Плавающий патрон Советский патент 1982 года по МПК B23B31/04 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при обработке преимущественно предварительно обработанных отверстий.

Известен плавающий патрон, в корпусе которого расположены связанная со шпинделем посредством стакана ведущая и ведомая полумуфты с размещенным между ними промежуточным элементом и инструментальная державка. Однако известный патрон имеет низкое качество обработки .1.

Целью изобретения является повышение качества обработки.

Поставленная цель достигается за счет того, что на полумуфтах выполнены торцовые диаметрально расположенные выступы с радиальными отверстиями, а промежуточный элемент выполнен в виде крестовины с центральным отверстием, пальцы которой размещены с возможностью осевого перемещения и вращения в радиальных отверстиях полумуфт, причем патрон снабжен расположенным в отверстии крестовины подпружиненным стержнем, одним концом контактирующим с державкой, а дру.гим - со стаканом, в котором выполнены окна, и механизмом разъема.

Механизм разъема может быть выполнен в виде размещенной снаружи стакана

подпружиненной втулки и сухаря, опорной поверхностью контактирующего с окнами стакана, а клиновыми поверхностями - с втулкой и окном, которое выполнено в подпружиненном стержне, причем втулка связана со стаканом посредством дополнительно введенного пальца.

На фиг. 1 представлен осевой разрез плавающего патрона; на фиг. 2 - разрез на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б

10 на фиг. 1; на фиг. 4 - вид В фиг. 1; на фиг. 5 - осевой разрез, поясняющий работу плавающего патрона.

Плавающий патрон состоит из ведущей

15 полумуфты 1 с диаметрально расположенными торцовыми выступами, выполненными в виде проушин 2. Проушины 2 в пазах полумуфты 1 загкреплены винтами 3 и имеют радиальные отверстия, в которые введены соосные пальцы плавающей крестови20ны 4. Два других соосных пальца крестовины 4 введены в аналогичные отверстия проушин 5, диаметрально закрепленных винтами 3 в пазах ведомой полумуфты 6. Ведомая полумуфта б и плавающая кре25стовина 4, соединенные таким образом между собой и ведущей полумуфтой 1, имеют возможности относительного перемещения по осям X-X, Y-У и вращения 30 вокруг них. Полумуфта 1 прикреплена винтами 7 к стакану 8, который направляющей частью 9 входит в отверстие 10, конической частью соединенной со шпинделем 11 станка. Втулка 10 снабжена пазами 12, выполненными вдоль оси вращения, в которые входит палец 13, одновременно находящийся в отверстии направляющей части 9 стакана 8. Стакан 8 и втулка 10 снабжена опорными поверхностями 14 и 15, между которыми заключена пружина 16 в свободном состоянии, но при сжатии она способна передать инструменту осевое усилие, соответствующее расчетному усилию резания. Для ограничения подвижности пальца 13 и обеспечения мер безопасности установлен корпус 17. К ведомой полумуфте 6 винтами 18 прикреплена инструментальная державка 19, по оси вращения которой закреплен инструмент, например, развертка 20, винтами 21. Плавающая крестовина 4 имеет центральное отверстие, через которое вдоль оси вращения введен стержень 22. Стержень одним концом контактирует с центрирующей выточкой 23 инструментальной державки 19, соединенной с ведомой полумуфтой 6, а другим концом по подвижной поСадт е введен в отверстие стакана 8, соединенного с ведущей полумуфтой 1 и -контактирует с ней через пружину 24. Центрирующая выточка 23 находится в центре тяжести системы деталей - ведомая полумуфта 6, инструментальная державка 19, инструмент 20. В инструментальной державке выточка 23 выполнена в виде конической поверхности, а стержень 22 в месте контакта с ней снабжен сферической поверл;ностью. Направляющая часть 9 стакана 8 и стержень 22, находящийся в ней, снабжены окнами, в которые входит сухарь 25 и опорной поверхностью контактирует со стаканом 8, а Блиновыми поверхностями 26 и 27 - со стержнем 22 и торцом втулки 10. Компенсационная способность плавающего патрона вдоль осей X-X, У-F плавающей крестовины 4 определяется величиной зазора между стержнем 22 и поверхностью центрального, отверстия плавающей крестовины 4, а также зазорами в направлении, перпендикулярном к оси вращения щпинделя между крестовиной и проущинами 2 и 5 ведущей и ведомой муфт. К столу 28 станка прикреплена (элементы крепления не показаны) обрабатываемая деталь 29, имеющая предварительно обработанное отверстие, ось которого не совпадает с осью вращения щпинделя станка и плавающего патрона как по линейным координатам вдоль осей X-X, У-Y, так и по угловым координатам а, р.

Работает плавающий патрон следующим образом.

