Самоцентрирующий кулачковый патрон Советский патент 1987 года по МПК B23B31/00 

Изобретение относится к станкостроению конкретно к устройствам для закрепления деталей на металлорежущих станках.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей и повышение точности центрирования.

На фиг. 1 показан предлагаемый пдтрон с частичным осевым разрезом; на фиг. 2 - вид А на фиг „ 1 ; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1 j, на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 1; на фиг. 6 - вид Д на фиг. 1; на фиг. 7 - вид с торца на тихоходное колесо с криво- линейными пазами.

Самоцентрирующий кулачковый патрон содержит корпус 1, имеющий центральное коническое отверстие 2 и резь- бовые отверстия 3 для закрепления патрона на шпинделе станка, крьшку 4, в радиальных пазах которой перемещаются .рейки 5, несущие закрепленные на них кулачки (не показаны), тихо- ходное колесо 6, имеющее на одном торце плоский зубчатый венец 7, а на другом торце - криволинейные направляющие пазы 8, в которых размещены ползуны 9, соединенные вальцами 10 с рейками 5, зацепляющийся с зубчатым венцом 7 тихоходного колеса 6 цилиндрический червяк 11, имеющий на конце квадрат 12 под ключ,, используемый для осуществления сближения и удаления друг от друга реек 5 с кулачкамн, накладку 13, закрепленную винтами 14 на корпусе 1, служащую для выполнения в ней и в прилегающей части корпуса 1 расточки 15 в которой как в подшипнике размещается внутренняя цапфа 16 червяка 11, подшипниковую расточку 17с кольцевым пазом 18 которая выполнена в скрепленной винтами 19 и штифтом 20 сборке крышки 4 и корпуса 1 и в которой как в ради ально-упорном подшипнике располагает наружная цапфа 21 с упорным кольцевым выступом 22, противовес 23, за-- крепленный на корпусе 1 винтами 24 и служащий для выполнения балансировки патрона, ynoiiHoe кольцо 25, закрепленное на корпусе 1 винтами 26 и выполняющее роль осевого подшипника .:для колеса 6. Последнее и червяк 11 представляют собой спироидную передд УТ

В каждой рейке 5 выполнены располрженное ближе к оси патрона отверс

тие 27 и более удаленное от указанной оси отверстие 28, из которых первое предназначено для установки в рейку пал ьца 10 при зажиме деталей меньших диаметров, а второе - для установки в рейку пальца 10 в случае зажима деталей больших диаметров. Для обеспечения удобства переустановки пальцев 10 в рейке 5 каждьй из них снабжен поперечшт отверстием 29. Рейки 5 снабжены,, кроме того, резьбовыми отверстиями 30, служащими для закрепления на них винтами кулачков (не показаны),

Криволинейные направляющие пазы 8 имеют кольцевые продольные профили, очерченные дугами окружностей 3-1 и 32. Радиус R и местоположение центра средней огсружности 33 любого из пазов Ь опреД1глены из условия замены по трем точкам заключенного меж ду. концентрическими окружностями 34 и 35 радиусов соответственно г Г; и г г участка Архимедовой спирали, представленной в виде cootHome- ния г Ь- ( , в котором параметр указанной спирали вьиислен по формуле

b .::Eii

п

ре

где rg (0,37-0,44)d;,-0,51.

г; (0,61-0,65), ut| 360 /Zp«-(9-18) , где и- -число 3,,14159...,

d 1, - диаметр шпиндельного (центрального осевого) отверстия в корпусе 1 патрона 1 - ширина направляющего кольцевого паза 8; число реек 5 патрона, несущих кулачки. Центры окружностей 33 расположены на окр ности 36 радиуса Гь, а рабочие участки пазов 8 заключены в пределах условных секторов, имеющих величину U (j , определяемую по указанной формуле. .

Тихоходное колесо 6 имеет внешний диаметр dg, , величина которого сос тавляет 0,75-0,85 наружного диаметра d корпуса 1 патрона. Червяк 11 расположен сбоку колеса 6 при удалении его от оси колеса 6 на расстояние а (межосевое расстояние), равное (0,25- 0,30)d,, и имеет .диаметр вершины витков 37, равный (О,11-0,13)de4f и

равные друг другу углы профиля ci и di соответственно правых 38 и левых 39 боковых поверхностей витков 37, имеющих величины в пределах 10-20°. Передаточное число, выражающее отношение числа Z зубьев колеса 6 к числу Z, заходов червяка 11 (как правило, Z, 1), -имеет величину, равную округленному до ближайшего цело- го числа числу И , определяемому по формуле

N -f-2 w

где

Чрадиальный хо рейки 5 с кулачком, соответствующий полному обороту червяка 11, Значения И, найденные указанным - образом, находятся в пределах от 60 до 120, в связи с чем в зацеплении червяка 11 с колесом 6 обеспечивается самоторможение.

