UA74683C2

UA74683C2 - Lathe chuck

Info

Publication number: UA74683C2
Application number: UA2004021396A
Authority: UA
Inventors: Yurii Mykolaiovych Kuznietsov; Faruk Vakhid El-Dakhabi
Original assignee: Kyiv Polytechnical Institute
Priority date: 2004-02-26
Filing date: 2004-02-26
Publication date: 2006-01-16

Abstract

Lathe chuck consists of housing with cams radially located in it that are connected with the rod, double-arm levers, one of arms of which is connected with the cams, and another - with balanced load, and the middle part - with the housing, in this case the bearing surfaces of lever are spherical, and the second lever arm has additional spherical surface interacting with the wedge surface of stock located on the rod. This embodiment of device allows to ensure the increase of reinforcement factor of chuck and reliability of pressing at increase of the frequency of rotation of spindle assembly.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до області машинобудування й може бути використаний в верстатобудуванні для 2 затиску заготовок при обробці на токарних верстатах з ЧПК (числовим програмним керуванням) на високих частотах обертання шпиндельних вузлів.The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used in machine tool construction for 2 clamping of workpieces during processing on lathes with CNC (numerical program control) at high rotation frequencies of spindle nodes.

Відомий ряд конструкцій токарних затискних патронів аналогічного призначення, які виготовляються, в основному, двох типів: з отвором в штоці для розміщення пруткової заготовки та без нього.There are a number of designs of lathe clamping chucks of a similar purpose, which are mainly produced in two types: with a hole in the rod for placing the bar blank and without it.

Механізований затискний патрон фірми "Раш Рогкагдї СтрН 5 Со. КО" (Німеччина) моделей 70. ЗМНЕ2О0...ЗМНЕбЗО використовує компенсатор відцентрових сил в вигляді зрівноважуючих мас-противаг, які зміщуються в кришці патрону, і складається з корпусу, противаг, з'єднаних важелями з основними кулачками, втулки з Т-подібними пазами |1,2)1. При високих частотах обертання відцентрові сили діють одночасно на противаги і комплект кулачків, зберігаючи при цьому силу затиску. Недоліком цього патрону є значна маса важеля та мала маса противаги, що не дозволяє компенсувати відцдентрову силу на високих частотах обертання. 12 Затискний патрон мод. ПЗКП виробництва Барановичського заводу верстатних вузлів (Республіка Білорусь) теж має противаги для компенсації втрати сили затиску при високих частотах обертання |З). Змінні кулачки встановлені на основному кулачці і закріплюються з допомогою ексцентрика. Наявність противаг, з'єднаних важелями з основними кулачками, зменшує вплив відцентрових сил на силу затиску. Однак недоліком цього патрону є відносно невелика гранична частота обертання.The mechanized clamping cartridge of the company "Rash Rogkagdi StrN 5 So. KO" (Germany) models 70. ZMNE2O0...ZMNEbZO uses a compensator of centrifugal forces in the form of balancing counterweights that move in the cover of the cartridge, and consists of a body, counterweights, connected by levers with main cams, bushings with T-shaped grooves |1,2)1. At high rotation frequencies, centrifugal forces act simultaneously on the counterweights and the set of cams, while maintaining the clamping force. The disadvantage of this cartridge is the significant mass of the lever and the small mass of the counterweight, which does not allow compensating the centripetal force at high rotation frequencies. 12 Clamping cartridge mod. The PZKP produced by the Baranovichi plant of machine tools (Republic of Belarus) also has counterweights to compensate for the loss of clamping force at high rotation frequencies |Z). Replaceable cams are installed on the main cam and fixed with an eccentric. The presence of counterweights connected by levers to the main cams reduces the influence of centrifugal forces on the clamping force. However, the disadvantage of this cartridge is a relatively small maximum rotation frequency.

