RU132008U1

RU132008U1 - AUTOMATED LATERAL CARTRIDGE

Info

Publication number: RU132008U1
Application number: RU2013114905/02U
Authority: RU
Inventors: Евгений Владимирович Гурьянов
Original assignee: Евгений Владимирович Гурьянов
Priority date: 2013-04-02
Filing date: 2013-04-02
Publication date: 2013-09-10

Abstract

1. Автоматизированный токарный патрон, содержащий корпус с размещенным в нем механизмом подачи прутка и цангой для его фиксации, отличающийся тем, что в патроне дополнительно установлены две самоклинящиеся цанги и механизм преобразования вращательнго движения в возвратно-поступательное, состоящий из двух колец с волновой торцевой поверхностью, одно из которых поводком связано с гайкой, поджимающей зажимную цангу, и тормозом, выполненным с возможностью расположения на корпусе станка, а второе - с одной из двух самоклинящихся цанг.2. Автоматизированный токарный патрон по п.1, отличающийся тем, что корпус патрона состоит из двух частей, одна из которых содержит механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное и устанавливающийся сзади на шпиндель станка вместе с тормозом и гайкой, поджимающей зажимную цангу, а вторая часть, устанавливаемая спереди на шпиндель станка, содержит зажимную и две самоклинящиеся цанги, обе части патрона связаны между собой двумя тягами в виде труб.1. An automated turning chuck comprising a housing with a bar feed mechanism and a collet for securing it, characterized in that the chuck additionally has two self-jamming collets and a mechanism for converting rotational motion into reciprocating, consisting of two rings with a wave end surface , one of which is connected by a leash with a nut pressing the clamping collet, and a brake made with the possibility of location on the machine body, and the second - with one of the two self-jamming collets. 2. The automated turning chuck according to claim 1, characterized in that the chuck body consists of two parts, one of which contains a mechanism that converts rotational motion into reciprocating and mounted on the back of the machine spindle together with a brake and a nut that compresses the clamping collet, and the second the part mounted on the front of the machine spindle contains clamping and two self-locking collets, both parts of the cartridge are interconnected by two rods in the form of pipes.

Description

Полезная модель относится к машиностроению и, в частности, может быть использована в составе токарных станков с ЧПУ, прутковых автоматах и универсальных токарных станках для автоматической подачи прутка и его фиксации.The utility model relates to mechanical engineering and, in particular, can be used as part of CNC lathes, bar machines and universal turning machines for automatic feeding of the bar and its fixation.

Известен токарный патрон а.с. СССР №1065103, где для зажима детали используется главный привод станка, а усилие зажима регулируется с помощью тормоза, установленного на станине станка. Данный патрон не обеспечивает автоматическое продвижение прутка и его сложно установить на большинство станков. Известно устройство для подачи и зажима прутка а.с. СССР №1683871. Данное устройство совместно с приводом осевого перемещения обеспечивает продвижение прутка на заранее установленную величину и его фиксацию. Недостатками такого устройства является отсутствие возможности программно управлять величиной выдвижения прутка и необходимость установки дополнительно привода осевого перемещения.Known turning chuck A.S. USSR No. 1065103, where the main drive of the machine is used to clamp the part, and the clamping force is controlled by a brake mounted on the machine bed. This cartridge does not automatically advance the bar and is difficult to install on most machines. A device for feeding and clamping a rod A.S. USSR No. 1683871. This device, together with the axial displacement drive, provides the advancement of the bar by a predetermined value and its fixation. The disadvantages of this device is the inability to programmatically control the magnitude of the extension of the bar and the need to install additional drive axial movement.

Наиболее близким по достигаемому результату является патрон по а.с. СССР №1727952 содержащий корпус с механизмами подачи и зажима прутка приводимыми в движение пневмоцилиндром, расположенном в корпусе патрона. Недостатками патрона является наличие в нем пневмоцилиндра, что требует подвода к вращающемуся патрону сжатого воздуха. Величина выдвижения прутка здесь также не регулируется автоматически а определяется конструкцией.The closest to the achieved result is a cartridge for A.S. USSR No. 1727952 containing a housing with feed and clamping mechanisms of the rod driven by a pneumatic cylinder located in the cartridge case. The disadvantages of the cartridge is the presence of a pneumatic cylinder in it, which requires a supply of compressed air to the rotating cartridge. The magnitude of the extension of the bar here is also not regulated automatically and is determined by the design.

Техническим результатом предлагаемого решения является автоматизированный токарный патрон позволяющий выдвигать пруток на любую длину и фиксировать его. Патрон легко устанавливается на большинство токарных станков как программных, так и универсальных, при этом он не требует никаких дополнительных исполнительных механизмов.The technical result of the proposed solution is an automated turning chuck that allows you to extend the bar to any length and fix it. The cartridge is easily installed on most lathes, both software and universal, while it does not require any additional actuators.

