Расточный патрон Советский патент 1976 года по МПК B23B29/02 

1

Изобретение относится к области обработки илеталлов резанием На станках расточной группы.

Известен расточный патрон, содержащий ползун, перемещаемый от ходового винта с помощью приводных устройств, расположенных на противоположных концах винта.

Однако в таких патронах реверсирование хода ползуна без изменения вращения шпинделя станка осуществляется с помощью ручного перемещения элементов патрона.

Цель изобретения - автоматическое реверсирование хода ползуна.

Для этого в описьшаемом расточном патроне приводное устройство вьшолнено в виде храпового механизма с собачками, укрепленными в верхней части коромысла, которое вьшолнено двуплечим с центром тяжести в нижнем плуче и контактирует торцом с венцом храпового колеса, причем собачки поочередно взаимодействуют при поступательном перемещении ползуна со штоком, который размещен внутри установленной в ползуне гильзы.

На фиг. 1 показаны два приводных механизма, разрез по оси ходового винта патрона (вид сверху); га фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1 (приводной механизм в исходном положении при

наибольшей подаче); на фиг. 3 - разрез по Б Ь на фиг. 1 (механизм автоматического реверсирования хода ползуна с винтом настройки на величину ходп ползуна и приводные устройства); на фиг. 4 разрез по Е-Е на фиг. 3 (узел крепления собачки к коромыслу); на фиг. 5 - разрез по С-С на фиг. . (правая гайка с указателем величины хода ползуна по шкале настройки хода ползуна); на фиг. 6 схема работы механизма автоматического ревср сирования 5сода ползуна; на фиг. 7 приводно механизм в конце рабочего хода.

Приводное устройство патрона включает собачку I, которая посредством оси 2 крепится к верхнему плечу двуплечего коромысла 3. Коромысло свободно посажено на ходовой винт 4 и со стороны оси вращения патрона имеет цилиш1ри ческую выточку, куда вставляется венец храповою колеса 5. Храповое колесо 5 посредством штифта 6 жестко фиксируется с ходовым винтом. От оссногп перемещения коромысло 3 ограничено с O/IHOH стороны венцом храпового колеса 5, а с друюй кольцевым торцом ходового винта для левого коромысла и гайкой 7 для правого коромысла.

Резьба на ходовом винте под гайку 7 выпол няется противоположной по отношению к налрав;)

ниго основной ходовой })езьбы /тя юго, чтобы рабочий торец гайки работал на упор при вращешш ходового винта на свишшвание резьбы гайки, и на отжим при развинчивании.

Собачка 1 имеет консольный выступ, перекрьшающийся с верхним плечом коромысла и находящийся под ним. в перекрывающихся плоскостях выступа собачки и верхнего плеча коромысла имеются глухие отверстия одного диаметра на одной оси. В них вставляется пружина 8 (фиг. 3) с помощью которой собачка поджимается на сцепление к храповому колесу. Зубья на собачке выполнены на противоположной стороне от пружины в месте перекрытия с храповым колесом. На оси 2 собачка вращается свободно. Для вывода собачки из зацепления с храповым колесом она имеет выступ, находящийся после зубьев (от своей оси вращения). Собачка вьтодится из зацепления с помощью отключателя 9 собачки, который перекрывается с выступом собачки.

Двуплечее коромысло 3 состоит из верхнего плеча с собачкой, осью и пружиной и противоположного ;{ижнего плеча-протизовеса. Нижнее плечо имеет больщий статический момент масс, чем приведенное верхнее плечо. .Для больщей разности веса в теле гшжнего плеча.фрезеруется по контуру глухое отверстие и заливается свинцом. Центр тяжести коромысла всегда находится ниже оси вращения коромысла в нижнем плече. Нижнее плечо на правом торце имеет дугообразный выступ, которым оно упирается в инерционный шток 10 в момент реверса хода ползуна в конце рабочего хода коромысла. Устройство также имеет два ограничителя 11, которые крепятся в нижнем кольце 12. Ограничители 11 по оси патрона выполнены вьпле Ш1ерционного щтока 10 и не задевают его, но при повороте кольца 12 на определеьшый угол ограничите.ли 11 действуют (выше дугообразного выступа) на нижние плечи коромысел и поворачивают их. В этом случае коромысла упираются не верхними плечами в корпус патрона, а нижними - в ограничители 11.

В зависимости от того, на какой угол поворачивается нижнее кольцо 12 с ограничителями 11 (и стопорится при настройке винтами 13), будет зависеть величина угла поворота коромысел. Величина подачи ползу1и при одном обороте патрона находится в прямой зависимости от изменения величины угла поворота кольца 12 с ограничителями и коромысла. По этой зависимости градуируется щкала настройки на требуемую подачу, шкала наносится на нижнем кольце 12 или обойме 14. Нижнее кольцо 12 крепится с помощью шпатов 15, перемещающихся по кольцевому пазу обоймы 14. Фиксируется нижнее кольцо 12 в положении требуемой величины подачи посрел.ст- вом винтов 13.

