Поворотный зажимной патрон Советский патент 1993 года по МПК B23B31/34 

Изобретение относится к станкостроению, а именно к зажимным приспособлениям для обработки деталей типа крестовин на токарных станках с ЧПУ.

Цель изобретения -устранениеуказанных недостатков, а именно создание патрона с расширенными технологическими возможностями за счет обеспечения многократного поворота изделия на любой заранее заданный угол, а также упрощение конструкции за счет снижения числа гидравлических магистралей.

Указанная цель достигается тем, что заявляемый патрон снабжен механизмом за-v мыкания (размыкания) кинематической цепи между штоком гидроцилиндра поворота и ведомой цапфой, а в управляемом обратном клапане к входной камере подключена щтоковая полость гидроцилиндра поворота, и в упомянутом клапане между входной камерой и камерой управления выполнена дополнительная камера, к которой подключена поршневая полость этого гидроцилиндра, ив нее выведен управляющий элемент, а в камере управления размещена пружина аккумулятора. Упомянутый механизм замыкания кинематической цепи выполнен в виде введенного в цепь опорного диска с торцовыми зубьями, установленного с возможностью вращения на штоке гидроцилиндра подъема, а его зубья входят (находятся в постоянном зацеплении) в пазы, образованные на ведомом элементе, который может быть выполнен в виде шестерни, установленной с возможностью вращения относительно ведомой цапфы и кинематически связанной со штоком гидроцилиндра поворота(на котором выполнена зубчатая рейка), при этом на ведомой цапфе также выполнены пазы, аналогичные пазам ведомого элемента, предназначенные для взаимодействия с зубьями опорного диска.

Перечисленные признаки, а именно: оснащение патрона механизмом замыкания, выполненным в виде опорного диска с торцовыми зубьями, предназначенного для взаимодействия с соответствующими пазами, образованными на ведомом элементе и на ведомой цапфе, установка опорного диска с возможностью вращения на штоке гидроцилиндра подъема, а ведомого элемента - с возможностью вращения относительно ведомой цапфы, соединение штоковой полости гидроцилиндра поворота с входной камерой управляемого обратного клапана, а его поршневой полости - с дополнительной камерой этого клапана, образованной между входной камерой и камерой управления, размещение управляющего элемента одной своей торцевой стороной в дополнительной

полости, а также размещение в камере управления пружины аккумулятора.

На фиг.1 схематично изображено устройство патрона с.гидросистемой; на фиг.2

- узел базового кулачка с гидроцилиндром подъема; на фиг.З -узел гидроаккумулятора со встроенным управляемым обратным клапаном; на фиг.4 - гидросистема патрона во взаимодействии с механическими элементами; на фиг.5 - изображено расположение элементов механизма замыкания при разомкнутой кинематической цепи; на фиг.6 -то же, но в момент замыкания кинематической цепи; на фиг.7 - то.же, но при окончательно

5 замкнутой кинематической цепи.

Поворотный зажимной патрон, выполненный согласно предполагаемому изобретению, содержит корпус 1 с фланцем 2, закрепленным на одном конце шпинделя

0 (на чертеже Не показан). В корпусе 1 патрона смонтированы базовый кулачок 3 и зажимной кулачок 4, на которых закреплены призмы 5, несущие заготовку б, а в расточ- ках корпуса 1 и фланца 2 смонтированы

5 гидроцилиндр 7 зажима (фиг.4), гидроцилиндр 8 подъема базового кулачка 3, гидроцилиндр. 9 поворота и гидроаккумулятор 10 (фиг, 1) со встроенным управляемым обратным клапаном 11 (фиг.4). Гидроцилиндр 7

0 зажима включает поршневую полость 12 (фиг. 1,4) и штоковую полость 13, разделенные поршнем 14, рабочая среда в которые поступает по выполненным в корпусе 1 магистралям 15 и 16 соответственно. Гидроци5 линдр 8 подъема выполнен однополостным

- с поршневой полостью 17 (фиг.2), а его подвижная часть 18 (фиг,4) состоит из порш- ня 19 и штока 20(фиг.2). На подвижной части 20 установлен с возможностью вращения в

0 подшипниках 21 и 22 опорный диск 23 на торцевой поверхности 24 которого; обращенной к центру патрона выполнены торцовые зубья 25. На штоке 20 зафиксирована в осевом направлении ведомая цапфа 26, за5 крепленная на базовом кулачке 3. На ее торце, обращенном к опорному диску 23 выполнены пазы 27, в которые входят (находятся в постоянндм зацеплении) торцевые зубья 25 упомянутого диска 23. На корпусе

0 1 патрона и на базовом кулачке 3 закреплены плоские торцовые зубчатые полумуфты 28 и 28, находящиеся в постоянном зацеплении, посредством которых базовый кулачок 3 зафиксирован относительно корпуса.

