Патрон для нарезания резьбы метчиками Советский патент 1981 года по МПК B23G1/46 B23B31/00 

(54) ПАТРОН ДЛЯ НАРЕЗАНИЯ РЕЗЬБЫ

I

Изобретение относится к мантностроению и может быть использовано при нарезании сквозных и глухнх резьб метчиками на автоматическом оборудовании.

Известны патроны, для нарезания резьб метчиками, которые, с целью предохранения метчиков от поломок, снабжены предохранительными устройствами (1.

Но применяться эти патроны могут только при ручном реверсировании и подаче, так как у них отсутствует механизм, компенсирующий взаимное перемещение метчика и щпинделя при срабатывании предохранительного устройства, и, кроме того, из-за отсутствия датчика в предохранительном устройстве патрона резьбонарезание не может быть автоматизировано. Поэтому известные предохранительные патроны с комплексом всех устройств находят очень ограниченное применение на автоматическом оборудовании, так как при остановке метчика шпиндель не прекращает подачу до момента реверса, а при частом реверсировании известные односторонние устройства для KOMneHcauflw взаимного перемещения метчика и шпинделя не удовлетворяют требованию необходиМЕТЧИКАМИ

мой двухсторонней компенсации перемещений в широких пределах.

Кроме того невозможна нарезка резьб с опережающими подачами и с подачами, равными шагу резьбы, что уменьшает область его применения. Точность глубины на5 резаемых глухих резьб уменьи1ается за счет колебаний параметров фасок на отверстии, положения поверхности детали в приспособлении относительно конечного хода шпинделя и замедления подачи. Сравнительно низJQ кая точность глубины нарезаемых резьб вызывает увеличение недореза и глубины отверстия под нарезаемую резьбу, так как управление циклом нарезания резьбы проис.ходит по положению шпинделя. Отсутствует устройство для предохранения метчика от

15 поломки при дефектах и затуплении метчика, дефектах материала детали и заниженном диаметре или глубине отверстия под резьбу. Эти недостатки сужают технологические возможности патрона, область его применения, снижают универсальность и не реигают проблемы поломок метчиков, особенно при работе на автоматическом оборудовании.

.Цель изобретения - повышение надежности путем предотвращения поломки метчика и шпинделя, автоматизации резьбонарезания, расширение технологических возможностей патрона и обеспечение необходимого осевого перемещения шпинделя относительно метчика при срабатывании предохранительного устройства, обеспечение работы метчика с различными подачами, повышение точности и стабильности глубины нарезаемых глухих резьб.

Цель достигается тем, что патрон для нарезания резьбы метчиками, содержащий устройство для компенсации несовпадения осей метчика и отверстия под резьбу, включающее установленные в корпусе устройства втулку, несущую тела качения, на которых установлен промежуточный элемент с шариками, устройство для взаимного перемещения метчика и шпинделя, включающее втулку для закрепления патрона .в шпинделе станка и установленный в нем вал патрона, подяружнненный относительно втулки, снабжен предохранительным устройством, сое тоящим из шариковой муфты, одна из полумуфт которой установлена на шариках промежуточного элемента, а другая с возможностью перемещения на валу под действием шариков, выходящих из лунок полу муфты при повышенном крутящем моменте, при этом вал снабжен токосъемником и датчиком перемещений, предназначенным для взаимодействия с полумуфтой, закрепленной на валу.

При срабатывании предохранительного устройства возможны значительные взаимные перемещения метчика и шпинделя, а также перемещения, вызванные несовпадение.м подачи шпинделя с шагом метчика и люфтами в кинематических целях станка., поэтому для компенсации этих перемещений вал патрона установлен во втулке по шлицевому соединению с зазором, что дает возможность осевого перемещения и углового поворота на некоторый угол вала относительно втулки. При этом возврат в исходное положение осуществляется с помощью пружины.

Для создания необходимого усилия врезания метчика в начале нарезания резьбы и обеспечения работы метчика с различными подачами щпинделя, на валу выполнены продольные канавки с карманами, а во втулке установлено кольцо с фиксирующими элементами, входяш.ими в указанные карманы.

С целью повышения точности и стабильности глубины нарезаемых глухих резьб, токосъемник снабжен тягой, с помощью которой происходит управление циклом нарезания резьбы по осевому линейному перемещению метчика.

На фиг. 1 показан предлагаемый патрон для нарезания точных резьб метчиками, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Метчик .закрепляют во втулке 1. Фланец втулки , промежуточный элемент 2 и

полу муфта 3 предохранительного устройства образуют, крестовую муфту с шариками 4, которая удерживается в рабочем положении усилием пружины 5 и служит для компенсации несовпадения осей обрабатываемого отверстия и метчика. Предохранительное устройство состоит из полумуфты 3 с гнездами под шарики 6, щайбы 7 и фланца 8 вала 9 с отверстиями, в которые вставлены шарики 6. Крестовая и предохранительная муфты поджаты с определенным, регулируемым с помощью составного корпуса tO, усилием, создаваемым пружиной 5.

