Токарный самоцентрирующий патрон Советский патент 1987 года по МПК B23B31/10 

1

Изобретение относится к станкостроению, а более конкретно к устройствам для закрепления деталей на шпинделе токарного станка.

Цель изобретения - повшиение точности обработки тонкостенных деталей путем обеспечения точного измерения усилия зажима.

На фиг. 1 показан патрон, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг, 4 - кулачок для закрепления детали по внутренней поверхности; на фиг. 5 - кулачок для закрепления детали по наружной поверхности.

Токарный самоцентрирующий патрон содержит корпус 1, в котором выполнены радиальные направляющие пазы 2 с установленными в них с возможностью перемещения зажимными кулачками 3. В рабочей части каждого кулачка прорезан плоский паз 4, имеющий качественно обработанную опорную поверхность 5. В пазу закреплен зажимной центрирующий вкладыш 6. Он имеет возможность перемещения только в одном направлении, а именно к опорной поверхности паза кулачка, на которой размещены пьезокерамические пластины 7, образующие датчики для измерения усилия зажима обрабатываемой в патроне детали. При этом вкладьпп плотно, с заданным усилием, прижимает пьезокерамические пластины к поверхности кулачка благодаря механизму создания предварительного натяга, выполненному в виде двух

1

втулок 8 и 9, соединенньпс между собой 40 ного прибора 1.9 и по достижении напрявинтом 10, Втулки 8 и 9 имеют цилиндрические t1 и конические 12 наружные поверхности, причем своими цилиндрическими поверхностями они установ- лены в сквозном отверстии, выполнен- ном в кулачке, а их конические поверхности контактируют с поверхностью отверстия 13, вьшолненного во вкла- дьппе 6. Втулки снабжены отверстиями 14 под ключ и установлены подвижно друг относительно друга.

В передней части кудачков закреплены электрически соединенные с пье- зокерамическими пл.астинами гнезда 15, в которые устанавливается штеккер 16 измерительной электрической схемы, включающей также коммутирующую цепь 17, усилитель 18 сигнала

х

10

351722 , 2

и шкальный прибор 19, смонтированный на панели управления станком.

Патрон содержит приводной механизм для управления зажимными кулачками, любой известной конструкции (не показан), как ручной, так и механизированной, и предназначен для закрепления преимущественно полых тонкостенных деталей 20.

Предлагаемьш патрон работает следующим образом.

Перед установкой детали в патрон штеккер 16 вставляют в гнездо 15

15 одного из зажимных кулачков (находящегося в наиболее удобной позиции). Стрелка шкального прибора 19 должна в этом положении находиться на отметке Нуль.

20 При закреплении детали 20, требующем нормированной величины зажимного усилия, ее устанавливают ориентировочно на оси патрона в пространстве между кулачками 3 и приводят

25 их в движение в радиальных направляющих пазах 2 включением известного приводного механизма. Смещаясь в направлении на деталь 20, кулачки взаимодействуют с ней вклаДышамИ 6, которые обеспечивают точное центрирование и закрепление детали.

В первоначальный момент контактирования вкладьшей 6 с закрепляемой деталью на обкладках пьезокерамичес- ких пластин. 7 датчика усилия возникает электрическое напряжение, величина которого пропорциональна механическому нагружению. Это изменение напряжения фиксируют с помощью щкаль30

35

5

жением заданного уровня прекращают процесс закрепления обрабатываемой детали с, При этом деталь оказывается закрепленной в патроне с заданным усилием, величина которого нормирована исходя из условий последующей обработки и характеристик самой детали (ее формы, прочности, мате зиала, (соотношения размеров и т.п.), что

0 предотвращает деформирование детали при зажиме в патроне, а следовательно, обусловливает точность обработки деталей на станках.

Б случае обработки деталей типа

5 колец,, гильз и т.д. используют внешние рабочие части кулачков (фиг. 4 и 5), на которых также могут быть смонтированы центрирующие вкладьшш. Они имеют электрическое соединение с

3

тем же штеккером 16,- служащим для снятия напряжения измерительного сигнала.

Возможно выполнение патрона, при котором описанной системой измерения усилия снабжен лишь один из зажимных , что позволяет производить закрепление обрабатываемьтх деталей с требуемым усилием после поворота корпуса патрона в удобное для установки штеккера 16 положение.

Предварительный рабочий натяг пьезокерамических пластин 7 (их количество для уменьшения габаритов устройства может быть принято равным двум) производят один раз - при сборке кулачка. Для этого вращают втулки 8 и 9 на винте 10 ключами через отверстия 14 в сквозном отверстии 13 вкладыша так, чтобы конические поверхности 12 смещались навстречу друг другу. При этом в результате воздействия поверхностей 12, самоустанавливающихся по кромкам отверстия 13 во вкладьшге 6, происходит смещение вкладьшта 6 в плоском пазу 4 в направлении пьезокерамических пластин 7 и равномерное их нагружение между вкладышем и опорной поверхностью 5 кулачка с исходным усилием, необходимым для качественно работы датчика.

1351722 ,

При обработке деталей 20 необходимая жесткость кулачка обеспечивается механической прочностью пьезо- J. керамических пластин 7 в направлении действия усилия закрепления, а также корпусом кулачка, передающего вращение на центрирующий патрон.

ЮФормула изобретения

Токарный самоцентрирукиций патрон, содержащий корпус, в радиальных пазах которого установлены зажимные кулачки.

отличающийся тем. Что, с целью повышения точности обработки тонкостенных деталей путем обеспечения точного измерения усилия зажима, он снабжен вкладьшем, пьезо- керамическими пластинами и механизмом создания предварительного натяга между кулачком, вкладьш1ем и пластинами, причем вкладьш размещен в пазу, вьтолненном в кулачкеj, пластины установлены меящу вкладьш1ем и кулачком, а механизм создания предварительного натяга выполнен в виде двух втулок с цилиндрическими и коническими наружными поверхностями, связанных винтом, причем в кулачке и вкладьш1е выполнены соосные- сквозные отверстия, предназначенные для размещения указанных втулок.

(ptfs.4

фиг5

Изобретение относится к устройствам для закрепления деталей на шпинделе токарного станка. Целью изобретения является повьппениё точности обработки тонкостенных деталей путем обеспечения точного измерения усилия зажима. В кулачке 3 патрона выполнен паз 4, в котором размещены вкладьш .6 и пьезокерами- ческие пластины 7, предназначенные для измерения усилия зажима. В устройство введен механизм создания предварительного натяга, прижимающий вкладыш 6 и пластины 7 к поверхности 5 йаза 4. Пластины 7 электрически связаны с гнездом 15, в которое может быть установлен штеккер 16, который через коммутирукмц5то цепь 17 и усилитель 18 передает напряжение на шкальный прибор 19. При зажиме детали 20 в пластинах 7 возникает электрическое напряжение, пропорциональное у-си- лию зажима, которое передается на прибор 19.5 ил. (/

Редактор A. Огар

Составитель А. Гаврюшин

Техред А.Кравчук Корректор О. Кравцова

Заказ 5522/10Тираж 970 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4