RU95578U1

RU95578U1 - CARTRIDGE CLIP CLOSING

Info

Publication number: RU95578U1
Application number: RU2010104879/22U
Authority: RU
Inventors: Наиль Анварович Чемборисов; Равиль Миргалимович Хисамутдинов; Вячеслав Альбертович Авдеев
Original assignee: Открытое акционерное общество "КАМАЗ" (ОАО "КАМАЗ")
Priority date: 2010-02-11
Filing date: 2010-02-11
Publication date: 2010-07-10

Abstract

1. Патрон цанговый разжимной, содержащий корпус, выполненный с торцевой упорной базовой поверхностью, рабочей частью и центральным отверстием, шток, установленный в нем с возможностью перемещения в осевом направлении, втулку, установленную на штоке, клиновые пары, отличающийся тем, что втулка выполнена разрезной, имеет внутри кольцевой буртик, а на концах - рабочие конические поверхности, предназначенные для взаимодействия с ответными коническими поверхностями рабочей части корпуса и штока с образованием клиновых пар шток/втулка и корпус/втулка с разными углами конуса, при этом в средней части штока установлена гайка. ! 2. Патрон по п.1, отличающийся тем, что угол конуса клиновой пары шток/втулка равен 14°, а угол конуса клиновой пары корпус/втулка равен 12°. 1. Collet expandable, comprising a housing made with an end thrust base surface, a working part and a central hole, a rod mounted in it with the possibility of movement in the axial direction, a sleeve mounted on the rod, wedge pairs, characterized in that the sleeve is split has an annular flange inside, and at the ends - working conical surfaces designed to interact with mating conical surfaces of the working part of the housing and the rod with the formation of wedge pairs stem / sleeve and body / Bushing with different cone angles, while the middle part of the stem nut is installed. ! 2. The cartridge according to claim 1, characterized in that the cone angle of the wedge pair of the rod / sleeve is 14 °, and the cone angle of the wedge pair of the housing / sleeve is 12 °.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к клиновым зажимным устройствам, и может быть использована при механической обработке металлорежущего инструмента с креплением по осевому отверстию.The invention relates to the field of mechanical engineering, namely to wedge clamping devices, and can be used in the machining of metal cutting tools with fastening along an axial hole.

Известен цанговый патрон для концевого инструмента, состоящий из корпуса, в котором аксиально подвижно установлена гильза с коническими отверстиями на концах, охватывающих ответные конические поверхности зажимных цанг. Кроме того, патрон снабжен механизмом выравнивания нагрузок на цанги, выполненным в виде пружин сжатия (а.с. СССР №1745421, МПК⁵В23В31/02, опубл. 07.07.1992).Known collet chuck for the end tool, consisting of a housing in which the sleeve is axially movably mounted with conical holes at the ends covering the mating conical surfaces of the clamping collets. In addition, the cartridge is equipped with a mechanism for balancing the loads on the collets, made in the form of compression springs (AS USSR No. 1745421, IPC ⁵ V23V31 / 02, publ. 07.07.1992).

Известно устройство для закрепления пустотелой цилиндрической детали, содержащее корпус с центральным отверстием и двумя рядами радиальных отверстий, оси которых перпендикулярны оси центрального отверстия, тягу, размещенную в центральном отверстии с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси корпуса, и подпружиненные плунжеры, размещенные в радиальных отверстиях с возможностью осевого перемещения под действием кулачковых поверхностей, выполненных на тяге. На корпусе устройства выполнена торцевая упорная базовая поверхность, а на тяге установлен прижим (патент РФ №2320458, МПК В23В31/40, опубл. 27.03.08).A device is known for securing a hollow cylindrical part, comprising a housing with a central hole and two rows of radial holes, the axes of which are perpendicular to the axis of the central hole, a rod placed in the central hole with the possibility of reciprocating movement along the axis of the housing, and spring-loaded plungers placed in the radial holes with the possibility of axial movement under the action of cam surfaces made on the thrust. An end stop base surface is made on the device’s body, and a clamp is installed on the rod (RF patent No. 2320458, IPC В23В31 / 40, publ. 03/27/08).