На валу 9 закреплен датчик И, который соединен приводом 12, заложенным в паз вала 9, с внутренним кольцом подшипника

13, который служит токосъемником. На подшипнике t3, изолированном от вала и от разъемного кольца 14, закреплена тяга 16 для управления циклом нарезания резьбы. Наружное кольцо 15 подшипника 13 соединяется проводом с электронным блоком управления. На валу 9 между датчиком И и подшипником 13- надета предохраняющая трубка 17 из изоляционного материала. Вал 9 входит во втулку 18, посредством которой патрон закрепляется в шпинделе станка. Крутящий момент от втулк-и 18 на вал 9 передается путем подвижного в осевом направлении, например, щлицевого соединения. Соединение выполнено с зазором так, что вал 9 может поворачиваться относительно втулки 18 на некоторый угол, а пружина 19, соединяющая вал 9 со втулкой 18, работает на растяжение и кручение.

На переднем конце втулки 18 диаметрально расположены отверстия, в которых находятся шарики 20, поджимаемые к валу плоской кольцевой пружиной 21. Вместе с канавками 22 и карманами 23 на валу 9 они создают устройство для врезания.

С. помощью пружины 19 патрон в свободном состоянии оттягивается назад и поворачивается влево относительно втулки 18,

0 поджимая шарики 20 в сторону карманов 23. Жесткий упор 24, закрепленный на корпусе станка, в исходном положении патрона до начала цикла упирается в кольцо 25 тяги 16 и оттягивает патрон вперед так, чтобы карман 23 на валу 9 был несколько впереди шариков 20 устройства для врезания.

Патрон работает следующим образом. В начале цикла шпиндель со втулкой 18 подается вперед и шарики 20 заходят в карманы 23 (фиг. 2). Далее шпиндель со втулкой 18 движется вместе с патроном. После врезания метчика согласованность их движения зависит от согласованности подачи с шагом. После нарезки резьбы при реверсе пружина 19 закручивается, шарики 20 устройства для врезания выходят из кар5 манов 23 и не создают сопротивления для компенсации выбора зазоров кинемат.ичес. ких цепей. При наличии каких-то дефектов, . вызвавших повышение крутящего момента шарики 6 предохранительной муфты выходят из лунок полумуфты 3, отжимают шайбу 7, датчик 11 фиксирует перемещение шайбы, и сигнал поступает иа электронный блок, который дает команду на кратковременный реверс. При срабатывании предохранительного устройства метчик с патроном останавливаются, а шпиндель со втулкой 18 продолжает вращение и движение подачи. Шарики 20 отжимают пружину 21 и выходят из карманов 23, не припятствуя движению шпинделя вперед до момента реверса. Наряду с обеспечением нарезания точных резьб изобретение обеспечивает предотвращение поломок метчиков, что уменьшает их расход, сокращает брак деталей по залому метчиков, повышает производительность, снижает затраты на обслуживание оборудования; работу патрона с опережающими, отстающими и совпадающими подачами, что расширяет его применение на разном оборудовании; уменьшение глубины отверстий под резьбу, за счет уменьшения колебаний недорезов; повышение точности глубины нарезаемых резьб. Формула изобретения I. Патрон для нарезания резьбы метчиками, содержащий устройство для компенсации несовпадения осей метчика и отверстия под резьбу, включающее установленные в корпусе устройства втулку, несущую тела качения, на которых установлен промежуточный элемент с шари-ками, устройство для взаимного перемещения метчика и шпинделя, включающее втулку и установленный в ней вал, подпружиненный относительно втулки, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем предотвращения поломки метчика, и автоматизации процесса нарезания резьбы, патрон снабжен предохранительным устройством, состоящим из шариковой муфты, одна из полумуфт которой установлена на шариках промежуточного элемента, а другая с возможностью перемещения на валу, при этом вал снабжен токосъемником и датчиком перемещений, предназначенным для взаимодействия с полумуфтой, закрепленной на валу. 2.Патрон по п. I, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей и обеспечения необходимого осевого перемещения шпинделя относительно метчика при срабатывании предохранительного устройства, вал установлен во втулке по шлицевому соединению с зазором. 3.Патрон по пп. I и 2, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения работы метчика с различными лодачами, на валу выполнены продольные канавки с карманами, а во втулке установлено кольцо с фиксирующими элементами, входящими в указанные карманы. 4.Патрон по п. I, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и стабильности глубины нарезаемых глухих резьб, токосъемник снабжен тягой, предназначенной для управления циклом нарезания резьбы по осевому перемещению метчика. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Авторское свидетельство СССР № 428870, кл. В 23 В 31/00, 1971.