RU2613544C2 - Device for mounting cylindrical billets for lathe treatment - Google Patents

Device for mounting cylindrical billets for lathe treatment Download PDF

Info

Publication number
RU2613544C2
RU2613544C2 RU2015126403A RU2015126403A RU2613544C2 RU 2613544 C2 RU2613544 C2 RU 2613544C2 RU 2015126403 A RU2015126403 A RU 2015126403A RU 2015126403 A RU2015126403 A RU 2015126403A RU 2613544 C2 RU2613544 C2 RU 2613544C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
spindle
cartridge
housing
spiral disk
spiral
Prior art date
Application number
RU2015126403A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015126403A (en
Inventor
Валерий Анатольевич Жуйков
Елена Александровна Смертина
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет"
Priority to RU2015126403A priority Critical patent/RU2613544C2/en
Publication of RU2015126403A publication Critical patent/RU2015126403A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2613544C2 publication Critical patent/RU2613544C2/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B3/00—General-purpose turning-machines or devices, e.g. centre lathes with feed rod and lead screw; Sets of turning-machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02—Chucks
    • B23B31/10—Chucks characterised by the retaining or gripping devices or their immediate operating means
    • B23B31/12—Chucks with simultaneously-acting jaws, whether or not also individually adjustable
    • B23B31/16—Chucks with simultaneously-acting jaws, whether or not also individually adjustable moving radially

Abstract

FIELD: mechanical engineering.
SUBSTANCE: device comprises a self-centering cartridge, which contains a spiral disc and a housing, consisting of interconnected front and rear portions, and a spindle, on the outer surface of which back body portion and a spiral disc cartridge are set. Internal surfaces of the rear part of the housing and the spiral disc and a conjugated outer surface of the spindle are made in a shape of the cone. The outer cone spindle surface may have a taper of 7:24. The device may be provided with the radially adjustable sleeve, mounted between conical surfaces of the spindle and the spiral disc.
EFFECT: improved accuracy of the workpieces based in the jaws of the cartridge, increased rigidity of the cartridge spindle coupling, reduced manufacturing costs and improved chuck jaws service term.
3 cl, 2 dwg

Description

Устройство относится к области металлообработки и используется для закрепления цилиндрических заготовок при обработке на токарных станках в 3-х, 4-х и 6-ти кулачковых самоцентрирующих спирально-реечных патронах.The device relates to the field of metalworking and is used to fasten cylindrical workpieces when machining on lathes in 3, 4 and 6 cam self-centering spiral-rack cartridges.

Известен токарный самоцентрирующий патрон, содержащий корпус, кулачки и спирально-реечный механизм их перемещения. Корпус базируется на конусный поясок и торец на переднем конце шпинделя токарного станка и крепится к нему шпильками и гайками (ГОСТ 2675-80. Патроны самоцентрирующие трехкулачковые).Known self-centering chuck comprising a housing, cams and a spiral-rack mechanism for moving them. The housing is based on a conical belt and an end face on the front end of the spindle of the lathe and is attached to it with studs and nuts (GOST 2675-80. Self-centering three-jaw chucks).

Данная конструкция патрона имеет широкое применение в промышленности, выпускается серийно.This cartridge design is widely used in industry, is mass-produced.

Однако она имеет ряд недостатков. Во первых, при установке на шпиндель необходимо базировать корпус патрона одновременно на две поверхности - конусную и торцевую. Такое конструкторское решение не технологично, т.к. требует выполнения базовых поверхностей как на шпинделе, так и в корпусе патрона с очень высокой точностью (ГОСТ 2675-80, табл. 3). Если допуск на размеры не будет выдержан, то базирование будет либо только на конус, либо только на торец. В результате усложняется технология изготовления обеих сопрягаемых деталей. Во-вторых, точность радиального перемещения кулачков определяется точностью изготовления спирального диска и его базирования в корпусе, а также базированием самого корпуса на шпинделе. В результате сложения всех погрешностей базирования в данной конструкции патрона не удается обеспечить заданное биение заготовок во всем диапазоне перемещения кулачков. Это вынуждает применять при обработки заготовок на получистовых и чистовых операциях расточку кулачков, что снижает срок их службы.However, it has several disadvantages. Firstly, when installing on a spindle, it is necessary to base the cartridge case simultaneously on two surfaces - conical and end. Such a design solution is not technological, because requires the execution of basic surfaces both on the spindle and in the cartridge case with very high accuracy (GOST 2675-80, table. 3). If the dimensional tolerance is not maintained, then the base will be either only on the cone, or only on the end. As a result, the manufacturing technology of both mating parts is complicated. Secondly, the accuracy of the radial movement of the cams is determined by the accuracy of manufacturing the spiral disk and its basing in the housing, as well as basing the housing itself on the spindle. As a result of the addition of all the basing errors in this cartridge design, it is not possible to provide the specified runout of the workpieces in the entire range of cam movement. This forces the use of bored cams when processing workpieces in semi-finishing and finishing operations, which reduces their service life.

