RU2288077C1

RU2288077C1 - Method for mounting parts such as sleeves and apparatus for performing the same

Info

Publication number: RU2288077C1
Application number: RU2005110525/02A
Authority: RU
Inventors: Александр Анатольевич Сиксимов (RU); Александр Анатольевич Сиксимов; Иван Алексеевич Банышев (RU); Иван Алексеевич Банышев
Original assignee: Открытое акционерное общество "ГАЗ" (ОАО "ГАЗ")
Priority date: 2005-04-11
Filing date: 2005-04-11
Publication date: 2006-11-27

Abstract

FIELD: manufacturing processes in machine engineering, attachments for machine tools, for example to lathes and grinding tools.

SUBSTANCE: method comprises steps of centering and fastening part along outer surface and additionally fastening it along end surface. In order to enhance working accuracy, said additional fastening along end surface is realized by means of effort selected according to condition of elimination of part axis shifting. Apparatus includes collet chuck having housing, collet arranged in housing; drive unit having lid, body and piston with rod arranged in body; units for supplying compressed air. On lid of drive unit second body is mounted in which second piston with second rod are arranged. Diameter of second piston exceeds diameter of first piston. First rod is arranged in opening of second piston and it has on its outer surface grooves for placing quick-change washer for additionally forcing part. Second rod is joined with collet.

EFFECT: enhanced efficiency of working part.

4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности, может быть использовано в станочных приспособлениях для установки деталей типа втулка при их обработке на токарных, шлифовальных и др. станках.The invention relates to mechanical engineering technology, in particular, can be used in machine tools for installing parts such as a sleeve when processing them on turning, grinding and other machines.

Известен способ установки деталей типа втулка, включающий центрирование и закрепление детали по наружной цилиндрической поверхности (см., например, кн. Ансеров М.А. Приспособления для металлорежущих станков. Л., Машиностроение, 1975, с.656, рис.VI.13, с.369 и рис.VI.23, с.379) [I]. Известно также устройство для установки деталей типа втулка, содержащее самоцентрирующее приспособление с опорно-зажимными элементами (см. [1]). Основным недостатком известных способа и устройства для установки деталей типа втулка являются низкие точность и производительность обработки. Недостатки обусловлены невысокой жесткостью технологической системы: станочное приспособление - деталь, что приводит к изгибу детали при обработке ее наружной поверхности и как следствие искажению размера и формы обрабатываемой поверхности, а также использованием станочного приспособления с ручным приводом, что может привести к пережиму заготовки и ее деформации, а также большим затратам времени на ее закрепление.There is a method of installing parts such as a sleeve, including centering and securing the part on the outer cylindrical surface (see, for example, Prince Anserov M.A. Devices for metal cutting machines. L., Mechanical Engineering, 1975, p.656, Fig. VI.13 , p. 369 and fig. VI.23, p. 379) [I]. It is also known a device for installing parts such as a sleeve containing a self-centering device with supporting clamping elements (see [1]). The main disadvantage of the known method and device for installing parts such as a sleeve are low accuracy and processing performance. The disadvantages are due to the low rigidity of the technological system: machine tool - part, which leads to bending of the part when processing its outer surface and, as a result, distortion of the size and shape of the surface to be treated, as well as the use of machine tools with a manual drive, which can lead to overloading of the workpiece and its deformation , as well as the high cost of time to consolidate it.

Наиболее близким решением по технической сущности к заявленному способу является способ установки деталей типа втулка, включающий центрирование и закрепление детали по наружной поверхности и дополнительное закрепление по торцевой поверхности (см. а.с. SU №1007851, кл. В 23 В 31/20, заявл. 02.07.1981, опубл. 30.03.1983, бюл. №12).The closest solution in technical essence to the claimed method is a method of installing parts such as a sleeve, including centering and securing the part on the outer surface and additional fastening on the end surface (see AS SU No. 1007851, class. 23 V 31/20, Declared July 2, 1981, published March 30, 1983, Bulletin No. 12).

