Самоцентрирующее зажимное устройство Советский патент 1984 года по МПК B23B31/16 

О

00 ю

а

1 Изобретение относится к станкостроению, а более .конкретно к устройствам для закрепления деталей при обработке на металлорежущих станках, Известно устройство, в корпусе которого размещены по окружности эксцентриковые зажимные ролики, оси которых связаны через промежуточные элементы с подпружиненными в танген циальном направлении поворотным кол цом Ci 3 Однако известное устройство не обеспечивает постоянное усилие зажи ма при изменении диаметра зажима, следовательно снижает- точность. Целью изобретения является повыш ние точности посредством обеспечен постоянства усилия зажима при изме нении диаметра зажимаемой детали, . Указанная цель достигается тем, что в самоцентрирующем патроне, в корпусе которого размещены расположенные по окружности эксцентриковые зажимные ролики, оси которых связаны через промежуточные элементы с подпружиненным в тангенциально направлении поворотным кольцом, пос леднее выполнено с внутренним и наружным венцами, первый из которых связан с выполненными в виде зубчатых секторов промежуточными элементами а второй - с введенной в устройство подпружиненной рейкой, снабженной упором,при этом жесткость пружины рейки следующая Q 95 р 7 Р .. . т2 к к с где РЗД, - усилие зажима-, Zg - число зубьев внутреннего зубчатого венца; 2 - величина эксцентриситет зажимного ролика; |л 1 - модуль наружного зубчатого венца, Z ( - число зубьев наружного зубчатого венца; число зубьев сектора (для полной окружности) На фиг,1 показано предлагаемое устройство, сечение-, на фиг, 2 узел I на фиг.1-, на фиг,3 - график зависимости усштия пружины от угла на фиг,4 - разрез А-А на фиг,1, В корпусе 1 выполнено глухое отверстие, в котором установлено поворотное кольцо 2 с зубчатыми венцами 3 и 4. В отверстии корпуса 1 закреплены три равнорасположенных по окружности оси 5, на которых установлены зажимные эксцентриковые ролики 6, К каждому ролику 6 приварено по сектору 7, имеющему зубчатую по дуге нарезку, зацепляемую с внутренним зубчатым венцом 3 поворотного кольца 2, причем сектора 7 одинаково сориентированы относительно эксцентриковых роликов 6, В корпусе 1 тангенциально поворотному кольцу 2 установлена рейка 8, зацепляемая с наружным зубчатым венцом 4 кольца 2, Рейка 8 подпружинена к корпусу 1 пружиной 9 и установлена с ограничением линейного перемещения посредством регулируемого упора tO со стороны сжатия пружины,При этом упор 10 выставляется таким образом, что линия эксцентриситета для максимального диаметра устанавливаемой детали параллельна касательной к ее поверхности в точке контакта с эксцентриковым роликом, При этом пружина рассчитывается следующим образом где k - жесткость пружины-, ДР,р - изменение усилия .пружины при повороте эксцентрика-, Д - ход пружины. Момент на одном эксцентрике от зажимной детали М F экси.. 30 где РЗЙ« усилие зажима, Н Р cos /3 (из фиг, 2) и зависит от Момент на одном эксцентрике от пружины Р m Z Z к ц с. feZ эксц пр 2-3-Zg Р - модуль наружного венца; Z - число зубьев наружного венца; Zj. - число зубьев сектора; Zg- число зубьев внутреннего венца, Из равенства моментов РЗЙЖ СОЗ/Ь Р, feZa ,ft с Из графика (фиг.З) видно, что в интервале при /3 30-90 характе ристика усилия пружины наиболее по тоянна (в этом случае средняя вел чина неравномерности усилия зажима примерно равна t 3%) р , пр fri.Z..Z- rn. .;.2e« 3 l p/ 3«A« i Изменение угла ot кольца 2 мож выразить где Л - ход пружины, приравненны к дуге кольца при его п вороте на угол 4,; R - радиус поворотного коль или 4оС 2в4. в Л|3 - 2Zo . в 3«xZ cos30 Подставляя значения (в радианах cos 30° 0,866026 и /Ь 1,047197 последнее выражение принимает вид , . 2 к. к с Пример. Приспособление име ет три эксцентриковых ролика с экс центриситетом 12,5 мм, с осями вра щения, расположенными на диаметре 54 мм. Наружный диаметр ролика , вен 26 мм.С эксцентриком жестко св зан зубчатьи сектор, делительный диаметр зубьев которого равен Jb мм,модуль тс 1,5, полное 4 число зубьев 24.