Самоцентрирующий зажимной патрон Советский патент 1983 года по МПК B23B31/16 

(54) САМОЦЕНТРИРУЮЩИЙ ЗАЖИМНОЙ ПАТРОН Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано при закреплении заготовок типа колец с центрированием по наружной поверхности и базированием по торцу. Известны самоцентрирующие патроны, содержащие корпус, кулачки с зажимными губками, установленные под углом к оси патрона и соединенные через один между собой, причем каждый из которых соединен через крестовину с приводом перемещения в виде силового цилиндра с тягой, расположенной по оси патрона 1. Недостатки этого устройства - низкие надежность и точность работы. Известен также самоцентрирующий зажимной патрон, в корпусе которого равномерно по окружности и под углом к его оси расположены центрирующие и самоустанавливающиеся зажимные кулачки, связанные с приводным цилиндром через компенсирующий механизм с крестовиной 2. Недостатком этого устройства является то, что из-за выполнения компенсирующих элементов в виде пар скольжения, в них возникают значительные трения, поэтому точность перераспределения усилии остается, невысокой. Цель изобретения - повыщение точности распределения усилия зажима путем уменьщения сил трения в местах контакта подвижных элементов компенсирующего механизма. Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено установленными на крестовине равноплечими рычагами с пазами, в которые входят выполненные на крестовине призматические выступы, при этом крестовина связана с приводом посредством введенных в устройство втулки с диаметрально расположенными в ней пазами и соответственно установленных шайб с выступами. На фиг. 1 представлен патрон, общий вид, осевой разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - узел I на фиг. 1; на фиг. 5 - вид В на фиг. 4. Патрон содержит корпус 1, 2, закрепленный на щпинделе 3 станка. В корпусе под углом к оси вращения патрона расположены зажимные кулачки 4 и 5, зафиксированные от поворота подпружиненными

шариками 6. Три самоустанавливающихся кулачка 5 расположены между центрирующими кулачками 4 и попарно связаны с ними через толкатели 7, смонтированные во втулке 8, и через рычаги 9. Рычаги 9 выполнены равноплечими и в них выполнены пазы 10, в которые входят призматические выступы И крестовины 12, которая через щайбы 13, 14 и втулку 15 взаимодействует с тягой 16, снабженной упором 17 и щаровым поясом 18. Тяга 16 установлена в расточке втулки 8 и соединена со щтоком 19 силового цилиндра (не показан) привода перемещения. Шайбы 13 и 14 снабжены призматическими выступами 20 и 21, расположенными диаметрально, входящими в пазы 22 и 23, выполненные на торцах втулки 15 с двух противоположных сторон и под углом 90° друг к другу, причем рабочие опорные поверхности (линии контакта) впадин расположены в одной плоскости.

Втулка 15 установлена с возможностью поворота на сферическом поясе 18 и фиксирует крестовину 12 в радиальном направлении. Шайба 13 и втулка 15 установлены с возможностью качательного движения друг относительно друга и относительно шайбы 14, прилегающей к торцу упора 17, чем достигается круговой ограниченный перекос крестовины 12. Перекос крестовины 12 способствует установке кулачков 5 по заготовке 24, предварительно сцентрированной кулачками 4. Элементы 13-15 прижимаются к упору 17, а крестовина 12, рычаги 9 и толкатели 7 прижимаются к кулачкам 4 и 5 пружинами 25.

Крестовина 12 и втулка 8 зафиксированы от поворота штифтами 26. Упор 17 тяги 16 входит в отверстие торцовой крышки

27,что обеспечивает регулировку соединения между штоком 19 силового цилиндра и зажимным механизмом со стороны фронтальной части патрона. Тяга 16 стопорится от проворота подпружиненным шариком

28.Втулка 8 снабжена хвостовиком 29, на котором, установлены муфта 30 со стержнями 31, шайба 32 и упорное кольцо 33. На стержнях 31 установлены пружины 34 сжатия. Пружины 34 подпирают втулку 8 через сферическую шайбу 35 к гайке 36, а муфту 30 - к торцам кулачков 4 и 5. На корпусе 2 между кулачками 4 и 5 закреплены базовые элементы 37, предназначенные для упора торца заготовки 24 при ее зажиме.

