Многокулачковый зажимной патрон Советский патент 1984 года по МПК B23B31/16 

Изобретение относится к станкостроению, а именно к устройствам для зажима тонкостенных деталей.

Известен многокулачковый зажимной патрон для закрепления тонкостенных деталей по внутренней поверхности, в корпусе которого размещены центрирующие и зажимные кулачки, установленные под углом к оси вращения патрона и соединенные с приводом через щарнирно установленную на тяге крестовину 1.

Недостатками известного патрона являются низкие надежность и точность зажима вследствие ограниченного количества точек зажима, распределенных по окружности детали.

Цель изобретения - повышение надежности и точности крепления.

Указанная цель достигается тем, что многокулачковый зажимной патрон для закрепления тонкостенных деталей по внутренней поверхности, в корпусе которого размещены центрирующие и зажимные кулачки, установленные под углом к оси вращения патрона и соединенные с приводом через шарнирно установленную на тяге крестовину, снабжен установленными на крестовине с возможностью пространственного поворота головками с тремя сферическими опорами, предназначенными для взаимодействия с зажимными кулачками через введенные в устройство толкатели, причем точки контакта их со сферическими опорами образуют равносторонний треугольник.

На фиг. 1 показан патрон, осевое сечение; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - сечение Г-Г на фиг. 3.

Патрон содержит корпус 1, в пазах торцовой стенки которого, расположенных под углом к оси вращения патрона, смонтированы зажимные 2 и центрирующие 3 кулачки. Кулачки 3 расположены по окружности с интервалом через 120° и соединены с крестовиной 4, поджатой в рабочее положение пружиной 5. Кулачки 2 (в количестве восемнадцати) расположены по окружности корпуса 1 с равными интервалами. По оси корпуса 1 размещена тяга 6, соединенная с приводом перемещения в виде силового цилиндра (привод не показан). На щарообразной головке 7 тяги 6 смонтирована с возможностью углового поворота крестовина 8 с тремя равнорасположенными по окружности щаровыми консолями 9, на которых также с возможностью углового поворота установлены головки 10, снабженные сферическими опорами 11, расположенными относительно оси поворота головок на одинаковом расстоянии с интервалом по окружности через 120°. Опоры 11 взаимодействуют с торцами толкателей 12, установленными с возможностью осевого перемещения в диске 13 корпуса 1. Зажимные кулачки 2 с помощью осей 14 соединены с тягами 15, установленными также с возможностью осевого перемещения в диске 13. На противоположных от кулачков 2 концах тяг 15 закреплены щаровые опоры

16,на которых смонтированы коромысла

17,взаимодействующие в средней части со сферическими торцами- толкателей 12, а концами - через сферические опоры 18 с диском 19, закрепленным на тяге 6. Каждое коромысло 17 соединено с двумя щаровыми опорами 16 тяг 15. Толкатели 12 и тяги 15 расположены по окружности с равными интервалами. Каждая головка 10 снабжена тремя опорами 11, расположенными в верщинах равностороннего треугольника. Ось щаровой консоли 9 расположена в центре такого треугольника, следовательно, усилия на толкатели 12 от опор 11 распределяются равномерно, что способствует равнораспределению усилий на зажимные элементы.

Патрон работает следующим образом.

В исходном положении кулачки 2 и 3 выдвинуты из корпуса патрона. Деталь 20 устанавливают на рабочие губки кулачков 2 и 3 до упора в торцовую базовую поверхность. Включением привода перемещения (не показан) тягу 6 перемещают в направлении по стрелке. Д. Крестовина 4 перемещается с помощью пружины 5 и перемещает в рабочее положение кулачки 3. Кулачки 3 перемещаются синхронно и в рабочем положении центрируют деталь 20 относительно оси вращения корпуса 1. Дальнейщим перемещением тяги 15 к поверхности обрабатываемой детали 20 подводят губки кулачков 2 и осуществляют зажим детали 20 с равнораспределенными усилиями между кулачками 2. Равнораспределение усилий на кулачках 2 достигается за счет распределения усилий в щарнирных соединениях между элементами 7, 9, 10 и 12, 17, 16, через которые усилия от тяги 6 передаются на кулачки 2. В процессе зажима детали 20 коромысла 17 перемещаются путем взаимодействия с толкателями 12, которые перемещаются в осевом направлении. Одновременно диск 19 взаимодействует с опорами 18. В начале взаимодействия кулачков 2 с деталью 20 тяги 15 останавливаются, а коромысла 17 поворачиваются относительно щаровых опор 16 для распределения усилий на кулачках 2, соединенных с коромыслом 17. Коромысла 17 могут поворачиваться также в поперечной плоскости относительно сферической поверхности толкателей 12.

Если в детали 20 внутренняя поверхность, взаимодействующая с кулачками 2, представляет собой правильную окружность, то теоретически верщины опор 11 всех трех головок 10 должны располагаться в одной плоскости, перпендикулярной оси вращения патрона. Однако при отступлении внутренней поверхности детали 20

от правильной окружности кулачки 2 выдвигаются из корпуса 1 на разную длину, толкатели 12 также выдвигаются из диска 13 на разную длину. При этом за счет поворота крестовины 8 на шарообразной головке 7 и поворота головок 10 на шаровых консолях 9 сохраняется контакт между головками толкателей 12 и опорами 11 с равнораспределенными усилиями. При повороте крестовины 8 и головок 10 вершины опор 11 отклоняются от общей плоскости, расположенной под углом 90° к оси вращения патрона.

В процессе перемещения тяги 6 в направлении по стрелке Е диск 19 взаимодействует с опорами 18, а периферийной частью - непосредственно с коромыслами 17, перемещением коромыслов 17 отводятся толкатели 12 и тяги 15 с кулачками 2.

20

15

tit.

Тяга 6 одновременно перемещает крестовину 4, которая отводит кулачки 3, при этом пружины 5 сжимаются. Головки 10 удерживаются от бокового смещения выступами на головках толкателей 12 (фиг. 5).

Для освобождения детали 20 из кулачков 2 и 3 тягу 6 перемещают в направлении по стрелке Е, при этом сначала от детали 20 отходят кулачки 2, а после выборки зазора, между элементами 7 и 4 отводятся кулачки 3.

Положительный эффект от применения изобретения по сравнению с известными зажимными патронами заключается в повыщении точности и надежности работы при зажиме тонкостенных заготовок путем равнораспределения усилий между многими точками зажима, расположенными по окружности детали с равными интервалами.

сриг.2

Фиг.З

ВБ

МНОГОКУЛАЧКОВЫЙ ЗАЖИМНОЙ ПАТРОН для закрепления тонкостенных деталей по внутренней поверхности, в корпусе которого размещены центрирующие и зажимные кулачки, установленные под 1 ., f6 Г/ и jbit.:. (Л СХ) сд О5 о углом к оси вращения патрона и соединенные с приводом через щарнирно установленную на тяге крестовину, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности крепления, патрон снабжен установленными на крестовине с возможностью пространственного поворота головками с тремя сферическими опорами, предназначенными для взаимодействия с зажимными кулачками через введенные в устройство толкатели, причем точки контакта их со сферическими опорами образуют равносторонний треугольник.

10

11

фиг. 5