РАЗЖИМНАЯ ОПРАВКА Российский патент 1995 года по МПК B23B3/04 

Изобретение относится к машиностроению и может найти применение для закрепления заготовок типа втулок, фланцев при обработке на металлорежущих станках.

Известна разжимная оправка, содержащая корпус и тягу, связанную посредством осей, расположенных в ее радиальных отверстиях, со сменным разжимным элементом. Недостатком такой оправки является сложность автоматической замены сменного разжимного элемента (цанги).

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является разжимная оправка, содержащая корпус, крышку с центральным отверстием, уплотнение и разжимные сменные элементы (сегменты).

Недостатком такой оправки является низкая надежность в работе, прежде всего связанная с конструкцией уплотнительного узла, защищающего внутреннюю полость оправки от попадания стружки. Это вызвано тем, что натяг в соединении уплотнительное кольцо сегменты переменный. Он изменяется от минимального значения при разжатой оправке до максимума, когда происходит закрепление заготовки с максимальным базовым отверстием. Следует отметить, что уплотнительное резиновое кольцо контактирует с прерывистой поверхностью сменных разжимных элементов. Эти два фактора снижают долговечность работы уплотнения. Кроме того, мелкая стружка, скопившаяся в зазоре между уплотнением и наружной торцевой поверхностью крышки (выталкивателя), при замене сменных разжимных элементов может попасть во внутреннюю полость оправки.

Изобретение позволяет повысить надежность работы разжимной оправки. Поставленная задача решается тем, что в разжимной оправке, на корпусе которой выполнен выступ с конической поверхностью, которая также содержит разжимные сменные элементы, установленные с возможностью перемещения на выступе корпуса, крышку с центральным отверстием и уплотнение, наружная поверхность разжимных элементов выполнена ступенчатой, причем на одной из ступеней выполнена канавка, в которой расположено уплотнение, а центральное отверстие в крышке выполнено коническим и предназначено для взаимодействия с уплотнением, при этом угол конуса центрального отверстия в крышке равен углу конуса конической поверхности выступа корпуса.

Выполнение наружной поверхности разжимных сменных элементов ступенчатой с выполнением на одной из них канавки с размещением в ней уплотнения позволяет упомянутую ступень выполнять для всех сменных элементов с постоянным диаметром, независимо от номинального размера разжимного сменного элемента, определяемого диаметром базового отверстия закрепляемой на оправке заготовки. За счет этого номинальный натяг в соединении уплотнение центральное отверстие в крышке будет постоянным для всего размерного диапазона разжимных сменных элементов, что позволяет обеспечить надежную защиту внутренней полости оправки от попадания стружки и охлаждающей жидкости. Кроме того, при замене разжимных элементов в процессе их съема с оправки наличие в их канавке уплотнения (резинового кольца) позволяет удалить из зазора между наружной поверхностью элементов и центральным отверстием в крышке попавшую туда стружку.

Выполнение центрального отверстия в крышке коническим, предназначенным для взаимодействия с уплотнением, и соблюдение равенства между углом конуса центрального отверстия в крышке и углом конуса конической поверхности выступа корпуса при зажиме или разжиме заготовки, установленной на оправке, когда уплотнительное кольцо движется в осевом направлении вместе с разжимными сменными элементами и диаметр кольца при этом движении изменяется, позволяет сохранить натяг уплотнительного кольца в крышке постоянным. Это способствует деформации кольца на постоянную оптимальную величину и дает возможность избежать заклинивания уплотнения в отверстии крышки, а значит и преждевременный его износ.

На фиг. 1 представлена разжимная оправка, разрез; на фиг. 2 узел I на фиг. 1; на фиг. 3 сменный разжимной элемент (цанга).

Разжимная оправка содержит корпус 1, на котором выполнен выступ с конической поверхностью, где размещен сменный разжимной элемент цанга 2. Снаружи цанга 2 выполнена ступенчатой, состоящей из двух участков (фиг. 3). Один из этих участков 3 для всех сменных цанг имеет одинаковый диаметр d, а диаметр D ступени 4 для каждой сменной цанги имеет свое значение в зависимости от диаметра базового отверстия закрепляемой на оправке заготовки 5. На ступени 3 имеется две кольцевые канавки. Канавка 6 предназначена для размещения уплотнительных колец 7. Канавка 8 предназначена для размещения прихватов 9, выполненных на торцевой поверхности осей 10. На упомянутой поверхности также предусмотрен торцевой кулачок 11. Оси 10 установлены с возможностью поворота в осевых отверстиях фланца 12, являющегося частью тяги 13. В центральном отверстии тяги 13 расположен поворотный вал 14 с зубчатым венцом 15. Зубчатый венец предназначен для взаимодействия с зубьями 16, нарезанными на цилиндрической поверхности осей 10. С правого торца к корпусу 1 крепится уплотнительная крышка 17. Ее центральное отверстие 18 выполнено коническим. Угол α₂ конуса поверхности 18 выполнен равным углу α₁ конуса конической поверхности выступа корпуcа 1.