Данное устройство не предназначено для изготовления инструмента червячного типа, имеющего малый диаметр и большую длину базируемого отверстия.This device is not intended for the manufacture of a worm-type tool having a small diameter and a large length of the hole based.

Известна также, выбранная в качестве ближайшего аналога, разжимная оправка, в радиальных отверстиях корпуса которой установлены два ряда зажимных элементов, контактирующих с наклонными поверхностями наружной втулки и кольца, запрессованного на внутренней втулке. Внутренняя втулка установлена подвижно в осевом направлении на поверхности штока, между торцом которого и торцами втулок размещены нажимные элементы в виде шариков. Наружная втулка установлена в корпусе также с возможностью перемещения в осевом направлении (патент РФ №1403494, МПК В23В31/40, опубл. 20.09.96).Also known, selected as the closest analogue, is an expandable mandrel, in the radial holes of the housing of which there are two rows of clamping elements in contact with the inclined surfaces of the outer sleeve and the ring, pressed onto the inner sleeve. The inner sleeve is mounted movably in the axial direction on the surface of the rod, between the end of which and the ends of the bushings are placed pressure elements in the form of balls. The outer sleeve is also installed in the housing with the possibility of movement in the axial direction (RF patent No. 1403494, IPC V23B31 / 40, publ. 09/20/96).

Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает зажим с равномерным распределением усилий закрепления.A disadvantage of the known device is that it does not provide a clamp with an even distribution of the fixing forces.

Была поставлена задача, не усложняя конструкцию, обеспечить равное усилие зажима обрабатываемой детали.The task was set, without complicating the design, to ensure equal clamping force of the workpiece.

Поставленная задача достигается тем, что в патроне цанговом разжимном, содержащем корпус, выполненный с торцевой упорной базовой поверхностью, рабочей частью и центральным отверстием, шток, установленный в нем с возможностью перемещения в осевом направлении, втулку, установленную на штоке, и имеющем клиновые пары, втулка выполнена разрезной, имеет внутри кольцевой буртик, а на концах -рабочие конические поверхности, предназначенные для взаимодействия с ответными коническими поверхностями рабочей части корпуса и штока с образованием клиновых пар шток/втулка и корпус/втулка с разными углами конуса, при этом в средней части штока установлена гайка. Углы конуса клиновых пар шток/втулка и корпус/втулка могут быть равны соответственно 14° и 12°.The problem is achieved in that in the expandable collet chuck containing a housing made with an end thrust base surface, a working part and a central hole, a rod mounted therein with the possibility of movement in the axial direction, a sleeve mounted on the rod, and having wedge pairs, the sleeve is made split, has an annular bead inside, and at the ends there are working conical surfaces designed to interact with mating conical surfaces of the working part of the housing and the stem with the formation of cells new pairs stem / sleeve and housing / sleeve with different cone angles, while the middle part of the stem nut is installed. The cone angles of the wedge pair stem / sleeve and the housing / sleeve can be equal to 14 ° and 12 °, respectively.

За счет наличия двух клиновых пар, образованных конусными поверхностями шток/втулка и корпус/втулка, имеющих разные углы конуса, обеспечивается одновременное крепление по двум базовым поверхностям осевого отверстия, и, как следствие, равномерное усилие зажима заготовки, имеющей малый диаметр и большую длину базируемого отверстия.Due to the presence of two wedge pairs formed by the conical surfaces of the stem / bushing and the housing / bushing having different cone angles, simultaneous fastening along the two base surfaces of the axial hole is ensured, and, as a result, the uniform clamping force of a workpiece having a small diameter and a large base length holes.

В совокупности заявляемые признаки гарантируют быстрое расклинивание, а также исключение проворота детали при любых усилиях обработки, кроме того, такая конструкция патрона позволяет использовать поддерживающий вращающийся центр для увеличения точности и жесткости при обработке длинномерных деталей, что в итоге также положительно влияет на качество зажима детали.In the aggregate, the claimed features guarantee rapid wedging, as well as the elimination of part rotation at any machining effort, in addition, this design of the cartridge allows the use of a supporting rotating center to increase accuracy and rigidity when machining long parts, which ultimately also positively affects the quality of the workpiece clamp.

