RU2524518C1

RU2524518C1 - Collet turning chuck

Info

Publication number: RU2524518C1
Application number: RU2013109496/02A
Authority: RU
Inventors: Илья Николаевич Курилов; Артём Олегович Чуприков; Александр Сергеевич Жижин; Ирина Алексеевна Шарапова
Original assignee: Открытое Акционерное Общество Тульский Оружейный Завод
Priority date: 2013-03-04
Filing date: 2013-03-04
Publication date: 2014-07-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: expanding collet chuck is designed in the form of a collet, blades of which are equipped with conical areas from an inner side. A tension rod with a head, conjugated by their periphery with conical portions of blades, is placed in the cavity of the collet. The tension rod is joined with the nut on the chuck body by means of a pin placed into the annular groove inside the nut. The pin range is adjusted by an oval groove in the chuck body.

EFFECT: minimisation of a value of error of the cross-sectional shapes when cutting an exterior thread.

3 dwg

Description

Изобретение относится к области технологических оснасток на станках токарной группы с ЧПУ и может быть использовано для нарезания наружной резьбы на полых цилиндрических изделиях из высокопрочной стали, например, на корпусах ракетных двигателей.The invention relates to the field of tooling on machines of a CNC turning group and can be used for cutting external threads on hollow cylindrical products from high strength steel, for example, on rocket engine bodies.

Известны конструкции трехкулачкового токарного патрона, цанговых оправок, в последних содержится хвостовик для закрепления в шпинделе станка и разрезная шейка, с рабочей частью с которой взаимодействует конус, соосно ввинчивающийся в хвостовик с расположенным винтом с торца оправки (см. B.C.Корсаков «Основы конструирования приспособлений», учебник для ВУЗов. -М.: «Машиностроение», 1983, стр.42, рис.22а) - прототип.There are known designs of a three-jaw lathe chuck, collet mandrels, the latter contains a shank for fastening in the machine spindle and a split neck with a working part of which interacts with a cone coaxially screwed into the shank with a screw located from the end of the mandrel (see BC Korsakov "Fundamentals of the design of devices" , textbook for universities. -M .: "Engineering", 1983, p. 42, Fig.22a) - prototype.

Недостаток известной конструкции трехкулачкового токарного патрона состоит в том, что в случае нарезания резьбы на тонкостенном изделии, каковым является ракетный двигатель, крепление заготовки осуществляется тремя кулачками, вызывая деформации, приводящие к возникновению погрешности формы в поперечном сечении изделия. Такой дефект влияет на все диаметральные размеры и особенно на резьбу. Величина погрешности формы в поперечном сечении увеличивается после раскрепления изделия из трехкулачкового патрона после токарной операции за счет упругого восстановления, что увеличивает процент брака (до 10%). В большинстве случаев технологическая база, за которую осуществляют крепление в токарном патроне, имеет погрешность в поперечном сечении в виде огранки. При закреплении эта погрешность добавляется на внутренний диаметр тонкостенного изделия, что приводит к образованию конусности и при черновой обработке, особенно при износе резца, может достигать недопустимых значений. Возникающая деформация влечет за собой негодность расточенного внутреннего диаметра, а также искажение последних витков резьбы, которые располагаются непосредственно над технологической базой в зоне разжатия.A disadvantage of the known design of a three-jaw lathe chuck is that in the case of threading on a thin-walled product, which is a rocket engine, the workpiece is fastened with three cams, causing deformations that lead to a shape error in the cross section of the product. Such a defect affects all diametric dimensions and especially the thread. The value of the error in the shape in the cross section increases after the product is unfastened from the three-jaw chuck after turning operations due to elastic recovery, which increases the percentage of rejects (up to 10%). In most cases, the technological base for which they are mounted in a turning chuck has an error in the cross section in the form of a cut. When fixing, this error is added to the inner diameter of the thin-walled product, which leads to the formation of taper and during roughing, especially when the cutter is worn, can reach unacceptable values. The resulting deformation entails the unsuitability of the bored inner diameter, as well as the distortion of the last turns of the thread, which are located directly above the technological base in the expansion zone.

В результате этого наблюдаются локальные выходы необходимого диаметрального размера за пределы поля допуска. При такой погрешности резьба, при оценке ее годности резьбовым калибром, признается негодной.As a result of this, local exits of the required diametrical size outside the tolerance field are observed. With such an error, a thread, when evaluating its suitability with a threaded gauge, is considered unfit.