Наиболее близким решением по технической сущности к заявленному устройству является устройство для установки деталей типа втулка, содержащее цанговый патрон, включающий корпус, цангу, расположенную в корпусе, тягу, соединенную с цангой, и привод, содержащий крышку, корпус, расположенные внутри корпуса поршень со штоком, соединенным с тягой цангового патрона, и узел подвода сжатого воздуха (а.с. СССР №356053, кл. В 23 В 31/20, заявл. 04.01.1971, опубл. 23.10.1972, бюл. №32, а также кн. Андреев Г.Н. Проектирование технологической оснастки машиностроительного производства: Учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов /Г.Н.Андреев, Ю.В.Новиков, А.Г.Схиртладзе /Под ред. Ю.М.Соломенцева - М.: Высш. шк., 2001. - 415 с., рис.1.22 а, с.59).The closest solution in technical essence to the claimed device is a device for installing parts such as a sleeve containing a collet comprising a housing, a collet located in the housing, a rod connected to the collet, and a drive comprising a cover, the housing located inside the housing of the piston with a rod connected to the draft of the collet chuck, and the compressed air supply unit (AS USSR No. 356053, class B 23 V 31/20, decl. 04.01.1971, publ. 23.10.1972, bulletin No. 32, as well as Andreev GN Design of technological equipment for machine building production: Textbook for mechanical engineering special universities / G.N. Andreev, Yu.V. Novikov, A.G. Skhirtladze / Edited by Yu.M. Solomentsev - M .: Higher school, 2001. - 415 p., Fig. 1.22 a, p. 59).

Основным недостатком известного способа для установки деталей типа втулка является низкая точность обработки, вызванная смещением оси детали при ее дополнительном закреплении по торцевой поверхности. Недостаток обусловлен тем, что дополнительное закрепление заготовки по торцевой поверхности является основным, а это приводит к установке детали по торцевой поверхности и смещению ее оси вследствие наличия отклонений в расположении (перпендикулярности) базовых наружной и торцевой поверхностей.The main disadvantage of the known method for installing parts of the type of the sleeve is the low accuracy of processing caused by the displacement of the axis of the part when it is additionally fixed on the end surface. The disadvantage is due to the fact that the additional fixing of the workpiece on the end surface is the main one, and this leads to the installation of the part on the end surface and the displacement of its axis due to deviations in the location (perpendicularity) of the base outer and end surfaces.

Основным недостатком известного устройства для установки деталей типа втулка является также низкая точность обработки. Недостаток обусловлен невысокой жесткостью технологической системы: станочное приспособление - деталь, что приводит к изгибу детали при обработке ее наружной поверхности и как следствие искажению размера и формы обрабатываемой поверхности.The main disadvantage of the known device for installing parts such as a sleeve is also a low processing accuracy. The disadvantage is due to the low rigidity of the technological system: the machine tool fixture is the part, which leads to bending of the part when processing its outer surface and, as a result, distortion of the size and shape of the processed surface.

Технической задачей изобретения является повышение точности обработки деталей типа втулка.An object of the invention is to increase the accuracy of processing parts such as sleeve.