Для ускорения обратного хода коромысел имеются два толчковых механизма, состоящих из и лкателей 16 и пружин 17. Толчковые механизмы

действуют на нижние iijii i ,кс i иг HD всей :иШ11е их хода и вст1Х)ены и корпус 11ат|хмна. РаГючес усилие коромыслу передастся от рукоя1ки 1Я через верхнюю втулку 9, которая имеет выступ, перекрывающийся с верхним плечом на величину высоты дуги, описываемой верхним плечом при максимальном ходе. Верхняя втулка крепится к обойме подобно нижнему кольцу, но не имеет фиксирующих винтов. Верхняя втулка свободно вращается на обойме 14, штифты 15 скользят по кольцевому пазу обоймы. Два приводных механизма монтируются в выборках корпуса 20 и обойме 14. Корпус выполнен за одно целое с хвостовиком. В корпусе выбраны направляющие пазы. По оси ходового винта направляющие вьтолнены прямоугольного профиля, нижетипа ласточкин хвост. В направляющих крепится ползун 21, сцепляющийся с ходовым винтом. Приводные устройства служат для осуществления перемещения ползуна. Для последовательного включенияодного приводного устройства и отключения второго предназначен мехаш-гзм автоматического реверсирования хода ползуна, состоящий из инерционного штока 10 и инерционной гильзы 22.

Инерционный шток 10 непосредственно сопрягается попеременно своими консолями с нижними плечами коромысел. Инерционная гильза 22 служит для смещения штока 10 к оси вращения патрона О-О. Перемещение гильзы 22 ограничивается и изменяется при настрюйке правой гайкой 23 и левой гайкой 24, упирающимися своими торцами осевого перемещения посредством винта 25 настройки на величину перемещения ползуна. Винт 25 посредством сгупенчатхэго осевого профиля, щайбы и гаек 26 лишен. сводобы осевого перемещения. Резьба на вйНте 25 под гайки 23 и 24 имеет противоположное направление, но одинаковая но щагу.

Правая гайка 23 имеет указатель для настройки на величину хода ползуна по щкале, нанесенной на нижнем торце корпуса 20. Винт 25 и нижнее кольцо 12 перемещаются только при неподвижном патроне при настройке патрона вручную.

При наибольшей величине хода нолзуна с отключенным правым приводным механизмом расстояние от центра тяжести гильзы 22 до оси вращения патрона О-О равно Ci, расстояние от центра тяжести щтока 10 до оси натрона - С:, расстояние от суммарного центра тяжести штока 10 гильзы 22 до оси - Сз величина свободного перемещения гильзы 22 между гайками 23 к 24 С, ветшчина свободного перемещения щтока 10 относительно гальзы 22 - С j, а длина участка коромысла (нижнего плеча) пербкрьтаемяя urroKOM 10 - М. Величины Сь Cj, Сз, €4, Cj, М задаются нз условия обеспечения максимальной величины хода ползуна при наименьшем диаметр патрона. Перемещение с марного центра тяжести через ось патрона в результате перемещения ползуна в противоположном напрявленми, н|ж которюм

гяльза 22 и шток 10 пе5 емещаются за счет центробежных сил при вращении патрона, равно К. Для фиксированного числа оборотов величина К может быть определена практически и зависит от оборотов патрона и сил сопротивления, действуюШлхнашток 10 и гальзу 22 при их осевом перемецдании. Величина действительного хода ползуна MI будет MI М и равна

М,М-К Сз+К(1)

При измене1ши С от наибольшей величиьп, до О, при условии Сз €4 мак , величина хода ползуна М,, согласно формуле (1) регулируется в пределах:

при С мак MI С4мак + К

при С4 OMi к

Т. е. величина MI регулируется в широких пределах винтом настройки 25, так как К - величина малая.

Величина €4 может быть и больше Сз, но регулирование величины хода ползуна осуществляется в пределах велишны Cj.

Основное назначение шльзы 22 уметшить длину (от оси вращения патрона) стороны штока, ж работающей в данный момент, что позволяет получить больший ход ползуна чем при цельном механизме реверса (без гильзы 22).

Микрометрическая резьба на ходовом винте 4 правая. Для контакта ограничителей 11 с нижними плечами коромысел в обойме 14 для них вскрыты окна на величину угла поворота гшжнего кольцаИнерционньш шток 10 по условиям собираемости должен быть сборным. Правая гайка с указателем 23 может настраиваться и не по шкале, а по плиткам от выступа, к оторый необходимо предусмотреть на торце корпуса.

Работает патрон на механической подаче с автоматическим реверсированием хода ползуна следующим образом.

Предварительно винтом 25 патрон настраивается на требуемую величину хода ползуна по шкапе при положении ползуна 21 в любом крайнем положеНИН патрона.

Пря крайних положениях ползуна значения величины по шкале хода для ползуна и для штока 10 одинаковы. Допустим, чго ползун находится в правом крайнем положении патрона. В таком случае суммарньш центр тяжести гильзы 22 и ш тока 10 находится по правую сторону от оси вращения.

