Оправка михайлова

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 31/4 15 В СУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ эуФ у.",ДЩ аЯЙ :-. ".:,ч ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 1(71) Самарское станкостроительное производственное обьединение(54).ОПРАВКА МИХАЙЛОВА(57) Использование. в области машиностроения .для закреплений деталей при обработке деталей на токарных, круглошлифовальных станках, Сущность изобретения в корпусе 1 оправки выполнен посадочный диаметр и установлены упорная шайба 11, к торцу 13 которой прикреплен упругий элемент 10, и зажимное устройство, состоящее из шайб 6, 7, 8 и гайки 9, Заготовка 14 базируется своим посадочным диаметром 15 по посадочному диаметру 2 оправки, а своим торцом 18 поджимается к торцу 3 упорной шайбы 11 с помощью зажимного устройства, При этом происходит самоустановка . торца 18 детали 14 по торцу 3 упорной шайбы 11 за счет поворота жесткой упорной шайбы 11 и деформации упругого элемента 10 без изменения расположения оси посадочного . отверстия 15 детали 14 относительно оси центровых отверстий корпуса 1 оправки, 2 ил,Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в технологической оснастке при обработке деталей на токарных, круглошлифовальных и шевинговальных станках, .Целью изобретения является повышение точности обработки.На фиг.1 изображена торцовая оправка, общий вид; на фиг.2 - схема деформации 10 упругого элемента при максимально возможном повороте шайбы под воздействием силы закимного механизма и максимально допустимой неточности торца заготовки относительно базового отверстия с рец 3 с наибольшим диаметром б 2 и наименьшим б, центровые отверстия 4 и 20 5, зажимноеустройство, состоящее из шайб 6,:7, 8 и гайки 9. Оправка имеет упругий элемент 10, к которому закреплена упорная шайба 11. Упругий элемент 10, например резиновое кбльцо, с наибольшим диаметром бб и наименьшим сиз соединен с 25 применением клея или методом вулканизации с корпусом 1 оправи в месте расположения торцовой поверхности 12 и к торцу 13 упорной шайбы 11, Заготовка 14 своим посадочным диаметром 15 бази руется по посадочному диаметру 2втулки 16, котораязафиксирована от смещения штифтом 17 и имеющая диаметр б в районе расположения упругого элемента,При обработке торец 18 заготовки 14 совмещен торцом 3 упорной шайбы 11. Корпус 1 оправки в районе зажимного устройства имеет резьбовую часть 19.Упорная шайба 11 (фиг.2) своим торцом 3 совмещена с торцом 18 заготовки 14 и 40 торец 3 упорной шайбы 11 скопировал положение торца 18 заготовки 14. При этом упругий элемент 10 сдеформирован.На фиг,2 тонкими линиями показано положение упругого элемента 10 и упорной, 45 шайбы 11 до деформации. При этом торец 3 упорной шайбы 11 находится в положении плоскости А. После приложения силы эажимного устройства торец 3 упорной шайбы 11 находится в положении плоскости Б.Оправка работает следующим образом: Деталь 14 с посадочным отверстием 15 и торцом 18 устанавливается на посадочный диаметр 2 втулки 16 оправки с последую 55 щим поджимом детали 14 к торцу 3 упорной шайбы 11 оправки зажимным устройством, состоящим из шайб 6, 7, 8 и гайкой 9 с резьбой, При этом и роисходит самоустанавливание торца 18 детали 14 по торцу 3 упорной шайбы 11 оправки за счет поворота размером б. 15Оправка содержит корпус 1, посадочный диаметр 2 с размером б и базовый тожесткой упорной шэйбы 11 и деформации упругого элемента 10 без изменения распо. ложения оси посадочного отверстия 15 детали 14 относительно оси центровых отверстий 4 и 5 корпуса 1 оправки.Установка детали на оправку производится следующим образом: ось посадочного отверстия 15 детали 14 совмещают с осью посадочного отверстия 2 втулки 16 оправки, деталь перемещаясь вдоль оси до совмещения торца 18 детали 14 с торцом 3 оправки. При этом посадочное отверстие 15 детали 14 совмещается с посадочным диаметром 2 втулки 16 оправки.Далее устанавливается быстросменная шайба 6, комплект сферических шайб 7 и 8, гайка 9 навертывается на резьбовую часть 19 корпуса 1 оправки до создания усилия в осевом направлении, обеспечивающем самоустанавливание торца 18 детали 14 по торцу 3 оправки за счет деформации упругого элемента 1.0 через посредство жесткой шайбы 11 до требуемого предела, обеспечивающего процесс обработки.