Известен патрон токарный самоцентрирующий, включающий корпус, кулачки, спирально-реечный механизм их перемещения (АС 1808487, МПК B23B 31/00, 1991 г.). Корпус в данной конструкции патрона базируется на внутренней конусной поверхности шпинделя, а спиральный диск - на наружной цилиндрической поверхности шпинделя. Такое конструктивное решение позволяет повысить точность базирования заготовок вследствие уменьшения числа составляющих суммарной погрешности базирования спирального диска.A well-known self-centering turning cartridge, comprising a housing, cams, a spiral-rack mechanism for their movement (AC 1808487, IPC B23B 31/00, 1991). The housing in this cartridge design is based on the inner conical surface of the spindle, and the spiral disk on the outer cylindrical surface of the spindle. Such a constructive solution allows to increase the accuracy of basing the workpieces due to a decrease in the number of components of the total error of basing of the spiral disk.

К недостаткам данного устройства следует отнести необходимость базирования корпуса одновременно на конусную внутреннюю поверхность и торцевую поверхность шпинделя, что требует высокой точности изготовления сопрягаемых поверхностей и, соответственно, повышает себестоимость их изготовления. Кроме того, у спирального диска не устранена полностью погрешность базирования на шпинделе вследствие нерегулируемого зазора в сопряжении с цилиндрической поверхностью шпинделя, что не гарантирует заданного биения заготовок при закреплении в патроне во всем диапазоне перемещения кулачков. Кроме того, базирование корпуса на внутреннюю коническую поверхность и одновременно на торцевую поверхность не гарантирует достижение требуемой жесткости сопряжения вследствие погрешностей размеров базовых поверхностей.The disadvantages of this device include the need to base the housing simultaneously on the conical inner surface and the end surface of the spindle, which requires high precision manufacturing of mating surfaces and, accordingly, increases the cost of their manufacture. In addition, the error of the base on the spindle is not completely eliminated for the spiral disk due to an uncontrolled clearance in conjunction with the spindle cylindrical surface, which does not guarantee a predetermined runout of the workpieces when securing in the cartridge over the entire range of cam movement. In addition, basing the housing on the inner conical surface and simultaneously on the end surface does not guarantee the achievement of the required stiffness of the pair due to dimensional errors of the base surfaces.

Задачи, решаемые в заявляемом устройстве, заключаются в повышении точности базирования заготовок в кулачках патрона, повышении жесткости сопряжения патрона со шпинделем, снижении себестоимости изготовления патрона и повышении срока службы кулачков.The tasks to be solved in the claimed device are to increase the accuracy of basing the workpieces in the cams of the cartridge, increase the stiffness of the coupling of the cartridge with the spindle, reduce the cost of manufacturing the cartridge and increase the life of the cams.

Указанный технический результат достигается тем, что корпус и спиральный диск установлены на наружной конусной поверхности шпинделя. Наружная коническая поверхность шпинделя может быть выполнена с конусностью 7:24. Между коническими поверхностями шпинделя и спирального диска может быть установлена регулируемая в радиальном 3 направлении втулка.The specified technical result is achieved by the fact that the casing and the spiral disk are mounted on the outer conical surface of the spindle. The outer conical surface of the spindle can be made with a taper of 7:24. Between the conical surfaces of the spindle and the spiral disk, a sleeve adjustable in the radial 3 direction can be installed.

Совокупность отличительных признаков такого технического решения является новой. Она необходима и достаточна для достижения заявленного технического результата, что обусловлено следующим.The set of distinguishing features of such a technical solution is new. It is necessary and sufficient to achieve the claimed technical result, which is due to the following.

