SU1388197A1 - Автомотический поводковый патрон - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к станко- строению, а именно к устройствам, передающим крут щий момент на деталь при обработке на металлорежущих стан- квх. Цель изобретени  - повьшение на

Description

сл

оо 00

00

со

4Фаз . 2

1388

дежности зажима и качества обработки. Устройство содержит механизм привода зажимньгх кулачков, выполненный в виде махового 34, св занного промежуточными шестерн ми 18 и 19 с приводными ос ми 13 и 14, механизм компенсации эксцентриситета заготовки , выполненный в виде пружин кручени  23 и муфт 24-25, размещенных между приводными ос ми 13 и 14 и ос ми 26 зажимных кулачков 84. Кроме того, патрон содержит механизм равномерного распределени  усилий.зажима и механизм освобождени  поводков, несущих зажимные кулачки 84 в радиальном направлении. Наличие указанных механизмов обеспечивает надежность зажима и повышает качество обработки, 18 ил.

1

Изобретение относитс  к станкостроению , а именно к устройствам дл  передачи крут щего момента на деталь при обработке на металлорежущих станках .

Целью изобретени   вл етс  повы- щение надежности зажима и качества обработки.

На фиг, 1 показан патрон, вид с ра- бочего торца; на фиг,2 - разрез А-А на фиг,1; на фиг,3 - разрез Б-Б на фиг,2; на Фиг,4 - разрез В-В на фиг, нафиг.5 - Р зрез Г-Г на фиг.3; на фиг,6 - разрез Д-Д на фиг,5; на фиг,7 - разрез Е-Е на фиг,2; на фиг,8 разрез Ж-Ж на фиг,7; на фиг,9 - разрез 3-3 на фиг,2; на фиг.10 - обойма меньшего диаметра, вид спереди; на фиг,11 - разрез И-И на фиг,10; на фиг,12 - разрез К-К на фиг,10; на фиг ,13- вид Л на фиг ,10; на фиг ,14- поводок меньшего диаметра, вид спереди; на фиг,15 - разрез М-М на фиг, 14; на фиг,16 - вид И на фиг,15; на фиг,17 - разрез 0-0 на фиг,2 (положение при раскрытии зажимных кулачков ) ; на фиг,18 - разрез П-П на фиг,2,

Автоматический поводковый патрон содержит фланец 1, которьш установлен в выточке планшайбы станка и закреплен на ней болтами 2, В выемках на заднем торце фланца 1 имеютс  отверсти  дл  болтов 3, которыми прик- репл ютс  к нему фланец кожуха 4, а также отверстие дл  болтов 5 дл  закреплени  фланца 6, предназначенного дл  регулировки пружины 7 кручени . На переднем торце фланца 1 имеетс  кольцева  выточка дл  помещени  цилиндрической части фланца 6 и пружины 7 , В резьбовом отверстии фланца 1 помещен хвостовик 8 ступицы 9 патрона ,

Ступица 9 предназначена дл  закреплени  на ней частей патрона. На цилиндрической части ступицы 9 помещены шарикоподшипники 10, закрепленные кольцами 11, На торце ступицы 9 по двум концентрическим окружност м меньшего и большего диаметров размещены по три отверсти , в каждом из которых на шарикоподшипниках 12 помещены приводные оси 13 и 14, Шарикоподшипники 12 с одной стороны упираютс  во фланцы втулок 15, закрепленных на передней плоскости ступицы 9 при ПОМО1ДИ болтов 16, ас другой стороны они закреплены кольцами 17,

На концах осей 13 и 14 жестко посажены шестерни 18 и 19, На ос х 13 и 14 имеютс  уплотнительные буртики 20 и шейки, на которые надеты стаканы 21 с уплотнительными буртиками 22

На стаканы 21 надеты пружины 23 кручени , концы которых закреплены с одной стороны в гнездах стаканов 21, с другой - в гнездах 13 и 14, На передних торцах стаканов 21 имеютс  выемы 24 дл  помещени  выступов 25 (по принципу кулачково-дисковой муфты) осей 26 сменного поводка 27, Шестерн 18 попарно соединены промежуточными шестерн ми 28 с шестерн ми 19,