Поставленная задача достигается тем, что в патроне дополнительно установлены две самоклинящиеся цанги и устройство, преобразующее вращательное движение в возвратно-поступательное. Указанное устройство состоит из двух колец с волновой торцевой поверхностью, поджимаемых друг к другу пружинами. Одно из колец связано с одной из самоклинящихся цанг с возможностью совершать возвратно-поступатольное движение. А второе кольцо, поводком связано с гайкой, зажимающей цангу и тормозом, расположенном на корпусе станка, позволяющим останавливать вращение кольца.The task is achieved by the fact that the cartridge additionally has two self-clamping collets and a device that converts rotational motion into reciprocating. The specified device consists of two rings with a wave end surface, pressed to each other by springs. One of the rings is connected with one of the self-wedging collets with the ability to make a reciprocating movement. And the second ring, the leash is connected with a nut clamping the collet and a brake located on the machine body, which allows to stop the rotation of the ring.

На фиг.1 изображен автоматизированный токарный патрон с тормозом, установленным спереди на шпиндель токарного станка.Figure 1 shows an automated turning chuck with a brake mounted in front of the spindle of a lathe.

На фиг.2 изображен автоматизированный токарный патрон, состоящий из двух частей, одна из которых установлена спереди а другая сзади, на шпиндель токарного станка.Figure 2 shows an automated turning chuck, consisting of two parts, one of which is installed in front and the other behind, on the spindle of the lathe.

Патрон содержит корпус 3 установленный в шпиндель станка 2. Устройство, преобразующее вращательное движение в возвратно-поступательное, состоящие из двух колец 5 и 6 с волновой торцевой поверхностью и тормоза 12. Кольцо 5 винтом связано с самоклинящейся цангой 4 и может совершать возвратно-поступательные движения, скользя по поверхности кольца 6. Вторую самоклинящуюся цангу 7, позволяющую свободно продвигать пруток только в одном направлении и закрепленную неподвижно в корпусе патрона. Поводок 9 связывает кольцо 6 с гайкой 10 обеспечивающей зажим цанги 11. Кольцо 8 служит опорой для двух колец 5 и 6 поджимаемых к нему пружинами. Тормоз 12 установлен на станине станка и обеспечивает торможение кольца 6 с регулируемым усилием. Тормоз может быть выполнен как с ручным так и с автоматизированным приводом (на рисунке с электромагнитным) управляемым системой ЧПУ.The cartridge contains a housing 3 mounted in the spindle of the machine 2. A device that converts rotational motion into reciprocating, consisting of two rings 5 and 6 with a wave end surface and brakes 12. Ring 5 is screwed to a self-locking collet 4 and can reciprocate sliding along the surface of the ring 6. The second self-locking collet 7, which allows the rod to be freely advanced in only one direction and fixed motionless in the cartridge case. The leash 9 connects the ring 6 with the nut 10 providing the clamp of the collet 11. The ring 8 serves as a support for the two rings 5 and 6 springs pressed to it. The brake 12 is installed on the bed of the machine and provides braking of the ring 6 with adjustable force. The brake can be performed with either manual or automated drive (in the figure with electromagnetic) controlled by the CNC system.

