Многокулачковый самоцентрирующий центробежный патрон Советский патент 1993 года по МПК B23B31/14 

Изобретение относится к станкостроению, а именно к устройствам для закрепления заготовок на шпинделе станка.

Цель изобретения - повышение надежности.

На фиг.1 изображен патрон, общий вид; на фиг.2 - осевой разрез патрона; на фиг.З, 4, 5 - рычаг патрона с общим приводом регулирования положения грузов; на фиг.6, 7 - рычаг патрона с быстропереустанавли- ваемым грузом.

Патрон содержит корпус 1 с ребрами 2 и с хвостовиком 3 для установки в шпинделе 4, На ребрах 2 корпуса с возможностью поворота на осях 5 параллельно оси патрона установлены двуплечие рычаги б с полками 7 и 8 на концах, в которых также параллельно оси патрона жестко закреплены стержни 9 с резьбой. Грузы 10 выполнены в виде гайки и размещены на стержнях 9. Рычаги установлены на ребрах в пазах 11, выполненных со стороны короткого плеча рычагов. В этих же пазах рычагов шарнирно на осях 12 установлены зажимные кулачки 13 для детали 14. Рычаги относительно корпуса, а кулачки относительно рычагов подпружинены соответственно пружинами 15 и 16. На рычагах нанесена шкала 17, Резьбовое соединение грузов 10 и стержней 9 является самотормозящим, что обеспечивает их взаимное самофиксирование. На случай каких-то механических воздействий на грузы (что практически не должно быть) могут, быть применены контргайки 18, На корпусе 1 с возможностью перемещения вдоль оси патрона установлена центральная втулка 19 и гайка 20, упирающаяся в кольцо 21 и служащая для закрепления патрона в шпинделе 4. На втулке 19 выполнена поверхность. 22, представляющая часть (четверть) тора и бурт 23. Торовой поверхностью 22 втулка 19 с усилием пружины 24 взаимодействует с поверхностями 25 рычагов 8, Для управления патроном (зажим-разжим) служит вильчатый рычаг 26, на который воздействует приводной механизм (не показан).

В патроне (см. фиг.З, 4, 5) на грузах-гайках 10 посредством сферической опоры 27 (например, шарнирный подшипник по ГОСТ 3635) установлены шкивы 2.8 кинематически, например, посредством лапок 29 и пазов 30, выполненных в гильзах, связанные С ними. Между собой шкивы кинематически связаны гибким, упругим звеном 31, например пасиком или зубчатым ремнем. В этом случае все грузы 10 перемещаются по резьбовым стержням 9 одновременно. При изменении угла наклона рычагов 8 звено 31 со шкивами 28 остаются горизонтально расположенными (за счет усилия, создаваемого

упругим звеном 31). Необходимости в большой величине усилия натяжения упругого звена 31 нет, т.к. оно используется только при наладке, а передаваемый момент невелик. Поэтому можно использовать упругость звена 41, применяя для его изготовления соответствующие материалы. При необходимости, патрон может иметь натяжное устройство гибкого элемента 31, в виде,

например, пружины 32 с жестко закрепленным на ней фиксатором 33, взаимодействующим с гибким звеном. Пружина выполнена из изогнутой в двух плоскостях проволоки, концы которой жестко закреплены на двух

грузах 10 близлежащих рычагов 8, посредством, например, замковых колец 34, а фиксатор - в виде вилки, в пазу которой постоянно находится гибкий элемент 31. Натяжных устройств необходимо установить несколько, чтобы избежать больших дисбалансов. При переустановке грузов и изменении наклона рычагов фиксатор 33 постоянно воздействует на гибкий элемент 31, поддерживая его в натянутом состоянии за

счет упругости пружины 32 в местах изгиба, показанных на фиг.4 (изгибы в одной плоскости) и на фиг.5 (изгиб в другой плоско-. сти).

В патроне (фиг.б, 7) грузы выполнены в

виде пластин 35, 36, контактирующих с боковыми поверхностями рычагов 6, и фиксатора 37, жестко соединенных винтами 38. Фиксатор 37 расположен в сквозном замкнутом пазу 39 рычага, перпендикулярном

пазам 11, охватывающим ребра 2 корпуса 1. На более удаленных от оси патрона сторонах паза выполнены канавки 40, а на фикса-, торе - зубья 41 для взаимодействия с канавками. Угол наклона верхней плоскости зубьев и канавок должен обеспечивать самоторможение (под усилием пружин 42, воздействующих на фиксатор (груз) с противоположной стороны паза. Таким образом, рычаг боковыми плоскостями заключен в пазы 43 и 44, образованные пластинами 35, 36 и фиксатором 37 груза, а груз фиксатором 37 заключен в паз 39 рычага, что исключает возможность спадания груза с рычага. Для переустановки груза необходимо нажать на него, сжав пружину 42, при этом зубья 41 выйдут из канавок 40, и передвинуть в нужное место, зафиксировав снова в канавках рычага (фиксирование происходит под действием пружины при отпускании груза). При вращении патрона центробежная сила вжимает грузы зубьяМи 41 в канавки 40, что исключает сдвиг грузов.

