RU2806400C1

RU2806400C1 - Powered chuck for reinstalling workpiece

Info

Publication number: RU2806400C1
Application number: RU2023101634A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Павлович Архаров
Filing date: 2023-01-25
Publication date: 2023-10-31

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: process equipment in the form of devices and loading and unloading devices. The cartridge contains a body with a hole and three grooves, a pusher in the form of three sectors, three guides with wedge parts, a sleeve with longitudinal grooves, a centring belt, a neck and a central hole, a collet with three petals and an outer cone on the petals, a drive with a rod, a spherical support , mounted on a rod, and a three-arm lever with a conical hole. Each sector has a socket, an internal conical surface and side planes. Guides are fixed to the body with their wedge parts entering the hole in the body. The sectors are located in the housing hole and are coupled by lateral planes to the wedge parts of the guides with the ability to move along the axis of the hole. The sleeve is installed with a centring belt in the housing hole. The rod is located between the sectors and is connected to the central hole with the possibility of its axial movement. The collet is attached to the neck of the sleeve. The three-arm lever is mounted on a spherical support with the ability to rotate around two coordinate axes. The arms of the three-arm lever are made and located in longitudinal grooves with their ends placed in the sockets of the sectors.

EFFECT: increased accuracy of reinstalling a thin-walled workpiece is achieved.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к средствам технологического оснащения в виде приспособлений и загрузочно-разгрузочных устройств.The invention relates to mechanical engineering, in particular to technological equipment in the form of devices and loading and unloading devices.

Известна механизированная шпиндельная оправка, содержащая корпус с центральным отверстием и хвостовиком, нажимной элемент в виде наружного конуса, выполненного на хвостовике, цангу с лепестками и коническим отверстием, выполненным на лепестках, шток привода, сопряженный с центральным отверстием конуса с возможностью осевого перемещения, причем цанга закреплена на штоке и сопряжена коническим отверстием с наружным конусом [Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2. / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М: Машиностроение, 1985, с. 75-78, рис. 10, в].A mechanized spindle mandrel is known, containing a housing with a central hole and a shank, a pressure element in the form of an outer cone made on the shank, a collet with petals and a conical hole made on the petals, a drive rod mated to the central hole of the cone with the possibility of axial movement, and the collet fixed on the rod and connected by a conical hole to the outer cone [Handbook of mechanical engineering technologist. In 2 volumes. T.2. / Ed. A.G. Kosilova and R.K. Meshcheryakova. - 4th ed., revised. and additional - M: Mechanical Engineering, 1985, p. 75-78, fig. 10, c].

Однако использование известной оправки при автоматическом закреплении тонкостенной заготовки, не имеющей подвижности в радиальном направлении при закреплении, приводит к деформации заготовки, вызванной разным давлением лепестков цанги ввиду отклонений от соосности поверхности, по которой выполняют закрепление, относительно оси цанги.However, the use of a known mandrel for automatic fastening of a thin-walled workpiece, which does not have mobility in the radial direction during fastening, leads to deformation of the workpiece caused by different pressures of the collet blades due to deviations from the alignment of the surface along which the fastening is performed relative to the axis of the collet.

