Патрон кулачковый механизированный для установки вала на центрах станка Российский патент 2025 года по МПК B23B31/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к средствам технологического оснащения металлорежущих станков.

Известен патрон двухкулачковый клиновой механизированный, содержащий корпус с окном и двумя радиальными пазами, внутри которого с возможностью осевого перемещения размещен толкатель с наклонными клиновыми пазами, ползуны с кулачками и наклонными клиновыми выступами, размещенные в радиальных пазах корпуса и сопряженные наклонными клиновыми выступами с наклонными клиновыми пазами, и шток, кроме того на боковых сторонах окна закреплены шпонки, толкатель выполнен в виде двух полувтулок, между которыми размещен шток, а каждая из полувтулок содержит гнездо и боковые уступы, сопряженные со шпонками, причем на штоке с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оси штока, размещен двуплечий рычаг, концы плеч которого расположены в гнездах полувтулок. (RU 2655417 С1. 2018. Бюл. №16).

Однако известный патрон предназначен для консольного закрепления заготовок и не позволяет закреплять валы, установленные центровыми отверстиями на центрах станка.

Прототип - патрон кулачковый механизированный, содержащий корпус с радиальными пазами, выполненными на первом его торце, и с центрирующим пояском, выполненным на втором торце, ползуны с кулачками, размещенные в радиальных пазах, шток, упорный центр с присоединительным конусом, фланец с коническим отверстием и размещенный в корпусе механизм преобразования осевого перемещения штока в переменные радиальные движения кулачков, причем фланец закреплен на первом торце корпуса соосно своим коническим отверстием относительно центрирующего пояска, а упорный центр сопряжен присоединительным конусом с коническим отверстием фланца (RU 2693667 С1. 2019. Бюл. №19).

Однако указанный патрон не позволяет закреплять вал за коническую поверхность и, тем самым, не может передавать через эту поверхность крутящий момент валу, размещенному на центрах станка.

Проблемой является разработка механизированного патрона для установки вала, содержащего коническую поверхность, на центрах станка с закреплением вала за упомянутую поверхность.

Техническим результатом является упрощение патрона за счет исключения ползунов и радиальных пазов на корпусе и упрощения конструкции механизма преобразования.

Решение проблемы и технический результат достигаются тем, что патрон кулачковый для установки вала на центрах станка содержит корпус с направляющими и с центрирующим пояском, выполненным на первом его торце, кулачки, фланец с коническим отверстием, шток, упорный центр с присоединительным конусом и размещенный в корпусе механизм преобразования осевого перемещения штока в переменные движения кулачков, причем фланец закреплен на втором торце корпуса соосно своим коническим отверстием относительно центрирующего пояска, упорный центр сопряжен присоединительным конусом с коническими отверстием фланца, кроме того механизм преобразования включает двуплечий рычаг, установленный на штоке с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной продольной оси штока, и два толкателя с продольными пазами, сопряжеными с концами плеч рычага, при этом толкатели размещены в направляющих с возможностью осевых перемещений. Согласно изобретению толкатели выполнены в виде цилиндрических стержней, направляющие выполнены в виде отверстий, расположенных симметрично относительно оси центрирующего пояска, а кулачки выполнены с наклонными рабочими плоскостями и закреплены на толкателях с возможностью прилегания упомянутых плоскостей к конической поверхности установленного вала.

Закрепление кулачков на толкателях позволяет кулачкам совершать переменные движения в осевом направлении. Это упрощает механизм преобразования перемещений штока в переменные движения кулачков за счет исключения из этого механизма клиновых выступов и клиновых пазов, их сопряжений между собой, ползунов и радиальных пазов в корпусе.

Выполнение толкателей в виде цилиндрических стержней, а направляющих для них - в виде отверстий, также упрощает конструкцию патрона.

Переменные движения кулачков в осевом направлении при закреплении за коническую поверхность не нарушает базирования вала на упорном центре независимо от того, что коническая поверхность может иметь погрешность формы и отклонение от ее симметричности относительно центрового гнезда, а также независимо от возможного отклонения от симметричности рабочих поверхностей кулачков относительно оси упорного центра. Выполнение закрепления за коническую поверхность обеспечивает передачу крутящего момента от шпинделя валу через упомянутую поверхность при последующей обработке. Заявленным патроном можно также закреплять вал за наклонные плоскости.

Таким образом решается проблема и достигается заявленный технический результат, а именно, упрощение патрона.