Указанная задача достигается тем, что в известном способе установки деталей типа втулка, включающем центрирование и закрепление детали по наружной поверхности и дополнительное закрепление по торцевой поверхности - дополнительное закрепление по торцевой поверхности осуществляют силой, исключающей смещение оси детали. При этом в известном устройстве для установки деталей типа втулка, содержащем цанговый патрон, включающий корпус, цангу, расположенную в корпусе, тягу, соединенную с цангой, и привод, содержащий крышку, корпус, расположенные внутри корпуса поршень со штоком, соединенным с тягой цангового патрона, и узел подвода сжатого воздуха - на крышке привода закреплен второй корпус, внутри которого расположены второй поршень со вторым штоком, при этом диаметр второго поршня выполнен больше диаметра первого поршня, первый шток расположен в отверстии второго штока, и на его наружной поверхности выполнены канавки, в которых расположена быстросменная шайба дополнительного поджима детали, а второй шток соединен с цангой цангового патрона. Кроме того, в первом корпусе привода в канале подвода сжатого воздуха в штоковую полость цилиндра расположен клапан, содержащий резьбовой корпус с пересекающимися глухим ступенчатым осевым и сквозным радиальным отверстиями, совпадающими с каналами подвода сжатого воздуха, и шарик, расположенный в глухом ступенчатом осевом отверстии корпуса и подпружиненный в сторону от поршня. Также в корпусе цангового патрона расположена шпонка, выполненная в виде Г-образного штифта, один цилиндрический конец которой выполнен с возможностью контактирования с пазом лепестка цанги, а другой - с отверстием крышки, закрепленной на торцевой поверхности корпуса патрона.This task is achieved by the fact that in the known method of installing parts such as a sleeve, including centering and securing the part on the outer surface and additional fixing on the end surface - additional fixing on the end surface is carried out by a force that excludes the displacement of the axis of the part. Moreover, in a known device for installing parts such as a sleeve containing a collet comprising a housing, a collet located in the housing, a rod connected to the collet, and a drive comprising a cover, a housing located inside the housing of the piston with a rod connected to the rod of the collet and a compressed air supply unit - a second housing is fixed on the drive cover, inside of which there is a second piston with a second rod, while the diameter of the second piston is larger than the diameter of the first piston, the first rod is located in the hole b groove of the rod, and grooves are made on its outer surface, in which a quick-change washer of additional clamping of the part is located, and the second rod is connected to the collet of the collet chuck. In addition, in the first drive housing in the channel for supplying compressed air to the cylinder rod cavity, there is a valve comprising a threaded body with intersecting blind stepped axial and through radial openings coinciding with the compressed air supply channels, and a ball located in the blind stepped axial hole of the housing and spring-loaded away from the piston. Also in the body of the collet chuck is a dowel made in the form of a L-shaped pin, one cylindrical end of which is made with the possibility of contacting with the groove of the petal of the collet, and the other with the opening of the lid mounted on the end surface of the cartridge case.

На фиг.1 показано устройство для установки деталей типа втулка, главный вид в разрезе; на фиг.2 - фрагмент А на фиг.1; на фиг.3 - фрагмент Б на фиг.1.Figure 1 shows a device for installing parts such as a sleeve, the main view in section; figure 2 - fragment a in figure 1; figure 3 - fragment B in figure 1.