Недостаток известных конструкций цанговых оправок заключается в том, что в случае установки полой тонкостенной детали типа крышки, ее невозможно закрепить вследствие закрытия доступа к ввинчивающему конусу на торце оправки.A disadvantage of the known designs of collet mandrels is that in the case of installing a hollow thin-walled part such as a cover, it cannot be fixed due to the closure of access to the screw cone at the end of the mandrel.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение качества получаемой продукции за счет минимизации величины погрешности формы поперечного сечения путем применения цангового токарного патрона.The technical problem to which the invention is directed is to improve the quality of the products obtained by minimizing the magnitude of the error in the shape of the cross section by using a collet turning chuck.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в разжимном цанговом патроне, содержащем корпус, хвостовик для закрепления в шпинделе станка и разрезную шейку, с рабочей частью которой взаимодействует конус, соосно ввинчивающийся в хвостовик, разрезная шейка выполнена в виде цанги, лепестки которой снабжены с внутренней стороны коническими участками, в полость цанги помещена тяга со шляпкой, сопряженной своей периферией с коническими участками лепестков, при этом тяга связана с гайкой на корпусе патрона посредством штифта, помещенного в кольцевой паз внутри гайки, диапазон перемещения которого регулируется овальным пазом в корпусе патрона.The solution of the technical problem is achieved by the fact that in the expandable collet chuck containing the housing, a shank for fixing in the machine spindle and a split neck, with a cone interacting coaxially screwed into the shank, the split neck is made in the form of a collet, the petals of which are provided with an internal the sides with conical sections, a thrust with a hat is placed in the collet cavity, paired with its periphery with the conical sections of the petals, while the thrust is connected to the nut on the cartridge case by means of a pin placed in an annular groove inside the nut, the range of movement of which is regulated by an oval groove in the cartridge case.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на Фиг.1 изображен цанговый патрон, который содержит хвостовик 2, переходящий в корпус 1 с закрепленной на нем цангой 3, в полости которой помещена со шляпкой тяга 4, снабженная штифтом 6, связанным с гайкой 5 через внутренний кольцевой паз 7, диапазон перемещения штифта 6 регулируется овальным пазом 8, изображенным на Фиг.2; на Фиг.3 - внутренний кольцевой паз 7.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a collet chuck, which contains a shank 2, passing into the housing 1 with a collet 3 mounted on it, in the cavity of which is placed with a cap rod 4, equipped with a pin 6, connected to the nut 5 through the inner ring groove 7, the range of movement of the pin 6 is regulated by an oval groove 8, shown in figure 2; figure 3 - the inner annular groove 7.

Изобретение работает следующим образом.The invention works as follows.

Хвостовик 2 цангового патрона устанавливают и закрепляют в шпинделе станка, разрезная цанга 3 находится в свободном состоянии. Корпус ракетного двигателя устанавливают на цангу 3 до упора его торца в сделанную технологическую базу на лепестках цанги, при этом в полости ракетного двигателя оказываются лепестки цанги. Затем для закрепления корпуса ракетного двигателя поворачиваем гайку 5 по часовой стрелке, которая посредством штифта 6, находящегося в кольцевом пазе 7 внутри гайки, двигает тягу 4 внутрь цанги 3. В результате чего тяга 4, скользя по коническим поверхностям лепестков цанги 3, разжимает их и они своими контактными площадками создают равномерное усилие в зоне технологической базы, затем изделие обрабатывается. После обработки раскрепляем корпус ракетного двигателя, поворачивая против часовой стрелке гайку 5. При этом штифт 6, находящийся в кольцевом пазе 7 гайки 5, выдвигает тягу 4 в обратном направлении, лепестки цанги 3 сжимаются и корпус ракетного двигателя свободно извлекается с цангового токарного патрона. После чего процесс повторяют.The shank 2 of the collet chuck is installed and fixed in the spindle of the machine, the split collet 3 is in a free state. The housing of the rocket engine is mounted on the collet 3 until the end of the butt in the made technological base on the petals of the collet, while the petals of the collet are in the cavity of the rocket engine. Then, to fix the rocket engine case, we turn the nut 5 clockwise, which, by means of a pin 6 located in the annular groove 7 inside the nut, moves the rod 4 into the collet 3. As a result, the rod 4, sliding along the conical surfaces of the petals of the collet 3, unclenches them and they create uniform force in the area of the technological base with their contact pads, then the product is processed. After processing, we unfasten the rocket engine case by turning nut 5 counterclockwise. In this case, the pin 6 located in the ring groove 7 of the nut 5 extends the rod 4 in the opposite direction, the collet 3 petals are compressed and the rocket engine case is freely removed from the collet turning chuck. After which the process is repeated.

Изобретение позволяет минимизировать величину погрешности форм поперечного сечения при нарезании наружной резьбы в тонкостенном полом цилиндрическом изделии, каковым является корпус ракетного двигателя.The invention allows to minimize the error of the cross-sectional shapes when cutting external threads in a thin-walled hollow cylindrical product, which is a rocket engine housing.

Claims

An expandable collet chuck comprising a housing, a shank for fixing in the machine spindle and a split neck, with a cone interacting coaxially screwed into the shank, characterized in that the split neck is made in the form of a collet, the petals of which are provided with conical sections on the inside, in the collet cavity contains a rod with a cap mating at its periphery with conical sections of the petals, while the rod is connected to the nut on the cartridge housing by means of a pin placed in an annular groove inside the nut, the range of movement of which is regulated by an oval groove in the cartridge case.