ТОКАРНЫЙ САМОЦЕНТРИРУЮЩИЙ ПАТРОН Российский патент 1994 года по МПК B23B31/24 

Изобретение относится к машиностроению, применяется в токарных станках.

Известен широкодиапазонный токарный патрон ГОСТ 2675-71, содержащий корпус, в радиальных пазах переднего торца которого расположены зажимные кулачки, сопряженные спиральными зубьями с архимедовой спиралью диска, сопряженного с несколькими коническими шестернями, установленными в корпусе и имеющими отверстие под ключ.

Недостатками конструкции являются медленное перемещение кулачков и нестабильность зажимного усилия при ручном зажиме, сложность применения в гибких производственных системах.

Наиболее близким по технической сущности является токарный самоцентрирующий патрон [1], содержащий корпус, в котором размещены зажимные кулачки, спирально-реечный механизм их перемещения со спиральным диском, связанный приводом, включающим входной вал и планетарный редуктор с центральным колесом внутреннего зацепления и фрикционной муфтой. Переключение режимов при зажиме происходит в зависимости от момента на центральном диске при помощи электромагнитной муфты.

Недостатками этой конструкции являются недостаточные технологические возможности, связанные с тем, что отвод кулачков при разжиме осуществляется только в режиме рабочего хода, т. е. медленно; возможность случайного переключения на режим рабочего хода при зажиме из-за случайного увеличения момента на центральном диске.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей путем обеспечения автоматического переключения режимов работы патрона в любой последовательности.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Патрон содержит корпус 1, в радиальных пазах которого расположены три зажимных кулачка 2, сопряженные при помощи спирально-реечного механизма со спиральным диском 3, установленным с возможностью вращения в корпусе 1.

Диск 3 связан с входным валом 4 приводом из двух кинематических цепей: ускоренного вращения и медленного вращения диска 3.

Цепь ускоренного вращения включает фиксационную муфту, состоящую из полумуфты 5, в пазах которой закреплены фрикционные диски 6 и полумуфты 7. Полумуфта 5 жестко связана с диском 3.

Полумуфта 7 имеет пазы для крепления фрикционных дисков 6, торцовые кулачки 8 треугольного профиля, сцепленные с аналогичными кулачками водила 9, входящего в состав планетарного редуктора, а также внутренние зубцы для сцепления с составным (из двух деталей) валом 10, имеющим возможность перемещения на небольшое расстояние, регулируемое винтом 11 и контролируемое пружиной 12. Вал 10 связан с входным валом 4 муфтой с торцовыми кулачками 13 треугольного профиля. На резьбовой конец вала 10 установлена гайка 14.

Между валом 10 и водилом 9 установлена пружина 15. Усилие ее поджатия регулируется гайкой 14. Кинематическая цепь медленного вращения включает планетарный редуктор, в состав которого входят сателлиты 17 и 18, зафиксированные от относительного вращения шпонкой 19. Сателлит 17 связан внутренним зацеплением с диском 3, а сателлит 18 - с центральным колесом 20 внутреннего зацепления, которое соединено пазами с выступами фрикционных дисков фрикционной муфты 21. С фрикционной муфтой взаимодействует подвижный в осевом направлении, но зафиксированный от поворота диск 22.

Кольцо 23 зафиксировано выступами относительно корпуса 1.

Патрон закрыт крышкой 24.

Работает патрон следующим образом.

В обычном состоянии фрикционные диски 6 фрикционной муфты сжаты, при этом происходит передача крутящего момента по кинематической цепи ускоренного перемещения кулачков 2. Момент от входного вала 4 передается валу 10, полумуфте 7, дискам 6, полумуфте 5 и диску 3 со спирально-реечным механизмом. Вместе с диском 3 вращается зубчатое колесо 20 внутреннего зацепления с сателлитами 17 и 18.

Кулачки 2 совершают быстрое возвратно-поступательное движение.

При зажиме детали возрастает крутящий момент на выходе, вал 10 тормозится. Вал 4 продолжает вращаться, срабатывает муфта с кулачками 13 треугольного профиля, вал 10 отжимается от вала 4. Подвижный диск 22 также перемещается вправо и включает фрикционную муфту 21, состоящую из фрикционных дисков. В результате центральное колесо 20 внутреннего зацепления окажется прижатым диском 22 к кольцу и фиксируется от вращения.

Под действием разности моментов на полумуфте 7 и водиле 9 последнее отжимается по кулачкам 8 треугольного профиля от полумуфты 7 и выключает фрикционную муфту (диск 6).

Происходит передача момента по цепи замедленного вращения от вала 4 к валу 10, полумуфте 7, водилу 9, сателлитам 17 и диску 3. Кулачки зажимают деталь с большим усилием.

При освобождении детали от зажима сначала работает цепь медленного перемещения. Как только кулачки отойдут от поверхности детали, крутящие моменты на валах 10 и 4 выравниваются, торцовые кулачки 13 треугольного профиля и вал 10 под действием пружины 12 вернутся в исходное положение, диск 22 выключает фрикционную муфту 21, начнет вращаться колесо 20. Под действием пружины 15 водило 9 вращается в исходное положение, включается фрикционная муфта (диск 6). Отвод кулачков происходит с высокой скоростью.

Использование: в области машиностроения, в частности в токарных станках. Сущность изобретения: в патроне, содержащем корпус 1, в котором размещены кулачки 2, спиральный диск 3 со спирально-режимным механизмом перемещения кулачков, привод диска включает входной вал 4, планетарный редуктор, включающий водило 9, сателлиты 17, 18, центральное колесо 20 внутреннего зацепления, а также фрикционную муфту 6. Имеются дополнительная фрикционная муфта 21, подвижный диск 22, управляющие муфты с кулачками 8 и 13 треугольного профиля. Быстрое перемещение кулачков происходит за счет передачи момента от вала 4 к валу 10, через муфту 6 к диску 3. При торможении кулачков при взаимодействии с деталью валы 4 и 10 отжимаются друг от друга по кулачкам 13, а водило 9 и полумуфта 7 - по кулачкам 8. Муфта 6 выключается, муфта 21 включается, колесо 20 тормозится. Зажим кулачков происходит на малой скорости большим моментом. 1 ил.

ТОКАРНЫЙ САМОЦЕНТРИРУЮЩИЙ ПАТРОН, содержащий корпус, в котором размещены зажимные кулачки, спирально-реечный механизм их перемещения со спиральным диском, связанный с приводом, включающим входной вал и планетарный редуктор с центральным колесом внутреннего зацепления и фрикционной муфтой, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения автоматического переключения режимов работы патрона в любой последовательности, патрон снабжен дополнительной фрикционной муфтой, подвижным диском и двумя управляющими муфтами с кулачками треугольного профиля, причем дополнительная фрикционная муфта размещена между спиральным, подвижным дисками и центральным колесом внутреннего зацепления, одна управляющая муфта установлена между входным валом привода и валом водила, а другая - между водилом и валом водила.