САМОЦЕНТРИРУЮЩЕЕ ЗАЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1997 года по МПК B25J15/00 B23Q3/06 

Изобретение относится к области обработки материалов резанием, а именно к самоцентрирующим устройствам для закрепления деталей на металлорежущих станках.

Известна гамма устройств для зажима цилиндрических изделий, в которых используются призмы (Корсаков В.С. Основы конструирования приспособлений, М. Машиностроение, 1983, с. 37, рис. 17, в).

При необходимости центрирования изделия обеспечивается кинематическая связь между призмами и тем самым одновременное схождение призм к центру зажимаемых изделий. Таким образом, центры зажимаемых изделий независимо от их диаметра совпадают с осью зажимного устройства, к которой сходятся призмы.

Недостатком подобных устройств является невозможность зажима изделий овальной формы без смещения их оси от оси зажимного устройства, к которой сходятся призмы (Корсаков В. С. Основы конструирования приспособлений, М. Машиностроение, 1983, с. 34, табл. 5, строка 4). При зажиме овальных заготовок (например, полученных свободной ковкой) зажим происходит по каким-то трем поверхностям призм. Это вызывает несовпадение оси призм и оси изделий и в дальнейшем к погрешности при обработке изделий.

Известно также самоцентрирующее зажимное устройство, содержащее корпус, размещенные в нем две зажимные губки, каждая из которых выполнена в виде верхних и нижних клиньев, связанных между собой посредством равноплечих рычагов, ходовой винт, привод и гайки, связанные посредством Г-образных рычагов с равноплечими рычагами, взаимодействующую через гайки с левой и правой резьбой и дополнительные рычаги с нижними клиньями (авт.св. N 1388260, кл. B 23 Q 3/00).

Работает устройство следующим образом.

Обрабатываемая деталь устанавливается между клиньями. При включении привода движение передается ходовому винту, втулке, гайкам с правой и левой резьбой и через дополнительные рычаги нижним клиньям. Одновременно ходовой винт сообщает движение через гайки Г-образным рычагом и они, воздействуя на равноплечие рычаги, обеспечивают перемещение клиньев. В процессе зажима овального изделия одна из пар клиньев подходит к наиболее удаленным точкам овала и останавливается, центрируя по одной оси. Вторая пара клиньев благодаря равноплечим рычагам, продолжает движение. Если изделие находится не по центру, к которому сходятся клинья, первый клин из последней пары обеспечивает перемещение изделия до соприкосновения со вторым клином. Ось изделия совпадает с осью зажимного устройства, изделие окончательно зажимается.

Недостатком устройства является его сложность, а также невозможность подачи обрабатываемых изделий, допустим при автоматической зацентровке, на проход, т. е. подачу изделия в призмы с одной стороны, выдачу с другой. Как видно из устройства, выдача изделий вниз перекрыта ходовым винтом.

Наиболее близким решением по технической сущности является захватное устройство, содержащее корпус, в котором установлены зажимные губки, одна из которых связана со штоком силового цилиндра, а другая закреплена на основной рейке зубчато-реечной передачи, дополнительную рейку, подпружиненную относительно корпуса, расположенную параллельно основной рейке по другую сторону от оси зубчатого колеса, и дополнительный упор, закрепленный на штоке силового цилиндра (авт.св. N 1646858 B 25 J 15/00) прототип.

Работает устройство следующим образом.

В процессе зажима изделия шток силового цилиндра перемещается с губкой и упором к изделию. При этом упор, дойдя до рейки, нажимает на нее и обеспечивает встречное выдвижение рейки. При соприкосновении губок с изделием происходит его центровка и зажим. При разжиме шток силового цилиндра устройства опускает губку с упором вниз. Одновременно с перемещением упора происходит опускание рейки пружиной. Ее поступательное движение через зубчатое колесо передается на дополнительную рейку, перемещая ее в противоположную сторону.

Недостатком устройства является то, что при зажиме овальных заготовок (например, полученных свободной ковкой), зажим происходит по каким-то трем поверхностям призм и сопровождается смещением оси заготовки вдоль общей оси призм. Это приводит к погрешности при центровке изделия и браку при последующей токарной обработке.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей зажимного устройства путем повышения точности центрирования изделий овальной формы.

Указанный технический результат достигается тем, что одна из губок выполнена подвижной с возможностью качания поперек призматического желоба губки с опорной поверхностью, например, в виде цилиндрического углубления, установленной на выпуклую ответную поверхность штока и соединена с упругим элементом, обеспечивающим поджим губки к опорной поверхности.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается конструкцией крепления одной из губок, в частности тем, что выполнена подвижной относительно штока с возможностью качения поперек призматического желоба губки по выпуклой, цилиндрической поверхности штока, и таким образом позволяет повысить точность центрирования обрабатываемого изделия.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения "новизна".