Наиболее близким к заявляемому патрону является трехкулачковый клиновой механизированный патрон, содержащий корпус с тремя радиальными пазами, толкатель в виде трех секторов, на каждом из которых выполнено гнездо, боковые плоскости и наклонные клиновые пазы, ползуны с кулачками и наклонными клиновыми выступами, размещенные в радиальных пазах с возможностью радиального перемещения, три направляющие с клиновыми частями, привод со штоком, сферическую опору, закрепленную на штоке, и трехплечий рычаг сконическим отверстием, кроме того секторы размещены в отверстии, выполненном в корпусе, с возможностью осевого перемещения, наклонные клиновые выступы сопряжены с наклонными пазами, на корпусе выполнены три паза, в которых закреплены направляющие с выходом своих клиновых частей в отверстие корпуса, каждый сектор сопряжен одной боковой плоскостью с плоскостью клиновой части одной направляющей, а другой боковой плоскостью - с плоскостью клиновой части другой направляющей. Шток расположен между секторами. Трехплечий рычаг коническим отверстием установлен на сферической опоре с возможностью поворота на упомянутой опоре вокруг двух координатных осей, а его плечи выполнены и размещены своими концами в гнездах с возможностью взаимодействия с секторами (RU 2768636, Бюл. №9, 2022).The closest to the claimed cartridge is a three-jaw wedge powered chuck, containing a body with three radial grooves, a pusher in the form of three sectors, each of which has a socket, side planes and inclined wedge grooves, sliders with cams and inclined wedge protrusions placed in radial grooves with the possibility of radial movement, three guides with wedge parts, a drive with a rod, a spherical support mounted on the rod, and a three-arm lever with a conical hole, in addition, the sectors are placed in a hole made in the body, with the possibility of axial movement, inclined wedge protrusions are coupled with inclined grooves, there are three grooves on the body in which the guides are fixed with their wedge parts exiting into the hole of the body, each sector is paired with one side plane with the plane of the wedge part of one guide, and the other side plane with the plane of the wedge part of the other guide. The rod is located between the sectors. The three-arm lever with a conical hole is mounted on a spherical support with the ability to rotate on the said support around two coordinate axes, and its arms are made and placed with their ends in sockets with the ability to interact with the sectors (RU 2768636, Bulletin No. 9, 2022).

Однако применение известного патрона для закрепления тонкостенной заготовки приводит к ее деформациям из-за ограниченной площади контакта кулачков с заготовкой.However, the use of a known chuck for securing a thin-walled workpiece leads to its deformation due to the limited contact area of the jaws with the workpiece.

Проблемой является разработка механизированного патрона для переустановки тонкостенной заготовки, не имеющей при переустановке подвижности в радиальном направлении, с закреплением за ее наружную поверхность.The problem is the development of a powered chuck for reinstalling a thin-walled workpiece, which does not have mobility in the radial direction during reinstallation, with fastening to its outer surface.

Техническим результатом является повышение точности переустановки тонкостенной заготовки за счет выполнения зажимных элементов в виде лепестков цанги, а секторов - в виде нажимных элементов с их переменным движением.The technical result is to increase the accuracy of reinstalling a thin-walled workpiece by making the clamping elements in the form of collet blades, and the sectors in the form of pressure elements with their variable movement.

Решение поставленной проблемы и технический результат достигаются тем, что патрон механизированный для переустановки заготовки содержит корпус с отверстием и тремя пазами, толкатель в виде трех секторов, три зажимных элемента, три направляющие с клиновыми частями, привод со штоком, сферическую опору, закрепленную на штоке, и трехплечий рычаг с коническим отверстием, причем на каждом секторе выполнены гнездо и боковые плоскости, направляющие закреплены в пазах с выходом своих клиновых частей в отверстие корпуса, секторы размещены в отверстии корпуса с возможностью осевого перемещения, каждый сектор сопряжен одной своей боковой плоскостью с плоскостью клиновой части одной направляющей, а другой боковой плоскостью - с плоскостью клиновой части другой направляющей, шток расположен между секторами с возможностью осевого перемещения, трехплечий рычаг коническим отверстием установлен на сферической опоре с возможностью поворота на упомянутой опоре вокруг двух координатных осей, а его плечи выполнены и размещены своими концами в гнездах с возможностью взаимодействия с секторами. Согласно изобретению он снабжен стаканом и цангой с зажимными элементами в виде лепестков и наружным конусом на лепестках, кроме того на стакане выполнены три продольных паза, центрирующий поясок, шейка и центральное отверстие, при этом стакан установлен центрирующим пояском в отверстии корпуса, цанга закреплена на шейке стакана, на секторах выполнены внутренние конические поверхности, сопряженные с наружным конусом лепестков, шток сопряжен с центральным отверстием, а плечи трехплечего рычага расположены в продольных пазах.The solution to the problem posed and the technical result are achieved by the fact that the mechanized chuck for reinstalling the workpiece contains a housing with a hole and three grooves, a pusher in the form of three sectors, three clamping elements, three guides with wedge parts, a drive with a rod, a spherical support mounted on the rod, and a three-arm lever with a conical hole, each sector having a socket and side planes, the guides are fixed in grooves with their wedge parts exiting into the housing hole, the sectors are placed in the housing hole with the possibility of axial movement, each sector is paired with one of its side planes with the wedge plane part of one guide, and the other side plane - with the plane of the wedge part of the other guide, the rod is located between the sectors with the possibility of axial movement, the three-arm lever with a conical hole is mounted on a spherical support with the possibility of rotation on the said support around two coordinate axes, and its shoulders are made and placed with their ends in sockets with the ability to interact with sectors. According to the invention, it is equipped with a glass and a collet with clamping elements in the form of petals and an outer cone on the petals; in addition, the glass has three longitudinal grooves, a centering belt, a neck and a central hole, while the glass is installed with a centering belt in the hole of the body, the collet is fixed to the neck glass, the sectors have internal conical surfaces mated to the outer cone of the petals, the rod is mated to the central hole, and the arms of the three-arm lever are located in longitudinal grooves.