В корпусе установлено зубчатое кольцо с числом зубьев внутреннего венца 2g 60 и trig tYV(; 15. Делительный диаметр для внутренних зубьев кольца равен 90 мм. На наружной поверхности выполнен зубчатый венец с Z, т. 2-, CK - параметры кинематических звеньев позволяют осуществлять установку и зажим заготовок в диапазоне диаметров от 3 до 22 мм. При усилии зажима на каждом кулачке необходимом при вьтолнении операции чистовой шлифовки, жесткость пружины для зажима (определенная по формуле) составит К 0,484 кг/мм. Такая жесткость пружины обеспечит постоянство усилия в интервале значений угла fi от 30 до 90 . Однако для того, чтобы усилие зажима было нужной нам величины, необходимо определить усилие пружины при наибольшем ее сжатии в крайнем зна чении угла . Это усилие определяется по формуле заж 20 со5/3 VV и равно РПР 13,53 кг. По известной методике по необходимому максимальному усилию Р.рр 13,53 кг выбирают пружину d 2,5 мм- D 28 мм; t 10,5 мм; Р |7 15,4 кг; | 6,5 мм. Длина рабочей части пружины определяется по формуле равна 51,5 мм. Диапазон диаметров ажимаемых деталей в приспособлении оставляет 19 мм и зависит от велиины эксцентриситета. Этот диапазон ожет быть легко, увеличен увеличеним эксцентриситета при соответствуюем изменении зависимых параметров инематических звеньев. Устройство работает следующим обазом. При перемещении влево рейки 8 -.-.ж i4-i.- bb % iirijri С: О о упора 10 кольцо поворачивается ротив часовой стрелки, поворачивая ектор 7, а вместе с ними зажимные олики 6. В этом положении роликов 6 устанавливается,зажимаемая детал 11. При закреплении детали 11 подпружиненная рейка 8, перемещаясь вправо, поворачивает кольцо по часовой стрелке. Зубчатые секторы 7 поворачиваются и могут закреплять все меньпше диаметры деталей. При этом усилие пружины 9 уменьшается npojiopujiOHanbHo перемещению рейки В, следовательно, момент уменьшается. Но при уменьшении момента и при повороте роликов 6 увеличи-вается угол /i а значит и величин , и при определенном подборе жесткости 9 произведение 1 остается постоянным, сл ПР cos f3 дова тельно, при всех постоянных ге метрических параметрах устройства усилие зажима будет постоянным с достаточной для такф го рода механизмов точностью (в пределах - ±3%). Угол поворота (dL,|5) прямо пропорционален перемещению рейки 8, следовательно , можно подобрать пружину 9 соответствующей жесткости, которая при обеспечении усилия в начале хода рейки 8, подсчитанной по предлагаемой формуле, обеспечит постоянство усилия зажима во всем диапазоне диаметров зажимаемых деталей. Таким образом, вьтолнение промежуточного элемента в виде сектора с зубчатой нарезкой, взаимодействующей с зубчатым венцом на внутреннем диаметре поворотного кольца,, и установка упора для рейки, связанной с корпусом пружиной с определенной жесткостью, позволяет передавать постоянное усилие зажима на детали с разны --ш диаметрами. Эконоьшческий эффект на предприятии ожидается получить в размере 1,5 тыс. руб. за -счет сокращения номенклатуры зажимных устройств для деталей с разными диаметрами. /

САМОЦЕНТРИРУКЩЕЕ ЗАЖМНОЕ УСТРОЙСТВО, в корпусе которого размещены расположенные по окружности эксцентриковые зажимные ролики, оси которых связаны через промежуточные элементы с подпружиненным в тангенциальном направлении поворотным кольцом, от. личающееся тем, что, с целью повьшения точности посредством обеспечения постоянства усилия зажима при изменении диаметра зажимаемой детали, поворотное кольцо выполнено с внутренним и наружным венцами, первый из которых связан с выполненными в виде зубчатых секторов промежуточными элементами, а второй - с введенной в устройство подпружиненной рейкой, снабженной - упором, при этом жесткость К пружины рейки следующая: , ki -г m- 22 z где F усилие зажимаi заж число зубьев внутреннего 8 зубчатого венца Е - величина эксцентриситета зажимного ролика, модуль нар жного зубчатого венца число зубьев наружного - зубчатого венца 2,.- число зубьев спектра (для полной окружности)