На заднем торце диска ступицы 9, имеютс  два выступа 29 со сквозными отверсти ми, в которых помещены шарики 30 и два выступа 31, на которых при помощи болтов 32 закреплены упоры 33,

На шарикоподшипниках 10 посажено маховое колесо 34, На заднем торце

махового колеса 34 имеетс  кольцева  выточка Д.ПЯ помещени  пружины 7 и сквозное отверстие дл  закреплени  одного конца пружины 7. Второй конец пружины 7 закреплен в отверстие в ступице фланца 6. На переднем торце махового колеса ЗА имеетс  кругова  выточка дл  помещени  шестерни 35, закрепленной гужонами 36. Она входит в зацепление с шестерн ми 19. Кроме того, на переднем торце махового колеса 34 имеетс  два дуговых выступа 37 и 38 с гнездами 39. На образующей махового колеса 34 имеетс  выем дл  помещени  зуба 40 запорного колеса 41 и другой выем дл  помещени  пружины 42, один конец которой при помощи винта 43 прикреплен к маховому колесу 34, а второй при помощи винта 44 прикреплен к запорному колесу 41. Пружина 42 стремитс  повернуть запорное колесо против часовой стрелки.

На образующей махового колеса 34 посажен шарикоподшипник 45, на котором посажено запорное колесо 41. В отверстии запорного колеса 41 имеетс  дуговой выем дл  помещени  пружины 42.

На переднем торце запорного колеса 41 имеетс  два серповидных выступа 46 со скошенными упорами 47 на задних концах, взаимодействующих с ща- риками 30.

На переднем торце ступицы 9 при помощи болтов 48 закреплена обойма 49 большого диаметра, предназначенна  дл  закреплени  на ней сменного поводка большего диаметра (не показан). В диске обоймы 49 имеетс  цилиндрическое отверстие, в котором помещен диск легкосъемной обоймы 50 малого диаметра. На образующей цилиндрического отверсти  имеетс  три канавки 51, предназначенные дл  проходов выступов 52, имеющихс  на диске малой обоймы 50. В конце канавок 51 с одной стороны сделаны выемки 53, в которые вход т выступы 52 (при повороте малой обоймы на некоторьй угол). - Дл  фиксации обоймы 50 в цилиндрическом отверстии обоймы 49 в диске ступицы 49 смонтирована защелка 54 с пружиной 55 и гайкой 56. На диске обоймы 50 имеетс  три выступающих . вперед сегмента 57, равномерно распа- ложенные по концентрической окружности , с дуговыми выступами 58, которые вход т в дуговые выемки фиксатора 59.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

На сегментах 57 в ходовом направлении выполнены глухие цилиндрические отверсти , в которых помещены плунжеры 60 (с уплотнительными кольцами ) . Эти отверсти  при помощи каналов 61 соединены с замкнутой коль .цевой полостью 62, заполненной машин- ньш маслом.

С другой стороны на сегментах 57 вьтолнены выемки дл  помещени  проушин двудлечих рычагов 63. Короткие

I плечи 64 рычагов 63 предназначены дл 

центрировани  сменного поводка 27 при взаимодействии с упорами 65,имеющимис  на задней плоскости поводка 27. К большему плечу двуплечего рычага 63 при помощи заклепок прикреплен груз 66. Двуплечий рычаг 63 на оси 67 может поворачиватьс  на некоторый угол. Пружина 68, прикрепленна  одним концом к зацепу 69, а другим надета на головку заклепки 70, стремитс  повернуть двуплечий рычаг 63 по часовой стрелке.

На одном сегменте 57 вьшолнено резьбовое отверстие, сообщающеес  с каналом 61. Оно предназначено дл  за- ливки масла в замкнутую полость 62. В это отверстие ввинчиваетс  заглушка 71, котора  фиксируетс  гайкой 72. На диске обоймы 50 имеетс  три

, овальных отверсти  73 дл  прохода втулок 15, а в центре - отверстие 74 дл  прохода центра станка (токарного или круглошлифовального) и кольцева  выточка 75 дл  помещени  пружин 68.

Фиксатор 59 предназначен дл  фиксации поводка 27 на обойме 50. Фиксатор 59 может поворачиватьс  вокруг своей оси на некоторый угол, причем в крайних положени х он запираетс  зубом 76 плоской пружины 77, закрепленной в пазу, вьшолненом на передней плоскости большей обоймы 49, который входит при этом в вырезы, имеющиес  на торцах дуговых выступов 78 фиксатора 59.