Патрон работает следующим образом,

Приводной механизм, воздействуя на рычаг 26, удерживает центральную втулку 19 в поднятом состоянии (пружина 24 сжата). При этом пружины 15 разводят рычаги 8, обеспечивая постоянный контакт между торовой поверхностью 22 втулки и клиновыми поверхностями 25 рычагов. Кулачки 13 на рычагах 8 также оказываются разведенными, и в патрон устанавливают деталь 14. Приводной механизм отключают и под действием пружины 24 втулка 19 переместится вниз, действуя торовой поверхностью 22 на клиновые поверхности 25 рычагов, повернет их, пока кулачки 13 рабочими кромками не зажмут деталь, осуществив тем самым предварительное закрепление детали. После включения вращения шпинделя 4 с пат- роном под действием це нтробеж ной силы рычаги 8 (в верхней части) стремятся раздвинуться, т.к. масса верхнего (большего) плеча двуплечего рычага 8 значительно больше его нижнего плеча, где установлены кулачки 13. При этом нижние плечи рычагов (короткие) с кулачками 13 будут стремиться сблизиться. Таким образом, на деталь действует зажимное усилие от пружины 24 и центробежной силы рычагов 8, с учетом соотношения их плеч. Втулка 19 постоянно поджимает рычаги, контактируя с ними по поверхности 25, препятствуя их отжиму от зажатой детали,

Взаимодействие торовой поверхности 22 втулки 19 с клиновыми поверхностями 25 рычагов 8 обеспечивает их гарантированный контакт при изменении положения рычагов 8 (их повороте). Постоянный контакт втулки с рычагами обеспечивает точность базирования, т.к. исключает влияние разницы масс рычагов и других элементов, на них установленных.

Количество рычагов в патроне может быть 3 и более, в зависимости от возможных габаритов и требуемых усилий зажима.

Для изменения величины усилия зажима грузы 10 перемещают вдоль рычагов 8, устанавливая их на одноименных штрихах шкалы 17, нанесенной на рычагах. Грузы на рычагах самофиксируются и надежно удерживаются, при использовании одного из предлагаемых устройств (резьбового или за счет пазов и зубьев). При увеличении диаметра детали для сохранения скорости обработки (режимов резания) число оборотов снижают. Но при этом усилие, необходимое для удерживания возрастает. Поэтому в этом случае грузы 10 передвигают в верхнюю часть рычагов 8. Передвигая грузы 10 вниз (за ось 5 поворота рычагов 8), можно значительно уменьшить зажимное усилие

(при больших оборотах), т.е. при обработке деталей малого диаметра.

По окончании обработки частота вращения шпинделя постепенно уменьшается,

усилие зажима заготовки 14, создаваемое центробежными силами рычагов с грузами, падает. Под воздействием привода управления (кулачка) рычаг 26, воздействуя на бурт 23 втулки 19, поднимает ее вдоль корпуса 1,

0 сжимая пружину 24. Пружины 16 разведут кулачки 13, повернув рычаги 8 на осях 5. Деталь разжата. Патрон готов к установке следующей детали.

Формула изобретения

51. Многокулачковый самоцентрирующий центробежный патрон, в корпусе которого с возможностью поворота на осях установлены неравноплечие подпружиненные рычаги с установленными на них с воз0 можностью перемещения грузами, связанные с подпружиненной в осевом направлении центральной втулкой, и механизм управления предварительным зажимом, отличаю щи и с я тем, что, с

5 целью повышения надежности, на корпусе патрона выполнены продольные ребра, а в. рычагах - продольные пазы, охватывающие упомянутые ребра, оси поворота рычагов установлены в ребрах, при этом на больших

0 плечах рычагов выполнены скосы, обращенные к оси патрона и предназначенные доя взаимодействия с торовой поверхностью, выполненной на центральной втулке, а зажимные кулачки установлены в упомянутых

5 пазах рычагов со стороны рабочего торца патрона с возможностью поворота и подпружинены, при этом грузы установлены с возможностью фиксированного перемещения.

02. Патрон поп.1,отличаю-щийся тем, что на центральной втулке выполнен бурт, предназначенный для взаимодействия с механизмом управления предварительным зажимом, а на рычагах нанесена

5 шкала регистрации положения подвижных грузов.

3. Патрон по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что грузы выполнены в виде гаек, установленных с возможностью фиксиро- 0 ванных перемещений на введенных в патрон резьбовых стержнях, расположенных в полках, выполненных в рычагах.

4. Патрон по пп.1 и2,отличающий- с я тем, что грузы выполнены в виде кон- 5 тактирующих с боковыми поверхностями рычагов подпружиненных пластин с фиксаторами и зубчатой нарезкой, предназначенной для взаимодействия с ответной нарезкой, выполненной на удаленной от оси стенке паза рычагов.

5. Патрон по nn.1-4, отличающийся тем, что патрон снабжен установленными с возможностью поворота на грузах объединенными гибким элементом шкивами с механизмом его натяжения, выполненным в виде фиксатора с изогнутой в двух плоскостях пружиной из проволоки, концы которой неподвижно связаны с грузами близлежащих рычагов.

Использование : в станкостроении в устройствах для закрепления заготовок на шпинделе станка. Сущность изобретения; многокулачковый самоцентрирующий центробежный патрон, в корпусе 1 которого с возможностью поворота на осях установлены неравноплечие подпружиненные рычаги 2 с переустанавлйваемыми грузами 3, связанные с втулкой 4, нагруженной в осевом направлении пружиной,и механизм буправ Ь ления предварительным зажимом. Новым является то, что на корпусе выполнены ребра 7, а в рычагах 2 - пазы, оси поворота рычагов установлены в ребрах. На больших плечах рычагов выполнены скосы, взаимодействующие с торовой поверхностью 8 втулки 4, зажимные кулачки 9 установлены в пазах рычагов с возможностью поворота и подпружинены. На втулке 4 выполнен бурт 10 для взаимодействия с механизмом 6. Рычаги и грузы снабжены различными средствами взаимного самофиксирования и предотвращения спадания грузов с рычагов, применимыми в зависимости от условий эксплуатации. Например, эти средства - в виде резьбового стержня 11, жестко закрепленного в полках рычагов, а груз 3 в виде гайки установлен на этом стержне. 4 з.п. ф-лы, 7 ил. J ел

фие.З

Фиг. 7