RU1817737C

RU1817737C - Turning clamping chuck

Info

Publication number: RU1817737C
Authority: RU
Inventors: Юрий Павлович Алафузов; Владимир Александрович Кочетов
Original assignee: Московский станкостроительный завод "Красный пролетарий" им.А.И.Ефремова
Priority date: 1991-01-22
Filing date: 1991-01-22
Publication date: 1993-05-23

Description

Изобретение относитс к станкостроению , а именно к зажимным приспособлени м дл обработки деталей типа крестовин на токарных станках с ЧПУ.The invention relates to machine tool industry, namely to clamping devices for machining parts such as crosses on CNC lathes.

Цель изобретени -устранениеуказанных недостатков, а именно создание патрона с расширенными технологическими возможност ми за счет обеспечени многократного поворота издели на любой заранее заданный угол, а также упрощение конструкции за счет снижени числа гидравлических магистралей.The purpose of the invention is to remedy these drawbacks, namely the creation of a cartridge with advanced technological capabilities by providing multiple turns of the product at any predetermined angle, as well as simplifying the design by reducing the number of hydraulic lines.

Указанна цель достигаетс тем, что за вл емый патрон снабжен механизмом за-v мыкани (размыкани ) кинематической цепи между штоком гидроцилиндра поворота и ведомой цапфой, а в управл емом обратном клапане к входной камере подключена щтокова полость гидроцилиндра поворота, и в упом нутом клапане между входной камерой и камерой управлени выполнена дополнительна камера, к которой подключена поршнева полость этого гидроцилиндра, ив нее выведен управл ющий элемент, а в камере управлени размещена пружина аккумул тора. Упом нутый механизм замыкани кинематической цепи выполнен в виде введенного в цепь опорного диска с торцовыми зубь ми, установленного с возможностью вращени на штоке гидроцилиндра подъема, а его зубь вход т (наход тс в посто нном зацеплении) в пазы , образованные на ведомом элементе, который может быть выполнен в виде шестерни, установленной с возможностью вращени относительно ведомой цапфы и кинематически св занной со штоком гидроцилиндра поворота(на котором выполнена зубчата рейка), при этом на ведомой цапфе также выполнены пазы, аналогичные пазам ведомого элемента, предназначенные дл взаимодействи с зубь ми опорного диска.This goal is achieved by the fact that the claimed cartridge is equipped with a mechanism for locking (opening) the kinematic circuit between the rod of the swing cylinder and the driven pin, and in the controlled non-return valve, a pin cavity of the swing cylinder is connected to the input chamber, and in the said valve between an additional chamber is made in the input chamber and the control chamber, to which the piston cavity of this hydraulic cylinder is connected, a control element is withdrawn from it, and a battery spring is placed in the control chamber. The mentioned kinematic chain closing mechanism is made in the form of a support disk with end teeth inserted into the chain, mounted with the possibility of rotation on the rod of the lifting hydraulic cylinder, and its tooth entering (being in constant engagement) into the grooves formed on the driven element, which can be made in the form of a gear mounted rotatably relative to the driven axle and kinematically connected with the rod of the turning hydraulic cylinder (on which the rack gear is made), while on the driven axle also made elements similar to the grooves of the driven member, adapted to cooperate with the teeth of the supporting disk.

Перечисленные признаки, а именно: оснащение патрона механизмом замыкани , выполненным в виде опорного диска с торцовыми зубь ми, предназначенного дл взаимодействи с соответствующими пазами , образованными на ведомом элементе и на ведомой цапфе, установка опорного диска с возможностью вращени на штоке гидроцилиндра подъема, а ведомого элемента - с возможностью вращени относительно ведомой цапфы, соединение штоковой полости гидроцилиндра поворота с входной камерой управл емого обратного клапана, а его поршневой полости - с дополнительной камерой этого клапана, образованной между входной камерой и камерой управлени , размещение управл ющего элемента одной своей торцевой стороной в дополнительнойThe listed features, namely: equipping the cartridge with a locking mechanism made in the form of a support disk with end teeth, designed to interact with the corresponding grooves formed on the driven element and on the driven axle, installing the supporting disk with the possibility of rotation on the rod of the lifting hydraulic cylinder, and the driven element - with the possibility of rotation relative to the driven axle, the connection of the rod cavity of the swing hydraulic cylinder with the input chamber of the controlled non-return valve, and its piston cavity with additional an integral chamber of this valve, formed between the inlet chamber and the control chamber, the placement of the control element with its one end face in an additional

полости, а также размещение в камере управлени пружины аккумул тора.cavities, as well as placement of a battery spring in the control chamber.