Заявленное решение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан чертеж патрона, вид спереди; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Патрон содержит корпус 1 с центрирующими поясом 2, выполненным на первом его торце, и с отверстиями 3 и 4, цилиндрические стержни 5 и 6 с продольными пазами 7 и 8 соответственно, кулачки 9 и 10 с наклонными рабочими плоскостями соответственно 11 и 12, фланец 13 с коническим отверстием 14, шток 15, упорный центр 16 с присоединительным конусом 17, двуплечий рычаг 18 с плечами 19 и 20. Отверстия 3 и 4 расположены симметрично относительно оси центрирующего пояска 2. Цилиндрические стержни 5 и 6 сопряжены с отверстиями 3 и 4 соответственно, с возможностью осевых перемещений. Двуплечий рычаг 18 установлен на штоке 15 с возможностью поворотов вокруг оси, перпендикулярной продольной оси штока 15, а его плечи 19 и 20 сопряжены с продольными пазами 7 и 8 соответственно. Фланец 13 закреплен на втором торце корпуса 1 соосно своим коническим отверстием 14 относительно центрирующего пояска 2. Упорный центр 16 сопряжен присоединительным конусом 17 с коническим отверстием 14. Кулачки 9 и 10 закреплены на стержнях 5 и 6 с возможностью прилегания их наклонных плоскостей 11 и 12 к конической поверхности 21 вала 22, установленного центровым отверстием 23 на центре 16.

Патрон работает следующим образом. В корпусе 1 патрона, установленного центрирующим пояском 2 на шпинделе станка (на фигурах не показан), базируют вал 22 с конической поверхностью 21 путем установки его одним из своих центровых отверстий 23 на упорный центр 16, а другим - на задний центр, закрепленный в пиноли задней бабки станка (на фигурах не показаны). От привода сообщают движение штоку 15. Это осевое перемещение с помощью плеч 19 и 20 двуплечего рычага 18 через гнезда 7 и 8 преобразуется в осевые переменные перемещения цилиндрических стержней 5 и 6. При касании одной из наклонных рабочих плоскостей, например, плоскости 11 с конической поверхностью 21 приостанавливается осевое перемещение цилиндрического стержня 5 с кулачком 9. Приостановленное осевое перемещение возобновляется после прилегания наклонной плоскости 12 кулачка 10 к конической поверхности 21. Дальнейшими совместными осевыми перемещениями цилиндрических стержней 5 и 6 закрепляют кулачками 9 и 10 вал 22 за коническую поверхность 21.

Таким образом патрон закрепляет вал за коническую поверхность при его установке на центрах станка.

Патрон может быть использован на машиностроительных предприятиях при автоматической загрузке, разгрузке и переустановке валов с конической поверхностью на технологическое оборудование.

Патрон содержит корпус с отверстиями и центрирующим пояском, выполненным на первом его торце, цилиндрические стержни с продольными пазами, кулачки с наклонными рабочими плоскостями, фланец с коническим отверстием, шток, упорный центр с присоединительным конусом и двуплечий рычаг. Отверстия расположены симметрично относительно оси центрирующего пояска. Цилиндрические стержни сопряжены с отверстиями корпуса с возможностью осевых перемещений. Двуплечий рычаг установлен на штоке с возможностью поворотов вокруг оси, перпендикулярной продольной оси штока. Плечи рычага сопряжены с продольными пазами штоков. Фланец закреплен на втором торце корпуса соосно своим коническим отверстием относительно центрирующего пояска. Упорный центр сопряжен присоединительным конусом с коническим отверстием фланца. Кулачки закреплены на штоках с возможностью прилегания их наклонных плоскостей к конической поверхности установленного вала. Обеспечивается упрощение патрона за счет исключения ползунов и радиальных пазов на корпусе и упрощения конструкции механизма преобразования. 2 ил.

Патрон кулачковый механизированный для установки вала на центрах станка, содержащий корпус с направляющими и с центрирующим пояском, выполненным на первом его торце, кулачки, фланец с коническим отверстием, шток, упорный центр с присоединительным конусом и размещенный в корпусе механизм преобразования осевого перемещения штока в переменные движения кулачков, причем фланец закреплен на втором торце корпуса соосно своим коническим отверстием относительно центрирующего пояска, упорный центр сопряжен присоединительным конусом с коническим отверстием фланца, кроме того, механизм преобразования включает двуплечий рычаг, установленный на штоке с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной продольной оси штока, и два толкателя с продольными пазами, сопряженными с концами плеч рычага, при этом толкатели размещены в направляющих с возможностью осевых перемещений, отличающийся тем, что толкатели выполнены в виде цилиндрических стержней, направляющие выполнены в виде отверстий, расположенных симметрично относительно оси центрирующего пояска, а кулачки выполнены с наклонными рабочими плоскостями и закреплены на толкателях с возможностью прилегания упомянутых плоскостей к конической поверхности установленного вала.