Нижним кольцом 12 посредством фиксаторов И устанавливается требуемая подача по шкале и в данном положении кольцо закрепляется вннтом П. После наладки патрон вставляется в шпнндвль стайка. Включается рабочее врапяение шпинделя в патрона (правое). Шток 10 центробежной силон дJaит на торец (обращенный к ooi вращенвя) нижнего плеча коромысла правого приводного устройства. Торец не дает ему двигаться дальше. .Рукоятка 18 с верхней втулкой 19 удерживается (рукой или упором, прикрепленным к станку).

Верхнее плечо коромысла вращается вместе с патроном до момента контакта с ))а1ым выступом верхней втулки. Еыступ давпт на верхнее плечо. Коромысло начинает новорач)1ваться. собачка вращает храповое колесо, вращается ходовой винт и ползун на величину подат одного оборота сдаигается вправо. В конце угла поворота, когда выступ верхней втулки рке не вращает коромысло, торец коромысла сдерживающнн шток 10, ходит or

нгтока, освобождая ему п}ть.

Шток 10 двигается до крайнего положения вправо, преграждая обратный поворот коромысла. Собачка при этом выступом находит на отключатель9, поворачивается на своей оси и выходит из

заиеплешш с храповым колесом. Пружина 17 толчкового мехаш зма от давления коромысла нижним плечом находится в сжатом состоя ши. Правый приводной мехаш1зм с этого момента не работает, он выключен.

Верхнее плечо левого коромысла аналопгшо

вращается до ко ггакта с тем же неподвиж1 ым выступом верхней Бту.пки и происходит передача движения на ползун. Только теперь ползун двигается влево на пр1шодной мехага1зм. Как только

верхнее плечо коромысла выходит из зацепления с выступом втулки левое незапертое штоком 10 корол ысло. оказывается под действием собственной силы тяжести (центр тяжести коромысла находится в нижнем плече). В MOMeirr-выхода из

зацеш1еш1я скорости центра тяжести коромысла и точки оси ходового винта (на одном радиусе вращеннй от оси патрона) одинаковы и направлены по касательной к радиусу. При повороте патрона на 90° после выхода из заиеплегшя угол между скоростью центра тяжесш в :моме1гг выхода из зацепления и .новым направлением движения центра тяжести составит 90°, т е. проекция первоначальной скорости на новое направление движения центра тяжести равна нулю. Первоначальная скорость центра тяжести коромысла равна нулю. Так как коромысло свободно посажено на ходовом винте, то потеря его центром тяжести первоначальной скорости приводит к замедле1шю движения. Из-за несоответствия прямолинейной

Направленности силы инерции центра тяжести и его окружной траекторией движения происход11т отстаивание коромысла. Точка оси ходового винта на одном радиусе вращения от оси патрона будет обгонять центр тяжести коромысла, т. е. коромысло будет поворачиваться. При дальнейшем повороте это несоответствие между направлением мгновенной . скорости предыдущего отрезка времени и новым направлешем движения центра тяжести будет все время повторяться, т. е.

центр тяжест все время будет отставать от соответствующей теоретической точки ходового ви1гга до тех пор, пока коромысло, вращаясь, не упрется верхним плечом в корпус патрона или нижним в ограничитель И, и коромысло возвратится в исходное положение. С каждьп оборотом патрона цикл движения коромысла повторяется. При настройке на меньшие подата, кроме максимальной, коромысло упирается нижним плечом в ограничитель 11 .ввернутый в нижнее кольцо 12. Обратньш сод коромысла ус .коряется толчковой пружиной 17. Собачка пружиной поджимается на сцепление с храповым колесом. Ползун с каждым оборотом движется влево до тех пор, пока суммарный центр тяжести гильзы 22 и штока 10 не перейдет за ось вращения патрона на величнну К. В этот момент шльза 22 и шток 10 це1ггробеж1юй силой перебрасьюаются на левую сторону от оси вращения, и шток 10 аналогачно запирает левое коромысло, отключает левое приводное устройство, и включает правое. Ползун 21 начнет перемещеМ е вправо. Реверсирование хода ползуйа прриехОДлт лвтбма.гич&скк и отсутствуют aBapHHHiiie попЬзкейия пра переключении При расточньк работах, не требующих пере№|ещбния нолзуна, нижнее кольцо 12 поворачивается в положение нулевой подачи, при этом оба коромысла (левое и правое) поворачиваются в конечное положение эаничителямн Нив этом поло51сенш1 фиксируютог на время данной работы. Требуемая точная подача ползуна в JOм случае осущес1вляется вручную вршцением ходового винта 4, на левом торце которого имеется отверстие под ключ, а на периферни торца- шкала. Формула изобретения Расточньш патрон, содержащий ползун, перелещаемый от ходового винта с помощью приводных устройств, раотоложенных на нротнвоположных концах винта, отличающийся тем, что, с целью автоматического реверсирования хода ползуна, прнводнью устройства выполнены в виде храповых механизмов, с собачками, укрепленными в верхней части коромысла, которое выполнено дауплечим с центром тяжести в нижнем нлече и контактирует торцом с венцом храпового колеса, причем собачки поочередно взаимодействуют при поступательном перемещении ползуна со штоком, который размещен внутри установленной в ползуне гильзы.

Фиг,1 19

Фиг. 2 20 17

Фиг.З

у/

«

2.4