На фиг.1 схематично изображено устройство патрона с.гидросистемой; на фиг.2Figure 1 schematically shows the design of a cartridge with a hydraulic system; figure 2

- узел базового кулачка с гидроцилиндром подъема; на фиг.З -узел гидроаккумул тора со встроенным управл емым обратным клапаном; на фиг.4 - гидросистема патрона во взаимодействии с механическими элементами; на фиг.5 - изображено расположение элементов механизма замыкани при разомкнутой кинематической цепи; на фиг.6 -то же, но в момент замыкани кинематической цепи; на фиг.7 - то.же, но при окончательно- a base cam assembly with a lifting ram; in Fig. 3, a hydraulic accumulator unit with an integrated controlled non-return valve; figure 4 - hydraulic system of the cartridge in interaction with mechanical elements; figure 5 - shows the location of the elements of the closing mechanism with an open kinematic circuit; figure 6 is the same, but at the time of closing the kinematic chain; in Fig.7 - the same, but when finally

5 замкнутой кинематической цепи.5 closed kinematic chain.

Поворотный зажимной патрон, выполненный согласно предполагаемому изобретению , содержит корпус 1 с фланцем 2, закрепленным на одном конце шпиндел The rotary chuck, made according to the alleged invention, comprises a housing 1 with a flange 2, mounted on one end of the spindle

0 (на чертеже Не показан). В корпусе 1 патрона смонтированы базовый кулачок 3 и зажимной кулачок 4, на которых закреплены призмы 5, несущие заготовку б, а в расточ- ках корпуса 1 и фланца 2 смонтированы0 (not shown in the drawing). The base cam 3 and the clamping cam 4 are mounted in the cartridge housing 1, on which the prisms 5 are mounted, which carry the workpiece b, and are mounted in the bores of the housing 1 and flange 2

5 гидроцилиндр 7 зажима (фиг.4), гидроцилиндр 8 подъема базового кулачка 3, гидроцилиндр . 9 поворота и гидроаккумул тор 10 (фиг, 1) со встроенным управл емым обратным клапаном 11 (фиг.4). Гидроцилиндр 75 clamping cylinder 7 (FIG. 4), lifting cylinder 8 of the base cam 3, hydraulic cylinder. 9 of rotation and hydraulic accumulator 10 (Fig. 1) with an integrated controlled non-return valve 11 (Fig. 4). Hydraulic cylinder 7

0 зажима включает поршневую полость 12 (фиг. 1,4) и штоковую полость 13, разделенные поршнем 14, рабоча среда в которые поступает по выполненным в корпусе 1 магистрал м 15 и 16 соответственно. Гидроци5 линдр 8 подъема выполнен однополостным0 of the clamp includes a piston cavity 12 (Fig. 1.4) and a rod cavity 13, separated by a piston 14, into which the working medium enters through lines 15 and 16, made in the housing 1, respectively. Hydrocycline 5 cylinder 8 lift made single-cavity

- с поршневой полостью 17 (фиг.2), а его подвижна часть 18 (фиг,4) состоит из порш- н 19 и штока 20(фиг.2). На подвижной части 20 установлен с возможностью вращени в- with a piston cavity 17 (FIG. 2), and its movable part 18 (FIG. 4) consists of a piston 19 and a rod 20 (FIG. 2). On the movable part 20 is mounted rotatably in

