МЕХАНОГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ТИСКИ Российский патент 1994 года по МПК B25B1/00 

Изобретение относится к устройствам зажима обрабатываемых деталей и может быть использовано при изготовлении прецизионных деталей, где чрезвычайно важно контролировать усилие затяжки.

Известны тиски, содержащие корпус с установленными на нем неподвижной и подвижной губками, систему подачи сжатого воздуха, связанную с датчиком наличия обрабатываемой детали, управляющим подачей сжатого воздуха на базирующие детали и повышающим тем самым точность закрепления детали.

Недостатком указанных тисков является невозможность зажима однотипных деталей одним и тем же усилием, поскольку расход сжатого воздуха зависит от количества посторонних частиц и их плотности. Кроме того, невозможно осуществлять контроль усилия затяга при закреплении детали в тисках.

Наиболее близким техническим решением к изобретению являются механогидравлические тиски, содержащие корпус, полый силовой винт, внутри которого проходит тяга, подвижную и неподвижную губки, причем силовой винт связан с подвижной губкой через гайку, гидроцилиндр с поршнем и плунжером, связанным с перегрузочной муфтой. При этом тяга связана с гидроцилиндром и служит для контроля объема гидросреды при затяжке детали в тисках.

Основным недостатком этих тисков является отсутствие непосредственной возможности точного контроля усилия затяжки детали и сложность конструкции. Контролируя объем гидросреды по рискам тяги, косвенно можно оценить качество затяжки детали, однако оценка будет только качественной и малодостоверной.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей механогидравлических тисков за счет контроля усилия затяжки детали.

Это достигается тем, что в тисках, содержащих корпус, полый силовой винт, установленную на корпусе неподвижную губку и подвижную губку, размещенную на корпусе с возможностью взаимодействия с полым силовым винтом, перегрузочную муфту, установленную с торца силового цилиндра со стороны подвижной губки, упор со сквозным отверстием, упругий элемент со сквозным отверстием, соосно сопрягаемый с упором одним торцом, тягу, размещенную в сквозных отверстиях упора и упругого элемента, гидроцилиндр с поршнем, плунжер, установленный с возможностью взаимодействия со штоком, причем упор размещен в подвижной губке и жестко связан с ней, упругий элемент выполнен в виде полого толкателя, размещен коаксиально в полости силового винта и упирается в поршень гидроцилиндра другим торцом, подвижная губка выполнена со сквозным каналом и тиски снабжены дополнительной тягой, размещенной в сквозном канале подвижной губки, коромыслом, установленным в подвижной губке с возможностью взаимодействия своими плечами с тягой и дополнительной тягой соответственно, измерителем перемещения, соединенным с дополнительной тягой, причем обе тяги и коромысло находятся в одной плоскости.

Введение упругого элемента в виде полого толкателя, в котором размещена тяга, связанная с коромыслом, соединенным через дополнительную тягу с измерителем перемещения, позволило непосредственно измерять деформацию толкателя при передаче усилия на подвижную губку со стороны силового винта и тем самым контролировать усилие зажима детали между неподвижной и подвижной губками. Система тяг, коромысло и измеритель перемещения позволили увеличить точность контролируемого усилия, так как выбором коэффициента передачи можно существенно увеличить масштаб измерения.

На чертеже показаны механогидравлические тиски в двух проекциях.

Тиски содержат корпус 1, полый силовой винт 2, установленную на корпусе 1 неподвижную губку 4 и размещенную на нем подвижную губку 5, взаимодействующую с полым силовым винтом 2 через гайку 3 (последняя может быть выполнена непосредственно в корпусе 1). С торца полого силового винта 2 установлен гидроцилиндр 7, соединенный через плунжер 8 с перегрузочной муфтой 9, установленной с торца гидроцилиндра 7 со стороны подвижной губки 5. В подвижной губке 5 установлен упор 10 со сквозным отверстием, одним торцом с упором 10 соосно сопрягается упругий элемент 11 со сквозным отверстием, выполненный в виде полого толкателя. Во второй торец упругого элемента 11 упирается поршень 12 гидроцилиндра 7. В сквозных отверстиях упора 10 и упругого элемента 11 свободно размещена тяга 6. Тяга 6 одним торцoм упирается в поршень 12 гидроцилиндра 7, а другим - в плечо коромысла 13, расположенного в подвижной губке 5 с возможностью перемещения вокруг оси. Второе плечо коромысла 13 через дополнительную тягу 14, проходящую через сквозной канал в подвижной губке 5, соединено с измерителем перемещения 15 (например, индикатором типа ИЧ-10). Тяги 6,14 и коромысло 13 находятся в одной плоскости, упор 10 в местах контакта с упругим элементом 11 и штоком 6 прошлифован.