На внутренних поверхност х дуговых выступов 78 имеютс  дуговые буртики 79, взаимодействующие с дуговыми выступами 58. На плоскости диска 80 фиксатора 59 имеетс  отверстие, на образующей которого сделано три выреза (не показано) дл  прохода фигурных выступов 81 поводка 27.

Поводок 27 предназначен дл  зажима заготовок малых диаметров (например, от 6 5 до 6 26 мм).

5138

На задней плоскости подводкового диска имеетс  три цилиндрических бо- бьшки 82, расположенных по концентрической окружности со сквозными отверсти ми , в которых на иголках 83 установлены оси 26. На передних концах осей 26 посажены зажимные ролики 84, закрепленные гуженами 85. Зажимные поверхности роликов 84 выполнены по спирали с углом подъема 7°.

На задних плоскост х роликов 184 имеютс  круговые канавки, в которых, помещены резиновые уплотнительные кольца 86, вторые половины которых помещены в круговых канавках, выполненных на передней плоскости диска поводка 27.

На задних концах осей 26 имеютс  высокие уплотнительные буртики 87,

Сменный поводок (не показан) с более крупными зажимными роликами предназначен дл  зажима заготовок большего диаметра (например, от 6 26 до 56 мм).

Сменный, поводок (не показан) с зажимными роликами такого же размера, как у поводка 27. Он предназначен дл  зажима,заготовок больших диаметров (например, от «5 50 до i 70 мм). Эти поводки устроены так же, как поводок 27 и отличаютс  только размерами . Оба они устанавливаютс  на обойме 49.

Обойма 49 в основном устроена аналогично обойме 50. На передней плоскости обоймы 49 имеетс  выступ 88, н котором закрепл етс  плоска  пружина 89 с зубом 90.

Кроме того, на передней плоскости обоймы 49 имеетс  выступ 91, в котором вьтолнено резьбовое отверстие, сообщающеес  с замкнутой кольцевой полостью 92, в которое ввинчена заглушка 93, законтрогаенна  гайкой 94.

Фиксатор 95 устроен аналогично (фиксатору 59 и предназначен дл  фиксации сменных поводков среднего и большого диаметров.

На плоскости диска фиксатора 95 имеетс  отверстие, на образующей которого выполнены три выреза 96 дл  прохода фигурных выступов поводков среднего и большего диаметров.

Патрон закрепл етс  на шпинделе токарного станка таким же образом, как трехкулачковый самоцентрирующий патрон.

0

5

Q

п с

5

На круглошлифовальном станке патрон закрепл етс  на планшайбе станка.

Патрон работает следующим образом.

Дл  обработки заготовок малых диаметров необходимо установить на патроне легкосъемную обойму 50. Дл  этого нужно обойму 50 наложить выступами 52 на канавки 5 и торец защелки 54 и, преодолева  сопротивление пружины 55, утопить выступы 52 в канавках 51 до упора. При этой обойма 50 своей образующей войдет в цилиндрическое отверстие обоймы 49, а защелка 54 утопитс  в отверстии диска ступицы патрона. Далее обойму 50 нужно повернуть по часовой стрелке на некоторый угол (до щелчка защелки). При этом зубь  войдут в выемы 53 и один из зубьев сойдет с торца защелки 54, котора  под воздействием пружины 55 войдет в канавку 51 и зафиксирует обойму 50 в выемках большой обоймы 49. После этого нужно установить на патроне поводок 27. Дл  этого необходимо цилиндрические бобышки 82 поводка 27 ввести в обойму 50 с таким расчетом , чтобы фигурные выступы 81 вошли в вьфезы не показаны) в диске фиксатора 59, а выступами 25 - в выемы 24 стаканов. Фигурные выступы 81 при этом войдут в контакт с торцами плунжеров 60. Затем, нажав на зуб 76, нужно повернуть фиксатор 59 против часовой стрелки до щелчка. Зуб 76 войдет в вырез, имеющийс  на торце дугового выступа 78, и запрет фиксатор в таком положении. При этом вы- резы, имеюищес  на диске фиксатора 59, смест тс  относительно фигурных выступов 81, а тело диска войдет в щель между передними стенками фигурных выступов 81 и задними плоскост ми зажимных роликов 84, зафиксировав поводок в патроне.

