ОABOUT
00 ю00 th
аbut
1 Изобретение относитс к станкостроению , а более .конкретно к устройствам дл закреплени деталей при обработке на металлорежущих станках, Известно устройство, в корпусе которого размещены по окружности эксцентриковые зажимные ролики, оси которых св заны через промежуточные элементы с подпружиненными в танген циальном направлении поворотным кол цом Ci 3 Однако известное устройство не обеспечивает посто нное усилие зажи ма при изменении диаметра зажима, следовательно снижает- точность. Целью изобретени вл етс повыш ние точности посредством обеспечен посто нства усили зажима при изме нении диаметра зажимаемой детали, . Указанна цель достигаетс тем, что в самоцентрирующем патроне, в корпусе которого размещены расположенные по окружности эксцентриковые зажимные ролики, оси которых св заны через промежуточные элементы с подпружиненным в тангенциально направлении поворотным кольцом, пос леднее выполнено с внутренним и наружным венцами, первый из которых св зан с выполненными в виде зубчатых секторов промежуточными элементами а второй - с введенной в устройство подпружиненной рейкой, снабженной упором,при этом жесткость пружины рейки следующа Q 95 р 7 Р .. . т2 к к с где РЗД, - усилие зажима-, Zg - число зубьев внутреннего зубчатого венца; 2 - величина эксцентриситет зажимного ролика; |л 1 - модуль наружного зубчатого венца, Z ( - число зубьев наружного зубчатого венца; число зубьев сектора ( дл полной окружности) На фиг,1 показано предлагаемое устройство, сечение-, на фиг, 2 узел I на фиг.1-, на фиг,3 - график зависимости усшти пружины от угла на фиг,4 - разрез А-А на фиг,1, В корпусе 1 выполнено глухое отверстие , в котором установлено поворотное кольцо 2 с зубчатыми венцами 3 и 4. В отверстии корпуса 1 закреплены три равнорасположенных по окружности оси 5, на которых установлены зажимные эксцентриковые ролики 6, К каждому ролику 6 приварено по сектору 7, имеющему зубчатую по дуге нарезку, зацепл емую с внутренним зубчатым венцом 3 поворотного кольца 2, причем сектора 7 одинаково сориентированы относительно эксцентриковых роликов 6, В корпусе 1 тангенциально поворотному кольцу 2 установлена рейка 8, зацепл ема с наружным зубчатым венцом 4 кольца 2, Рейка 8 подпружинена к корпусу 1 пружиной 9 и установлена с ограничением линейного перемещени посредством регулируемого упора tO со стороны сжати пружины,При этом упор 10 выставл етс таким образом, что лини эксцентриситета дл максимального диаметра устанавливаемой детали параллельна касательной к ее поверхности в точке контакта с эксцентриковым роликом, При этом пружина рассчитываетс следующим образом где k - жесткость пружины-, ДР,р - изменение усили .пружины при повороте эксцентрика- , Д - ход пружины. Момент на одном эксцентрике от зажимной детали М F экси.. 30 где РЗЙ« усилие зажима, Н Р cos /3 (из фиг, 2) и зависит от Момент на одном эксцентрике от пружины Р m Z Z к ц с. feZ эксц пр 2-3-Zg Р - модуль наружного венца; Z - число зубьев наружного венца; Zj. - число зубьев сектора; Zg- число зубьев внутреннего венца, Из равенства моментов РЗЙЖ СОЗ/Ь Р, feZa ,ft с Из графика (фиг.З) видно, что в интервале при /3 30-90 характе ристика усили пружины наиболее по то нна (в этом случае средн вел чина неравномерности усили зажима примерно равна t 3%) р , пр fri.Z..Z- rn. .;.2e« 3 l p/ 3«A« i Изменение угла ot кольца 2 мож выразить где Л - ход пружины, приравненны к дуге кольца при его п вороте на угол 4,; R - радиус поворотного коль или 4оС 2в4. в Л|3 - 2Zo . в 3«xZ cos30 Подставл значени (в радианах cos 30° 0,866026 и /Ь 1,047197 последнее выражение принимает вид , . 2 к. к с Пример. Приспособление име ет три эксцентриковых ролика с экс центриситетом 12,5 мм, с ос ми вра щени , расположенными на диаметре 54 мм. Наружный диаметр ролика , вен 26 мм.С эксцентриком жестко св зан зубчатьи сектор, делительный диаметр зубьев которого равен Jb мм,модуль тс 1,5, полное 4 число зубьев 24.В корпусе установлено зубчатое кольцо с числом зубьев внутреннего венца 2g 60 и trig tYV(; 15. Делительный диаметр дл внутренних зубьев кольца равен 90 мм. На наружной поверхности выполнен зубчатый венец с Z, т. 2-, CK - параметры кинематических звеньев позвол ют осуществл ть установку и зажим заготовок в диапазоне диаметров от 3 до 22 мм. При усилии зажима на каждом кулачке необходимом при вьтолнении операции чистовой шлифовки, жесткость пружины дл зажима (определенна по формуле) составит К 0,484 кг/мм. Така жесткость пружины обеспечит посто нство усили в интервале значений угла fi от 30 до 90 . Однако дл того, чтобы усилие зажима было нужной нам величины, необходимо определить усилие пружины при наибольшем ее сжатии в крайнем зна чении угла . Это усилие определ етс по формуле заж 20 со5/3 VV и равно РПР 13,53 кг. По известной методике по необходимому максимальному усилию Р.