5 Подвижная часть 18 гидроцилиндра 8 находится под действием пружин 30 (сжатия), воздействующих на поршень 19. Рабочая. среда подается в поршневую полость 17 по магистрали 31. Гидроаккумулятор 10 (фиг.1) со встроенным обратным клапаном 11 смонтированы в расточках корпуса 1 и фланца 2. При этом обратный клапан 1-1 выполнен в виде подвижного корпуса 32 (фиг.З) со сквозным осевым отверстием 33, в которое пропущен толкатель 34, закрепленный одним концом на запорном элементе 35 контактирующим с седлом 36 клапана, а другим концом взаимодействующий с управляющим элементом 37, размещенным в корпусе 32 таким образом, что один его торец выходит в камеру 38 управления, а другой - в дополнительную камеру 39 кольцевой формы, причем упомянутые камеры выполнены в корпусе 1 и корпусе 32 соответственно. В этой камере 39 расположены пружины 40 и 41, опирающиеся на корпус 1, первая из которых воздействует на управляющий элемент 37, а вторая - на толкатель 34, обеспечивая тем самым контакт запорного элемента 35 с седлом 36 при закрытом положении обратного клапана 11. В камере 38 управления расположена пружина 42 гидроаккумулятора 10, воздействующая на корпус 32. Далее, в управляемом обратном клапане 11 выполнена входная камера 43, соединенная сверлением 44 с отверстием 33. В расточке корпуса 1 смонтирован также гидроцилиндр 9 (фиг.4) поворота, выполненный двухполостным, к штоковой 45 и поршневой 46 полостям которого рабочая среда подводится по магистралям 47 и 48 соответственно, В магистрали 48 установлен дроссель 49, служащий для замедления перемещения поршня 50 со штоком 51, на котором закреплена рейка 52, находящаяся в постоянном зацеплении с ведомым элементом (шестерней) 52, установленный в корпусе 1 в подшипнике 54 фиг.2) сооено ведомой цапфе 26 с возможностью вращения относительно последней. На торце шестерни 53, обращенном к опорному диску 23, выполнены пазы 55, аналогичные пазам 27 в ведомой цапфе 26 и предназначенные для взаимодействия с зубьями 25 опорного диска 23. зубья 25 в совокупности с пазами 27 и 55 образуют кинематическую основу (структуру) механизма замыкания кинематической цепи между штоком 51 гидроцилиндра 9 повороа и ведомой цапфой 26. Упомянутые элементы гидросистемы патрона связаны с источником давления через электроуправяемые гидрораспределители 56, 57, 58, 59 и вращающийся коллектор .60, к которому подключены: магистраль 61 соединения входной камеры 43 управляемого обратного клапана и магистрали 48 подключения штоковой полости 45 гидроцилиндра 9 повороа, магистраль 16 подвода жидкости к камере 38 управления и к штоковой полости 13 гидроцилиндра 7 зажима, магистраль 47

подвода жидкости к поршневой полости 46 гидроцилиндра 9 поворота, соединенная магистралью 62 с дополнительной камерой

5 39 клапана 11 и магистраль 63 подвода жидкости к полости 17 гидроцилиндра 8 подъема.

Поворотный зажимной патрон работает следующим образом. В исходном положе0 нии (при зажатой в призмах 5 заготовке 6), когда поршни 14 и 19 гидроцилиндров 7 и 8 находятся в нижнем положении, а поршень 50 гидроцилиндра 9 - в крайнем левом положении, зубья 25 опорного диска 23 полно5 стью выведены из пазов 55 шестерни 54 (т.е. механизм замыкания находится в расщепленном состоянии - фиг.5).

Распределение давлений в магистралях

0 патрона показано в таблице.