Далее нужно установить заготовку в центрах станка.

При включении станка патрон начинает вращатьс .

. Маховое колесо 34, запертое шариками 30, наход щимис  наполовину в гнездах 39 на его дуговых выступах 38 и наполовину в сквозных отверсти х в вые-- тупах 29 на диске ступицы патрона, удерживамых в таком положении плоскостью серповидных выступов 46, начинает вращатьс  вместе с патроном.

Запорное колесо 4 под воздействием силы инерции некоторое врем  ос11388197

таетс  на месте (отстает от махового

колеса) и, раст гива  слабую пружину 42, поворачиваетс  относительно махового колеса 34 по часовой стрелке на некоторый угол. При этом скошенные упоры 47 расклинивают шарики 30. При дальнейшем повороте серповидных выступов 46 С5 :ошенные упоры 47 смещаютс  относительно отверстий в выступах 29 и освобождают шарики 30, которые под воздействием скошенных стенок гнезд 39 выталкиваютс  в зазор между смежными плоскост ми выступов 46 и

38 (фиг,В), освобожда  маховое колесо лении. Остающа с  св зь с патроном

20

25

34 от св зи со ступицей 9 патрона, которое под воздействием пружины 7 кручени  начинает поворачиватьс  относительно ступицы 9 патрона по часовой .стрелке.

При этом шестерн  35 начнет поворачивать св занные с ней шестерни 19, которые через паразитные шестерни 28 начнут поворачивать шестерни 18 с ос ми 13, которые через пружины 23 кручени  начнут поворачивать стаканы 21 и св занные с ними выступами 25 оси 26 с закрепленными на них зажим- ными роликами 84.

Поворот зажимных роликов 84 продолжаетс  до тех пор, пока они своими спиральными поверхност ми не войдут в -контакт с поверхностью зажимной заготовки. Если поверхность заготовки окажетс  эксцентричной к ее ос м, то при контакте первого зажимного ролика 84 с заготовкой он останавливаетс , а св занна  с осью, на которой закреплен этот зажимной кулачок, пружина 23 кручени  начинает закручи- Q ватьс . Это произойдет с остальными пружинами 23 кручени , когда зажимные кулачки войдут в контакт с заготовкой .

30

35

через выступы 25 имеет характер муф тового (кулачково-дисковой муфты) с единени , что предоставл ет поводку 27 большую свободу в радиальном нап равлении. Это устран ет возможность возникновени  поперечной силы при о работке заготовки.

Когда шлифовальный круг (или резец войдет в соприкосновение с поверхностью обрабатываемой заготовки возникнет момент силы резани , стрем щейс  повернуть заготовку отн сительно патрона по часовой стрелке Св занные с заготовкой силой трени  зажимные ролики 84 при этом повернутс  на некоторый угол, все сильне зажима  (заклинива ) спиральными по верхност ми заготовку, причем сила зажима возрастает пропорционально увеличению момента силы резани .

Момент силы резани  через фигурные выступы 81 передаетс  плунжерам 60, причем выдвинувшийс  вперед оди из плунжеров 60 под воздействием фи гурного выступа 81 начнут утапливат с  в отверстии обоймы 50, а машинно масло по каналу 61 начнет перетекат в кольцевую полость 62, а из нее по другим каналам 61 в другие отверсти

Таким образом, поводок 27 подстра- дс с плунжерами 60, которые под воздейиваетс  под эксцентриситет зажимаемой заготовки.

Пружины 23 кручени , закручива сь, уменьшают свой внутренний диаметр и сад тс  на стаканы 21, поглоща  при этом силу инерции махового колеса 34 При этом происходит предварительный зажим заготовки.

Когда патрон наберет полные обороты , сила инерции махового колеса упадет до нул , но зажимные ролики 84 по-прежнему будут прижиматьс  к заготовке пружиной 7 кручени .

50

55

ствием давлени  масла начнут выдвиг гатьс  вперед до касани  с другими фигурньми выступами 81, и момент силы рез.ани  равномерно распредел етс  между всеми плунжерами 60.