; Самоцентрирукщий патрон работает ,следующим образом.

Путем вращения червяка 11 с помощью ключа, вставленного своей рабочей частью в квадрат 12, приводитс

во вращение находящееся с ним в зацеплении тихоходное колесо 6, При этом вьшчзлненные на торце последнего кольцевой формы криволинейные направляющие пазы 8 вызывают движение по ним в направлении к оси (или от оси) патрона ползунов 9, расположенных в этих пазах и удерживаемых от вращательного движения вместе с колесом 6 пальцами 10. В свою очередь ползуны 9, перемещаясь в направлении к оси (или от оси) патрона, вызывают перемещение в том же направлении пальцев 10 и расположенных в радиальных пазах крышки. 4 реек 5, соединенных с пальцами 10 через посредство отверстий 27 или 28 и несущих кулачки (не показаны) , которые закреплены винтами в выполненные в рейках 5 резьбовые отверстия 30. В результате происходит закрепление детали. После осуществле- ния обработки деталей с помощью вставленного в квадрат 12 ключа вращают червяк 11 в противоположном направлении, обесйечивая в конечном счете перемещение реек 5 с кулачками от оси (или .к оси) патрона и, следовательно, разжим детали.

Преимущества предлагаемого патро-

на являются следствием указанного со

отношения геометро-кинематических параметров цилиндрического червяка 11 и плоского тихоходного колеса 6, уменьшенного скольжения и увеличенного коэффициента перекрытия в зацеплении червяка и колеса, повышенной простоты регулировки зазоров в зацеплении (осуществляется легко выпол- ненньгмн осевыми сдвигами колеса 6), резкого увеличения КПД соединения ползунов 9 с криволинейными направляющими пазами 8 при увеличении угла наклона продольного профиля каждого из данных па.зов со значения, меньшего 10 , до значения, достигающего 15-25°.

Формула изобретения

20

Самоцентрируюший кулачковый патрон, содержащий корпус, самотормозящуюся зубчатую передачу с перекрещивающимися осями, состоящую из цилиндрического червяка и тихоходного колеса, на торце которого выполнены криволинейные направляюЕЦие пазы, предназначенные ,цля размещения в них пальцев, связанных с рейками, несущими зажимные кулачки, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей и повышения точности центрирования, криволинейные направляющие пазы очер- чены дугами окружностей, средний радиус которых определен из условия замены по трем точкам Архимедовой

спирали, в виде

г - f b г b-q ,

текущий радиус-вектор; угол поворота радиуса-вектора;

параметр спирали, определенный по формуле

где

b

г,

Щ

dx (ге-г;)/й1( 780

(0,37-0,44), (0,6l-0,65),

360° ре

наружный диаметр корпуса патрона;

5;1

1 - ширина направляющего паза,

П

Z i - число реек патрона, несущих кулачки,

а зубчатая передачи с перекрещиваю- щимися осями вьшолнена в виде спиро- идной передачи, имеющей тихоходное колесо с плоским зубчатым венцом с внешним диаметром d, равным (0,75- 0,85)d, цилиндрический червяк с диаметром вершин dq, равным (0,11- 0,13)de и равнобедренным профилем с углами профиля, равными 10-20 , при этом межосевое расстояние ау

равно (О,25-0,3)de2, при этом передаточное число передачи И, принято равным округленному до ближайшего целого- числа числу И , определенному по формуле

И

,

D

где S, - радиальный ход рейки с ку,« лачком, соответствунщий одному полному обороту червя

ка.

Изобретение относится к устройствам для закрепления деталей на шпинделях металлорежущих станков. Целью изобретения является расширение технологических возможностей и повышение точности центрирования. Патрон содержит корпус 1, закрепленный на шпинделе станка, крьшзку 4, в радиальных пазах которой установлены рейки 5, на которых закреплены рабочие кулачки (не показаны), размещенное в корпусе тихоходное колесо 6, имеющее зубчатый венец 7 на одном торце, и криво линейные пазы, в которых установлены ползуны 9, в которые входят пальцы 10, связанные с рейками 5. Тихоходное колесо 6 зацеплено с цилиндрическим червяком 11. Колесо 6 и червяк представляют собой спироидную передачу. При вращении червяка 11 вращается колесо 6, и в результате взаимодействия пазов с ползунами 9 через пальцы 10 происходит перемещение реек 5 с кулачками к центру или периферии патрона. Параметры спироидной передачи вычислены в зависимости от параметров патрона, а криволинейные пазы имеют профиль, очерченный из условий замены по трем точкам архимедовой спирали дугами окружностей. Введение в патрон спироидной передачи и в профиль криволинейных пазов позволило расширить технологические возможности патрона (т.к. при меньших габаритах возможен больший ход кулачков), а также повысить точность центрирования и КПД патрона. 7 ил. сл 00 4 СЛ

If /7 //

Фиг. б