RU2811775C1

RU2811775C1 - Mechanized device for installing a stepped shaft

Info

Publication number: RU2811775C1
Application number: RU2023106772A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Павлович Архаров
Filing date: 2023-03-21
Publication date: 2024-01-17

Abstract

FIELD: metal processing.

SUBSTANCE: used for installing stepped shafts when processing them on metal-cutting machines. The device contains a housing with grooves, a drive with a rod mounted on the housing, two clamping mechanisms, one of which is self-centering, and a transmission link, each of the clamping mechanisms includes two jaws installed opposite each other on the corresponding slides, which are located in the grooves of the housing with the ability to move to bring the jaws together and apart, and a pusher placed in the guides of the housing with the ability to move along its longitudinal axis, wherein the jaws of the self-centering clamping mechanism are made prismatic, and the transmission link is installed on the drive rod with the ability to rotate around an axis located perpendicularly longitudinal axis of the rod. In this case, the device is equipped with a rod, a rocker, additional pushers, one for each of the clamping mechanisms, placed in the housing guides with the ability to move along its longitudinal axis, and a tray with a ledge made on the body, while on the sides of each pair of sliders there are inclined guides relative to their longitudinal axes with protrusions located in different directions to each other, at one end of all pushers there are grooves located so as to mate with the mentioned inclined protrusions, the rod is fixed to the pushers of the self-centering clamping mechanism, and the jaws of the second clamping mechanism are made flat, and the rocker is made with a spherical surface in its middle part, and at the ends - with elongated grooves and is placed between a pair of pushers of the second clamping mechanism with the possibility of pairing its elongated grooves with cylindrical axes mounted on the other ends of the mentioned pair of pushers, while the transmission link is made in the form of a double-armed lever with elongated grooves at the ends of its arms and is placed with one of the mentioned grooves mating with the rod, and radial grooves made on the sides of the other groove with the spherical surface of the rocker.

EFFECT: increasing the accuracy of shaft installation when processing it on a machine.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к средствам технологического оснащения в виде приспособлений для металлорежущих станков.The invention relates to mechanical engineering, in particular to technological equipment in the form of devices for metal-cutting machines.

Известно приспособление для установки ступенчатого вала, иллюстрационно раскрытое в наладке фрезерно-центровального станка [Справочник технолога машиностроителя. В 2-х т. Т. 1 / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986, с. 326, рис. 174] и содержащее две пары самоцентрирующих призматических губок, закрепленных на двух ползунах. Ползуны размещены в направляющих основания с возможностью перемещения от одного привода.A device for installing a stepped shaft is known, illustrated in the setup of a milling-centring machine [Handbook of mechanical engineering technologist. In 2 volumes. T. 1 / Ed. A.G. Kosilova and R.K. Meshcheryakova. - 4th ed., revised. and additional - M.: Mechanical Engineering, 1986, p. 326, fig. 174] and containing two pairs of self-centering prismatic jaws mounted on two sliders. The sliders are placed in the base guides with the ability to move from one drive.

Однако применение в приспособлении одного самоцентрирующего механизма с двумя парами призматических губок, которыми выполняется базирование и закрепление ступенчатого вала одновременно по его двум цилиндрическим поверхностям, приводят к деформациям закрепляемого вала, вызванных отклонениями диаметров упомянутых поверхностей и погрешностью их взаимного расположения.However, the use in the device of one self-centering mechanism with two pairs of prismatic jaws, which are used to base and secure the stepped shaft simultaneously along its two cylindrical surfaces, leads to deformations of the fixed shaft caused by deviations in the diameters of the mentioned surfaces and the error in their relative position.

Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности является питатель загрузочного устройства, для подачи вала на токарный станок, включающий корпус с пазами и встроенным приводом со штоком, два самоцентрирующих зажимных механизма и реечное колесо. При этом каждый из самоцентрирующих зажимных механизмов содержит две призматические губки, два ползуна с рейками, толкатель с зубчатыми рейками на его концах и зубчатое колесо, установленное в корпусе с возможностью вращения вокруг собственной продольной оси и взаимодействующее с рейками, расположенными по разные стороны от упомянутой оси, а ползуны с размещенными на них встречно друг другу губками установлены в пазах корпуса с возможностью их сведения и разведения. Кроме того реечное колесо установлено на штоке с возможностью вращения вокруг своей продольной оси, расположенной перпендикулярно продольной оси штока, и размещено между зажимными механизмами, причем каждый толкатель размещен в направляющих корпуса с возможностями перемещения вдоль своей продольной оси и взаимодействия одной зубчатой рейки с реечным колесом, а другой - с зубчатым колесом [Малов, А.Н. Загрузочные устройства для металлорежущих станков / А.Н. Малов. - М.: Машиностроение, 1972, с. 208-211, рис. 130, а].The closest to the claimed device in technical essence is the feeder of the loading device for feeding the shaft to the lathe, which includes a housing with grooves and a built-in drive with a rod, two self-centering clamping mechanisms and a rack and pinion wheel. Moreover, each of the self-centering clamping mechanisms contains two prismatic jaws, two sliders with racks, a pusher with toothed racks at its ends and a gear mounted in the housing with the possibility of rotation around its own longitudinal axis and interacting with the racks located on opposite sides of the mentioned axis , and the sliders with jaws placed on them opposite each other are installed in the grooves of the body with the possibility of bringing them together and spreading them apart. In addition, the rack wheel is mounted on the rod with the ability to rotate around its longitudinal axis, located perpendicular to the longitudinal axis of the rod, and is placed between the clamping mechanisms, with each pusher located in the housing guides with the ability to move along its longitudinal axis and interact with one rack and pinion wheel, and the other - with a gear wheel [Malov, A.N. Loading devices for metal-cutting machines / A.N. Malov. - M.: Mechanical Engineering, 1972, p. 208-211, fig. 130, a].

Однако использование в известном устройстве двух самоцентрирующих зажимных механизмов приводит к тому, что самоцентрирование вала одной из базовых поверхностей в одном из зажимных механизмов и самоцентрирование другой базовой поверхностью в другом механизме приводит к изменению пространственного положения вала из-за погрешностей формы базовых поверхностей, погрешности их взаимного расположения и отклонений от симметричности каждой из упомянутых базовых поверхностей относительно губок соответствующих зажимных механизмов. Это снижает точность установки вала.However, the use of two self-centering clamping mechanisms in the known device leads to the fact that self-centering of the shaft by one of the base surfaces in one of the clamping mechanisms and self-centering by the other base surface in another mechanism leads to a change in the spatial position of the shaft due to errors in the shape of the base surfaces, errors in their mutual the location and deviations from symmetry of each of the mentioned reference surfaces relative to the jaws of the corresponding clamping mechanisms. This reduces the accuracy of shaft installation.

Проблемой является разработка механизированного устройства с двумя зажимными механизмами для установки ступенчатого вала, один из которых выполнен самоцентрирующим, а другой - несамоцентрирующим.The problem is the development of a mechanized device with two clamping mechanisms for installing a stepped shaft, one of which is self-centering and the other is non-self-centering.

Техническим результатом является повышение точности установки вала за счет возможности губок несамоцентрирующего зажимного механизма самоустанавливаться по закрепляемой поверхности ступенчатого вала.The technical result is to increase the accuracy of shaft installation due to the ability of the jaws of the non-self-centering clamping mechanism to self-align along the fixed surface of the stepped shaft.