Таким образом, в конструкций патрона предусмотрены две ступени компенсирующих элементов: первая ступень (периферийные компенсаторы) выполнена в виде поворотных рычагов 9, взаимодействующих через толкатели 7 с кулачками 4, 5 и пазами 10 с призматическими выступами И крестовины 12; вторая ступень (компенсатор) образована шайбами 13 и 14, втулкой 15, через которые крестовина 12 взаимодействует с тягой 16. Шайбы 13, 14 и втулка 15 также

образуют крестовину с двумя степенями свободы, что допускает ограниченный перекос крестовины 12 относительно тяги 16. Компенсирующие элементы позволяют распределить нагрузку зажима заготовки с равномерными усилиями на кулачках 4 и 5. Патрон работает следующим образом. В нерабочем (разжатом) положении между кулачками 4, 5 и муфтсй 30 зазор И отсутствует. Так как кулачки 4 выполнены короче кулачков 5, то зажимные поверхности их расположены по окружности меньшего диаметра, чем взаимные поверхности кулачков 5. Заготовку 24 устанавливают до упора в базовые элементы 37 и включают силовой цилиндр привода перемещения тяги 16. С помощью элементов 7, 9, 12 - 16 и 19 кулачки 4 и 5 перемещаются в отверстиях корпуса 2. Кулачки 4 первыми касаются поверхности заготовки 24 и останавливаются, чем достигается центрирование заготовки 24 относительно оси вращения

патрона. При дальнейшем перемещении тяги 16 начинается поворот рычагов 9 за счет взаимодействия одного из плеч рычагов 9 через толкатели 7 кулачками 4. В момент поворота рычагов 9 начинается пе5 ремещение кулачков 5 до соприкосновения зажимных поверхностей кулачков 5 с заготовкой 24. В процессе перемещения кулачков 5 появляется зазор Н между кулачками 4 и муфтой 30.

0 После соприкосновения зажимной поверхности кулачков 5 начинается равномерный зажим заготовки 24, который определяется давлением рабочей среды в гидроцилиндре. Шайбы 13 и 14, втулка 15, вбразующие крестовину качения, обеспечивают свободную

5 ориентацию крестовины 12 в плоскости, перпендикулярной к оси вращения патрона, что позволяет распределять нагрузку зажима заготовки с равномерным распределением усилия по кулачкам 4 и 5.

Для освобождения заготовки 24 тягу 16 с помощью силового цилиндра перемещают в обратном направлении, при этом гайка 36 перемещает шайбу 35, которая, воздействуя на стержень 31 и муфту 30, выталкивает кулачки 4 и 5 в исходное положение.

Формула изобретения

Самоцентрирующий зажимной патрон, в корпусе которого равНомерно по окружности и под углом к его оси расположены центрирующие и самоустанавливающиеся зажимные кулачки, связанные с приводным цилиндром через компенсирующий механизм с крестовиной, отличающийся тем, что, с целью повышения точности распределения усилия зажима путем уменьшения сил трения в местах контакта подвижных элементов компенсирующего механизма, он

жен устайовлейными йа крестовине равноплечими рычагами с пазами, в которые входят выполнеййые на крестовине призматические выступы, при этом крестовина связана с приводом посредством введенных в устройство втулки с диаметрально расположенными в йей пазами и соответственно устайовленных шайб с выступами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1Авторское свидетельство СССР № 296625, кл. В 23 В 31/02, 1968.

2Авторское свидетельство СССР

№ 776777, кл. В 23 В 31/16, 1978 (прототип).