Відомо токарний затискний патрон по авторському свідоцтву СРСР Мо1673298, що містить корпус з порожниною, в радіальних пазах якого розміщені повзуни з кулачками, які зв'язані з контрвантажами через двоплечі важіль з трьома опорними сферичними поверхнями, шток з поршнем, важіль, зрівноважуючи вантажі, основні та змінні кулачки І4). Середні опорні поверхні важеля розміщені в отворах корпусу, а кінцеві опорні поверхні розміщені в отворах повзуна та контвантажу. Однак недоліком цього патрону є складність конструкції. сA lathe clamping chuck is known according to the author's certificate of the USSR Mo1673298, which contains a body with a cavity, in the radial grooves of which sliders with cams are placed, which are connected to counterweights through two arms, a lever with three supporting spherical surfaces, a rod with a piston, a lever, balancing loads, the main and interchangeable cams I4). The middle bearing surfaces of the lever are located in the housing holes, and the end bearing surfaces are located in the holes of the slider and counterweight. However, the disadvantage of this cartridge is the complexity of the design. with

Найбільш близьким за технічною суттю, і тому вибраний за прототип, є токарний патрон для верстатівз ЧПК (9The closest in technical essence, and therefore chosen as a prototype, is a lathe chuck for machines with CNC (9

ІБ). Токарний патрон містить корпус з радіально розташованими в ньому кулачками, зв'язаними з тягою, двохплечі важелі, одне з плеч яких зв'язано з кулачками, друге - із зрівноважуюючим вантажем, а середня частина -з корпусом, при цьому опорні поверхні важелю виконані сферичними. Однак недоліком цього патрону є складність виготовлення важеля, в якому свердляться отвори та фрезеруються лиски. оIB). The lathe chuck contains a body with cams located radially inside it, connected to the thrust, two-armed levers, one of the arms of which is connected to the cams, the second - to the balancing load, and the middle part - to the body, while the support surfaces of the lever are made of spherical . However, the disadvantage of this cartridge is the difficulty of manufacturing the lever, in which holes are drilled and cotters are milled. at

В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення затискного токарного патрона шляхом такого с виконання важеля, який має три сферичні поверхні, при якому друге плече його має додаткову сферичну поверхню, яка взаємодіє з клиновою поверхнею штока, розташованого на тязі за рахунок чого підвищується о коефіцієнт/ підсилення патрону і надійності затиску при підвищенні частот обертання шпиндельного вузла. «ІThe invention is based on the task of improving the clamping lathe chuck by making a lever that has three spherical surfaces, in which case its second arm has an additional spherical surface that interacts with the wedge surface of the rod located on the drawbar, due to which the coefficient/strengthening of the chuck is increased and reliability of the clamp when increasing the rotation frequency of the spindle unit. "AND

Поставлена задача вирішується тим, що в затискному токарному патроні, що містить корпус з радіально розташованими в ньому кулачками, зв'язаними з тягою, двохплечі важелі, одне з плеч яких зв'язано з кулачками, - друге- із зрівноважуюючим вантажем, а середня частина -з корпусом, при цьому опорні поверхні виконані сферичними, новим є те, що він споряджений важелем, в якому друге плече важеля має додаткову сферичну поверхню, яка взаємодіє з клиновою поверхнею штока, розташованого на тязі. «The task is solved by the fact that in the clamping lathe chuck, which contains a body with radially located cams connected to the thrust, two-armed levers, one of the arms of which is connected to the cams, the other - to the balancing load, and the middle part - with a body, while the support surfaces are spherical, the new thing is that it is equipped with a lever, in which the second arm of the lever has an additional spherical surface that interacts with the wedge surface of the rod located on the rod. "

Чим вище частота обертання патрону, тим більше вліво зміщується точка контакту важеля і штока, змінючи З 70 співвідношення плечей важеля і даючи додаткове зусилля для компенсації втрат сили затиску, що забезпечує с підвищення частоти обертання та зменшення втрат сили затиску і забезпечують стабільне зусилля затискуThe higher the rotation frequency of the chuck, the more the contact point of the lever and the rod is shifted to the left, changing C 70 the ratio of the arms of the lever and giving additional effort to compensate for the loss of clamping force, which ensures an increase in rotation frequency and a reduction of loss of clamping force and ensures a stable clamping force

Із» деталі,From" details,

Суть винаходу пояснюється кресленнями, де на Фіг.1 зображено загальний вигляд затискного патрона в поперечному перерізі; на Фіг.2 -переріз затискного патрону А-А Но, Фіг.1.The essence of the invention is explained by the drawings, where Fig. 1 shows the general view of the clamping cartridge in a cross section; in Fig. 2 - cross-section of the clamping cartridge A-A No, Fig. 1.