рр 13,53 кг выбирают пружину d 2,5 мм- D 28 мм; t 10,5 мм; Р |7 15,4 кг; | 6,5 мм. Длина рабочей части пружины определ етс по формуле равна 51,5 мм. Диапазон диаметров ажимаемых деталей в приспособлении оставл ет 19 мм и зависит от велиины эксцентриситета. Этот диапазон ожет быть легко, увеличен увеличеним эксцентриситета при соответствуюем изменении зависимых параметров инематических звеньев. Устройство работает следующим обазом . При перемещении влево рейки 8 -.-.ж i4-i.- bb % iirijri С: О о упора 10 кольцо поворачиваетс ротив часовой стрелки, поворачива ектор 7, а вместе с ними зажимные олики 6. В этом положении роликов 6 устанавливаетс ,зажимаема детал 11. При закреплении детали 11 подпружиненна рейка 8, перемеща сь вправо, поворачивает кольцо по часовой стрелке. Зубчатые секторы 7 поворачиваютс и могут закрепл ть все меньпше диаметры деталей. При этом усилие пружины 9 уменьшаетс npojiopujiOHanbHo перемещению рейки В, следовательно, момент уменьшаетс . Но при уменьшении момента и при повороте роликов 6 увеличи-ваетс угол /i а значит и величин , и при определенном подборе жесткости 9 произведение 1 остаетс посто нным, сл ПР cos f3 дова тельно, при всех посто нных ге метрических параметрах устройства усилие зажима будет посто нным с достаточной дл такф го рода механизмов точностью (в пределах - ±3%). Угол поворота (dL,|5) пр мо пропорционален перемещению рейки 8, следовательно , можно подобрать пружину 9 соответствующей жесткости, котора при обеспечении усили в начале хода рейки 8, подсчитанной по предлагаемой формуле, обеспечит посто нство усили зажима во всем диапазоне диаметров зажимаемых деталей. Таким образом, вьтолнение промежуточного элемента в виде сектора с зубчатой нарезкой, взаимодействующей с зубчатым венцом на внутреннем диаметре поворотного кольца,, и установка упора дл рейки, св занной с корпусом пружиной с определенной жесткостью, позвол ет передавать посто нное усилие зажима на детали с разны --ш диаметрами. Эконоьшческий эффект на предпри тии ожидаетс получить в размере 1,5 тыс. руб. за -счет сокращени номенклатуры зажимных устройств дл деталей с разными диаметрами. /1 The invention relates to machine tool building, and more specifically to devices for securing parts during machining on machine tools. A device is known in which case eccentric clamping rollers are arranged circumferentially, the axes of which are connected through an intermediate element with a rotating ring in the tangential direction. Ci 3 However, the known device does not provide a constant clamping force when changing the diameter of the clamp, therefore reduces the accuracy. The aim of the invention is to increase the accuracy by ensuring that the clamping force is constant when the diameter of the clamped part is changed,. This goal is achieved by the fact that the self-centering cartridge, in the case of which there are eccentric clamping rollers arranged around the circumference, the axes of which are connected through the intermediate elements to the tangentially spring-loaded rotating ring, the latter with the inner and outer rims, the first of which is connected with intermediate elements made in the form of toothed sectors, and the second with a spring-loaded rail inserted into the device and equipped with a stop, while the spring rail stiffness is Q 95 7 P ... t2 k c s where RZD - force clamp-, Zg - the number of teeth of the inner gear; 2 - the magnitude of the eccentricity of the clamping roller; | l 1 - the module of the external gear rim, Z (- the number of teeth of the external gear rim; the number of teeth of the sector (for a full circle) FIG. 1 shows the proposed device, section-in FIG. 2, node I in FIG. FIG. 3 shows a graph of the dependence of the spring pressure on the angle in FIG. 4; section A-A in FIG. 1; a blind hole is made in the housing 1, in which a rotating ring 2 with toothed rims 3 and 4 is installed. Three holes are fixed in the opening of the housing 1 equidistant along the circumference of the axis 5, on which are mounted eccentric clamping rollers 6, To each roller 6 with arena in sector 7, having a serrated arc cutting, engaged with the internal gear 3 of the rotary ring 2, with sector 7 being equally oriented relative to the eccentric rollers 6; In the housing 1 the tangentially rotary ring 2 is fitted with a rod 8 which is hooked to the external toothed rim 4 ring 2, the rail 8 is spring-loaded to the housing 1 by a spring 9 and is installed with limited linear movement by means of an adjustable stop tO on the compression side of the spring. In this case, the stop 10 is exposed so that for the maximum diameter of the installed part, parallel to the tangent to its surface at the point of contact with the eccentric roller. The spring is calculated as follows, where k is the spring stiffness, DF, p is the force change of the spring when the eccentric is turned, D is the spring stroke. The moment on one eccentric from the clamping part M F exc. .. 