Под воздействием момента силы резани  происходит дополнительный зажим заготовки.

После окончани  обработки заготовки станок выключаетс  и вращение патрона резко затормаживаетс .

Под воздействием силы инерции маховое колесо 34, преодолева  сопротивление пружины 7, начнет поворачи8

При достижении патроном расчетного числа оборотов грузы 66 под воздействием центробежной силы, преодолева  сопротивление пружины 68, начнут поворачивать двуплечие рычаги вокруг осей 67 против часовой стрелки до упора плечами рычагов 63 в поверхность втулок 15. При этом плечи 64 устраивают контакт с. упорами 65 поводка 27.

Таким образом, поводок 27, зажав заготовку (оседлав ее), утрачивает св зь с патроном в радиальном направ0

5

Q

0

5

через выступы 25 имеет характер муфтового (кулачково-дисковой муфты) соединени , что предоставл ет поводку 27 большую свободу в радиальном направлении . Это устран ет возможность возникновени  поперечной силы при обработке заготовки.

Когда шлифовальный круг (или резец войдет в соприкосновение с поверхностью обрабатываемой заготовки, возникнет момент силы резани , стрем щейс  повернуть заготовку относительно патрона по часовой стрелке. Св занные с заготовкой силой трени  зажимные ролики 84 при этом повернутс  на некоторый угол, все сильнее зажима  (заклинива ) спиральными поверхност ми заготовку, причем сила зажима возрастает пропорционально увеличению момента силы резани .

Момент силы резани  через фигурные выступы 81 передаетс  плунжерам 60, причем выдвинувшийс  вперед один из плунжеров 60 под воздействием фигурного выступа 81 начнут утапливатьс  в отверстии обоймы 50, а машинное масло по каналу 61 начнет перетекать в кольцевую полость 62, а из нее по другим каналам 61 в другие отверсти 

0

5

ствием давлени  масла начнут выдвиг гатьс  вперед до касани  с другими фигурньми выступами 81, и момент силы рез.ани  равномерно распредел етс  между всеми плунжерами 60.

Под воздействием момента силы резани  происходит дополнительный зажим заготовки.

После окончани  обработки заготовки станок выключаетс  и вращение патрона резко затормаживаетс .

Под воздействием силы инерции маховое колесо 34, преодолева  сопротивление пружины 7, начнет поворачи

ватьс  относительно ступицы патрона против часовой стрелки. При этом шестерн  35 по вышеуказанной цепочке начнет поворачивать зажнмныё ролики 84 по часовой стрелке. Спиральные поверхности зажимных роликов 84 при этом утрат т контакт с заготовкой и освобод т ее.

При дальнейшем повороте махового колеса 34 поворачивающеес  вместе с ним запорное колесо 41 скошенными упорами 17 пройдет к шарикам 30 и, раст гива  слабую пружину 42, начнет поворачиватьс  относительно махового колеса (отставать) по часовой стрелке . Когда зуб 40 стопорного колеса 41 упретс  в стенку выема, имеющегос  на образующей махового колеса 34, стопорное колесо 41 начнет поворачиватьс  вместе с маховым колесом 34. При этом гнезда 39 подойдут к шарикам 30, которые под воздействием скошенных упоров 47 войдут одной половиной в гнезда 39 и зафиксируют махово колесо 34 в таком положении. В этот момент дуговой выступ 38 упретс  в упор 33.

Под воздействием пружины 42 стопорное колесо 41 повернетс  еще на некоторый угол и пологими участками скошенных упоров 47 запрет (заклинит ) шарики 30 в таком положении. Когда зажимные ролики 84 утрат т кон

такт с поверхностью заготовки, поводок 27 на доли секунды зависнет в по лумиллиметровом зазоре между образующей диска поводка 27 и образующей дуговых выступов фиксатора 59.

В некоторый момент вращение патрона замедлитс  настолько, что пружины 68, преодолева  центробежную силу начнут поворачивать двуплечие рычаги 63 с грузами 66 по часовой стрелке. При sToivf короткие плечи 64 рычагов 63 вход т в контакт с упорами 65 поводка 27 и центрируют его относительно оси патрона.

Обработанна  заготовка снимаетс  с центров станка и устанавливаетс  следующа .

