Самоустанавливающийся патрон Советский патент 1981 года по МПК B23B31/04 

Изобретение относится к машинистрое- нию, а именно к обфуцованию станков для обработки отверстий в высококачественных сталях (I сплавах в труцноаоступны: местах концевым инструментом, и может быть использовано в машиностроении, суцострое- НИИ и цругих отраслях промышленности. Известны резьбонарезные патроны, соцержашие хвостовик с фрикционной муфтой, пружинным компенсатором и метчикоцер- жателем, в которых для улучшения самоустансжки метчика по оси обрабатываемого отверстия метчикооержатель установлен на шариковом поапятнике и снабжен pamianbно расположенными пазами опя свобооного перемещения в них вращающих его пальцев tilОонако известные патроны не обеспечивают ооинаковых усилий на оиаметрально Контактирующих вращающих пальцах при наличии несоосности штганоеля станка и оси нарезаемого отверстия, что приводит к ухуащению качества резьбы. При обработке отверстий в высокопрочных судостроительных корпусных сталях и сплавах и при больших моментах резьбонарезания, силы трения межцу пальцами и стенками пазов, препятствующие само- установке метчика, возрастают еще больше и вызывают подрезание ниток нарезаемой резьбы. Наиболее близким к предлагаемому является резьбонарезной патрон, применяемый при обработке деталей на металлорежуших станках, в корпусе которого расположена шариковая муфта, состоящая из ведущей и ведомой оснащенных торцовыми кулачками полумуфг, между которыми размещен опорный шарик. При наличии несоосности между хвостовиком н оправкой происходит перекатывание промежуточного диска по шарикам до тех пор, пока в контакте не окажутся оба диаметрально расположенных шарика 2. Недостатком известного патрона является невысокая надежность самоустанов- ки инструмента при обработке отверстий

3848165

Ьвьгсокопрочных материалах, гак как при наличии перекоса между осями хвостовика я оправки происхооит осевое раскрытие паза, в котором перемещается шарик, что аривооит к увеличению перекоса, препятст вующего сфлоустановке оправки с инструментом. В результате происходит подрезка ниток резьбы, снижается чистота поверхности обрабатьваемого отверстия, происходит увоа оси резьбы с оси предварительно просверленного отверстия. Цель изобретения - повышение надежности самоустановки инструмента при обработке отверстий в высокопрочных материалах. Поставленная цель достигается тем, что в самоустанавливающвмсяпатроне,содержащем заключенные в корпусе ведущую и ведомую полумуфты, замыкаемые в осевом направлении через опорный шарик пру жиной,кулачки которых взаимодействуют через шарики, рабочие поверхности кулачков ведущей и ведомой полумуфты выполнены под углом и образуют между собой при контакте с шариком в плоскости, перпендикулярной оси патрона, угол, больший двойного yrjja трения направленный вершиной от центра, а шарики заключены в сепаратор, размещенный между полумуфтами и связанный с ними упругими элементами одинаковой жесткости. Выполнение сопряженных с шариком опорных поверхностей кулачков полумуфт под углом, установка опорных поверхностей кулачков при передаче момента под углом большим двойного угла трения, размещени шариков в сепараторе обеспечивают плавание сепаратора и передачу момента непрерывно двумя точками, т. е. повышают надежность самоустановки инструмента относительно оси обрабатываемого отверстия. Наличие упругих элементов, удерживающих сепаратов в среднем положении относительно полумуфт, устраняет влияние несоосности оси шпинделя и нарезаемого отверстия на плавание сепаратора и самоустановку инструмента. На фиг. I представлен патрон, продоль ное сечение; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг, 1. Самоустанавливающийся патрон состои из корпуса 1, ведущей 2 и ведомой 3 полумуфт. Ведущая полумуфта 2 цилиндрической имеет два кулачка 4 и 5 В верхней части полумуфты 2 имеется квадратное отверстие CL, для соединения со шпинделем станка. Ведомая полумуфта 3 имеет даа аналогичных кулачка 6 и 7..