Заявителю не известны патроны цанговые разжимные с указанной совокупностью существенных признаков и заявленная совокупность существенных признаков не вытекает явным образом из современного уровня техники, что подтверждает соответствие заявляемого технического решения условию «новизна».The applicant is not aware of expandable collet chucks with the indicated combination of essential features and the claimed combination of essential features does not follow explicitly from the current state of the art, which confirms the conformity of the claimed technical solution to the “novelty” condition.

Заявляемое техническое решение поясняется эскизом, где изображен объемный вид патрона цангового разжимного.The claimed technical solution is illustrated by a sketch, which shows a three-dimensional view of a collet expandable cartridge.

Патрон цанговый разжимной содержит корпус 1, шток 2, разрезную втулку 3.The expanding collet chuck contains a housing 1, a rod 2, a split sleeve 3.

Корпус 1 выполнен с торцевой упорной базовой поверхностью 4, рабочей частью 5 и центральным отверстием 6.The housing 1 is made with an end thrust base surface 4, the working part 5 and the Central hole 6.

Шток 2 установлен в отверстии 6 корпуса 1 с возможностью перемещения в осевом направлении.The rod 2 is installed in the hole 6 of the housing 1 with the possibility of movement in the axial direction.

На штоке 2 навинчена гайка 7 и установлена разрезная втулка (цанга) 3, которая выполнена внутри с кольцевым буртиком 8, а на концах - с рабочими коническими поверхностями 9. Гайка 7 установлена в средней части штока.A nut 7 is screwed on the rod 2 and a split sleeve (collet) 3 is installed, which is made inside with an annular collar 8, and at the ends with working conical surfaces 9. A nut 7 is installed in the middle part of the rod.

Рабочая часть 5 корпуса и шток 2 выполнены с ответными коническими поверхностями, 10 и 11 соответственно, предназначенными для взаимодействия с рабочими коническими поверхностями 9 штока с образованием клиновых пар. Анализ математической модели патрона методом конечных элементов показал, что для обеспечения равного усилия зажима, необходимо, чтобы клиновые пары имели разные углы конусов. Угол конуса первой клиновой пары шток/втулка равен 14°, а второй пары корпус/втулка равен 12°. Углы клиновых пар различны и подобраны таким образом, чтобы обеспечить высокое зажимное усилие при сравнительно небольшом осевом усилии на штоке. Соотношение этих сил определяется углом конусной пары: чем меньше угол, тем выше усилие зажима. Однако при углах конуса менее 12° значительно увеличивается ход штока, а клиновый зажим приобретает самотормозящие свойства, что требует дополнительного усилия для разжима заготовки. При выбранных углах обратный ход штока 2 гидрозажима станка гарантирует их быстрое расклинивание. Быстрое расклинивание позволяет в свою очередь использовать малые углы клиновых пар, гарантирующие деталь от проворота при любых условиях обработки.The working part 5 of the housing and the rod 2 are made with mating conical surfaces 10 and 11, respectively, designed to interact with the working conical surfaces 9 of the rod with the formation of wedge pairs. Analysis of the mathematical model of the cartridge by the finite element method showed that to ensure equal clamping force, it is necessary that the wedge pairs have different angles of the cones. The cone angle of the first wedge rod / sleeve pair is 14 °, and the second body / sleeve pair is 12 °. The angles of the wedge pairs are different and selected in such a way as to provide high clamping force with a relatively small axial force on the rod. The ratio of these forces is determined by the angle of the cone pair: the smaller the angle, the higher the clamping force. However, at cone angles of less than 12 °, the stroke of the rod increases significantly, and the wedge clamp acquires self-braking properties, which requires additional effort to expand the workpiece. At selected angles, the reverse stroke of the rod 2 of the hydraulic clamping machine guarantees their rapid wedging. Fast wedging allows in turn to use small angles of wedge pairs, which guarantee the part from turning under any processing conditions.