Токарний патрон виконано в вигляді самоцентруючого клинового трьохкулачкового патрона зі і зрівноважуючими/ вантажами. Токарний патрон складається з фланця 1 (Фіг.1), який жорстко зв'язаний гвинтом 2 «» з корпусом 3, що містить порожнину "а", в якій розміщений шток 4 з отвором для пруткової заготовки у вигляді кільцевої втулки з конічними поверхнями "р" (їх може бути три). В корпусі З виконані радіальні пази "с", в б яких з можливістю переміщення розміщені основні кулачки 5. На основних кулачках 5 через втулку 6 закріплені о 20 змінні затискні кулачки 7, які переміщуються радіально і затискають деталь (не показана).The lathe chuck is made in the form of a self-centering wedge three-jaw chuck with balancing/loads. The lathe chuck consists of a flange 1 (Fig. 1), which is rigidly connected by a screw 2 "" to a body 3 containing a cavity "a", in which a rod 4 with an opening for a bar blank in the form of an annular sleeve with conical surfaces is placed " p" (there can be three of them). In body C, radial grooves "c" are made, in which the main cams 5 are placed with the possibility of movement. On the main cams 5 through the sleeve 6, replaceable clamping cams 7 are fixed by 20, which move radially and clamp the part (not shown).

В порожнині "а" корпуса З розміщені зрівноважуючі вантажі 8, число яких відповідає числу затискних с» кулачків 5 і 7 і які зв'язані за допомогою штифтів 9 з двоплечими важелями 10, одне з пліч, яких взаємодіє з основними кулачками, друге - з зрівноважуючим вантажем 8,а середня частина корпусом. При цьому вісь його обертання розміщена в точці контакту з конічною поверхнею штока 4. 29 Шток 4 зафіксовано на тязі 11 з отвором для прутка за допомогою гайки 12. Тяга 11 з'єднана з приводомIn the cavity "a" of the housing Z, balancing loads 8 are placed, the number of which corresponds to the number of clamping cams 5 and 7 and which are connected by means of pins 9 to two-armed levers 10, one of the arms of which interacts with the main cams, the other with balancing load 8, and the middle part is the body. At the same time, its axis of rotation is located at the point of contact with the conical surface of the rod 4. 29 Rod 4 is fixed on the rod 11 with a hole for the rod using a nut 12. The rod 11 is connected to the drive

ГФ) затиску верстата (не показаний). Затискний патрон центрується на шпинделі за допомогою фланця 1 та юю кріпиться до шпинделя (не показний) верстата гвинтами 13, доступ до яких виконується через заглушки 14. З торцевої частини патрон закритий кришкою 15, яка захищає механізм затиску патрона від попадання забруднення, частинок стружки та змащуючо-охолоджуючої рідини. Кришка кріпиться до корпусу З патрона 60 гвинтами 16.GF) of the machine tool clamp (not shown). The clamping chuck is centered on the spindle with the help of flange 1 and it is attached to the spindle (not shown) of the machine with screws 13, access to which is made through plugs 14. The end part of the chuck is closed with a cap 15, which protects the chuck clamping mechanism from dirt, chip particles and lubricating and cooling fluid. The cover is attached to the case Z cartridge 60 screws 16.

Важіль 10 має три робочі сферичні поверхні; додаткову "а", "е", зв'язану з корпусом 3," зв'язану з основним кулачком 5. Додаткову поверхня "а" важеля взаємодіє з конічною поверхнею штока 4, поверхня "є" важеля взаємодіє з корпусом З, поверхня "7" важеля розміщена в пазу основного кулачка 5.Lever 10 has three working spherical surfaces; additional "a", "e", connected to the housing 3, connected to the main cam 5. The additional surface "a" of the lever interacts with the conical surface of the rod 4, the surface "e" of the lever interacts with the housing C, the surface " 7" of the lever is placed in the groove of the main cam 5.

