КЛИНОВОЙ ПАТРОН Российский патент 1995 года по МПК B23B31/02 

Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано для закрепления режущих инструментов с цилиндрическим хвостовиком (сверла, зенкеры, развертки, фрезы и т.п.) в ручных и электрических дрелях, сверлильных, токарно-револьверных, фрезерных и многооперационных станках.

Наиболее близким решением к изобретению является клиновой патрон, содержащий связанные между собой по резьбе коническую и цилиндрическую втулки, последняя из которых поджата через шарики к корпусу с резьбовым хвостовиком, связанным с резьбовой втулкой, в которой выполнены наклонные прорези, предназначенные для размещения зажимных двухсторонних клиньев.

Выполнение в известном патроне резьбовой втулки с наклонными Т-образными прорезями требует при изготовлении специальной оснастки и трудно реализуемо при обеспечении точности сопряжения с зажимными двухсторонними клиньями, задняя часть которых имеет ответный Т-образный профиль.

При малейшей неточности изготовления в одной резьбовой втулке Т-образных прорезей возможно заклинивание одного из двухсторонних клиньев, что приведет к неравномерному зажиму и повышенному биению закрепляемого режущего инструмента.

Изобретение позволит предотвратить заклинивание двухсторонних клиньев за счет того, что задние части клиньев выполнены с поперечным сечением в виде квадрата с фасками по всей длине указанных частей, а наклонные прорези резьбовой втулки выполнены с поперечным сечением в форме круга или квадрата, диаметр и сторона которых выбираются по формулам, исключающим заклинивание за счет гарантированного зазора по всем сторонам поперечного сечения.

На фиг.1 приведен клиновый патрон, продольный разрез; на фиг.2 резьбовая втулка с двухсторонним клином; на фиг.3 вид по стрелке А на фиг.2 (вариант квадрат-круг); на фиг.4 то же, вариант квадрат-квадрат.

Клиновой патрон содержит корпус 1, цилиндрическую втулку 2 и связанную с ней резьбой коническую втулку 3. Втулка 2 центрируется по корпусу и связана с ним через шарики 4. Сепаратор 5 расположен по втулке 2 и содержит контактирующие с конусной втулкой 3 зажимные двухсторонние клинья 6, задняя часть которых снабжена наклонными поверхностями 7, размещенными в наклонных прорезях резьбовой втулки 8, связанной по резьбе с корпусом 1.

Задняя часть 7 зажимных клиньев 6 в поперечном сечении имеет форму квадрата со стороной а и фасками b по всей длине. Наклонные прорези резьбовой втулки выполнены с поперечным сечением в форме круга или квадрата, диаметр d и сторона а₁ которых соответственно выбраны по формуле:
d=(a+c)-b
a₁= (a+c) где а сторона квадрата с фасками в задней части зажимного клина;
b ширина фасок на углах квадрата, перпендикулярных диагонали,
с зазор между поверхностями задней части зажимного клина и наклонной прорези резьбовой втулки.

Для вращения корпуса 1 при неподвижной втулке 3 или наоборот с целью зажима-разжима патрона предназначена втулка 9, жестко связанная с корпусом 1 с помощью стопорного винта 10. Для удержания сепаратора 5 от проворота относительно цилиндрической втулки 2 служит штифт 11.

Работает клиновой патрон следующим образом.

При вращении втулки 9 с жестко связанным с ней корпусом 1, имеющим резьбовой хвостовик, получает поступательное перемещение резьбовая втулка 8, связанная с зажимными двухсторонними клиньями 6, которые совершают сложное осевое и радиальное перемещения под действием резьбовой втулки при взаимодействии с конической поверхностью конусной втулки 3. Сепаратор 5 препятствует вращательному движению клиньев 6 благодаря наличию направляющих. Происходит зажим-разжим инструмента клиньями в зависимости от направления вращения втулки 9. Благодаря тройному усилению в патроне (наличие винтового и двухклинового передаточно-усилительных звеньев) происходит надежное закрепление инструмента без ключа.

Применение в резьбовой втулке 8 и корпусе 1 левой резьбы обеспечивает при правом вращении патрона с инструментом дополнительный зажим от сил резания, т.е. самозажим, работающий по принципу чем больше крутящий момент резания, тем выше сила зажима, что практически исключает проскальзывание режущего инструмента.

Дополнительный эффект самозажима может быть достигнут несимметричным исполнением рабочей зажимной части клина 6, заостренная вершина которого смещена на эксцентриситет e (фиг. 3) в сторону, противоположную вращению патрона (эффект эксцентрикового зажима).

Использование: в металлообработке для закрепления режущих инструментов (сверла, зенкеры, развертки, концевые фрезы) с цилиндрическим хвостовиком. Сущность изобретения: клиновой патрон содержит корпус 1, цилиндрическую втулку 2 и связанную с ней по резьбе коническую втулку 3. Втулка 2 центрируется по корпусу и связана с ним через шарики 4. Сепаратор 5 расположен во втулке 2 и содержит контактирующие с конусной втулкой 3 зажимные двухсторонние клинья 6 с наклонными поверхностями 7, размещенными в наклонных прорезях резьбовой втулки 8. Задняя часть зажимных клиньев 6 в поперечном сечении имеет форму квадрата с фасками по всей длине, а наклонные прорези резьбовой втулки 8 выполнены с поперечным сечением в форме круга или квадрата, диаметр d и сторона a₁ которых соответственно, определены по приведенной формуле. Изобретение позволяет предотвратить заклинивание двухсторонних зажимных клиньев 6 за счет гарантированного зазора по всем сторонам поперечного сечения. 4 ил.

КЛИНОВОЙ ПАТРОН, содержащий связанные между собой по резьбе коническую и цилиндрическую втулки, последняя из которых поджата через шарики к корпусу с резьбовым хвостовиком, связанным с резьбовой втулкой, в которой выполнены наклонные прорези, предназначенные для размещения зажимных двусторонних клиньев, отличающийся тем, что задние части зажимных двусторонних клиньев выполнены с поперечным сечением в виде квадрата с фасками по всей длине, а наклонные прорези резьбовой втулки выполнены с поперечным сечением в форме круга или квадрата, диаметр d и сторона a₁ которых соответственно выбраны по формулам


где a сторона квадрата с фасками в задней части зажимного клина;
b ширина фасок на углах квадрата, перпендикулярных диагонали;
c зазор между поверхностями задней части зажимного клина и наклонной прорези резьбовой втулки.