Разжимная оправка работает следующим образом.

Для закрепления заготовки 5, установленной на цанге 2, тяга 13 перемещается влево (фиг. 1). Движение тяги 13 через оси 10, прихваты 9 которых заходят в кольцевую канавку 8, передается цанге 2. Цанга 2 перемещается вдоль конической поверхности выступа корпуса 1, лепестки ее расходятся и заготовка 5 закрепляется.

При перемещении разрезной цанги 2 влево ее наружный диаметр по всей длине увеличивается. Увеличивается и диаметр ступени 3 и, следовательно, кольца 7. Но это не может привести к заклиниванию этого кольца в центральном отверстии уплотнительной крышки 17, так как поверхность 18 отверстия выполнена конической. Таким образом, натяг в соединении кольцо 7 поверхность 18 имеет постоянное оптимальное значение, что способствует повышению долговечности уплотнения.

Для снятия заготовки 5 с оправки тяга 13 с цангой 2 перемещаются вправо.

При замене цанги 2 вал 14 поворачивается по часовой стрелке. Через зацепление зубчатого венца 15 с зубьями 16 вращение передается осям 10, которые поворачиваются по часовой стрелке. Прихваты 9 освобождают цангу, которая затем посредством кулачков 11 отжимается вправо. Затем в этом же направлении заменяемая цанга 2 перемещается специальным автоматическим манипулятором (не показан), осуществляющим смену. При этом уплотнительное кольцо 7, перемещаясь относительно поверхности 18 крышки 17, удаляет из отверстия в крышке попавшую туда стружку, препятствуя тем самым ее скоплению там.

Затем манипулятор помещает снятую цангу 2 в магазин сменных цанг, откуда извлекает новую цангу и переносит ее на оправку. Манипулятор поджимает эту цангу к торцевым кулачкам 11. Вал 14 получает вращение по часовой стрелке, а оси 10 против. Прихваты 9 осей 10 заходят в кольцевую канавку 8 цанги 2. Вращение вала 14 при этом прекращается.

Использование: в машиностроении для закрепления заготовок типа втулок, фланцев при обработке на металлорежущих станках. Сущность изобретения: на переднем конце корпуса 1 оправки выполнен выступ с конической поверхностью, на которой размещен сменный разжимной элемент-цанга 2. Снаружи цанга 2 выполнена ступенчатой, состоящей из двух участков. На ступени имеются две кольцевые канавки, одна из которых предназначена для размещения уплотнительных колец, а другая для размещения прихватов 9, выполненных на торцевой поверхности осей 10. Оси 10 установлены с возможностью поворота в осевых отверстиях фланца 12, являющегося частью тяги 13. В центральном отверстии тяги 13 расположен поворотный вал 14 с зубчатым венцом 15, предназначенным для взаимодействия с зубьями 16, нарезанными на цилиндрической поверхности осей 10. С правого торца к корпусу 1 крепится уплотнительная крышка 17, ее центральное отверстие выполнено коническим. Угол конуса поверхности выполнен равным углу конуса конической поверхности выступа корпуса. Для закрепления заготовки 5, установленной на цанге 2, тяга 13 перемещается влево. Цанга 2 перемещается вдоль конической поверхности выступа корпуса 1, лепестки ее расходятся и заготовка 5 закрепляется. 3 ил.

РАЗЖИМНАЯ ОПРАВКА, на корпусе которой выполнен выступ с конической поверхностью, оправка также содержит разжимные сменные элементы, установленные с возможностью перемещения на выступе корпуса, крышку с центральным отверстием и уплотнение, отличающаяся тем, что наружная поверхность разжимных сменных элементов выполнена ступенчатой, причем на одной из ступеней выполнена канавка, в кторой расположено упомянутое уплотнение, а центральное отверстие в крышке выполнено коническим и предназначено для взаимодействия с уплотнением, при этом угол конуса центрального отверстия в крышке равен углу конуса конической поверхности выступа корпуса.