В случае необходимости поворота заготовки 6 вокруг вертикальной оси давление подается в магистрали 61, 16, 63 патрона (табл.3). При этом вследствие подачи жидко5 сти в штоковую полость 13 гидроцилиндра 7. усилие зажима ослабляется, т.к. уменьшается усилие на базовый кулачок 3. Одновременно жидкость подается и в полость 17 гидроцилиндра 8 подъема, начинается дви0 жение подвижной части 18 этого гидроцилиндра вверх, перемещается также вверх опорный диск 23 (фиг.6), зубья 25 которого начинают входить в пазы 55 шестерни 53, замыкая тем самым кинематическую цепь

5 между штоком 51 гадроцилиндра 9 и ведомой цапфой 26, а зубья полумуфт 28 и 29 выходят из зацепления, освобождая кулачок 3. При этом излишки жидкости из поршневой полости 12 гидроцилиндра 7 вытесняются через

0 открытый обратный клапан 11, поскольку жидкость 35 подведена и в камеру 33 управления, перемещая управляющий элемент 37 вместе с толкателем 34 вправо (фиг.З) и сжимая пружины 40 и 41 (открывая тем самым

5 клапан 11). Окончательное положение элементов механизма замыкания кинематической цепи показано на фиг.7. После этого, поскольку упомянутая кинематическая цепь замкнута, возможно осуществление поворо0 та. При этом электроуправляемые гидрораспределители 56-59 устанавливаются в положение, при котором все магистрали (61, 48,16,62,47 и 63) соединяются с источником давления (табл., строка 4). При подаче жид5 кости в поршневую полость 46 (по магистрали 47) начинается перемещение вправо поршня 50 со штоком 51, несущим рейку 52 и, как следствие, вращение шестерни 53, кинематически связанной (к этому моменту) с ведомой цапфой 26. Угол поворота определяется выбранным конструктивно ходом

поршня 50 (как правило - до упора). После завершения поворота (т.е. достижения рейкой 51 своего предельного положения в связи с упором поршня 50), гидрораспределителя 56-59 переводятся в положение, соответствующее подаче жидкости в магистрали, как это показано в табл. строка 5. При этом соединяются со сливом штоковая полость 13 гидроцилиндра 7 и поршневая полость 17 гидроцилиндра 8, в результате чего происходит одновременное перемещение вниз поршня 14 и подвижной части 18с кулачками 5 до замыкания зубьев полумуфт 28 и 29 (т.е. сцепления базового кулачка 3 с корпусом 1 патрона). В этот момент элементы механизма замыкания занимают положение, показанное на фиг,6. При дальнейшем движении вниз под действием пружин 30 подвижной части 18 элементы механизма замыкания занимают положение, изображенное на фиг.5, т.е. зубья 25 опорного диска 23 выходят из пазов 55 шестерни 53, размыкая тем самым кинематическую цепь между штоком 51 гидроцилиндра поворота и базовым кулачком 3. После этого производят возврат гидроцилиндра 9 поворота в исходное положение, при котором рейка 52 со штоком 5-1 находятся в крайнем левом положении (фиг.4). Поворот шестерни 54 при этом происходит беспрепятственно, поскольку она имеет возможность свободного вращения в подшипнике 54 относительно корпуса 1. В результате все элементы гидросистемы патрона приходят в состояние, соответствующее зажиму (строки 6 и 1 таблицы).

Таким образом, осуществление всех 6 циклов при работе патрона достигается коммутацией только 4-х магистралей, что упрощает конструкцию, а возможность отвода рейки в исходное положение позволяет осуществить многократный поворот, что расширяет технологические возможности обработки заготовок.

Формула изобретения Поворотный зажимной патрон, содержащий корпус, в котором расположены зажимной и базовый кулачки с гидроцилиндрами их проводов, штоковые и поршневые полости которых подключены к гидросистеме патрона, включающей пружинный аккумулятор с управляемым обратным клапаном, состоящим из входной камеры и камеры управления, в которой размещен управляющий элемент, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем поворота детали на различный угол и

упрощения конструкции, патрон снабжен механизмом подъема базового кулачка, выполненным в виде расположенного на штоке гидроцилиндра привода базового кулачка опорного диска с торцевыми зубьями, которые предназначены для его связи с цапфой базового кулачка, на котором соответственно выполнены пазы, и с зубчатым колесом, установленным с возможностью поворота от рейки, выполненной на штоке гидроцилиндра

привода поворота, штоковая полость которого связана с входной камерой управляемого обратного клапана, а поршневая - с дополнительной камерой этого клапана, выполненной между двумя первыми, при этом устройство

снабжено управляющим элементом, расположенным в дополнительной камере, а пружина аккумулятора расположена в камере , управления.

48

Фиг.1

« V

Л/71817737 W #

Физ.5

Физ.6

1

i

L I