Зажимные элементы в виде лепестков цанги позволяют распределить силу закрепления на большую площадь их контакта с закрепляемой поверхностью. Это уменьшает деформацию закрепляемой заготовки.Clamping elements in the form of collet petals make it possible to distribute the fastening force over a large area of their contact with the surface being fixed. This reduces the deformation of the workpiece being clamped.

Конструкция трех секторов с приданными им функциями нажимных элементов позволяет преобразовать их переменные перемещения в переменные сближения лепестков с закрепляемой поверхностью. Такой характер движения позволяет лепесткам вначале коснуться закрепляемой поверхности даже в случае, если она имеет погрешность формы и располагается с отклонением от соосности относительно рабочей поверхности лепестков, а затем закрепить заготовку одновременно всем лепестками. Это сокращает деформации тонкостенной заготовки, не имеющей подвижности в радиальном направлении при переустановке.The design of the three sectors with the functions of pressure elements assigned to them makes it possible to convert their variable movements into variables of the proximity of the petals to the fixed surface. This nature of movement allows the petals to first touch the surface to be fixed, even if it has an error in shape and is located with a deviation from coaxiality relative to the working surface of the petals, and then fix the workpiece simultaneously with all the petals. This reduces the deformation of the thin-walled workpiece, which does not have mobility in the radial direction during reinstallation.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан чертеж патрона, вид спереди; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1.The invention is illustrated by drawings, where in Fig. 1 shows a drawing of the cartridge, front view; in fig. 2 - section along A-A in Fig. 1.