Устройство для установки деталей типа втулка включает в себя цанговый патрон, который состоит из корпуса 1, в коническое отверстие 2 которого установлена цанга 3. На переднем (нижнем) конце цанги 3 выполнены внутренняя цилиндрическая 4 и торцевая поверхности 5, предназначенные для базирования обрабатываемой детали типа втулка 6. От проворота цанга 3 удерживается Г-образным штифтом 7, установленным в отверстие 8 корпуса 1. От осевого смещения штифт 7 удерживается своим выступом 9, расположенным в отверстии 10 крышки 11, закрепленной на корпусе 1. Корпус 1 соединен посредством винтов с передним (нижним) концом шпинделя станка. На верхнем конце шпинделя станка расположен привод цангового патрона. Он состоит из корпуса 12 (второй корпус), внутри которого расположен поршень 13 с полым штоком 14, который посредством резьбы соединен с цангой 3 патрона. На нижнем торце корпуса 12 закреплен фланец 15, посредством которого корпус 12 соединен со шпинделем станка. На верхнем торце корпуса 12 закреплена крышка 16, к которой присоединен посредством винтов 17 (не показаны) другой корпус 18 (первый корпус). Внутри корпуса 18 расположен поршень 19, шток 20 поршня 19 расположен внутри штока 14. Диаметр поршня 19 выбран меньше диаметра поршня 13 с таким расчетом, чтобы исключить осевое смещение детали 6 после ее базирования и закрепления цангой 3. На нижнем конце штока 20 в его пазах расположена быстросменная шайба 21. На верхнем торце корпуса 18 закреплена распределительная муфта 22. В первом корпусе 18, крышке 16 и втором корпусе 12 выполнены каналы 23 и 24 для подвода сжатого воздуха соответственно в штоковые и бесштоковые полости пневмоцилиндров 25 и 26. Каналы 23 и 24 соединены соответственно с каналами 27 и 28 распределительной муфты 22. В корпусе 18 расположен клапан, состоящий из резьбового корпуса 29 со сквозным радиальным отверстием 30 и пересекающим его глухим ступенчатым осевым отверстием 31. В отверстии 31 расположен подпружиненный шарик 32, контактирующий с конусом 33 отверстия 31. На наружной поверхности корпуса 29 выполнена кольцевая канавка 34, симметрично расположенная относительно оси отверстия 30. Резьбовой корпус 29 клапана расположен в корпусе 18 таким образом, что его отверстия 30 и 31 совпадают с отверстиями 23. Это достигается за счет компенсаторной шайбы 35. От отвинчивания клапан удерживается разрезным пружинным кольцом 36, расположенным в шлице его корпуса 29 и в канавке корпуса 18 привода. На нижнем конце шпинделя станка закреплен также копир 37 для профильной обработки наружной поверхности детали 6. Имеются и другие детали, выполненные по общим правилам конструирования самоцентрирующих станочных приспособлений с пневмоприводом.A device for installing parts of the sleeve type includes a collet chuck, which consists of a housing 1, a collet 3 is installed in a conical hole 2 of the cylinder. At the front (lower) end of the collet 3 there is an inner cylindrical 4 and end surface 5 designed to base the workpiece of the type sleeve 6. From turning the collet 3 is held by a L-shaped pin 7 installed in the hole 8 of the housing 1. From axial displacement, the pin 7 is held by its protrusion 9 located in the hole 10 of the cover 11 mounted on the housing 1. Cor the hub 1 is connected via screws to the front (lower) end of the machine spindle. At the upper end of the machine spindle is a collet chuck drive. It consists of a housing 12 (second housing), inside of which there is a piston 13 with a hollow rod 14, which is connected via a thread to the collet 3 of the cartridge. At the lower end of the housing 12, a flange 15 is fixed, through which the housing 12 is connected to the machine spindle. At the upper end of the housing 12, a cover 16 is fixed to which another housing 18 (first housing) is connected by screws 17 (not shown). A piston 19 is located inside the housing 18, the piston rod 19 is located inside the rod 14. The diameter of the piston 19 is chosen smaller than the diameter of the piston 13 so as to exclude axial displacement of the part 6 after it is mounted and secured by a collet 3. At the lower end of the rod 20 in its grooves a quick-change washer 21 is located. A distribution sleeve 22 is mounted on the upper end of the housing 18. In the first housing 18, the cover 16 and the second housing 12, channels 23 and 24 are made for supplying compressed air to the rod and rodless cavities of the pneumatic cylinders 25 and 26, respectively. Channels 23 and 24 are connected respectively to the channels 27 and 28 of the distribution sleeve 22. In the housing 18 there is a valve consisting of a threaded housing 29 with a through radial hole 30 and a blind stepped axial hole intersecting it 31. In the hole 31 there is a spring ball 32 in contact with the cone 33 holes 31. On the outer surface of the housing 29 there is an annular groove 34 symmetrically located relative to the axis of the hole 30. The threaded valve body 29 is located in the housing 18 so that its holes 30 and 31 coincide with tverstiyami 23. This is achieved by compensatory washers 35. By unscrewing the valve is held split spring ring 36 positioned in the slot 29 and its housing body 18 in the groove of the drive. A copier 37 is also attached to the lower end of the machine spindle for profile processing of the outer surface of part 6. There are other parts made according to the general rules for the construction of self-centering machine tools with pneumatic drive.

Способ установки деталей типа втулка и устройство для его осуществления работает следующим образом.The method of installing parts such as a sleeve and a device for its implementation is as follows.

