ЗАЖИМНОЙ ПАТРОН Российский патент 1995 года по МПК B23B33/00 

Изобретение относится к станкостроению, а более точно к патронам для зажима валов с корпусом, несущим зажимные кулачки, и встроенным торцовым поводковым устройством.

Известен патрон для валов, содержащий закрепленную на шпинделе станка опорную гильзу, установленный на ней с возможностью осевых перемещений относительно встроенной в опорную гильзу поводковой торцовой головки сборный корпус, на котором расположены блок подвижных в радиальном направлении зажимных кулачков. Патрон имеет механизм последовательного осевого перемещения корпуса и радиального движения зажимных кулачков, включающий проходящую сквозь отверстие шпинделя тягу, полый шток с водилами, соединенными оси патрона штоками, на концах которых выполнены зубчатые рейки с наклонными зубьями, предназначенными для взаимодействия с соответствующими зубьями для движения кулачков. В каждом штоке перпендикулярно его оси установлен подпружиненный палец, а на наружной поверхности корпуса выполнены выемки под соответствующий палец. Выемки при вхождении в них пальцев предназначены для совместного осевого перемещения в обе стороны корпуса и штоков приводного механизма.

Перемещение сборного корпуса в осевом положении посредством подпружиненных пальцев, входящих в выемки корпуса, не обеспечивает надежности этого перемещения, особенно при обратном ходе, когда также возможна ситуация, при которой кулачки не будут отведены от обрабатываемого вала. Наличие трех штоков малого диаметра механизма последовательного осевого перемещения корпуса и радиального движения кулачка, а также передача посредством этих штоков через водила больших крутящих моментов от шпинделя к патрону приводит вследствие больших нагрузок на штоки к их перекосу, быстрому изнашиванию штоков и сопряженных с ним поверхностей, а как следствие, заклиниванию, что отрицательно влияет на надежность и долговечность патрона.

Техническим результатом изобретения является исключение элементов, работающих на трении.

На фиг.1 изображен патрон в рабочем положении с выдвинутыми корпусом и зажимными кулачками, осевой разрез; на фиг.2 - то же, в исходном положении; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1.

Предлагаемый патрон содержит закрепленную на шпинделе 1 станка посредством винтов 2, опорную гильзу 3, имеющую базируемый на коническом хвостовике 4 шпинделя фланец 5, соединенный собственно с гильзой 3 винтами 6.

Шейка 7 меньшего диаметра гильзы сопряжена с одной частью 8 сборного корпуса 9 патрона, другая часть 10 которого сопряжена с шейкой 11 большего диаметра гильзы 3. На торце гильзы закрепляются поводковые торцовые головки 12 (фиг.1), 13 (фиг.2) с соответственно неподвижными и подвижными в осевом направлении упорными центрами 14 и ведущими пальцами 15. Сборный корпус 9 патрона установлен с возможностью осевых перемещений относительно поводковых торцовых головок 12 (13) по втулкам 16.

Части 8 и 10 сборного корпуса 9 соединены между собой посредством промежуточного фланца 17, расположенного между ними, и скреплены винтами 18 и 19. Фланец 17 разделяет корпус на две полости 20 и 21. В полости 20 расположена большая ступень 22 ступенчатой втулки 23 механизма последовательного осевого перемещения сборного корпуса 9 и радиального движения зажимных кулачков 24, блок 25 которых установлен на части 8 сборного корпуса 9. В полость 21 введена меньшая ступень 26 втулки 23 и в этой полости для передачи крутящего момента от шпинделя на патрон установлена по меньшей мере одна шпонка 27 (в данной конструкции - три, т.е. по количеству зажимных кулачков), входящая в продольный паз 28, выполненный на внутренней поверхности части 10 корпуса 9.

Механизм последовательного осевого перемещения корпуса 9 и радиального движения зажимных кулачков 24 содержит также тягу 29, соединенную проходящим сквозь отверстие в шпинделе 1 штоком с приводным гидроцилиндром. Тяга 29 посредством резьбовой втулки связана с полым штоком 31, снабженным водилами 32, соединенными посредством байонетного механизма с меньшей ступенью 26 втулки 23.

Для удаления силового замыкания части корпуса 8 и фланца 17 в последней образованы секторы 33 (фиг. 3), проходящие сквозь окна 34, выполненные в торцовой перемычке 35 ступенчатой втулки 23. Сектора 33 соединены с фланцем 17 винтами 36.

Большая ступень 22 втулки 23 соединена с блоком 25 зажимных кулачков 24 (в данном варианте клиновым механизмом) и поджата пружинами 37, размещенными в отверстиях, выполненных в большей ступени 22 втулки 23, в направлении шпинделя 1 станка.

Часть 10 корпуса 9 снабжена буртом 38, служащим ограничителем осевых перемещений корпуса 9 в результате взаимодействия бурта 38 с буртом 39 опорной гильзы 3.

В полом штоке 31 расположен шток 40 (фиг.1), связанный с дополнительным гидроцилиндром (на чертеже не показан) и предназначенный для воздействия на ведущие пальцы 15 головок 12 с неподвижным упорным центром 14. В головке 13 (фиг. 2) для поджатия подвижного упорного центра 14 предусмотрена пружина 41.