Он содержит корпус 1 с отверстием 2, толкатель в виде трех секторов 3, 4 и 5, три направляющие 6, 7 и 8 с клиновыми частями, стакан 9 с продольными пазами 10, 11 и 12, центрующим пояском 13, шейкой 14 и центральным отверстием 15, цангу 16 с тремя лепестками 17, 18 и 19 и наружным конусом 20 на лепестках, привод 21 со штоком 22, сферическую опору 23, закрепленную на штоке 22, и трехплечий рычаг 24 с коническим отверстием 25. На каждом из секторов 3, 4 и 5 выполнены соответственно гнезда 26, 27 и 28, внутренняя коническая поверхность 29 и боковые плоскости 30 и 31, 32 и 33, 34 и 35 соответственно. На корпусе 1 выполнены три паза, в которых закреплены направляющие 6, 7 и 8 с выходом своих клиновых частей в отверстие 2 корпуса 1. Сектор 3 сопряжен боковой плоскостью 30 с плоскостью 36 клиновой части направляющей 6, а боковой плоскостью 31 - с плоскостью 37 клиновой части направляющей 7. Сектор 4 сопряжен с боковой поверхностью 32 с плоскостью 38 клиновой части направляющей 6, а боковой плоскостью 33 - с плоскостью 39 клиновой части направляющей 8. Сектор 5 сопряжен боковой плоскостью 34 с плоскостью 40 клиновой части направляющей 7, а боковой плоскостью 35 - с плоскостью 41 клиновой части направляющей 8. Секторы 3, 4 и 5 сопряжены внутренней конической поверхностью 29 с наружным конусом 20 и размещены в отверстии 2 с возможностью осевого перемещения. Стакан 9 установлен центрирующим пояском 13 в отверстии 2. Цанга 16 закрепленна на шейке 14 стакана 9. Трехплечий рычаг 24 коническим отверстием 25 установлен на сферической опоре 23 с возможностью поворота на упомянутой опоре вокруг двух координатных осей. Шток 22 расположен между секторами 3, 4 и 5 и сопряжен с центральным отверстием 15 стакана 9 с возможностью осевого перемещения. Плечи 41, 42 и 43 трехплечевого рычага 24 выполнены и расположены в продольных пазах 10, 11 и 12 соответственно, размещены своими концами соответственно в гнездах 26, 27 и 28 с возможностью взаимодействия с секторами 3, 4 и 5.It contains a body 1 with a hole 2, a pusher in the form of three sectors 3, 4 and 5, three guides 6, 7 and 8 with wedge parts, a glass 9 with longitudinal grooves 10, 11 and 12, a centering belt 13, a neck 14 and a central hole 15, a collet 16 with three petals 17, 18 and 19 and an outer cone 20 on the petals, a drive 21 with a rod 22, a spherical support 23 mounted on the rod 22, and a three-arm lever 24 with a conical hole 25. On each of the sectors 3, 4 and 5 are made respectively of sockets 26, 27 and 28, an internal conical surface 29 and side planes 30 and 31, 32 and 33, 34 and 35, respectively. The body 1 has three grooves in which the guides 6, 7 and 8 are fixed with their wedge parts exiting into the hole 2 of the body 1. Sector 3 is coupled by the side plane 30 with the plane 36 of the wedge part of the guide 6, and by the side plane 31 with the wedge plane 37 part of the guide 7. Sector 4 is paired with the side surface 32 with the plane 38 of the wedge part of the guide 6, and with the side plane 33 with the plane 39 of the wedge part of the guide 8. Sector 5 is paired with the side plane 34 with the plane 40 of the wedge part of the guide 7, and with the side plane 35 - with the plane 41 of the wedge part of the guide 8. Sectors 3, 4 and 5 are mated by the inner conical surface 29 with the outer cone 20 and are placed in hole 2 with the possibility of axial movement. The glass 9 is installed with a centering belt 13 in hole 2. The collet 16 is fixed to the neck 14 of the glass 9. The three-arm lever 24 with a conical hole 25 is mounted on a spherical support 23 with the ability to rotate on the said support around two coordinate axes. The rod 22 is located between sectors 3, 4 and 5 and is connected to the central hole 15 of the glass 9 with the possibility of axial movement. The arms 41, 42 and 43 of the three-arm lever 24 are made and located in the longitudinal grooves 10, 11 and 12, respectively, and are placed with their ends, respectively, in the sockets 26, 27 and 28 with the ability to interact with sectors 3, 4 and 5.

Патрон работает следующим образом.The cartridge works as follows.