30 where RID is the “clamping force, H P cos / 3 (from FIG. 2) and depends on the moment on one eccentric from the spring P m Z Z to c s. feZ excz pr 2-3-Zg Р - module of the outer crown; Z is the number of teeth of the outer crown; Zj. - the number of teeth of the sector; Zg is the number of teeth of the inner rim. From the equality of moments RIZH POPs / L P, feZa, ft c From the graph (Fig. 3) it can be seen that in the interval with / 3 30-90 the spring gain characteristic is most apparent (in this case The average nonuniformity of the clamping force is approximately equal to t 3% r, pr fri.Z..Z-rn. .;. 2e "3 l p / 3" A "i The change in the angle ot of the ring 2 can be expressed where L is the spring stroke, equal to the arc of the ring at its n-collar by angle 4; R is the radius of the rotary ring or 4 ° C 2v4. in L | 3 - 2Zo. in 3 "xZ cos30 Substitute values (in radians of cos 30 ° 0.866026 and / b 1,047197, the last expression takes the form, 2 k. s. Example. The device has three eccentric rollers with an eccentricity of 12.5 mm, s rotary axes located on a diameter of 54 mm. The outer diameter of the roller, 26 mm veins. With an eccentric rigidly tangled sector, the pitch diameter of the teeth is equal to Jb mm, modulus 1.5, the total 4 number of teeth 24. The body is installed gear ring with the number of teeth of the inner rim 2g 60 and trig tYV (; 15. The pitch diameter for the inner teeth of the ring is 90 mm. On the outer surface there is a gear rim with Z, m. 2-, CK - parameters of the kinematic links allow setting and clamping of the workpieces in the range of diameters from 3 to 22 mm. With the clamping force on each cam, the operation is necessary finishing grinding, the spring stiffness for the clamp (determined by the formula) will be K 0.484 kg / mm. Such spring stiffness will provide a constant force in the interval of values of the angle fi from 30 to 90. However, in order for the clamping force to be the value we need, it is necessary to determine the spring force with its greatest compression at the extreme angle. This force is determined by the formula of a 20 co5 / 3 VV clamp and a RPR of 13.53 kg. According to the known method, according to the required maximum force of P. pp 13.53 kg, a spring d 2.5 mm is chosen - D 28 mm; t 10.5 mm; R | 7.4.4 kg; | 6.5 mm. The length of the working part of the spring is determined by the formula of 51.5 mm. The range of diameters of the pressed parts in the fixture leaves 19 mm and depends on the magnitude of the eccentricity. This range can be easily increased by increasing the eccentricity with a corresponding change in the dependent parameters of the thematic links. The device works as follows. When moving to the left the rails 8 -.-. I4-i.- bb% iirijri C: O o the stop 10, the ring rotates clockwise, turning the vector 7, and with them the clamping bars 6. In this position of the rollers 6 is set, clamped Part 11. When fastening the part 11, the spring-loaded rail 8, moving to the right, rotates the ring clockwise. The toothed sectors 7 rotate and can fix all smaller diameter parts. In this case, the force of the spring 9 decreases the npojiopujiOHanbHo movement of the rail B, therefore, the moment decreases. But when the moment decreases and when the rollers 6 turn, the angle / i increases, which means also of the values, and with a certain selection of rigidity 9, the product 1 remains constant, SL PR cos f3 reliably, with all the device’s geometrical parameters, the clamping force constant with sufficient accuracy for mechanisms of the kind of mechanisms (within the limits ± 3%). The angle of rotation (dL, | 5) is directly proportional to the movement of the rail 8, therefore, it is possible to choose a spring 9 of appropriate rigidity, which, while ensuring the force at the beginning of the rail 8, calculated by the proposed formula, ensures the clamping force over the entire range of diameters of the clamped parts . Thus, the implementation of the intermediate element in the form of a sector with a serrated thread, interacting with a ring gear on the inner diameter of the rotary ring, and the installation of a stop for the rail associated with the body with a spring with a certain stiffness, allows you to transfer a constant clamping force to parts with different --sh diameters. The economic effect on the enterprise is expected to be in the amount of 1.5 thousand rubles. at the expense of reducing the range of clamping devices for parts with different diameters. /