Патрон работает следующим образом: Система управления (ЧПУ) дает команду на обратное вращение шпинделя (против часовой стрелки), скорость вращения определяется при программировании ЧПУ, оптимален вариант 250 об/мин. После чего дается команда на включение электромагнитного тормоза. Корпус патрона 3 вращается вместе со шпинделем, а кольцо 6 с зажимной гайкой 10 удерживается тормозом. Гайка 10 начинает отпускает зажимную цангу 11 и она освобождает пруток 1. Кольцо 5, вращаясь вместе с патроном 3, скользит по волнистой поверхности неподвижного кольца 6, что приводит к его возвратно-поступательному движению вместе с самоклинящейся цангой 4. Самоклинящаяся цанга 7 находится не подвижно а 4 двигается возвратно-поступательно в результате чего пруток 1 начинает выдвигаться из патрона. Так если на кольцах 5 и 6 торцевая поверхность имеет, например, три волны с амплитудой 5 мм то за один оборот шпинделя пруток продвинется на 15 мм. В системе ЧПУ в программе установлена требуемая величина выдвижения прутка, система определяет требуемое число оборотов шпинделя и половину из них выполняет при обратном вращении шпинделя, а вторую половину сменив направление вращения. Гайка 10 сначала откручивалась, а после реверса, стала закручиваться до полного зажима цанги 11, после чего тормоз 12 с регулируемым усилием зажима начинает проскальзывать, а система ЧПУ, выдержав кратковременную (2-3 сек.) паузу выключает тормоз, выдвижение и фиксация прутка завершена. Для более точной величины выдвижения прутка, станок может установить один из токарных инструментов на пути выдвижения прутка на требуемом расстоянии от шпинделя. Пруток достигнет упора (инструмента) и самозажимная цанга 4 будет оставаться в крайнем левом положении вместе с кольцом 5, а пружина его поджимающая будет оставаться в сжатом положение до и после фиксации прутка. Возможно использование патрона для зажима коротких заготовок, для чего станок необходимо оснастить педалями «зажать», «разжать» а заготовку вставлять вручную. Для настройки патрона на другой диаметр прутка достаточно заменить две самозажимных и зажимную цангу, на соответствующие новому диаметру прутка.The cartridge works as follows: The control system (CNC) gives the command to reverse the spindle (counterclockwise), the rotation speed is determined when programming the CNC, the optimal option is 250 rpm. Then a command is given to activate the electromagnetic brake. The case of the cartridge 3 rotates with the spindle, and the ring 6 with the clamping nut 10 is held by the brake. The nut 10 starts releasing the clamping collet 11 and it releases the bar 1. The ring 5, rotating together with the cartridge 3, slides along the wavy surface of the stationary ring 6, which leads to its reciprocating movement along with the self-locking collet 4. The self-locking collet 7 is not movably and 4 moves back and forth as a result of which the bar 1 begins to advance from the cartridge. So if on the rings 5 and 6 the end surface has, for example, three waves with an amplitude of 5 mm, then in one revolution of the spindle the bar will advance by 15 mm. In the CNC system, the program sets the required value of the extension of the bar, the system determines the required number of spindle revolutions and performs half of them during the reverse rotation of the spindle, and the second half changes the direction of rotation. The nut 10 was first unscrewed, and after the reverse, it began to twist until the collet 11 was fully clamped, after which the brake 12 begins to slip with an adjustable clamping force, and the CNC system, after a short (2-3 sec.) Pause, turns off the brake, the extension and fixing of the bar is completed . For a more accurate value of the extension of the bar, the machine can install one of the turning tools on the path of the extension of the bar at the required distance from the spindle. The bar will reach the stop (tool) and the self-clamping collet 4 will remain in the extreme left position along with the ring 5, and its spring pressing will remain in the compressed position before and after fixing the bar. It is possible to use a cartridge for clamping short workpieces, for which the machine must be equipped with pedals “hold”, “unclench” and insert the workpiece manually. To adjust the cartridge to a different bar diameter, it is enough to replace two self-clamping and a clamping collet, corresponding to the new bar diameter.

Возможно изготовление патрона состоящего из двух частей устанавливаемых на шпиндель станка одна спереди, другая сзади Фиг 2. Данная компоновка сложнее в установке на станок, но позволяет повысить зажимное усилие на цанге и убрать тормоз в нерабочую зону. Часть патрона, устанавливаемая спереди, содержит две самоклинящихся 4 и 7 цанги и зажимную 11 цангу, а механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное с тормозом и зажимной гайкой 10 устанавливаются сзади. Для обеспечения механической связи кольца 5 с самоклинящейся цангой 4 используется тяга 13 выполненная в виде трубы, скользящей по поверхности другой тяги 14, связывающей зажимную гайку 10 с цангой 11. Работа этого патрона аналогична предыдущему.It is possible to manufacture a cartridge consisting of two parts mounted on the machine spindle, one in front and the other in the back, Fig 2. This layout is more difficult to install on the machine, but it allows to increase the clamping force on the collet and remove the brake to the inoperative zone. The front part of the cartridge contains two self-wedging collets 4 and 7 and a clamping 11 collets, and a mechanism that converts rotary motion into reciprocating with a brake and a clamping nut 10 are installed at the rear. To ensure mechanical connection of the ring 5 with a self-locking collet 4, a rod 13 is used made in the form of a pipe sliding on the surface of another rod 14 connecting the clamping nut 10 with the collet 11. The operation of this cartridge is similar to the previous one.

Для придания вращения шпинделю, на современных станках, используют асинхронный двигатель с электронным приводом, позволяющим плавно управлять скоростью вращения шпинделя. Электропривод обеспечивает пусковой момент в два и более раза превышающий номинальный момент двигателя, что вполне обеспечивает необходимое усилие зажима цанги в патроне.To give spindle rotation, on modern machines, an asynchronous motor with an electronic drive is used, which allows you to smoothly control the spindle speed. The electric drive provides a starting torque of two or more times the rated torque of the engine, which fully provides the necessary clamping force in the collet chuck.

Claims

1. An automated turning chuck containing a housing with a bar feed mechanism and a collet for fixing it, characterized in that the chuck additionally has two self-jamming collets and a mechanism for converting rotational motion into reciprocating, consisting of two rings with a wave end surface , one of which is connected by a leash with a nut pressing the clamping collet, and a brake made with the possibility of location on the machine body, and the second - with one of the two self-wringing collets.

2. The automated lathe chuck according to claim 1, characterized in that the chuck body consists of two parts, one of which contains a mechanism that converts rotational motion into reciprocating and mounted on the back of the machine spindle together with a brake and a nut that compresses the clamping collet, and the second part, mounted on the front of the machine spindle, contains a clamping and two self-locking collets, both parts of the cartridge are interconnected by two rods in the form of pipes.