Закрепляемую заготовку 44 размещают в цанге 16. Шток 22 с помощью привода 21 перемещают вправо. Движение штока 22 плечами 41, 42 и 43 трехплечего рычага 24 через гнезда 26, 27 и 28 передается секторам 3, 4 и 5, которые перемещаются по направляющим 6, 7 и 8 в отверстии 2 вдоль оси патрона. При этом внутренняя коническая поверхность 29, воздействуя на наружный конус 20, деформирует лепестки 17, 18 и 19. Упомянутые лепестки сближаются с заготовкой 44. В момент касания одного из лепестков заготовки 44, его движение прерывается за счет того, что сектор 3 останавливается. Трехплечий рычаг 24 поворачивается на сферической опоре 23, не прерывая при этом передачу движения через плечи 42 и 43 секторам 4 и 5 и, соответственно, лепесткам 18 и 19. Движение коснувшегося лепеска возобновляется после касания двух других лепестков закрепляемой заготовки 44. При дальнейшем совместном движении секторов 3, 4 и 5 и одновременной деформацией лепестков 17, 18 и 19 происходит закрепление упомянутой заготовки. Ее открепление происходит при движении штока 22 влево.The workpiece 44 to be fixed is placed in the collet 16. The rod 22 is moved to the right using the drive 21. The movement of the rod 22 by the shoulders 41, 42 and 43 of the three-arm lever 24 through the sockets 26, 27 and 28 is transmitted to the sectors 3, 4 and 5, which move along the guides 6, 7 and 8 in hole 2 along the axis of the cartridge. In this case, the inner conical surface 29, acting on the outer cone 20, deforms the petals 17, 18 and 19. The said petals move closer to the workpiece 44. At the moment of contact with one of the petals of the workpiece 44, its movement is interrupted due to the fact that sector 3 stops. The three-arm lever 24 rotates on the spherical support 23, without interrupting the transmission of movement through the shoulders 42 and 43 to sectors 4 and 5 and, accordingly, to the petals 18 and 19. The movement of the touched petal is resumed after touching the other two petals of the workpiece being fixed 44. With further joint movement sectors 3, 4 and 5 and simultaneous deformation of the petals 17, 18 and 19, the said workpiece is secured. Its release occurs when the rod 22 moves to the left.

Таким образом, предложенный патрон позволяет распределить силу закрепления на большую площадь контакта, а также выровнять давление лепестков на тонкостенную заготовку. Это повышает точность переустановки тонкостенной заготовки при ее закреплении за наружную поверхность.Thus, the proposed chuck makes it possible to distribute the fastening force over a large contact area, as well as equalize the pressure of the petals on a thin-walled workpiece. This increases the accuracy of reinstallation of a thin-walled workpiece when it is secured to the outer surface.

Патрон может быть использован на машиностроительных предприятиях при автоматической загрузке и разгрузке, а также при переустановке заготовок на технологическом оборудовании, например, на станках, имеющих шпиндель и противошпиндель.The chuck can be used at machine-building enterprises for automatic loading and unloading, as well as for reinstalling workpieces on technological equipment, for example, on machines with a spindle and a counter-spindle.

Claims

A mechanized chuck for reinstalling a workpiece, containing a housing with a hole and three grooves, a pusher in the form of three sectors, three clamping elements, three guides with wedge parts, a drive with a rod, a spherical support mounted on the rod, and a three-arm lever with a conical hole, and on each sector has a socket and side planes, the guides are fixed in grooves with their wedge parts exiting into the housing hole, the sectors are placed in the housing hole with the possibility of axial movement, each sector is paired with one of its side planes with the plane of the wedge part of one guide, and with the other side plane - with the plane of the wedge part of the other guide, the rod is located between the sectors with the possibility of axial movement, the three-arm lever with a conical hole is mounted on a spherical support with the possibility of rotation on the said support around two coordinate axes, and its arms are made and placed with their ends in sockets with the ability to interact with the sectors , characterized in that it is equipped with a glass and a collet with clamping elements in the form of petals and an outer cone on the petals, in addition, the glass has three longitudinal grooves, a centering belt, a neck and a central hole, while the glass is installed with a centering belt in the hole of the body, the collet is fixed to the neck of the glass, the sectors have internal conical surfaces mated to the outer cone of the petals, the rod is mated to the central hole, and the arms of the three-arm lever are located in longitudinal grooves.