Решение проблемы и технический результат достигаются тем, что механизированное устройство станка для установки ступенчатого вала, содержащее корпус с пазами, установленный на корпусе привод со штоком, два зажимных механизма, один из которых выполнен самоцентрирующим, и передаточное звено, при этом каждый из зажимных механизмов включает в себя две губки, установленные встречно друг к другу на соответствующих ползунах, которые расположены в пазах корпуса с возможностью перемещения для сведения и разведения губок, и толкатель, размещенный в направляющих корпуса с возможностью перемещения вдоль своей продольной оси, причем губки самоцентрирующего зажимного механизма выполнены призматическими, а передаточное звено установлено на штоке привода с возможностью поворота вокруг оси, расположенной перпендикулярно продольной оси штока. Согласно изобретению оно снабжено стержнем, качалкой, дополнительными толкателями, по одному на каждый из зажимных механизмов, размещенными в направляющих корпуса с возможностью перемещения вдоль своей продольной оси, и выполненным на корпусе лотком с уступом, при этом на боковых сторонах каждой пары ползунов выполнены наклонные относительно их продольных осей выступы, расположенные разнонаправленно друг к другу, на одних концах всех толкателей выполнены пазы, расположенные с возможностью сопряжения с упомянутыми наклонными выступами, стержень закреплен на толкателях самоцентрирующего зажимного механизма, а губки второго зажимного механизма выполнены плоскими, причем качалка выполнена со сферической поверхностью в ее средней части, а по концам - с продолговатыми пазами, и размещена между парой толкателей второго зажимного механизма с возможностью сопряжения своих продолговатых пазов с цилиндрическими осями, закрепленными на других концах упомянутой пары толкателей, при этом передаточное звено выполнено в виде двуплечего рычага с продолговатыми пазами на концах его плеч и размещено с сопряжением одного из упомянутых пазов со стержнем, а радиусными канавками, выполненными на боковых сторонах другого паза - со сферической поверхностью качалки.The solution to the problem and the technical result are achieved by the fact that the mechanized device of the machine for installing a stepped shaft contains a housing with grooves, a drive with a rod mounted on the housing, two clamping mechanisms, one of which is self-centering, and a transmission link, with each of the clamping mechanisms including it includes two jaws installed opposite each other on corresponding sliders, which are located in the grooves of the housing with the ability to move to bring the jaws together and apart, and a pusher located in the guides of the housing with the ability to move along its longitudinal axis, and the jaws of the self-centering clamping mechanism are made prismatic , and the transmission link is installed on the drive rod with the possibility of rotation around an axis located perpendicular to the longitudinal axis of the rod. According to the invention, it is equipped with a rod, a rocker, additional pushers, one for each of the clamping mechanisms, placed in the guides of the body with the ability to move along its longitudinal axis, and a tray with a ledge made on the body, while on the sides of each pair of sliders there are inclined relative to their longitudinal axes have protrusions located in different directions to each other, at one end of all pushers there are grooves located so as to mate with the mentioned inclined protrusions, the rod is fixed to the pushers of the self-centering clamping mechanism, and the jaws of the second clamping mechanism are made flat, and the rocker is made with a spherical surface in its middle part, and at the ends - with elongated grooves, and is placed between a pair of pushers of the second clamping mechanism with the possibility of pairing its elongated grooves with cylindrical axes mounted on the other ends of the mentioned pair of pushers, while the transmission link is made in the form of a double-armed lever with elongated grooves at the ends of its arms and is placed with the mating of one of the mentioned grooves with the rod, and with radial grooves made on the sides of the other groove - with the spherical surface of the rocker.

Качалка и ее связь с толкателями второго зажимного механизма, а также связь качалки с двуплечим рычагом, обеспечивают губкам упомянутого механизма возможность переменных движений и возможность самоустанавливаться по закрепляемой поверхности без выполнения им центрирования ступенчатого вала. Причем за счет переменных движений губки перед закреплением могут самоустанавливаться по поверхности, имеющей погрешность формы и расположенной с отклонением от симметричности относительно упомянутых губок и от соосности относительно базовой поверхности вала. При этом не нарушается центрирование, выполненное первым механизмом. Клиновые сопряжения для передачи движения от толкателей к ползуну повышают надежность закрепления вала. Таким образом, обеспечиваются решение проблемы и достижение технического результата.The rocker and its connection with the pushers of the second clamping mechanism, as well as the connection of the rocker with the double-armed lever, provide the jaws of the said mechanism with the possibility of variable movements and the ability to self-align on the fixed surface without centering the stepped shaft. Moreover, due to the variable movements of the jaws, before fastening, they can self-align on a surface that has an error in shape and is located with a deviation from symmetry relative to the mentioned jaws and from coaxiality relative to the base surface of the shaft. In this case, the centering performed by the first mechanism is not disturbed. Wedge joints for transmitting motion from the pushers to the slider increase the reliability of the shaft fastening. Thus, the solution to the problem and the achievement of a technical result are ensured.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан чертеж устройства, вид спереди; на фиг. 2 - тоже, вид сверху; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2.The invention is illustrated by drawings, where in Fig. 1 shows a drawing of the device, front view; in fig. 2 - also, top view; in fig. 3 - section A-A in Fig. 2; in fig. 4 - section B-B in Fig. 2.