Во первых, установка корпуса на наружную конусную поверхность шпинделя обеспечивает для тяжелого патрона надежное, жесткое и точное базирование относительно оси вращения шпинделя. Установка спирального диска непосредственно на конусную поверхность шпинделя позволяет полностью устранить зазоры между базовыми поверхностями и свести до нуля погрешность базирования относительно оси вращения шпинделя. Этому способствует установка между шпинделем и спиральным диском регулируемой в радиальном направлении втулки. В результате на точность радиального перемещения кулачков и, соответственно, на точность базирования заготовок разных диаметров во всем диапазоне перемещения кулачков будет оказывать влияние только точность изготовления торцевой спирали и реек кулачков.Firstly, the installation of the housing on the outer conical surface of the spindle provides for a heavy cartridge reliable, rigid and accurate basing relative to the axis of rotation of the spindle. Installing a spiral disk directly on the conical surface of the spindle allows you to completely eliminate the gaps between the base surfaces and to reduce to zero the error of basing relative to the axis of rotation of the spindle. This is facilitated by the installation between the spindle and the spiral disk of a sleeve that is adjustable in the radial direction. As a result, the accuracy of the manufacture of the end spiral and cam rails will affect the accuracy of the radial movement of the cams and, accordingly, the accuracy of the base of workpieces of different diameters in the entire range of movement of the cams.

Во-вторых, базирование корпуса только на одну конусную поверхность позволяет снизить требования к точности выполнения размеров сопрягаемых поверхностей шпинделя и патрона, и, соответственно, снизить себестоимости их изготовления.Secondly, basing the housing on only one conical surface allows you to reduce the requirements for the accuracy of the dimensions of the mating surfaces of the spindle and chuck, and, accordingly, to reduce the cost of their manufacture.

В третьих, повышение точности базирования заготовок во всем диапазоне перемещения кулачков позволит обходиться без их растачивания и увеличит срок их службы. Кулачки, не требующие расточки, можно изготовлять повышенной твердости, что дополнительно увеличивает срок их службы. Использование втулки между спиральным диском и шпинделем позволяет регулировать зазор между ними по мере износа втулки, а также замену ее при превышении допустимого износа, что повышает срок службы патрона.Thirdly, increasing the accuracy of basing the workpieces in the entire range of movement of the cams will make it possible to do without boring and increase their service life. Cams that do not require boring can be manufactured with increased hardness, which further increases their service life. The use of the sleeve between the spiral disk and the spindle allows you to adjust the gap between them as the sleeve is worn, as well as replacing it when the allowable wear is exceeded, which increases the life of the cartridge.

На фиг. 1 представлен один из предпочтительных вариантов реализации заявленного патрона, на фиг. 2 показана форма выполнения пазов в регулируемой конусной втулке.In FIG. 1 presents one of the preferred embodiments of the claimed cartridge, in FIG. 2 shows an embodiment of grooves in an adjustable conical sleeve.

Патрон содержит корпус, состоящий из передней 1 и задней 2 частей, соединенных винтами 3. Задняя часть 2 установлена на наружной конусной поверхности шпинделя 4 и закреплена на нем шпильками 5 и гайками 6 с использованием поворотного диска 7. На конусной поверхности шпинделя 4 установлен спиральный диск 8, торцевая спираль которого связана с рейками кулачков 9. Между конусной поверхностью шпинделя и спиральным диском может быть установлена разрезная втулка 10 из упругого антифрикционного материала. Втулка может перемещаться в осевом направлении винтами 11. Втулка имеет продольные пазы 12. Патрон укомплектован ключом 13.The cartridge contains a housing consisting of a front 1 and a back 2 parts connected by screws 3. The rear part 2 is mounted on the outer conical surface of the spindle 4 and secured to it with studs 5 and nuts 6 using a rotary disk 7. A spiral disk is mounted on the conical surface of the spindle 4 8, the end spiral of which is connected with the rails of the cams 9. Between the conical surface of the spindle and the spiral disk, a split sleeve 10 of elastic antifriction material can be installed. The sleeve can be moved axially by screws 11. The sleeve has longitudinal grooves 12. The cartridge is equipped with a key 13.

Патрон работает следующим образом.The cartridge works as follows.