Анализ известных технических решений в области машиностроения позволяет сделать вывод, что существующие отдельные устройства сложны и не обеспечивают подачу изделий в призмы "на проход", другие при обработке овальных изделий не обеспечивают точности центрирования. Признаки, сходные с существенными отличительными признаками в заявляемом устройстве отсутствуют, что позволяет признать заявляемое решение соответствующим критерию "существенные отличия".

Изобретение поясняется чертежами, где: на фиг. 1 изображено захватное устройство, общий вид; на фиг. 2 схема работы захватного устройства с жестко установленными на зубчатой рейке и штоке губками при зажиме изделий овальной формы, штрих-пунктирной линией показано смещение подвижной губки по сфере.

Устройство содержит корпус 1, силовой цилиндр 2, закрепленную на его штоке губку 3 со сферической подошвой, упор 4, рейку 5, поступательно перемещающуюся в корпусе 1, зубчатое колесо 6, поступательно перемещающуюся в корпусе 1 под воздействием упора 4, рейку 7 передающую движение на рейку 5, пружину 8, винт 9, винт 10, связывающий губку 3, с одной торцевой поверхностью, пружины 11, сферическую шайбу 12, жестко соединенную со штоком цилиндра и являющуюся опорой для другой торцевой поверхности пружины 11.

Для обеспечения зажима детали окончание рейки 5 выполнено в виде губки.

С целью обеспечения самоустановки губки 3 по оси губок после разжима изделия пружины 11 выполнена в виде тарельчатой или винтовой пружины большой жесткости.

Устройство работает следующим образом.

В процессе зажима изделия шток силового цилиндра 2 перемещается с губкой 3 и упором 4 к изделию. При этом упор 4, дойдя до рейки 7 нажимает на нее и обеспечивает встречное выдвижение рейки 5. При соприкосновении губок с изделием подвижная губка 3, коснувшись изделия какой-либо гранью, отклоняется изделием по сфере до соприкосновения со второй гранью губки, после чего происходит зажим изделия. При разжиме шток силового цилиндра 2 устройства опускает губку 3 с упором 4 вниз. Одновременно с перемещением упора 4 происходит опускание рейки 7 пружиной 8. Ее поступательное движение через зубчатое колесо 6 передается на рейку 5, перемещая ее в противоположную сторону. Отвод рейки 5 от изделия ограничен винтом 9. При применении пружины 11 повышенной жесткости момент, возникающий в процессе перемещения губки 3 по сфере и соответственно зависящий от неравномерного сжатия пружины по ее краям, при разжиме изделия обеспечивает возврат губки 3 в первоначальное, среднее по оси губок положение.

на фиг. 2 показан момент зажима изделия в губках. В случае, если обе губки жестко закреплены на штоке и рейке, губки зажмут деталь овальной формы так, как показано на фиг. 2 одна грань нижней губки не дойдет до поверхности детали. При этом расстояние между центром губок 0₁ и центром детали 0_g будет равно δ, равному разнице между большим и меньшим радиусами эллипса.

Выполнение нижней губки подвижной позволяет ей в процессе зажима самоустанавливаться, прижимаясь обеими гранями к зажимаемой детали. Центр губок в этом случае попадает на горизонтальную ось детали в точку 0₂. При этом погрешность зацентровки детали по оси схождения губок равна нулю. Расстояния 0₁, 0₂ и 0₂, 0_g равны 0,7 d ( δ•sin 45^° ) при угле между гранями одной губки, равному 90^o (в нашем примере).

Таким образом, благодаря тому, что одна из губок выполнена подвижной с возможностью качения поперек призматического желоба губки с опорной поверхностью, например, в виде цилиндрического углубления, установлена на выпуклую ответную поверхность штока и соединена с упругим элементом, обеспечивающим поджим губки к опорной поверхности, исключается при зажиме овальных изделий погрешность вдоль линии схождения губок и тем самым повышается точность центрирования изделий.

Использование: в области обработки материалов резанием и предназначено для механизации основных и вспомогательных операций технологических процессов. Сущность изобретения: губка 3 выполнена подвижной с возможностью качания поперек призматического желоба губки с опорной поверхностью, выполненной в виде сферического углубления, и установлена на выпуклую ответную сферическую поверхность штока, при этом губка соединена с упругим элементом, обеспечивающим ее поджим к опорной сферической поверхности. 2 ил.

Самоцентрирующее зажимное устройство, содержащее корпус, в котором установлены призматические зажимные губки, одна из которых связана со штоком силового цилиндра, а другая с рейкой зубчато-реечной передачи, отличающееся тем, что оно снабжено жестко связанной со штоком силового цилиндра сферической шайбой, а в соответствующей губке со стороны, противоположной призме, выполнено углубление с ответной сферической поверхностью, при этом в штоке выполнено отверстие под дополнительно введенный упругий элемент, связанный с этой губкой.