Дл  обработки заготовок большого размера например, от (4 26 до (6 56 мм нужно сменить поводок. Чтобы сн ть поводок 27 нужно нажать на упор и повернуть фиксатор 59 по часовой стрелке (до щелчка). При этом дуговые буртики 79 фиксатора 59, скольз  по дуговым выступам 97 двуплечего ры10

15

25

20

30

35

40

, , 45

50

55

чага 63, зафикс::руют двуплечие рычаги 63 с грузами 66 в закрытом положении . При этом окна фиксатора 59 установ тс  напротив фигурных выступов 81. Затем, пот нув на себ , нужно сн ть поводок 27 с патрона.

Чтобы сн ть обойму 50 нужно нажать на головку защелки 54 и утопить ее в отверстие диска ступицы 9. Затем повернуть обойму 50 против часовой стрелки и сн ть обойму с патрона.

Далее нужно установить поводок среднего диаметра. Он устанавливает-. с  по тем же правилам, что и поводок 27. Дл  фиксации.этого поводка в обойме 49 необходимо нажать на зуб 90 пружины 89 и вывести его из отверсти  в фиксаторе 95, затем повернуть на некоторый угол фиксатор 95 против часовой стрелки до щелчка. При этом зуб 90 войдет в отверстие в фиксаторе 95 и зафиксирует его в таком положении, а вырезы 96 в фиксаторе 95 смест тс  относительно фигурных, выступов среднего поводка и зафиксируют его в таком положении.

Таким же образом устанавливаетс  и большой поводок, который может зажимать заготовки диаметром до 70мм.

Таким образом, зажим и освобожде-: ние заготовки полностью автоматизированы .

Во врем  обработки заготовки по- , водок, оседлав заготовку, утрачивает св зь с патроном в радиальном направлении, это предотвращает.возникновение поперечной силы и биение шеек заготовки.

Окружное усилие от момента силы резани  от патрона к поводку передаетс  в трех точках, равномерно расположенных по окружности, причем вели-- чина усили  на все фигурные выступы поводка автоматически выравниваетс , что предотвращает искажение геометрической формы обрабатываемой поверхности в поперечном сечении и значительно сокращает врем  на выхаживание .

Таким образом, повьшзаетс  надежность закреплени  и качество обработки .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Автоматический поводковый патрон, содержащий фланец, ступицу, кольцо с установленными в нем на ос х с возможностью поворота зажимными кулачками , .св занными с механизмом их поворота , отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности зажима , патрон снабжен соосно установленными на ступице обоймами, предназначенными дл  размещени  на них поводков, механизмом компенсации эксцентриситета и механизмом освобожде- ни  поводка в радиальном направлении механизм поворота зажимных кулачков выполнен в виде установленного на ступице с возможностью поворота махового колеса с центральной тестер- ней, св занной с установленными в

   ступице с возможностью вращени  приводными ос ми посредством промежуточных зубчатых колес, механизм компенсации эксцентриситета выполнен в виде пружин кручени  и кулачковых муфт, размещенных между приводными ос ми и ос ми зажимных кулачков, а механизм освобождени  поводка в радиальном направлении выполнен в виде установленных на поводках упоров и рычагов, установленных с возможностью поворота на обоймах,причем на одних плечах рычагов закреплены грузы, а другие плечи предназначены дл  взаимодействи  с упорами.

   Фиа.1

   95

   фиг.З

   В в noSepHyfrto

   30

   (иеЛ

   48

   97

   77

   76

   78

   39

   л-л

   фиг. б

   35

   У

   56

   - noSepf yfTfO

   30

   25

   46

   U6

   .LL.

   18

   J9

   6

   фиг. 9

   Л 66 60

   69

   сриг. W

   f /f no eflf y/rro

   y/lb6wy J w J;60

   w///m

   v

   67

   X

   X.

   w l wyyxx

   6

   X

   ee

   фие.Г2

   И-И

   6 57 58

   К

   /

   6U

   fS 7

   7J

   75

   cf3ue.J1

   no fflHt/mo

   v

   I

   В

   J

   л

   иЛ

   риг13

   Т7

   ви

   Фиг./

   М- М

   82

   фиг. 15

   видН

   в

   gjus.i6

   2

   г,78