Трехкулачковый самоцентрирующий патрон Советский патент 1985 года по МПК B23B31/12 

Изобретение относится к области станкостроения, а более конкретно к устройствам для закрепления детале на шпинделе станка при обработке экс центричных поверхностей. Известен патрон, в котором один из кулачков вьтолнен из двух частей: одной - направляющей, снабженной рифлениями и закрепленной на связанной со спиралью рейке, другой подвижной с продольньм пазом, боковые поверхности которого выполнены в виде реек, причем на направляющей ча сти кулачка установлен винт, на который надеты втулка с рифлением по торцу и зубчатая шайба, контактирующая с рейками 1 . Однако данным патроном невозмож но качественно расцентрировать занимаемую кулачками заготовку, ось кото рой смещена относительно оси патрона Это связано с различиями в направлениях перемещения кулачков при расцен тровке, из которых лишь один перемещается радиально к оси заготовки, в то время как два других кулачка переме щаются по хордам к ее окружности и встре чаются с ней не по касательной, как пер вый кулачок, а гранями своих боковых сторон. При обработке одинаковьйс заготовок изделий с наружными диамет , имеющи№1 отклонения от номинал ного значения, условия их центровки вносят неопределенность в установку величины эксцейтриситета, Известен также самоцентрирующий токарный патрон, в корпусе которого размещены связанные со спиральным диском ползуны с рабочими кулачками, два из которых установлены неподвижно С21. Однако известный патрон требует длительного времени для установки детали и имеет ограниченные т хнологические возможности. Целью изобретения является повышение производительности патрона. Указанная цель достигается тем, что трехкулачкоБый самоцентрирующий патрон, в корпусе которого размещены связанные со спиральным диском ползуны с рабочими кулачками, два из которых установлены неподвижно, снаб жен установленными с возможностью повррота на корпусе стаканами с направляющими, в которых размещены пол зуны неподвижных кулачков, при этом в каждом из этих ползунов жестко ус37Jтановлен палец с зубцом, предназначенным для взаимодействия со спиральным диском. На фиг. 1 представлен патрон, вид спереди; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1 на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1, (повернуто); на -фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 4 на фиг. 6 - вид Д на фиг. 1; на фиг. 7 - расчетная схема для определения величины смещения; на фиг. 8 - то же для определения точности установки. Патрон содержит корпус 1, в полости которого вращательно установлен диск 2 со спиральной нарезкой 3 и коническим зубчатым колесом 4, выполнен ным заодно с диском 2. С зубчатым колесом 4 сцеплена коническая шестерня 5 с квадратным отверстием 6. В корпусе 1 выполнены радиальные направляющие 7, в которых подвижно установлен ползун 8, имеющий зубцы 9, сцепленные со спиральной нарезкой 3. В ползуне - продольный паз 10 в виде ласточкина хвоста, в котором посредством ответного выступа линейно-подвижно смонтирован установочно-регулируемый кулачок 11. Ползун 8 снабжен полкой 12 с нанесенными на ней делениями и стойкой 13 с отверстием, в котором находится окончание винта 14, фиксированного посредством штифта 15, а кулачок 11 имеет резьбовое отверстие 16, с которым соединен винт 14, проушину 17 с помещенным в нее винтом 18, завернутым в, резьбовое отверстие ползуна 8, и нанесенную на торце риску 19. В корпусе под углом 120 к оси ползуна 8 выполнены два цилиндрических гнезда 20 с канавками 21. Поворотно в гнезде 20 помещены стаканы 22 с направляющими 23для линейно-подвижных в них ползунов 24, несущих скрепленные с ними посредством винтов 25 и шпонок 26 и 27 кулачки 28. Б каждом из стаканов 22 выполнены два гнезда 29, в которых смонтированы прихваты 30, имеющие зацепы 31, расположенные в канавке 21, и резьбовые отверстия 32 с завинченными в них болтами 33. На торцах стаканов 22 нанесены риски 34, совмещенные с градусными делениями, нанесенными на табличках 35, прикрепленных винтами 36 к корпусу 1, В каждом из ползунов 24 поворотно смонтирован палец 37, имеющий зубег 3 . 38, сцепленный со спиральной нарезкой 3, и обладающий возможностью перемещения в пазу 39, выполненном в стакане 22. Для обеспечения возможности перемещения полз. 8 и 24 в корпусе 1 выполнены обнижени 40 и 41 и отверстие 42.