ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЙ ПАТРОН ДЛЯ ЗАХВАТА ПРОТЯЖКИ Российский патент 1995 года по МПК B23D41/04 

Изобретение относится к механической обработке металлов резанием и может быть использовано в машиностроении, в частности при протягивании на протяжных станках, имеющих вспомогательный патрон для захвата и сопровождения протяжки, т. е. сопровождение от отдельного механизма независимого от рабочего гидроцилиндра.

Известен патрон для сопровождения протяжки, состоящий из корпуса и хвостовика, в котором сопровождение осуществляется при помощи поворотных кулачков. Однако такие патроны лишь поддерживают хвостовик протяжки, не имея никаких дополнительных функций.

Известен патрон для захвата хвостовика протяжки, включающий корпус, состоящий из хвостовика и втулки, кулачки и гильзу, а между втулкой и опорной шайбой помещены пружины. Это позволяет улучшить условия резания. Но тяговые усилия, действующие на протяжку и соответственно напряжение на разрыв, остаются при этом неизменными.

Целью изобретения является увеличение долговечности протяжки и уменьшение ее длины.

Это достигается тем, что во вспомогательном патроне для захвата протяжки, включающем разъемный корпус, выполненный из хвостовика, и втулки, соединяемых посредством гильзы, кулачки, расположенные во втулке, и пакет тарельчатых пружин, последний размещен между втулкой и хвостовиком.

На фиг.1 показан вспомогательный патрон для захвата протяжки, продольный разрез, в исходном положении; на фиг.2 положение вспомогательного патрона для захвата протяжки после подвода его и захода переднего хвостовика протяжки в рабочий патрон перед началом резания; на фиг.3 положение патронов в процессе резания.

Вспомогательный патрон для захвата протяжки устроен следующим образом.

Корпус патрона выполнен разъемным и состоит из втулки 1 и хвостовика 2. Хвостовик служит для крепления патрона во вспомогательной каретке станка. Во втулке размещены поворотные кулачки 3, служащие для захвата заднего хвостовика 4, протяжки 5, находящиеся в подпружиненном состоянии и срабатывающие при контакте с упором (не показано). Для уменьшения износа втулки в ней помещена упорная втулка 6 для контакта с торцом хвостовика протяжки. С целью обеспечения центрирования втулки и хвостовика во втулке выполнено отверстие 7, в которое входит цилиндрический выступ 8 хвостовика. Перемещение втулки ограничено гильзой 9, которая своим буртом 10 контактирует с заплечиками 11 втулки. Гильза навинчивается на хвостовик. Между втулкой и хвостовиком помещены пружины 12, установленные пакетами, и количество их зависит от критического значения продольной силы при продольном изгибе протяжки и рассчитывается по формулам
P_кр= где I минимально допустимый момент инерции;
Е модуль упругости;
l приведенная длина,
при этом усилие допускаемого суммарного прогиба должно быть не более критической продольной силы
Р_п ≅ Р_кр, где Р усилие при допустимом прогибе 1-й пружины
n количество пружин в пакете.

Гильза навинчена на хвостовик таким образом, чтобы зазор между торцом цилиндрического выступа хвостовика и торцом отверстия втулки составил не более суммарного допустимого прогиба пакетов пружин
δ ≅ nf, где f допустимый прогиб одной пружины.

Гильза фиксируется стопорной гайкой 13. При этом подвод переднего хвостовика 14 протяжки настроен таким образом, чтобы расстояние δ₁ между рабочей поверхностью поворотного кулачка 15 рабочего патрона 16 и рабочим конусом 17 шейки переднего хвостовика протяжки перед началом резания не превышал δ.

Патрон работает следующим образом.

В исходном положении задний хвостовик 4 протяжки 5 зафиксирован во втулке 1 вспомогательного патрона для захвата протяжки (см. фиг.1). При этом пружины 12 находятся в свободном состоянии, а между торцом цилиндрического выступа 8 хвостовика 2 и отверстием 7 втулки 1 имеется зазор δ. При подводе протяжки ее передний хвостовик 14 входит в отверстие рабочего патрона 16, а 1-й зуб протяжки упирается в торец обрабатываемого отверстия детали 18. При включении рабочего хода протяжка под действием вспомогательного патрона для захвата начинает перемещаться до тех пор, пока не остановится под действием силы резания, которая возрастает по мере увеличения числа зубьев, находящихся одновременно в работе. При этом рабочий патрон 16 продолжает перемещение, выбирая зазор между рабочей поверхностью поворотных кулачков 15 рабочего патрона 16 и рабочим конусом 17 шейки переднего хвостовика протяжки. Втулка 1 вспомогательного патрона для захвата под действием протяжки останавливается, хвостовик 2 продолжает движение синхронно с рабочим патроном 16, сжимая тарельчатые пружины 12 и создавая все возрастающее давление на задний торец протяжки. Если сила резания не велика, то сила давления вспомогательного патрона для захвата протяжки может превысить силу резания до начала контакта кулачков 15 с рабочим конусом 17 и начинается процесс протягивания, при этом протяжка будет работать как прошивка, т.е. на сжатие. Если сила давления вспомогательного патрона для захвата протяжки недостаточна для преодоления силы резания, то после выборки зазора δ, т.е. после того, как торец цилиндрического выступа 8 хвостовика 2 упрется в торец отверстия 7 втулки 1, а рабочая поверхность поворотных кулачков 15 войдет в контакт с рабочим конусом 17 шейки переднего хвостовика 14 протяжки, начнется процесс протягивания, т.е. работа протяжки на разрыв. Но фактическое тяговое усилие, действующее на протяжку, будет меньше силы резания на величину силы сжатия пакетов пружин
Р_т Р_рез- nP
Соответственно и напряжение в опасных сечениях протяжки становится меньше на величину
σ где F площадь опасного сечения протяжки.

Кроме того, из-за колебаний силы резания тарельчатые пружины выполняют и роль демпфера, смягчая ударную нагрузку, делая процесс протягивания более плавным. После прохождения режущих зубьев протяжки через деталь 18 вспомогательный патрон для захвата протяжки набегает на упор (не показан). При этом кулачки 3 открываются, освобождая протяжку. По окончании процесса резания обработанная деталь снимается, включается обратный ход и протяжка возвращается в исходное положение.

Эффективность предлагаемого вспомогательного патрона для захвата протяжки обусловлена уменьшением фактического тягового усилия на протяжку. Это достигается тем, что между втулкой и хвостовиком помещены тарельчатые пружины, количество которых зависит от критической продольной силы при продольном изгибе протяжки, а соединение втулки и хвостовика осуществлено посредством гильзы. Наличие этих особенностей позволяет увеличить лимитирующую силу резания на величину nP, а следовательно, увеличить подачу на зуб протяжки и как следствие сократить длину протяжки и увеличить ее долговечность.

Использование: при механической обработке металлов резанием, в частности протягиванием. Сущность изобретения: в патроне между втулкой 1 и хвостовиком 2 размещены пакеты тарельчатых пружин 12, а соединение хвостовика 2 и втулки 1 осуществлено посредством гильзы 9, бурт которой ограничивает перемещение втулки 1. 3 ил.

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЙ ПАТРОН ДЛЯ ЗАХВАТА ПРОТЯЖКИ, включающий корпус, выполненный из хвостовика и втулки, соединенных посредством гильзы, кулачки, расположенные во втулке, и пакет тарельчатых пружин, отличающийся тем, что указанный пакет пружин размещен между втулкой и хвостовиком.