0 подшипниках 21 и 22 опорный диск 23 на торцевой поверхности 24 которого; обращенной к центру патрона выполнены торцовые зубь 25. На штоке 20 зафиксирована в осевом направлении ведома цапфа 26, за5 крепленна на базовом кулачке 3. На ее торце, обращенном к опорному диску 23 выполнены пазы 27, в которые вход т (наход тс в посто нндм зацеплении) торцевые зубь 25 упом нутого диска 23. На корпусе0 bearings 21 and 22 of the support disk 23 on the end surface 24 of which; facing the center of the cartridge end teeth 25 are made. An axle 26 is fixed in the axial direction of the follower on the rod 20 and secured to the base cam 3. At its end facing the support disk 23, grooves 27 are made into which they are inserted (they are in constant meshing) end tooth 25 of said disk 23. On the housing

0 1 патрона и на базовом кулачке 3 закреплены плоские торцовые зубчатые полумуфты 28 и 28, наход щиес в посто нном зацеплении , посредством которых базовый кулачок 3 зафиксирован относительно корпуса.0 1 cartridge and on the base cam 3 are fixed flat end gear half couplings 28 and 28, which are in constant engagement, by means of which the base cam 3 is fixed relative to the housing.

5 Подвижна часть 18 гидроцилиндра 8 находитс под действием пружин 30 (сжати ), воздействующих на поршень 19. Рабоча . среда подаетс в поршневую полость 17 по магистрали 31. Гидроаккумул тор 10 (фиг.1) со встроенным обратным клапаном 11 смонтированы в расточках корпуса 1 и фланца 2. При этом обратный клапан 1-1 выполнен в виде подвижного корпуса 32 (фиг.З) со сквозным осевым отверстием 33, в которое пропущен толкатель 34, закрепленный одним концом на запорном элементе 35 контактирующим с седлом 36 клапана, а другим концом взаимодействующий с управл ющим элементом 37, размещенным в корпусе 32 таким образом, что один его торец выходит в камеру 38 управлени , а другой - в дополнительную камеру 39 кольцевой формы , причем упом нутые камеры выполнены в корпусе 1 и корпусе 32 соответственно. В этой камере 39 расположены пружины 40 и 41, опирающиес на корпус 1, перва из которых воздействует на управл ющий элемент 37, а втора - на толкатель 34, обеспечива тем самым контакт запорного элемента 35 с седлом 36 при закрытом положении обратного клапана 11. В камере 38 управлени расположена пружина 42 гидроаккумул тора 10, воздействующа на корпус 32. Далее, в управл емом обратном клапане 11 выполнена входна камера 43, соединенна сверлением 44 с отверстием 33. В расточке корпуса 1 смонтирован также гидроцилиндр 9 (фиг.4) поворота, выполненный двухполостным, к штоковой 45 и поршневой 46 полост м которого рабоча среда подводитс по магистрал м 47 и 48 соответственно, В магистрали 48 установлен дроссель 49, служащий дл замедлени перемещени поршн 50 со штоком 51, на котором закреплена рейка 52, наход ща с в посто нном зацеплении с ведомым элементом (шестерней) 52, установленный в корпусе 1 в подшипнике 54 фиг.2) сооено ведомой цапфе 26 с возможностью вращени относительно последней. На торце шестерни 53, обращенном к опорному диску 23, выполнены пазы 55, аналогичные пазам 27 в ведомой цапфе 26 и предназначенные дл взаимодействи с зубь ми 25 опорного диска 23. зубь 25 в совокупности с пазами 27 и 55 образуют кинематическую основу (структуру) механизма замыкани кинематической цепи между штоком 51 гидроцилиндра 9 повороа и ведомой цапфой 26. Упом нутые элементы гидросистемы патрона св заны с источником давлени через электроуправ емые гидрораспределители 56, 57, 58, 59 и вращающийс коллектор .60, к которому подключены: магистраль 61 соединени входной камеры 43 управл емого обратного клапана и магистрали 48 подключени штоковой полости 45 гидроцилиндра 9 повороа , магистраль 16 подвода жидкости к камере 38 управлени и к штоковой полости 13 гидроцилиндра 7 зажима, магистраль 475 The movable part 18 of the hydraulic cylinder 8 is under the action of springs 30 (compression) acting on the piston 19. Working. the medium is fed into the piston cavity 17 along the line 31. The hydraulic accumulator 10 (Fig. 1) with an integrated non-return valve 11 is mounted in the bores of the housing 1 and flange 2. In this case, the non-return valve 1-1 is made in the form of a movable housing 32 (Fig. 3) with a through axial hole 33, into which a pusher 34 is passed, fixed at one end on the locking element 35 in contact with the valve seat 36, and at the other end interacting with the control element 37 placed in the housing 32 so that one of its end faces the chamber 38 management, and the other - in additional the filling chamber 39 is annular in shape, said chambers being formed in the housing 1 and the housing 32, respectively. In this chamber 39, springs 40 and 41 are located, resting on the housing 1, the first of which acts on the control element 37, and the second on the pusher 34, thereby providing contact of the locking element 35 with the seat 36 when the check valve 11 is closed. the control chamber 38 has a spring 42 of the accumulator 10 acting on the housing 32. Further, in the controlled non-return valve 11, an inlet chamber 43 is made, connected by drilling 44 to the hole 33. A turning cylinder 9 (Fig. 4) is also mounted in the bore of the housing 1; executed two single, to the rod 45 and piston 46 cavities of which the working medium is supplied via lines 47 and 48, respectively, A line 49 is installed in line 48, which serves to slow down the movement of the piston 50 with the rod 51 on which the rail 52 is fixed engaged with the driven element (gear) 52 mounted in the housing 1 in the bearing 54 of FIG. 2) is connected to the driven axle 26 with the possibility of rotation relative to the latter. At the end of the gear 53 facing the supporting disk 23, grooves 55 are made, similar to the grooves 27 in the driven pin 26 and designed to interact with the teeth 25 of the supporting disk 23. the tooth 25 together with the grooves 27 and 55 form the kinematic basis (structure) of the mechanism closures of the kinematic chain between the rod 51 of the rotary hydraulic cylinder 9 and the driven axle 26. The aforementioned elements of the hydraulic system of the cartridge are connected to the pressure source through the electrically operated directional control valves 56, 57, 58, 59 and the rotary manifold .60, to which are connected: highway 6 1 connection of the inlet chamber 43 of the controlled non-return valve and the line 48 for connecting the rod cavity 45 of the turning cylinder 9, the line 16 for supplying fluid to the control chamber 38 and to the rod cavity 13 of the clamp cylinder 7, line 47