На конусную поверхность 4 шпинделя устанавливается внутренней конусной поверхностью задняя часть 2 корпуса патрона со шпильками 5 и гайками 6. Последние пропускаются в отверстия поворотного диска 6. Диск поворачивается и гайками 6 задняя часть 2 затягивается на конусе 4. Конус 4 может быть выполнен с углом самоторможения, например, типа Морзе. В этом случае он выполняет как функции базирования, так и функции передачи крутящего момента. Однако предпочтительнее выполнить его с конусностью 7:24, используемой для вспомогательного инструмента на станках фрезерно-расточной группы. Такой вариант требует принудительной затяжки конусного сопряжения для базирования, а для передачи крутящего момента необходимо использовать торцевые шпонки, например, такие как на стандартных патронах (на фиг. не показаны). Затем на конусную поверхность 4 шпинделя или на конусную поверхность промежуточной втулки 10 устанавливается спиральный диск 8. Передняя часть корпуса 1 соединяется с задней частью 2 и жестко соединяется винтами 3. Винтами 11 втулка 10 смещается в осевом направлении. Выполненные на втулке продольные пазы 13 обеспечивают ее упругую деформацию в радиальном направлении и устранение зазоров в сопряжении втулки со шпинделем и со спиральным диском. Регулировкой в осевом направлении положения втулки обеспечивается свободное безлюфтовое вращение спирального диска, то есть точное базирование спирального диска на шпинделе. Далее устанавливается комплект кулачков.On the conical surface 4 of the spindle, the rear part 2 of the cartridge case with studs 5 and nuts 6 is installed with the internal conical surface. The latter are passed into the holes of the rotary disk 6. The disk rotates and with the nuts 6, the rear part 2 is tightened on the cone 4. Cone 4 can be made with a self-braking angle , for example, Morse type. In this case, it performs both basing functions and torque transmission functions. However, it is preferable to perform it with a taper of 7:24 used for the auxiliary tool on the machines of the milling and boring group. This option requires forced tightening of the conical interface for basing, and for the transmission of torque it is necessary to use end keys, for example, such as on standard cartridges (not shown in Fig.). Then, a spiral disk 8 is mounted on the conical surface 4 of the spindle or on the conical surface of the intermediate sleeve 10. The front part of the housing 1 is connected to the rear part 2 and rigidly connected by screws 3. The screws 10 move the sleeve 10 in the axial direction. The longitudinal grooves 13 made on the sleeve provide elastic deformation in the radial direction and eliminate gaps in the interface of the sleeve with the spindle and with the spiral disk. The axial adjustment of the position of the sleeve provides free backlash-free rotation of the spiral disk, that is, the exact base of the spiral disk on the spindle. Next, a set of cams is installed.

Для закрепления заготовки используется ключ 13 с конической шестерней на конце, взаимодействующей с коническим зубчатым колесом на спиральном диске. Вращение ключа и спирального диска преобразуется в радиальные перемещения кулачков. Отверстия в корпусе под ключ закрываются крышками (на фиг. не показаны).To fix the workpiece, a key 13 is used with a bevel gear at the end interacting with a bevel gear on a spiral disk. The rotation of the key and the spiral disk is converted into radial movements of the cams. The openings in the key housing are closed by covers (not shown in FIG.).

Точность перемещения в заявляемом патроне будет зависеть только от точности изготовления спирального диска, так как погрешности базирования спирального диска по отношению с оси вращения шпинделя устранены. По мере износа втулки 10 осуществляется поднастройка сопряжения ее со шпинделем и спиральным диском, при недопустимом износе осуществляется ее замена. Вследствие этого кулачки патрона не требуют расточки, могут иметь закаленные базовые поверхности, что существенно повышает срок их службы, так как из практики известно, что за весь срок службы патрона комплекты кулачков меняются несколько раз вследствие полного стачивания их базовых поверхностей или поломки зубьев реек.The accuracy of the movement in the inventive cartridge will depend only on the accuracy of the manufacture of the spiral disk, since the errors of basing the spiral disk with respect to the axis of rotation of the spindle are eliminated. As the sleeve 10 is worn out, it is adjusted to mate it with the spindle and the spiral disk, and if it is inadmissible, it is replaced. As a result, the cams of the cartridge do not require boring, they can have hardened base surfaces, which significantly increases their service life, since it is known from practice that over the entire life of the cartridge, the sets of cams change several times due to complete grinding off of their base surfaces or breakage of the teeth of the racks.