Патрон работает следующим образом. В исходном положении (фиг.2) вал, предназначенный для обработки, своим одним центровым гнездом устанавливается на упорный центр 14, а другим - на центр пиноли задней бабки, которая, воздействуя в осевом направлении на вал, поджимает его к центру 14. При базировании вала на неподвижном центре 14 (фиг.1) дополнительный цилиндр через шток 40 перемещает ведущие пальцы 15 до торца вала. В случае установки вала на подвижный центр 14 (фиг.2) пиноль воздействует на него, сжимая пружину 41 до того, как заостренные концы ведущих пальцев 15 врезаются в торец обрабатываемого вала.

Обработка базовой крайней со стороны патрона шейки вала производится в центрах на доступных для поводковой центровой головки режимах. Затем приводится в действие патрон. Цикл зажима обработанной базовой шейки производится в следующей последовательности.

Под действием установленного на заднем конце шпинделя 1 гидроцилиндра тяга 29 перемещает полый шток 31 и через его водила 32, соединенные с меньшей ступенью 26, ступенчатую втулку 23 в направлении установленного вала. Поскольку пружины 37 в исходном положении напряжены и противодействуют перемещению большей ступени 22 втулки 23 относительно корпуса 9, то происходит перемещение самого корпуса 9 по опорной гильзе 3 в направлении установленного вала до того, как бурт 38 упрется в бурт 39 и движение корпуса 9 прекратится, а кулачки 24 займут положение над предварительно обработанной базовой шейкой вала.

После выполнения этого перемещения корпуса при дальнейшем перемещении большей ступени 22 втулки 23 в полости 20 под действием гидроцилиндра сжимаются пружины 37, движутся кулачки 24 блока 25, при этом происходит зажим предварительно обработанной базовой шейки вала, что позволяет производить обработку других поверхностей вала с высокими режимами резания (фиг.1).

По окончании обработки вала в патроне давление в зажимной полости гидроцилиндра снимается и подается в разжимную полость, в результате чего под действием тяги 29 и пружин 37, воздействующих на большую ступень 22, втулка 23 при гарантированно неподвижном корпусе перемещается в сторону шпинделя.

При воздействии большей ступени на блок 25 зажимные кулачки 24 отходят от базовой шейки вала. Перемещение большей ступени 22 относительно корпуса 9, а вместе с ней движение (отвод) кулачков 24 продолжается до упора ее торца в торец промежуточного фланца 17. В результате этого движение кулачков 24 прекращается и начинается осевой отвод корпуса 9 базовой шейки вала по опорной втулке 3. В конце хода корпус и кулачки занимают исходное положение, показанное на фиг.2. Вал остается зажатым в центрах патрона и при необходимости базовая шейка вала, прежде зажатая в кулачках, может быть подвергнута чистовой обработке. После этого отводится пиноль задней бабки и вал снимается со станка.

Наличие большей по диаметру концентричной оси патрона ступенчатой втулки исключает ее перекосы и вместе с пружинами 37 обеспечивает четкую последовательность подвода (отвода) корпуса и зажимных кулачков. Размещение шпонки для передачи больших крутящих моментов прямым воздействием на корпус в его наибольшем радиусе в сочетании с указанными качествами обеспечивает надежность и долговечность патрона.

Использование: в станкостроении, в частности в патронах для зажима валов с выдвижным корпусом, несущим зажимные кулачки, и встроенным поводковым торцовым устройством. Сущность изобретения: патрон содержит закрепленную на шпинделе 1 станка опорную гильзу 3, установленный на ней с возможностью осевых перемещений относительно встроенной в опорную гильзу поводковой торцовой головки 12 сборный корпус 9, состоящий из двух частей 8 и 10 и закрепленного между ними промежуточного фланца 17, разделяющего корпус на две полости 20 и 21. На части 8 корпуса установлен блок 25 подвижных в радиальном направлении зажимных кулачков 24. Патрон имеет механизм последовательного осевого перемещения корпуса и радиального движения зажимных кулачков, содержащий ступенчатую втулку 23, большая ступень которой расположена в полости 20, соединена с блоком подвижных в радиальном направлении кулачков и поджата пружинами 37 в направлении шпинделя. Меньшая ступень 26 втулки 23 введена в полость 21 и соединена посредством байонетного механизма с водилами 32 полого штока 31, перемещаемого посредством гидроцилиндра через тягу 29, закрепленную в полом штоке посредством резьбовой втулки 30. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. ЗАЖИМНОЙ ПАТРОН, в составном корпусе которого расположены несущие зажимные кулачки ползуны и механизм последовательного осевого перемещения корпуса и радиального - кулачков, с приводом, отличающийся тем, что механизм последовательного осевого перемещения корпуса и радиального - кулачков выполнен в виде ступенчатой втулки с расположенными в ее осевых отверстиях пружинами сжатия, при этом один торец большей ее ступени связан с ползунами, а другой предназначен для взаимодействия с введенным в патрон упором. 2. Патрон по п.1, отличающийся тем, что упор выполнен в виде расположенного между частями корпуса промежуточного фланца, при этом в одной части корпуса размещена большая ступень втулки, а в другой - ее меньшая ступень, связанная с приводом.