подвода жидкости к поршневой полости 46 гидроцилиндра 9 поворота, соединенна магистралью 62 с дополнительной камеройfluid supply to the piston cavity 46 of the rotation cylinder 9, connected by a line 62 with an additional chamber

5 39 клапана 11 и магистраль 63 подвода жидкости к полости 17 гидроцилиндра 8 подъема .5 39 of the valve 11 and the line 63 for supplying fluid to the cavity 17 of the hydraulic cylinder 8 lift.

Поворотный зажимной патрон работает следующим образом. В исходном положе0 нии (при зажатой в призмах 5 заготовке 6), когда поршни 14 и 19 гидроцилиндров 7 и 8 наход тс в нижнем положении, а поршень 50 гидроцилиндра 9 - в крайнем левом положении , зубь 25 опорного диска 23 полно5 стью выведены из пазов 55 шестерни 54 (т.е. механизм замыкани находитс в расщепленном состо нии - фиг.5).Rotary chuck works as follows. In the initial position (with the workpiece 6 clamped in the prisms 5), when the pistons 14 and 19 of the hydraulic cylinders 7 and 8 are in the lower position, and the piston 50 of the hydraulic cylinder 9 is in the extreme left position, the tooth 25 of the support disk 23 is completely removed from the grooves 55 of gear 54 (i.e., the closure mechanism is in a split state — FIG. 5).

Распределение давлений в магистрал хPressure distribution in line x

0 патрона показано в таблице.0 cartridge shown in the table.