Посредством посадочного диаметра расточки 43 и резьбовых отверстий 44 в крышке 45 корпуса 1 патрон соединяется со шпи лелем станка (не показан). В расчетной схеме (фиг. 7) окружнос проведённая из центра О патрона через центры Ог и 0 стаканов 22, обозначена радиусом R, расстояние между центрами О/ и 0 - индексом I , являющимся эксцентриситетом детали 46 закрепленной кулачками 11 и 28. Уго (i,образованный между линией 1-1 и ни ей, проходящей через 0 и Ог или О/ и Оз,- равен ЗО.1 Из центра Од проводим окружность радиуса Г , проходящую через центры Оа и 0, и перйендикуляр а к линии 0| и Oj, при этом угол между df и Of и 0 также равен 30 Из построения следует, что д й f-r где и - расстояние между окружностя ми радиусов R и Г , S%n р «в8со9с(евсоз 30 где /J - угол при вершине О, треугол Oj и 0. ника О, Подставив значение я в формулу (2), находим 2sii /5 (4) Найденное значение г подставляе в формулу (1)-и, произведя преобраз вания, получаем значение -i-)Из треугольника 0, О, и 0 иахода1м ei Подставив в формулу (6) значение Sin(i, величину а из ,формулы (3) и произведя преобразования, находим ц,: С) 74 Формулы (5) и (7) позволяют вычислить 4- величину умещения кулачка 11 относительно ползуна 8, и Д - угол поворота каждого из стаканов 22 в зависимости от величины эксцентриситета е обрабатываемой детали 46. Величина R постоянная и ее значение заклеймено на лицевой стороне корпуса 1. Кулачки 11 имеют зажимные поверхности 47. .В исходном положении перед наладкой патрона на обработку детали 46 с заданным экс:центриситетом риска 19 кулачка 11 совмещена с индексом о шкапы на полке 12, кулачок 11 закреплен винтом 18, риски 34 на стаканах 22 совмещены с индексами о шкал на табличках 35, болты 33 завинчены, при этом зацепами 31 прихватов . 30 стаканы 22 закреплены в гнездах 20,1 зажимные поверхности 47 кулачков 11 и 28 расположены касательно к общей окружности произвольного радиуса R, а их перемещения возможны радиально по осям 0 и О,, 0 - 0, что обеспечивается ТУ изготовления патрона. Первоначально вычисленные значения 4 и J3 устанавливают следующим образом. Открепив винт 18, вращением винта .14 перемещают кулачок 11 в направлении к 0 и риску 19 на нем совмещают с делением шкалы на полке 12, соответствующим вычисленному значению Д, после чего кулачок 11 закрепляют винтом 18. Слегка отвинтив болты 33, освобождают стаканы 22, которые поворачивают за кулачки 28 по стрелкам до совмещения рисок 34 с индексами вычисленных значений ft на табличках 35, после чего стаканы 22 закрепляют, чем и заканчивается наладка патрона. При повороте каждого из стаканов 22 зубец 38 скользит по впадине спиральной нарезки колеса 4, одновременно с этим палец 37 поворачивается вокруг своей оси, при этом оба движения совершаются независимо от места нахождения ползуна 24 на направлении CL и 0 (О 2 и 6 ). Вращая ключом шестерню 5, приводят во вращение диск 2, спиральная нарезка которого вьшуждает ползун 8 с кулачком.11 и ползуны 24. с кулачками 28 перемещаться радиально к 0, благодаря чему осуществляется центрирование и закрепление детали 46 соосно 64 при этом.величина наружного диаметр детали 46 в пределах технологических возможностей патрона не имеет значения. Для обработки деталей, концентричных О,, кулачок 11 и стаканы 22 возвращают в исходное положение, при которых риски 19 и 34 совмещены с индексами f соответствующих шкал. Предлагаемая конструкция патрон обеспечивает возможность обработки деталей, сросных и эксцентричных к оси шпинделя станка, при этом цен трирование деталей в обоих случаях обеспечивается, не требуя измерения наружного диаметра детали и учета его в расчетах, дообработки кулачко и применения. измерительных устройст к патрону, для установки кулачков, благодаря чему повышается производи тельность патрона и расширяются его технологические возможности. В связи с тем, что линии 0 и , по которым перемещаются кулачки 28, являются хордами окружности радиуса R, а кулачок 11 перем щается по линии04-0J радиально, следует оценить погрешность центрирования детали 46, устанавливаемой соосно 0 . Пусть точка (фиг. 8), переме щаясь в положение витка 48 на виток 49 спиральной нарезки колеса 4 пойдет путь t- шаг между витками, измеренйый в радиальном направлении к 0 . Та же точка, перемещаясь под углом (Ь к направлению d-d, войдет 7 в контакт с витком 49 в точке do совершит при этом путь t в направлении к 0. Пренебрегая кривизной витка 49 на весьма малом участке принимаем, что угол между и прямой и пройденные пути соотносятся i cos/i (8) При этом (фиг. 7) с,5/ - :111л , (9) .e5{tt30 112; r(R-Csind| { cosai) cos fits есз ЗОг Подставляем значениятригонометрических функций в формулу (1) и, произведя преобразования, определяем r TfR -RC4-( . (11) Подставляем значение (11) в формулу (9) и получаем g е Последнее уравнение подставляем в формулу (8) R--r (13) Предлагаемый патрон позволяет с достаточно высокой технологической точностью осуществлять центрирование соосных и эксцентричных ему деталей. Экономический эффект от внедрения одного патрона составит 420 руб. в год, .а в народном хозяйстве 42000 руб. в год.

Фи$.Ч

ТРЕХКУЛАЧКОВЫЙ САМОЦЕНТРИРУЮЩИЙ ПАТРОН, в корпусе которого размещены связанные со спиральным диском ползуны с рабочими кулачками, два из которых установлены неподвижно, о тлич ающи и с я тем, что, с целью повышения его производительности, патрон снабжен установленными с возможностью поворота на корпусе стаканами с направляющими, в которых размещены ползуны неподвижных кулачков, при этом в каждом из этих ползунов жестко установлен палец с зубцом, предназначенным для взаимодейстния со спиральным диском. (Л К 34 28 а со Hj