Claims (3)

1. Устройство для закрепления цилиндрических заготовок при обработке на токарном станке, содержащее самоцентрирующий патрон, включающий спиральный диск и корпус, состоящий из соединенных между собой передней и задней частей, и шпиндель, на наружной поверхности которого установлены задняя часть корпуса и спиральный диск патрона, отличающееся тем, что внутренние поверхности задней части корпуса и спирального диска и сопряженная с ними наружная поверхность шпинделя выполнены конусными.1. A device for securing cylindrical workpieces during processing on a lathe, containing a self-centering chuck, comprising a spiral disk and a casing, consisting of interconnected front and rear parts, and a spindle, on the outer surface of which are installed the rear part of the casing and the spiral disk of the chuck, characterized the fact that the inner surface of the rear of the housing and the spiral disk and the outer surface of the spindle mating with them are conical. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упомянутая наружная конусная поверхность шпинделя имеет конусность 7:24.2. The device according to p. 1, characterized in that the said outer conical surface of the spindle has a taper of 7:24. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено регулируемой в радиальном направлении втулкой, установленной между конусными поверхностями шпинделя и спирального диска.3. The device according to p. 1, characterized in that it is equipped with a radially adjustable sleeve installed between the conical surfaces of the spindle and the spiral disk.
RU2015126403A 2015-07-01 2015-07-01 Device for mounting cylindrical billets for lathe treatment RU2613544C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015126403A RU2613544C2 (en) 2015-07-01 2015-07-01 Device for mounting cylindrical billets for lathe treatment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015126403A RU2613544C2 (en) 2015-07-01 2015-07-01 Device for mounting cylindrical billets for lathe treatment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015126403A RU2015126403A (en) 2017-01-10
RU2613544C2 true RU2613544C2 (en) 2017-03-17

Family

ID=57955707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015126403A RU2613544C2 (en) 2015-07-01 2015-07-01 Device for mounting cylindrical billets for lathe treatment

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2613544C2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU379330A1 (en) * 1971-03-16 1973-04-20 БИьЛИО ГиЯА TRINCULAR SELF-CENTERING CARTRIDGE
FR2232284A1 (en) * 1973-06-06 1975-01-03 Sarfati Denis Toothbrush with bristles in herringbone pattern - facilitates brushing between teeth using natural or synthetic bristles
SU872047A1 (en) * 1979-12-04 1981-10-15 Кировский Политехнический Институт Self-centring chuck

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU379330A1 (en) * 1971-03-16 1973-04-20 БИьЛИО ГиЯА TRINCULAR SELF-CENTERING CARTRIDGE
FR2232284A1 (en) * 1973-06-06 1975-01-03 Sarfati Denis Toothbrush with bristles in herringbone pattern - facilitates brushing between teeth using natural or synthetic bristles
SU872047A1 (en) * 1979-12-04 1981-10-15 Кировский Политехнический Институт Self-centring chuck

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015126403A (en) 2017-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2012311558B2 (en) Adjustable clamping device
KR20080008349A (en) Clamping head with floating clamping jaws
US20140099171A1 (en) Integrated clamping system for machine tools
US5431416A (en) Collet attachment/closer
RU2613544C2 (en) Device for mounting cylindrical billets for lathe treatment
US2859041A (en) Collet chucks
US6533292B2 (en) Pull-to-close collet chuck
CN101870010B (en) Assembly for connecting a tool wheel and a tool holder
JP5780188B2 (en) Clamping mechanism of cutting member and blade part exchangeable cutting tool using the same
CN109333353A (en) Six axis air bearing grinding machine magic chucks
US3516680A (en) Device for clamping articles to be machined
CN114310367A (en) Large length-diameter ratio thin-wall shell vibration reduction tool
JP2018079517A (en) Boring tool
GB2110127A (en) Lathe chuck with centering means
KR20190011935A (en) Manufactured goods fixing apparatus
RU85848U1 (en) BALL ROLLING
KR20140143871A (en) Computer numerical control machine tool
CN108481059A (en) A kind of differential mechanism longitudinal hole processing vehicle clamper
EP2822721B1 (en) Adapter
US2994538A (en) Collet chuck having an axially stationary collet
CN219380341U (en) One-step grinding and forming clamping device for end face excircle
KR20040100753A (en) Hydraulic collet chuck assembly for eccentric part macnining
RU2760969C1 (en) Machine tool device for basing and clamping of parts
US20210276107A1 (en) Clamping device for clamping a tool or work piece
RU2248862C1 (en) Threaded mandrel