Токарний патрон працює наступним чином. бо При переміщенні тяги 11 вліво від приводу верстата шток 4 теж переміщується вліво, в результаті чого основні кулачки 5 разом з змінними затискними кулачками 7 сходяться радіально і затискують деталь. При підвищенні частоти обертання патрону на затискні кулачки 7 починає впливати відцентрова сила і намагається перемістити кулачки від деталі, зменшуючи тим самим силу затиску. Одночасно на зрівноважуючий вантаж 8 теж починає діяти відцентрова сила і зміщує останній в напрямку від деталі. В результаті чого важіль 10 починає повертатись в напрямі за годинниковою стрілкою навколо точки "4" контакту важеля 10 і штока 4, компенсуючи тим самим втрату сили затиску на затискних кулачках 7. Чим вище частота обертання патрону, тим більше вліво зміщується точка "а" контакту важеля 10 і штока 4, змінюючи співвідношення плечей важеля і даючи додаткове зусилля для компенсації втрат сили затиску. 70 Застосування токарного патрона дозволить досягти підвищення коефіцієнту підсилення патрону і надійності затиску при підвищенні частот обертання шпиндельного вузла.The lathe chuck works as follows. because when the thrust 11 is moved to the left of the machine tool drive, the rod 4 also moves to the left, as a result of which the main cams 5 together with the variable clamping cams 7 converge radially and clamp the part. When increasing the rotation frequency of the cartridge, the clamping cams 7 begin to be affected by centrifugal force and try to move the cams away from the part, thereby reducing the clamping force. At the same time, a centrifugal force also begins to act on the balancing load 8 and displaces the latter in the direction away from the part. As a result, the lever 10 begins to rotate clockwise around the contact point "4" of the lever 10 and the rod 4, thereby compensating for the loss of clamping force on the clamping cams 7. The higher the rotation frequency of the cartridge, the more the contact point "a" shifts to the left lever 10 and rod 4, changing the ratio of the arms of the lever and giving additional effort to compensate for the loss of clamping force. 70 The use of a turning chuck will allow to achieve an increase in the chuck's amplification factor and the reliability of the clamp with an increase in the rotation frequency of the spindle unit.

Джерела інформації 1. Самонастраивающиеся зажимнье механизмь: Справочник/Ю.Н. Кузнецов, ААВачев, С.П.Серов,Sources of information 1. Self-adjusting clamping mechanism: Handbook/Y.N. Kuznetsov, AAVachev, S.P. Serov,

А.Й.Црвенков под ред Кузнецова Ю.Н. -К.Техника, 1988. -222 с. 2. Проспект фірми "Раці Рогкага ЗтрнН «Со. КО" 226.01.50-1.A.Y.Tsrvenkov under the editorship of Yu.N. Kuznetsova. - K. Technika, 1988. - 222 p. 2. Prospectus of the company "Ratsi Rogkaga ZtrnN "So. KO" 226.01.50-1.

З. Крохотин А.И., Дорохин В.В., Малевич А.М. Патронь!ї для токарньїх станков с ЧПУ. -Станки и инструмент, 1983, Мо4. с. 26-27. 4. Авторское свидетельство СССР Мо1673298. Токарньй патрон/ю.Н.Кузнецов, В.П.Юричев, В.Л.Лоев,Z. Krohotyn A.Y., Dorokhin V.V., Malevich A.M. Chucks for CNC lathes. - Machine tools and tools, 1983, Mo4. with. 26-27. 4. Author's certificate of the USSR Mo1673298. Lathe chuck/ju. N. Kuznetsov, V. P. Yurychev, V. L. Loev,

В.КАхрамович, А.М.Малевич, А.В.Шевченко, С.В.Мирошниченко. МКИ В23831/14, опубл. в Б.И.Мо32, 1991. 5. Кузнецов Ю.И., Маслов А.Р., Банков А.Н. Оснастка для станков с ЧПУ. М.:Машиностроение, 1983, с.9, рис. 4 (прототип).V. Kakhramovich, A. M. Malevich, A. V. Shevchenko, S. V. Myroshnychenko. MKY B23831/14, publ. in B.I.Mo32, 1991. 5. Yu.I. Kuznetsov, A.R. Maslov, A.N. Bankov. Accessories for CNC machines. M.: Mashinostroenie, 1983, p. 9, fig. 4 (prototype).

Claims

The formula of the invention with Ш , , Lathe chuck containing a body with cams located radially in it, connected to the thrust, (o) two-armed levers, one of the arms of which is connected to the cams, the other - to the balancing load, and the middle part - with a body, while the supporting surfaces of the lever are spherical, which differs in that the second arm of the lever has an additional spherical surface that interacts with the wedge surface of the rod located on the rod. (ee) (Se) « and - -

with . and? -I sh» (o) (ee) syu» ime) 60 b5