Устройство содержит корпус 1 с пазами 2, 3, 4 и 5, привод 6 со штоком 7, установленный на корпусе 1, два зажимных механизма и передаточное звено. Один зажимной механизм выполнен самоцентрирующим и содержит две призматические губки 8 и 9, два ползуна 10 и 11, установленных соответственно в пазах 2 и 3 с возможностью перемещения на их сведение и разведение, толкатели 12 и 13, размещенные в направляющих корпуса 1 с возможностью перемещения вдоль своих продольных осей, и стержень 14, закрепленный на толкателях 12 и 13. Другой зажимной механизм содержит две плоские губки 15 и 16, два ползуна 17 и 18, установленных соответственно в пазах 4 и 5 с возможностью перемещения на их сведение и разведение, толкатели 19 и 20, размещенные в направляющих корпуса 1 с возможностью перемещения вдоль своих продольных осей, и качалку 21, выполненную в ее средней части со сферической поверхностью 22, а по концам - с продолговатыми пазами 23 и 24 с возможностью сопряжения упомянутых пазов соответственно с цилиндрическими осями 25 и 26, закрепленными на толкателях 20 и 19. Губки 8 и 9 закреплены соответственно на ползунах 10 и 11, а губки 15 и 16 - соответственно на ползунах 17 и 18. Каждая пара губок размещена своими рабочими поверхностями встречно друг к другу. На ползунах 10 и 11, 17 и 18 выполнены наклонные относительно их продольных осей выступы 27 и 28, 29 и 30 соответственно, расположенные в каждой паре разнонаправленно друг к другу. На толкателях 12 и 13, 19 и 20 выполнены наклонные пазы 31 и 32, 33 и 34, сопряженные соответственно с упомянутыми выступами. Передаточное звено выполнено в виде двуплечего рычага 35 с продолговатыми пазами 36 и 37 на концах его плеч и установленного на штоке 7 с возможностью поворота вокруг оси, расположенной перпендикулярно продольной оси штока 7. Упомянутый рычаг размещен с возможностью сопряжения продолговатым пазом 36 со стержнем 14, а радиусными канавками 38 и 39, выполненными на боковых сторонах продолговатым пазом 37, - со сферической поверхностью 22 качалки 21. Лоток 40 с уступом 41 закреплен на корпусе 1. Устанавливаемый ступенчатый вал 42 содержит буртик 43 и базовую поверхность 44.The device contains a housing 1 with slots 2, 3, 4 and 5, a drive 6 with a rod 7 mounted on the housing 1, two clamping mechanisms and a transmission link. One clamping mechanism is self-centering and contains two prismatic jaws 8 and 9, two sliders 10 and 11, installed respectively in grooves 2 and 3 with the ability to move to bring them closer and apart, pushers 12 and 13 placed in the guides of the housing 1 with the ability to move along their longitudinal axes, and a rod 14 mounted on pushers 12 and 13. Another clamping mechanism contains two flat jaws 15 and 16, two sliders 17 and 18, installed respectively in grooves 4 and 5 with the ability to move them to bring them together and apart, pushers 19 and 20, placed in the guides of the housing 1 with the ability to move along their longitudinal axes, and a rocker 21, made in its middle part with a spherical surface 22, and at the ends - with elongated grooves 23 and 24 with the possibility of pairing the mentioned grooves with the cylindrical axes 25, respectively and 26, secured to pushers 20 and 19. Jaws 8 and 9 are secured to sliders 10 and 11, respectively, and jaws 15 and 16 are secured to sliders 17 and 18, respectively. Each pair of jaws is placed with its working surfaces facing each other. On the sliders 10 and 11, 17 and 18, protrusions 27 and 28, 29 and 30 are inclined relative to their longitudinal axes, respectively, located in each pair in different directions to each other. On the pushers 12 and 13, 19 and 20, inclined grooves 31 and 32, 33 and 34 are made, corresponding respectively to the mentioned protrusions. The transmission link is made in the form of a double-armed lever 35 with oblong grooves 36 and 37 at the ends of its arms and installed on the rod 7 with the possibility of rotation around an axis located perpendicular to the longitudinal axis of the rod 7. The said lever is placed with the possibility of mating with the rod 14 by an oblong groove 36, and radial grooves 38 and 39, made on the sides with an elongated groove 37, - with a spherical surface 22 of the rocker 21. The tray 40 with a ledge 41 is fixed to the body 1. The installed stepped shaft 42 contains a shoulder 43 and a base surface 44.

Устройство работает следующим образом. Вал 42 размещают на лотке 40, располагая его концом с базовой поверхностью 44 между призматическими губками 8 и 9, а другим концом - между плоскими губками 15 и 16. При этом прижимают его буртиком 43 к уступу 41. При закреплении срабатывает привод 6, который через шток 7 передает движение двуплечему рычагу 35. Упомянутый рычаг через сопряжение «продолговатый паз 36 - стержень 14» передает движение толкателям 12 и 13, далее через сопряжение наклонного паза 31 с наклонным выступом 27 - ползуну 10, а через сопряжения наклонного паза 32 с наклонным выступом 28 - ползуну 11.The device works as follows. The shaft 42 is placed on the tray 40, placing its end with the base surface 44 between the prismatic jaws 8 and 9, and the other end between the flat jaws 15 and 16. At the same time, it is pressed with a shoulder 43 to the ledge 41. When secured, the drive 6 is activated, which, through the rod 7 transmits the movement to the double-armed lever 35. The said lever, through the interface “oblong groove 36 - rod 14,” transmits the movement to the pushers 12 and 13, then through the interface of the inclined groove 31 with the inclined protrusion 27 - to the slider 10, and through the interface of the inclined groove 32 with the inclined protrusion 28 - slider 11.