Кроме того, такая конструкция патрона позволяет использовать поддерживающий вращающийся центр для увеличения точности и жесткости при обработке длинномерных деталей.In addition, this design of the cartridge allows the use of a supporting rotating center to increase accuracy and rigidity when machining long parts.

Сборка патрона осуществляется в следующей последовательности.Assembly of the cartridge is carried out in the following sequence.

Надевают на шток 2 коническую разрезную втулку 3. При помощи торцевого ключа наворачивают на шток гайку M12×1 до упора без усилия, после чего отворачивают на один оборот. От проворота в процессе работы гайку 7 предохраняет анаэробный герметик «Стопор-7». Далее на шпиндель станка (не показан) устанавливают корпус 1, имеющий стандартные присоединительные размеры. Подсобранный патрон надевают на корпус и через переходник присоединяют к штоку гидрозажима станка. Патрон готов к работе.The conical split sleeve 3 is put on the rod 2. Using the socket wrench, the nut M12 × 1 is screwed onto the rod until it stops without effort, and then it is turned one turn. The nut 7 is protected from turning during operation by the Stopor-7 anaerobic sealant. Next, a housing 1 having standard mounting dimensions is mounted on a machine spindle (not shown). The picked up cartridge is put on the case and through the adapter attached to the hydraulic valve stem of the machine. The cartridge is ready to go.

Патрон работает следующим образом.The cartridge works as follows.

Деталь 12 насаживается на патрон до упора в торец 4. По команде оператора гидравлический привод (не показан) тянет шток 2, который, перемещаясь в осевом направлении, толкает перед собой разрезную коническую втулку 3. Здесь осевое усилие штока распределяется по двум потокам: осевому и радиальному. Радиальный поток через первую клиновую пару шток/втулка разжимает втулку, центрирует и закрепляет деталь 12 предварительно. Осевой поток через разрезную втулку 3 передает усилие на вторую клиновую пару корпус/втулка, которая в свою очередь разжимает втулку 3, центрирует и закрепляет деталь окончательно.Part 12 is mounted on the cartridge until it stops at end 4. At the command of the operator, a hydraulic actuator (not shown) pulls rod 2, which, moving in the axial direction, pushes a split conical sleeve 3 in front of it. Here, the axial force of the rod is distributed in two flows: axial and radial. The radial flow through the first wedge pair stem / sleeve unclenches the sleeve, centers and secures the part 12 previously. The axial flow through the split sleeve 3 transfers the force to the second wedge pair of the housing / sleeve, which in turn unclenches the sleeve 3, centers and fixes the part finally.

После обработки оператор кратковременно включает гидравлику на реверс, шток 2 идет обратно. Т.к. у первой клиновой пары угол конусности больше, то она и расклинивается первой. Далее шток 2, продолжая движение, толкает навинченной на него гайкой 7 через кольцевой буртик 8 втулку 3, посредством чего и расклинивается вторая клиновая пара.After processing, the operator briefly turns on the hydraulics to reverse, the rod 2 goes back. Because the first wedge pair has a larger taper angle, then it wedges first. Further, the rod 2, continuing the movement, pushes the nut 7 screwed on it through the annular collar 8 of the sleeve 3, whereby the second wedge pair is wedged.

Для работы патрона требуется постоянно действующий гидравлический привод.For the operation of the cartridge requires a permanent hydraulic drive.

В результате была решена задача, не усложняя конструкцию, обеспечить равное усилие зажима обрабатываемой детали.As a result, the problem was solved, without complicating the design, to ensure equal clamping force of the workpiece.

Claims

1. Collet expandable, comprising a housing made with an end thrust base surface, a working part and a central hole, a rod mounted in it with the possibility of movement in the axial direction, a sleeve mounted on the rod, wedge pairs, characterized in that the sleeve is split has an annular flange inside, and at the ends - working conical surfaces designed to interact with mating conical surfaces of the working part of the housing and the rod with the formation of wedge pairs stem / sleeve and body / Bushing with different cone angles, while the middle part of the stem nut is installed.

2. The cartridge according to claim 1, characterized in that the cone angle of the wedge pair of the rod / sleeve is 14 °, and the cone angle of the wedge pair of the housing / sleeve is 12 °.