lower surface of the holder for the workpiece; thus, the lower surface of the holder for the workpiece, serving as a base along the Z axis, occupies a well-defined position relative to the clamping pin 2.

Зажимной механизм, предназначенный для зажима зажимного штифта 2, выполнен в виде втулки 9 с коническим или закругленным концом, которая выполнена с возможностью сдвижения в горизонтальном направлении. Основание втулки 10 посредством пружины 11 подпружинено к боковой стенке 12 зажимного патрона 4 и закреплено с поршневой камерой 13, выполненной с возможностью функционирования посредством гидравлического давления или пневматической среды. Среда подается через наружный штуцер 20, далее через внутренний трубопровод 18 и затем через каналы 17 в поршневую камеру 13. Под действием давления среды (см. Фиг.1, Фиг.2) во внутренней полости 15 камеры 13 возникает давление. Поршень 14, одновременно закрепленный внутри патрона 4 неподвижен. Поэтому сама камера 13 совершает сдвижение в горизонтальном направлении от центра вместе с основанием 10 и втулкой 9. Тем самым, втулка отходит от центра и позволяет вставлять штифт 2 беспрепятственно. При снятии давления среды (см. Фиг.3), давление в камере 13 не возникает и под действием пружин 11, толкающих основание 10 с втулкой 9, последняя напирает к центру. Поэтому давление среды снимают когда держатель 1 уже вставлен в патрон 4. Тогда втулки 9 своими концами прижимаются в диаметральные углубления 22, которые содержатся на конце или вблизи конца штифта 2 и специально выполнены под форму концов втулок.The clamping mechanism designed to clamp the clamping pin 2 is made in the form of a sleeve 9 with a conical or rounded end, which is made with the possibility of movement in the horizontal direction. The base of the sleeve 10 by means of a spring 11 is spring-loaded to the side wall 12 of the chuck 4 and is fixed with a piston chamber 13, made with the possibility of functioning by means of hydraulic pressure or pneumatic medium. The medium is supplied through the external fitting 20, then through the internal pipe 18 and then through the channels 17 into the piston chamber 13. Under the action of the medium pressure (see FIG. 1, FIG. 2), pressure arises in the internal cavity 15 of the chamber 13. The piston 14, simultaneously fixed inside the cartridge 4 is stationary. Therefore, the camera 13 itself moves horizontally from the center together with the base 10 and the sleeve 9. Thereby, the sleeve moves away from the center and allows pin 2 to be inserted unhindered. When removing the pressure of the medium (see Figure 3), the pressure in the chamber 13 does not arise and under the action of the springs 11 pushing the base 10 with the sleeve 9, the latter presses toward the center. Therefore, the pressure of the medium is removed when the holder 1 is already inserted into the cartridge 4. Then the bushings 9 are pressed with their ends into the diametrical recesses 22, which are contained at the end or near the end of the pin 2 and are specially made to fit the ends of the bushings.

Другой особенностью заявленного устройства является то, что центральное отверстие 5 зажимного патрона 4 в основании дополнительно содержит стержень 6 с коническим концом 7, а конец зажимного штифта 2 на держателе 1 содержит внутреннее отверстие 3, которое по диаметру больше, чем диаметр стержня 6 с коническим концом 7, причем в основании 23 отверстия 3 зажимного штифта 2 на держателе 1 участок поверхности также выполнен коническим и с возможностью входить в контакт с конической входной частью 7 стержня 6.Another feature of the claimed device is that the Central hole 5 of the chuck 4 in the base further comprises a rod 6 with a conical end 7, and the end of the clamp pin 2 on the holder 1 contains an inner hole 3, which is larger in diameter than the diameter of the rod 6 with a conical end 7, and in the base 23 of the hole 3 of the clamping pin 2 on the holder 1, the surface area is also made conical and can come into contact with the conical inlet part 7 of the rod 6.

Стержень позволяет осуществлять зажим в центральной части патрона 4 и держателя 1 уже в зоне держателя 1. Тем самым, кроме зажима втулками 9 в углублениях 22 происходит зажим в зоне 23 конического конца 7 стержня 6. Возникает зажим в двух точках, что повышает точность позиционирования и снижает вероятность возникновения люфтов при центрировке.The rod allows clamping in the central part of the cartridge 4 and holder 1 already in the area of the holder 1. Thus, in addition to clamping by the bushings 9 in the recesses 22, clamping occurs in the zone 23 of the conical end 7 of the rod 6. There is a clamp at two points, which increases the accuracy of positioning and reduces the likelihood of backlash during alignment.

Таким образом реализуются задачи упрощения конструкции и повышения точности позиционирования. Сохранении высокой скорости переналадки станочного оборудования достигается за счет применения быстрого механизма фиксации держателя в патроне давлением среды, аналогично тому, как реализовано в прототипе.Thus, the tasks of simplifying the design and increasing the accuracy of positioning are realized. Maintaining a high speed of readjustment of machine equipment is achieved through the use of a quick mechanism for fixing the holder in the cartridge by medium pressure, similar to that implemented in the prototype.

Claims

1. A clamping device comprising a clamping chuck and a holder for workpieces, adapted to be detachably attached to the clamping chuck, having a flat bottom surface and comprising a clamp pin protruding from the flat bottom surface, the clamping chuck having a central opening with a tapered inlet, designed to receive the clamp pin of the holder for the workpiece, and the clamp pin has at least one surface area corresponding to the shape of the horse the input part of the Central hole for setting the position of the clamping pin in the direction of the axis X and / or Y, the chuck is made with a clamping mechanism designed to fix the clamping pin of the holder for the workpiece in the Central hole with a clamp, characterized in that the clamping mechanism is made in the form bushings with a conical or rounded end, which is movable in the horizontal direction, the base of the bushings is spring-loaded to the side wall of the chuck and secured with pores a non-camera, made with the possibility of functioning by means of hydraulic pressure or pneumatic medium through an internal pipe and through a fitting from the external surface of the clamping mechanism, the central hole of the clamping chuck at the base further comprises a rod with a conical end, and the end of the clamping pin on the holder contains an inner hole that the diameter is larger than the diameter of the rod with a conical end, and at the base of the hole of the clamping pin on the holder, a surface section is also It is conical and with the possibility of coming into contact with a conical inlet part of the rod.

2. The clamping device according to claim 1, characterized in that diametrical recesses are made at the end or near the end of the pin to the shape of the end of the sleeve, the function of which is to clamp the sleeve in this area when clamping the holder in the cartridge.