При включении станка щпиндель И начинает вращаться вместе с плавающим патроном и разверткой 20. При этом стержень 22 сферической головкой под действием пружины 24 давит в центрирующую выточку 23 инструментальной державки 19 и совмещает ось вращения системы - ведомая полумуфта 6, инструментальная державка 19, развертка 20 - с осью вращения шпинделя. И стан. Расположение центрирующей выточки примерно в центре тяжести системы сводит к минимуму дисбалансирующее действие центра тяжести вращающейся системы. Кроме того, вращающаяся плавающая крестовина 4 стабилизирует совпадение оси системы с осью вращающегося щпинделя и является автоматичеоким регулятором перпендикулярности плоскости, проходящей через оси пальцев плавающей крестовины 4 ,к осям вращения системы и щпинделя 11 станка. Если в положении, указанном на фиг. 1, вращающуюся систему отклонить в сторону возмущающим усилием, приложенным к развертке 20 и потом убрать его, то система под действием описанных факторов вернется в исходное положение. Убедивщись в стабильном вращении системы, щпиндель И опускают вниз (фиг. 5). Заборная часть развертки 20 попадает в предварительно обработанное отверстие, при этом появляется осевое усилие резания. В этот момент суммарное усилие, состоящее из усилия, развиваемого пружиной 16, осевой составляющей пружины 24 и собственного веса вращающейся системы, меньще расчетного осевого усилия резания.

При дальнейшем движении щпинделя 11 вниз, осевое усилие, сообщаемое развертке 20, ввиду сжатия пружины 16, возрастает, развертка 20 приобретает осевую подачу, приближающуюся к расчетной. Одновременно с этим втулка 10 воздействует своим тор.цом на клиновую поверхность сухаря 25 и перемещает его в направлении, перпендикулярном к оси вращения, при этом клиновой скос 26 сухаря 25 воздействует на стержень 22 и поднимает его вверх, тем самым разобщая сферическую головжу стержня 22 с конической выточкой 23. Муфта плавающего патрона оказывается расфиксированной и происходит совмещение

оси вращения развертки 20 с осью обрабатываемого отверстия. Компенсация линейных несовпадений положения оси предварительно обработанного отверстия и оси вращающейся развертки 20 происходит путем относительных перемещений ведомой полумуфты 6 и плавающей крестовины 4 вдоль осей соосных пальцев крестовины, а компенсация непараллельности осей предварительно обработанного отверстия и вращающейся развертки 20 - путем поворота ведомой полумуфты 6 и плавающей крестовины 4 вокруг осей пальцев плавающей крестовины. При дальнейщем движении щпинделя И развертка 20 идет точно по

оси предварительно обработанного отверстия. По окончании обработки отверстия шпинделю сообщают постуиательиое движение в обратном направлении, при этом кинематическая замкнутость муфты такая же, как и при рабочем ходе, что обеспечивает соосный вывод развертки 20 из обработанного отверстия без ухудшения обработанной поверхности. При выводе развертки 20 из обработанного отверстия втулка 10, перемещаясь относительно направляющей части 9 стакана 8, освобождает сухарь 25, который под действием пружины 24 возвращается в исходное положение, а Стержень 22 под действием той же пружины 24 сферической головкой упирается в коническую выточжу 23, чем запирает муфту и обеспечивает соосное вращение развертки 20 со щпинделем И станка вне обрабатываемого отверстия. Плавак щий патрон может работать и без меканивма разъема ввиду подпружи,ненности стержня 22, но такая работа плавающего патрона сопровождается повышенным износом сферической головки Стержня 22 или конической центрирующей выточки 23, а также меиышей податливостью плавающего патрона. В предлагаемом плавающем патроне совпадают оси вращения инструмента и шпинделя станка вне обрабатываемой детали и повыщается качество обработки. Формула изобретения 1. Плавающий патрон, в корпусе котоiporo расположены связанная со шпинделем посредством стакана ведущая и ведомая полумуфты с размещенным между ними промемсуточным элементом, и инструментальная державка отличающийся тем, что, с целью повышения качества обработки, на ползмуфтах выполнены торцовые диаметрально расположенные выступы с .радиальными отверстиями, а промежуточный элемент выполнен в виде крестовины с центральным отверстием, пальцы которой размещены с возможностью осевого перемещения .и вращения в радиальных отверстиях полумуфт, причем патрон снабжен расположенным в отверстии крестовины подпружиненным стержнем, одним концом контактирующим с державкой, а другим - со стаканом, в котором выполнены окна, и механизмом разъема. 2. Патрон по п. 1, отличающийся тем, что, механизм разъема выполнен в виде размещенной снаружи стакана подпружиненной втулки и сухаря с опорной и клиновыми поверхностями, контактирующими соответственно с окнами стакана, втулкой и окном, которое выполнено в подпружиненном стерл{не, причем втулка связана со стаканом посредством дополнительно введенного пальца. Источник информации, принятый во внимание при экспертизе: 1. Вороничев Н. М. и др. Автоматичекие линии из агрегатных станков. М., «Мащиностроение, 1971, с. 34.

T/y/TT/Y/TT/

Фаг.

24yT/w/

Фи.г.5. Фиг4