В исходном положении поршни 19 и 13 со штоками 20 и 14 находятся в крайнем нижнем положении, цанга 3 разжата, быстросменная шайба 21 лежит на столе рабочего. Рабочий берет деталь типа втулка 6, устанавливает ее в отверстие цанги 4 до упора в ее торцевую поверхность 5, одевает на тягу 20 быстросменную шайбу 21 и включает кнопку зажима детали. После этого сжатый воздух через распределительную муфту 22 по каналам 27 и 23 поступает в штоковую полость пневмоцилиндра 26, при этом поршень 13, шток 14 и цанга 3 перемещаются вверх и цилиндрическая поверхность 4 цанги 3 базирует (центрирует) и закрепляет деталь 6. После закрепления детали 6 давление в цилиндре 26 возрастает и шарик 32 под воздействием сжатого воздуха начинает перемещаться, сжимая пружину. Сжатый воздух поступает в штоковую полость пневмоцилиндра 25 и перемещает шток 20 и быстросменную шайбу 21 вверх до тех пор, пока она не упрется в торец детали 6. Таким образом, деталь 6 точно базирована и закреплена цангой 3 и дополнительно поджата быстросменной шайбой 21. Раскрепление детали осуществляется после ее обработки. Сжатый воздух через распределительную муфту 22 по каналам 28 и 24 поступает в бесштоковые полости пневмоцилиндров 25 и 26, поршни 13 и 19, штоки 14 и 20 и цанга 3 перемещаются вниз и раскрепляют деталь.In the initial position, the pistons 19 and 13 with the rods 20 and 14 are in the lowest position, the collet 3 is unclenched, a quick-change washer 21 lies on the worker's table. The worker takes a part such as sleeve 6, installs it in the hole of the collet 4 until it stops in its end surface 5, puts a quick-change washer 21 on the rod 20 and turns on the part clamp button. After that, compressed air through the distribution sleeve 22 through the channels 27 and 23 enters the rod cavity of the pneumatic cylinder 26, while the piston 13, the rod 14 and the collet 3 move up and the cylindrical surface 4 of the collet 3 bases (centers) and secures the part 6. After fixing the part 6, the pressure in the cylinder 26 increases and the ball 32 begins to move under the influence of compressed air, compressing the spring. Compressed air enters the rod cavity of the pneumatic cylinder 25 and moves the rod 20 and the quick-change washer 21 up until it rests against the end of the part 6. Thus, the part 6 is precisely based and secured by a collet 3 and additionally pressed by the quick-change washer 21. Detaching the part carried out after its processing. Compressed air through the distribution sleeve 22 through the channels 28 and 24 enters the rodless cavities of the pneumatic cylinders 25 and 26, the pistons 13 and 19, the rods 14 and 20 and the collet 3 are moved down and release the part.

Предлагаемый способ установки деталей типа втулка и устройство для его осуществления позволяют существенно повысить точность обработки деталей, таких как звездочка дифференциала внутренняя, что в свою очередь увеличит долговечность работы дифференциала автомобиля в целом. Эффект достигнут за счет увеличения жесткости технологической системы: станочное приспособление - деталь путем осуществления дополнительного поджима детали при ее обработке, не нарушая при этом положения детали, достигнутого при ее базировании.The proposed method for installing parts such as a sleeve and a device for its implementation can significantly improve the accuracy of processing parts, such as an internal differential sprocket, which in turn will increase the durability of the differential of the car as a whole. The effect is achieved by increasing the rigidity of the technological system: machine tool fixture - the part by additionally clamping the part during its processing, without violating the position of the part achieved during its basing.

Claims

1. A method of installing a sleeve-like part having a deviation in the arrangement of the base outer and end surfaces, including centering and securing the part on the outer surface and its additional fixing on the end surface with a force that ensures that the part is not displaced relative to the centering axis.

2. A device for mounting a sleeve-type part having a deviation in the arrangement of the base outer and end surfaces, comprising a collet chuck including a collet located in the housing and a drive with a cover and a piston with a rod located inside its housing, and compressed air supply elements, while a second housing is fixed to the actuator cover, inside of which there is a second piston with a second rod, the diameter of which exceeds the diameter of the first piston, the first rod being located in the hole of the second rod and on its outer erhnosti grooves, which is quick-washer for biasing the supplementary part, and a second rod connected to the collet of the collet.

3. The device according to claim 2, in which in the first drive housing in the channel for supplying compressed air to the rod cavity of the cylinder there is a valve comprising a threaded body with intersecting blind stepped axial and through radial holes matching the channels for supplying compressed air, and a ball located in a blind stepped axial bore of the housing and spring-loaded away from the piston.

4. The device according to claim 2, in which in the body of the collet chuck there is a key made in the form of a L-shaped pin, one cylindrical end of which is made with the possibility of contacting with the groove of the petal of the collet, and the other with the opening of the lid mounted on the end surface of the housing cartridge.