В случае необходимости поворота заготовки 6 вокруг вертикальной оси давление подаетс в магистрали 61, 16, 63 патрона (табл.3). При этом вследствие подачи жидко5 сти в штоковую полость 13 гидроцилиндра 7. усилие зажима ослабл етс , т.к. уменьшаетс усилие на базовый кулачок 3. Одновременно жидкость подаетс и в полость 17 гидроцилиндра 8 подъема, начинаетс дви0 жение подвижной части 18 этого гидроцилиндра вверх, перемещаетс также вверх опорный диск 23 (фиг.6), зубь 25 которого начинают входить в пазы 55 шестерни 53, замыка тем самым кинематическую цепьIf it is necessary to rotate the workpiece 6 around the vertical axis, pressure is applied to the cartridge lines 61, 16, 63 (Table 3). Moreover, due to the supply of fluid5 to the rod cavity 13 of the hydraulic cylinder 7. The clamping force is weakened, because the force on the base cam 3 decreases. At the same time, the fluid is supplied to the cavity 17 of the lifting hydraulic cylinder 8, the moving part 18 of this hydraulic cylinder moves upward, the support disk 23 also moves upward (Fig. 6), the tooth 25 of which starts to enter the grooves 55 of the gear 53 thereby closing the kinematic chain

5 между штоком 51 гадроцилиндра 9 и ведомой цапфой 26, а зубь полумуфт 28 и 29 выход т из зацеплени , освобожда кулачок 3. При этом излишки жидкости из поршневой полости 12 гидроцилиндра 7 вытесн ютс через5 between the rod 51 of the hydraulic cylinder 9 and the driven pin 26, and the tooth of the coupling halves 28 and 29 disengages, releasing the cam 3. In this case, excess fluid from the piston cavity 12 of the hydraulic cylinder 7 is displaced through

0 открытый обратный клапан 11, поскольку жидкость 35 подведена и в камеру 33 управлени , перемеща управл ющий элемент 37 вместе с толкателем 34 вправо (фиг.З) и сжима пружины 40 и 41 (открыва тем самым0 open check valve 11, since the liquid 35 is also connected to the control chamber 33, moving the control element 37 together with the pusher 34 to the right (Fig. 3) and compressing the springs 40 and 41 (thereby opening

5 клапан 11). Окончательное положение элементов механизма замыкани кинематической цепи показано на фиг.7. После этого, поскольку упом нута кинематическа цепь замкнута, возможно осуществление поворо0 та. При этом электроуправл емые гидрораспределители 56-59 устанавливаютс в положение, при котором все магистрали (61, 48,16,62,47 и 63) соедин ютс с источником давлени (табл., строка 4). При подаче жид5 кости в поршневую полость 46 (по магистрали 47) начинаетс перемещение вправо поршн 50 со штоком 51, несущим рейку 52 и, как следствие, вращение шестерни 53, кинематически св занной (к этому моменту) с ведомой цапфой 26. Угол поворота определ етс выбранным конструктивно ходом5 valve 11). The final position of the elements of the closing mechanism of the kinematic chain is shown in Fig.7. After that, since the kinematic chain is closed, a rotation is possible. In this case, the electrically operated directional control valves 56-59 are installed in a position in which all the lines (61, 48.16.62.47 and 63) are connected to a pressure source (table, line 4). When fluid is supplied into the piston cavity 46 (along the line 47), the piston 50 moves to the right with the rod 51 supporting the rod 52 and, as a result, the gear 53 rotates kinematically connected (at this point) with the driven pin 26. The rotation angle is determined is selected structurally