При этом кулачки 6 и 7 ведомой полумуфты 3 расположены межпу кулачками 4и 5 вепущей полу муфты 2. Опорные поверхностиЪ кулачков 4, 5 и 6, 7 полу муфт 2 и 3 выполнены поп углом. Угол наклона опорных поверхностей О кулачков 4, 5 и 6, 7 выбирается таким, чтобы при передаче момента между опорными рабочими поверхностями каждой пары кулачков, на; - пример 4 и6 или 5 и 7, образовался в плоскости, перпендикулярной оси патрона, угол с/, больший двойного угла трения, направленный вершиной от центра. Для повьпяения износостойкости и не- сущей способности кулачки 4, 5 и 6, 7 снабжены пятами 8-11, которые выполнены из закаленной шарикоподшипниковой стали и подвергнуты поверхностному пластическому деформированию обкаткой алмаз- ным выглаживателем. В пространстве меж ду кулачками 4-7 полумуфт 2 и 3 расположен сепаратор 12 в виде крестовины, в тангенциальнь1х отверстиях. С которого по периферии помещены шарики 13-16, передающие крутящий момент. Расположение рабочих поверхностей пят 811 под углом, большим двойногЬ угла трения, необходимо для обеспече- ния скольжения шариков 13 - 16 в момент замыкания полумуфт 2 и 3. В осевом направлении сепаратор 12 удерживается между полумуфтами 2 и 3 упругими элементами 17,вьтолненными,например,в виде тарельчатых пружин равной жесткости. , В центре сепаратора 12 выполнено отверстие с I в котором размещен опорный шарик 18, В обеих полу муфтах 2 и 3 расположены опорные диски 19, которые с опорным шариком 18 образуют шариковый подпятник, обеспечивающий замыкание осевой силы с ведомой 3 на ведущую 2 полумуфту. В свободном нерабочем состоянии ведомая полу муфта 3 поджата к ведущей по- лумуфте 2 через шариковый подпятник тарельчатой пружиной 20, опирающейся втopы. своим торцом на корпус 1 через торец защитной шайбы ,Между пружиной 2О и защитной шайбой 21 , оится уплотнительное кольцо 22, изготовленное из эластичного материала, например, поролона, В центре ведомой полумуфты 3 вьтолнено квадратное отверстие для хвостовиков метчиков оканчивающееся конической расточкой, в которой находится разрезное кольцо 23, служащее для за. крепления метчиков. На наруя{ной цилиндрической поверхности выступающего нижнего конца веаомой полу муфты 3 нарезана .резьба, по которой 1 еремещается гайка 24, упирающаяся в торец разрезного кольца 23. Предлагаемый самоустанавливаюшийся патрон работает слеоутошим образом. Закрепление метчиков осуществляется при закручивании гайки 24, перемещающе в осевом направлении разрезное кольцо 2 Кольцо имеет внутренний циаметр, соотве ствующий циаметру закрепляемого метчик Метчики с размером квацрата, меньшим отверстия , устанавливаются через переходные втулки. При наличии несоосности между осью нарезаемого отверстия и осью шпинделя станка ведомая полумуфта 3 с закрепленным метчиком направляется по оси обрабатьюаемого отверстия. В случае вращения ведущей полумуфгы 2, сое:;енен- ныи со шпинделем станка, по часовой стрелке происходит выбор бокового зазора и замыкание одной пары кулачков, например 4 и 6, через пяты 8 и 1 I и шарик 13. Так как рабочие опорные по-, верхности кулачков 4и 6 образуют при передаче момента в плоскости, перпендикулярной оси патрона, угол ot-. который больше двойного угла трения, то шарик 1 отжимается к центру скользя по пятам 8 и 11 и перемещает сепаратор 12 с шариками 13 - 16. Перемещение происходит до тех пор, пока диаметрально расположенный шарик 14 не упрется в рабочие поверхности установленных под таким же углом кулачков 5 и 7 с пятами О и 10. После этого осуществляется передача крутящего момента одновременно двумя шариками 13 и 14 в двух точках контакта с одинаковыми усилиями пря непрерьгоном плавании сепаратора из одной зоны контакта в другую. Для выкручивани метчика из нарезанного отверстия патрон вращают в обратную сторону, при этом замыкание происходит через опорные поверхности кулачков 5 и 7 и шарик 14, аналогично предыдущему. При наличии пер коса между осями полумуфг 2 и 3 упруги элементы 17, так как они имеют равную жесткость, удерживают сепаратор 12 в. среднем угловом положении относительно 8 56 этих осей таким образом, что угол межау торцовой плоскостью сепаратора 12 к осью шпинделя равен углу между торцевой плоскостью сепаратора 12 и осью метчики. Это обеспечивает радиальное nepeMemeViire и плавание сепаратора 12 в данных условиях и не препятствует самоустановке ведомой полумуфты 3 по оси обрабатываемого отверстия. Предлагаемое устройство повышает надежность самоустановки инструмента, позволяет повысить качество нарезаемой резьбы, так как исключается подрезка ниток резьбы, псжышается чистота поверхности обрабатываемого отверстия, а также обеспечивается обработка резьбовьк отверстий в высокопрочных материалах при больших значениях перекоса и несоосности как между осями полумуфг, так и между осью нарезаемого отверстия и осью инструмента. Формула изобретения Самоустанавливающийся патрон для )сонцевого инструмента, например метчика, в корпусе которого расположена шариковая .муфта, состоящая из и ведомой оснащенных торцовыми кулачками полумуфт, между которыми размещен упорный шарик, отличающийся тем, что с целью повьшгения надежности самоустановки инструмента при обработке отверстий в высокопрочных материалах, патрон снабжен сепаратором, выполненным в виде крестовины н установленным между полумуфтами, а рабочие поверхности кулачков выполнены наклонными и снабжены закрепленными для взаимодействия шариками муфты. Источники информации, п1эинятые во внимание при экспертизе. 1. Авторское свидетельство СССР 319397, кл. В 23 В 31/О4, 1972. 2. Аксеров М.А. Приспособления дня еталлорежущих станксе. М., Машгиз; I960. С.471, фиг. УП. 88.

.1