Шайба 11, соединенная с упругим элементом 10, имеет условно все шесть степеней свободы й ограничена только упругими свойствами упругого элемента 10, Под дей- . ствием сил зажимного механизма, когда торец 18 детали 14 войдет в соприкосновение с торцом 3 упорной шайбьь 11, шайба 11 изменит свОе положение в пределах возможности упругого элемента 10 и скопирует положение торца 18 детали 14. При этом произойдет надлежащая самоустановка торца 3 шайбы 11 по торцу 18 детали 14 и деталь 14 займет положение для обработки, Шайба 11 ничем жестко не ограничена. Это позволит ей беспрепятственно самоустанавливэться по неточному торцу 18 детали 14 в любом положении, в любом направлении, При этом не происходит деформации самой оправки (корпуса 1, втулки 16) и изменения ее точностных параметров в процессе закрепления детали 14 и при последующей ее обработке под действием сил резания, что может происходить из-за неточности торца 3 оправки и торца 18 детали 14,в известных технических решениях,Расположен упругий элемент 10 в торцевойбазовой опорной части и с противоположной стороны зажимного механизма, т,е.силы закрепления заготовки и осевые силы резания направлены в его сторону. Упругий элемент 10 под действием силы 0 (фиг,2) закрепления заготовки 14 механизмом зажима, состоящим из шайб 6, 7, 8 и гайки 9 сжимается до такой степени, что его упругие силы больше сил резания и поэтому при обработке заготовки 14 не будет происходить дополнительной деформации упругого кает при неточном торце 18 заготовки 14элемента 10, Под воздействием силы О за- при ее закреплениижимного механизма торец 18 заготовки 14 где б 4 - диаметр втулки 16 в районе шайвоздействует на торец 3 упорной шайбы 11, бы 11шайба 11, копируя положение торца 18 5 бь - наименьший диаметр шайбы 11 взаготовки 14, поворачивается на угол Р и, районе расположения эластичного элемендеформируя упругий элемент 10, смещается та 10по направлению действия силы О до созда- При закреплении детали 14 гайкой 9 буния на торце 3 шайбы 11 реактивной силы дет происходить смещение шайбы 14 в стоО. Шайба 11 соединенаскорпусом 1 оправ рону упругого элемента. 10. и будетки через посредство упругого элемента 1.0, происходить ее сжатие в поперечном наВ свободном состоянии имеет условно правлении. Максимально допускаемая вешесть степеней свободы и удерживается в личина сжатия упругого элемента обычнонейтральном только силамиупругого эле- является величиной определенной и завимента 10 При закреплении детали 14 при 15 сит от материала самого упругого элементапомощи гайки 9 произойдет поворот шайбы 10. Так принимается, например, при расчете11 всоответствиисформойторцевой повер- штамповой оснастки, где резина использухности 18 детали 14, Величина поворота ется в качестве буфера для последующегоупорной шайбы 11 зависит от точности тор- выталкивания изделия из штампа,ца 18 ибудетпрямопропорциональнавели Перемещение детали 14 вместе с шайчине неперпендикулярности торцевой 18 бой 14 и сжатие упругого элемента 10 недетали 14 относительно посадочного диа- обходимо произвести гайкой 9 на такуюметра 2; конечно с учетом зазора в системе величину и при этом сжать упругий элеотверстия детали 14 - посадочный диаметр мент 10 с таким усилием, чтобы обеспечить2 втулки 16, 25 процесс резания уже без последующейдеформации упругого элемента 10; ЭтоШайба 11, совмещенная с упругим эле- обеспечивается созданием на оправке трементом 10 и через упругий элемент 10 с буемых торцевых сил трения в районе взаикорпусом 1 оправки, имеет зазор Я на сто- модействия торца 3 шайбы 11 и торца 18рону и этот зазор равномерен по всему заготовки 14. Закреплениедетали 14 гайкойпериметру, т.е. шайба находится во взве 9 производится такой силой, что.при прилошенном состоянии и во внерабочем положе- жении сил резания при обработке детали 14нии зазор равномерен, Это обеспечиваетне должно происходить ни деформации уписключение деформации корпуса оправки ругого элемента 10, ни соответственно перемещения шайбы 11,ни вибрации, т,е.В известных технических решениях 35 соблюдены условия надежности закреплекомпенсации углового поворота например, ния заготовки 14, Величину силы закреплесферические шайбы) во внерабочем поло- вия определяется по формулам,жении смещаются в радиальном направле- При отклонении торца 18 заготовки 14нии и своей внутренней поверхностью . относительнопосадочногодиаметрадзагокасаются корпуса оправки, что способству товки, равном д величине зазора Я равнает деформации оправок в процессе работы, 3= и 19 ф,так как при самоустановке происходит воз- где и - толщина шайбы 11 в районе диамет действие компенсирующего устройства на ра;корпус оправки сразу после вступления егоР - угол наклона торца 3 шайбы 11 пришв.работу, Диаметр б втулки 16 в районе 45 ее повороте за счет самоустановки тор а 3цаибы 11 у справок выполняется отличным шайбы 11 по торцу 18 заготовки 14.от посадочногодиаметра б 1 в данном случае Этот угол можно определить из формуменьшим, чем посадочный диаметр д, что лыпозволяет в более широких пределах варьировать конструктивными диаметрами бБ и 50 д = б 2 тд рбв упругого элемента 10 по величине егодеформации исходя из его удельного давле- д дния и требуемого его сжатия для обеспече- тфогди д2ния.