поршн 50 (как правило - до упора). После завершени поворота (т.е. достижени рейкой 51 своего предельного положени в св зи с упором поршн 50), гидрораспределител 56-59 перевод тс в положение, соответствующее подаче жидкости в магистрали, как это показано в табл. строка 5. При этом соедин ютс со сливом штокова полость 13 гидроцилиндра 7 и поршнева полость 17 гидроцилиндра 8, в результате чего происходит одновременное перемещение вниз поршн 14 и подвижной части 18с кулачками 5 до замыкани зубьев полумуфт 28 и 29 (т.е. сцеплени базового кулачка 3 с корпусом 1 патрона). В этот момент элементы механизма замыкани занимают положение, показанное на фиг,6. При дальнейшем движении вниз под действием пружин 30 подвижной части 18 элементы механизма замыкани занимают положение, изображенное на фиг.5, т.е. зубь 25 опорного диска 23 выход т из пазов 55 шестерни 53, размыка тем самым кинематическую цепь между штоком 51 гидроцилиндра поворота и базовым кулачком 3. После этого производ т возврат гидроцилиндра 9 поворота в исходное положение , при котором рейка 52 со штоком 5-1 наход тс в крайнем левом положении (фиг.4). Поворот шестерни 54 при этом происходит беспреп тственно, поскольку она имеет возможность свободного вращени в подшипнике 54 относительно корпуса 1. В результате все элементы гидросистемы патрона приход т в состо ние, соответствующее зажиму (строки 6 и 1 таблицы).piston 50 (as a rule - to the stop). After completion of the turn (i.e., when the rail 51 reaches its limit position in connection with the stop of the piston 50), the control valve 56-59 is moved to the position corresponding to the fluid supply to the line, as shown in the table. line 5. In this case, the rod cavity 13 of the hydraulic cylinder 7 and the piston cavity 17 of the hydraulic cylinder 8 are connected to the drain, resulting in a simultaneous downward movement of the piston 14 and the movable part 18 with cams 5 until the teeth of the coupling halves 28 and 29 are locked (i.e., the base cam 3 with housing 1 cartridge). At this moment, the elements of the closing mechanism occupy the position shown in FIG. 6. With a further downward movement under the action of the springs 30 of the movable part 18, the elements of the closing mechanism occupy the position shown in Fig. 5, i.e. the tooth 25 of the support disk 23 comes out of the grooves 55 of the gear 53, thereby breaking the kinematic chain between the rod 51 of the swing cylinder and the base cam 3. After that, the swing hydraulic cylinder 9 is returned to its original position, in which the rail 52 with the rod 5-1 is TC in the leftmost position (figure 4). In this case, the rotation of the gear 54 occurs unobstructed, since it has the possibility of free rotation in the bearing 54 relative to the housing 1. As a result, all the elements of the hydraulic system of the cartridge come into a state corresponding to the clamp (lines 6 and 1 of the table).

Таким образом, осуществление всех 6 циклов при работе патрона достигаетс коммутацией только 4-х магистралей, что упрощает конструкцию, а возможность отвода рейки в исходное положение позвол ет осуществить многократный поворот, что расшир ет технологические возможности обработки заготовок.Thus, the implementation of all 6 cycles during the operation of the cartridge is achieved by switching only 4 lines, which simplifies the design, and the ability to move the rail to its original position allows multiple turns, which expands the technological capabilities of processing the workpieces.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A rotary clamping chuck comprising a housing in which clamping and base cams with hydraulic cylinders of their wires are located, the rod and piston cavities of which are connected to the hydraulic system of the cartridge, including a spring accumulator with a controllable check valve, consisting of an inlet chamber and a control chamber, in which a control element is located, characterized in that, in order to expand technological capabilities by turning the part at a different angle and

To simplify the design, the cartridge is equipped with a base cam lifting mechanism made in the form of a support disk with end teeth located on the base cam actuator hydraulic cylinder rod, which are designed for its coupling with the base cam axle, on which grooves are respectively made, and with a gear wheel mounted with the possibility of rotation from a rack made on the cylinder rod

a rotation drive, the rod cavity of which is connected to the input chamber of the controlled non-return valve, and the piston cavity to the additional chamber of this valve, made between the first two,

equipped with a control element located in the additional chamber, and the spring of the battery is located in the chamber, control.

48

Figure 1

"V

L / 71817737 W #

Phys. 5

Phys.6

1

i

L i