Одновременно другим плечом двуплечего рычага 35 движение через сопряжение «радиусные канавки 38 и 39 - сферическая поверхность 22» передается качалке 21, от которой через сопряжения продолговатых пазов 23 и 24 с соответствующими цилиндрическими осями 25 и 26 - толкателям 20 и 19, а далее через сопряжения наклонных пазов 33 и 34 с соответствующими наклонными выступами 29 и 30 - ползунам 17 и 18. После касания призматических губок 8 и 9 с валом 42 заканчивается его базирование, при этом движение упомянутых губок приостанавливается за счет сопряжения «продолговатый паз 36 - стержень 14». В тоже время движение на сближение плоских губок 15 и 16 продолжается. В момент касания одной из плоских губок с валом 42 ее движение приостанавливается, а другой продолжается за счет сопряжения «радиусные канавки 38 и 39 - сферическая поверхность 22». После касания обеих плоских губок 15 и 16 с валом 42 возобновляются приостановленные движения всех губок и происходит одновременный зажим вала 42 обоими зажимными механизмами. Таким образом, центрируют ступенчатый вал самоцентрирующим зажимным механизмом, а закрепляют его одновременно двумя механизмами.At the same time, the other arm of the double-arm lever 35 moves through the interface “radial grooves 38 and 39 - spherical surface 22” to the rocker 21, from which, through the connections of the elongated grooves 23 and 24 with the corresponding cylindrical axes 25 and 26, to the pushers 20 and 19, and then through the connections inclined grooves 33 and 34 with corresponding inclined projections 29 and 30 - sliders 17 and 18. After the prismatic jaws 8 and 9 touch the shaft 42, its basing ends, and the movement of the said jaws is suspended due to the pairing of the “elongated groove 36 - rod 14”. At the same time, the movement to bring the flat jaws 15 and 16 closer together continues. At the moment of contact of one of the flat jaws with the shaft 42, its movement is suspended, and the other continues due to the pairing of “radial grooves 38 and 39 - spherical surface 22”. After both flat jaws 15 and 16 touch the shaft 42, the suspended movements of all jaws are resumed and the shaft 42 is simultaneously clamped by both clamping mechanisms. Thus, the stepped shaft is centered with a self-centering clamping mechanism, and it is secured simultaneously with two mechanisms.

Устройство может быть использовано на обрабатывающем центре при установке заготовки в виде ступенчатого вала, базирование которого необходимо выполнить только по его одной цилиндрической поверхности с использованием самоцентрирующих призм, а для обеспечения его жесткости и виброустойчивости требуется применение самоустанавливающейся опоры.The device can be used on a machining center when installing a workpiece in the form of a stepped shaft, which must be based only on its one cylindrical surface using self-centering prisms, and to ensure its rigidity and vibration resistance, the use of a self-aligning support is required.

Claims

A mechanized machine device for installing a stepped shaft, comprising a housing with grooves, a drive with a rod mounted on the housing, two clamping mechanisms, one of which is self-centering, and a transmission link, wherein each of the clamping mechanisms includes two jaws mounted opposite each other each other on the corresponding sliders, which are located in the grooves of the housing with the ability to move to bring the jaws together and apart, and a pusher placed in the guides of the housing with the ability to move along its longitudinal axis, moreover, the jaws of the self-centering clamping mechanism are made prismatic, and the transmission link is mounted on the drive rod with the possibility of rotation around an axis located perpendicular to the longitudinal axis of the rod, characterized in that it is equipped with a rod, a rocker, additional pushers, one for each of the clamping mechanisms, placed in the guides of the housing with the ability to move along its longitudinal axis, and a tray made on the housing with a ledge, while on the sides of each pair of sliders there are protrusions inclined relative to their longitudinal axes, located in different directions to each other, at one end of all pushers there are grooves located with the possibility of mating with the mentioned inclined protrusions, the rod is fixed on the pushers of the self-centering clamping mechanism, and the jaws of the second clamping mechanism are made flat, and the rocker is made with a spherical surface in its middle part, and at the ends - with elongated grooves and is placed between a pair of pushers of the second clamping mechanism with the possibility of pairing its elongated grooves with cylindrical axes mounted on the other ends of the mentioned pair of pushers , while the transmission link is made in the form of a double-armed lever with elongated grooves at the ends of its arms and is placed with the mating of one of the mentioned grooves with the rod, and radial grooves made on the sides of the other groove with the spherical surface of the rocker.