Механогидравлические тиски работают следующим образом.

Деталь размещают между губками 4,5. Затем вращением силового винта 2 подвижная губка 5 подводится к детали и по шкале измерителя перемещения 15 фиксируется нулевое усилие затяжки. Дальнейшее вращение силового винта 2 приводит к созданию такого усилия на деталь, при котором срабатывает перегрузочная муфта 9, перемещается плунжер 8 и начинает работать гидроцилиндр 7. Последний своим поршнем 12 через полый толкатель 11 передает усилие на подвижную губку 5.

В процессе затяжки детали упругий элемент 11 деформируется в пределах обратимой деформации под действием усилия, развиваемого поршнем 12 гидроцилиндра 7. Величина деформации упругого элемента 11 в зоне действия закона Гука пропорциональна развиваемому усилию. Под действием усилия поршня 12 на торец упругого элемента 11 и тяги 6 последняя свободно перемещается в сквозном отверстии упругого элемента 11, упирающегося другим торцом в жестко посаженный в губке 5 упор 10. Перемещение торца свободно проходящей через отверстие в упоре 10 тяги 6 является истинной величиной обратимой деформации упругого элемента 11. Торец тяги 6 (на чертеже левый), упирающийся на плечо l₁ коромысла 13, поворачивает последнее вокруг оси и плечом l₂ перемещает дополнительную тягу 14, воздействующую на наконечник измерителя 15, указывающего текущее усилие зажима детали в соответствии с тарировочной характеристикой. Длины плеч l₁ и l₂ коромысла 13 выбираются по конструктивным соображениям с учетом удобного пользования шкалой измерителя 15. После снятия нагрузки упругий элемент (толкатель) 11 за счет сил упругости принимает исходные размеры. Коромысло 13, тяга 6, а также дополнительная тяга 14 под действием усилия пружины, находящейся в штатном измерителе перемещения 15, возвращаются в исходное положение.

Осуществив заранее тарировку тисков, т.е. с помощью образцового динамометра измерив усилие между зажимающими деталь неподвижной и подвижной губками 4, 5 и сопоставив его с показаниями измерителя 15 перемещения, можно с высокой точностью осуществить контроль усилия затяжки деталей в процессе работы тисков.

Предложенные диски просты по своей конструкции, позволяют путем измерения деформации сжимаемых элементов конструкции оценить усилие затяжки непосредственно в зоне крепления детали и осуществлять контроль усилия затяжки. Они могут найти широкое применение в прецизионном машиностроении, где за счет строгого выполнения технологии обработки деталей (последние не будут перегружаться при зажиме их в тисках) увеличится точность обработки и, следовательно, качество деталей.

Использование: устройства для зажима обрабатываемых деталей. Сущность: тиски содержат корпус с неподвижной губкой. Подвижная губка взаимодействует с полым силовым винтом через гайку. Гидроцилиндр соединен через плунжер с перегрузочной муфтой. В подвижной губке установлен упор со сквозным отверстием. С упором торцом соосно сопрягается упругий элемент со сквозным отверстием, выполненный в виде полого толкателя. Во второй торец упругого элемента упирается поршень гидроцилиндра. В сквозных отверстиях упора и упругого элемента свободно размещена тяга. Тяга упирается одним торцом в поршень гидроцилиндра, а другим торцом - в плечо коромысла. Второе плечо коромысла через дополнительную тягу соединено с измерителем перемещения. 1 ил.

МЕХАНОГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ТИСКИ, содержащие корпус, полый силовой винт, установленные на корпусе неподвижную губку и подвижную губку, размещенную с возможностью взаимодействия с полым силовым винтом, перегрузочную муфту, установленную с торца силового цилиндра со стороны подвижной губки, упор со свозным отверстием, упругий элемент со сквозным отверстием, соосно сопрягаемый с упором одним торцом, основную тягу, размещенную в скозных отверстиях упора и упругого элемента, гидроцилиндр с штоком, плунжер, установленный с возможностью взаимодействия с штоком, отличающиеся тем, что упор размещен в подвижной губке и жестко связан с ней, упругий элемент выполнен в виде полого толкателя, размещен коаксиально в полости силового винта и упирается в поршень гидроцилиндра другим торцом, подвижная губка выполнена со сквозным каналом, тиски снабжены дополнительной тягой, размещенной в сквозном канале подвижной губки, коромыслом, установленным на подвижной губке с возможностью взаимодействия своими плечами с основной и дополнительной тягами соответственно, измерителем перемещения, соединенным с дополнительной тягой, причем обе тяги и коромысло лежат в одной плоскости.