надежной работы оправки. Величина д - величина отклонения о- величина отклонения торцовой позаэора 3, равная , будет определять верхности 18 заготовки 14 относительно ееб 5 - д 4 55посадочного отверстия. Это величина откло-,возможность поворота шайбы 11 при де- ненияторцевойповерхностишайбыотносиформации упруго элемента. которое возни- тельно посадочного диаметра оправки, т.к.1811998 дз - наибольший диаметр шайбы 6 вместе соприкосновения с заготовкой 14 в районе зажимного устройствао 7 - наибольший диаметр обрабатывае мой заготовки 14 соответственно, й+б,Р, аоткуда условие закрепленияб 7О =2 г (+)Для обеспечения надежности закрепления с учетом затупления инструмента, трения в системе крепления введен коэффициент запаса К15(бз+д)1 д б2Для закрепления заготовки 14 при поивщи зажимного устройства необходимо создать осевое усилие, это осевое усилие должно сжимать эластичный элемент 1.0 на величину К, чтобы обеспечить наибольший срок службы эластичного элемента 11 и быть больше сил резания, чтобы не произошло деформирования под действием сил резания деформации эластичного элемента 10, Эластичный элемент 10 после закрепления уже сдеформирован силами зажимного устройства, а сила реакции эластичного элемента должна быть больше осевых сил резания, а сила трения на торце 18 заготовки 14 и торце 3 шайбы 11 больше тангенциальной силы резания,Обеспечение надежности закрепления заготовки 14, исключающее ее провертывание поддействием силы резания Рг, обеспечивается из условия, когда момент М 1 на торце соприкосновения детали с оправкой должно быть больше момента М 2, создаваемой силой резания Р 7М 1 М 2 0=2 Р К -б 7где л б 5 ддб -4 44 торец заготовки прилегает к торцу шайбы, и. они занимают одинаковое положение,б 2 - наибольший диаметр шайбы 11 врайойе эластичного элемента 10,Таким образом, если известные пределы неточности расположения торцевой поверхности 18 заготовки 14 относительнобазового отверстия заготовки 14, можно определить и допустимый зазор Я, Или наоборот, зная размер Я, можно сказать; можноли обрабатывать такую заготовку на даннойоправке с компенсацией погрешностей торца 18 заготовки 14, т.е. без деформацииоправки, которая мЬжет возникнуть в процессе закрепления заготовки 14 в техническом решении по прототипу и известныханалогах,Величину допустимого отклонения торцевой поверхности. заготовки относительноее посадочного диаметра соответственноможно определить: М 1.= О дз+б 47 42 М 2 =Р -где 0 - усилие, создаваемое зажимным устройством.б - наименьший диаметр шайбы 6 в месте соприкосновения с заготовкой 14 в районе зажимного устройства, где 1 - коэффициент трения между шайбой6 и заготовкой 14,0 дз+ д)Р - .при К=2 формула буРдет0 бз+с 3)4 Ф - наибольший диаметр обрабатываемой заготовки,30К=1,5,2 - коэффициент надежности, С целью упрощения расчетав и с безусловной достаточностью надежности можно принять К=2. Исходя из известного в районе торца 18 детали 14 реактивная сила 01 будет соответственно; 40 где о 1 - наименьший диаметр шайбы 11 врайоне контакта с:заготовкой 14бг - наибольший диаметр шайбы 11 врайоне контакта с заготовкой 14.Эта сила 01 для обеспечения работо способности устройства должна быть равнасиле О. Под действием силы происходит сжатие эластичного элемента и этот эластичный элемент должен обеспечивать создание в районе торца 18 заготовки 14 реактивной силы 01, обеспечивающей процесс обработки заготовки 14. 01= Р с.. кбб - О 5) 4 где г - удельное давление упругого элемента. Г - площадь упругого элементааР то Составитель М,ЧернТехред М,Моргентал ректор М,Кул Народна дак аказ 15 ВНИИ Тираж ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 и ГКНТ ССС ельский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 роизводственно где Ф - наименьший диаметр эластичногоэлемента06 - наибольший диаметр эластичногоэлемента тогда д (б - (15)ц = 2 РгКЛ Ф(о 2 + б 1) Л Дур (Сл о 5)с = РгК ( При К=2 формула упрощается: л (Сб - (15)Ч = Ргоу сЬ я 13 + б) = л С (Об - б 5) (о 2 + о 1) Формула изобретения 5 Оправка, содержащая корпус с торцевой опорной поверхностью, базовой посадочной поверхностью и расположенный на корпусе с противоположной стороны от торцевой опорной поверхности зажимной зле мент, отличающаяся тем,что,с цельюповышения точности обработки оправка снабжена упругим элементом в виде кольца и упорной шайбой, установленными на корпусе с зазором между торцевой опорной и 15 базовой посадочной поверхности, при этомодин из торцов упругого элемента жестко связан с торцевой опорной поверхностью корпуса, а другой - с одним из торцов упорной шайбы, свободный торец которой пред назначен для взаимодействия сзакрепляемой деталью,