ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ ПАТРОН Советский патент 1974 года по МПК B23B31/04 

1

Изобретение относится .к области машиностроения и может быть (применено в металлорежущих станках при работе концевым инструментом.

Известные предохранительные патроны с упругой связью между ведомыми и ведущими элементами могут обеспечить защиту И1нструмента при перегрузках по одному из параметров, являющи.хся функцией подачи инструмента (крутящему моменту или осевой силе).

Предложенный патрон обеспечивает защлту илструмента При .перегрузках тю крутящему моменту и осевой силе, или ino каждому из этих параметров в отдельности.

С этой целью упругая связь ведущих и ведомых элементов выполнена в виде несамотормозящейся шариковой винтовой пары, установленной с регулируемым предварительным натягом.

На чертеже изображен осевой разрез лтатрона под нагрузкой.

Ведущая втулка 1 закреплена па шпинделе станка, ведомая втулка 2 имеет инструмент 3 (например сверло). На наружной поверхности втулки 2 выполнена винтовая канавка, в которой размещены щарики 4, взаимодействующие с гайками 5, закрепленными в ведущей втулке 1, образуя щарнковую винтовую пару.

Предварительный натяг в щариковой винтовой паре осуществляется пружиной 6, сжимаемой гайкой 7.

Рассматривая условия равновесия ведомой втулки с инструментом в осевом направлении, можно записать:

Р, + Р()-Рпр 0

или

2М,

кр

ЯПР О,

Р.+

пр

tg (а + р)

где РХ и Л кр-соответственно осевая сила и крутящий мо.мент резания;

d -средний диаметр передачи;

р - приведенный угол трения;

а - угол подъема винтовой линии;

Рпр - сила предварительно сжатой пружины.

|Пр,и рзботе инструмента, когда

Рх + Р(М)Рпр,

пружина 6 «е позволяет ведомой втулке 2 смещаться в осевом направлении относительно ведущей вгулки 1, т. е. патрон работает как единое целое.

В случае, когда (Мкр)Р„у, ведомая втулка 2 смещается относительно ведущей втулки 1 по винтовой линии. Так как ведущая втул,ка 1, закрепленная на щпинделе станка, продолжает свое движение со скоростью рабочей лоДачи, то суммарная подача инструмента уменьшиТСя.

ОСевая Сила Рх и крутящий момент Мкр являются функцией величины подачи, поэтому уменьшение суммарной подачи инструмента уменьшит эти параметры и позволит пружине 6 возвратить систему в исходное .положение. При этом скорость подачи возрастет до номинальной. Таким образом осуществляется защита инструмента при перегрузках.

Как следует из вышеуказанных фор.мул, угол подъема винтовой линии ос определяет степень влияния осевой силы и крутящего момента на сжатие пружины 6. Увеличение этого угла ведет к уменьшению чувствительности .патрона к перегрузке по крутящему моменту и повышению его чувствительности к перегрузке по осевой силе. С другой стороны, уменьшение угла а делает патрон мало чувствительным при перегрузке по осевой .силе.

Следовательно, вьгбор оптимального угла а позволяет создать патроны, которые бы надежно защищали режущий инструмент при перегрузках по осевой силе, крутящему моменту или по двум этим параметрам одновременно.

Предмет изобретения

Предохранительный патрон для .концевого режущего инструмента, ведущие и ведомые элементы которого упруго связаны, отличающийся тем, что, с целью защиты инструмента При перегрузках по крутящему моменту и осевой силе, или по каждому из этих параметров в отдельности, упругая связь ведущих и ведомых элементов выполнена в виде несамотор.мозящейся шариковой винтовой пары, установле.нной с регулируемым предварительным натягом.