Зажимной патрон

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧ ЕСРЕСПУБЛИК 72 А 1/28 Е ИЗОБРЕТЕНИЯ ОПИС К ПАТЕНТУ ГОСУДАРСТ 8 ЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) .Научно-производственный центр иНиколаевском кораблестроительном инсттуте(56) Авторское свидетел ьство СССРМ 1127699, кл. В 23 В 31/16, 1982,2(57) Использование: в станкостроении, в частности в зажимных устройствах для крепления заготовок на станках токарной группы; в том числе на станках с ЧПУ и роботизированных комплексах, Сущность изобретения. механизм высокой редукции выполнен в виде планетарного редуктора, водило 11 которого связано с тремя шестернями 9, взаимодействующими с зубьями ко1787072 3леса 5, расположенного в выточке планшайбы 4, в радиальном отверстии которой расположен подвижный упор 8, перемещаемый посредством пальцев 6 при повороте фиксатора 7 на угол а и стопорящий от вращения колесо 5. Водило выполнено в корпусе спирального диска 10, В ручном режиме фикса-,тор 7 устанавливается в положение Р, при котором ролик. кольца 6 выводит упор 8 из зацепления.с колесом 5, тем самым обеспечивая свободное его вращение. Механический зажим осуществляется следующим образом. Фиксатор 7 поворачивается на угол а из положения Р в положение А, при этом палец 6 перемещается и вводит подвижный упор 8 в одно иэ отверстий колеса 5, исключая возможность его вращения относительно корпуса патрона, в этом случае неподвижным звеном становится колесо 5. 3 ил.Изобретение относится к станкостроению, а именно к зажимным устройствам длякрепления заготовок на станках токарнойгруппы.В промышленности известны зажимные патроны, применяемые на станках различного исполнения. На универсальныхстанках применяется стандартный патрон,например, типа П - 250 с ручным приводомкулачков ключом,На станках с ЧПУ, например, типа16 К 20 Ф 3 С 5, 16 К 20 Ф 3 СЗ 2 и др, и рименяются в основном патроны специального исполнения с электроприводом на базеэлектромеханической головки типа ЭМГ 50, ЭМГ - 52 и др. Специальные патройы находят ограниченное применение, восновном для крепления калиброванных заготовок, обрабатываемых большими партиями, в виде ограниченного хода кулачков исложности их переналадки при переходе содной детали на другую, На практике в боль-шинстве случаев их заменяют стандартными патронами с ручным приводом кулачковключом,Известны также специальные зажимные патроны, например, с механическим перемещением кулачков и с ручным имеханическим перемещением кулачков, Визвестном патроне перемещейие кулачковобеспечивается как от ручного привода ключом, так и от электромеханического приводабез применения ручного ключа по общейкинематической цепи вращения спирального диска, разрыв которой происходит прирасположении .трех конических шестеренручного привода в выемках, выполненныхравномерно на венце конической шестернипромежуточного механизма, В этом положении вращение спирального диска и перемещение контактирующих с ним кулачковвыполняются пут ам вращения одной из трехшестерен ручнйо привода ключом, Привращении конической шестерни промежуточного механизма от электропривода конические шестерни ручного привода выходят из выемок, входят в зацепление.с зубьямивенца этой шестерйи и выполняют функциипаразитных шестерен в кинематической цепи вращения спирального диска,5 Известный патрон находит ограниченное применение на станках с ЧПУ и роботизированных комплексах и не применяетсяна универсальных станках токарной группывследствие его недостатков.10 . Технология крепления заготовок в кулачках патронов на универсальных станкахтокарной группы выполняется по схеме:предварительный зажим, центровка и дозажим до требуемого усилия, Такая техноло 15 гия в известном патроне невьгполнима, таккак при зажатой в кулачках заготовке триконические шестерни ручного привода находятся. в зацеплении с зубьями шестерни про.межуточного механизма и венца спирального20 диска, являясь жестким звеном кинематиче. ской цепи междуэлектроприводом и спираль ным диском, и повернуть любую из нихключом невозможно, В случае креплениясложных заготовок:после литья, ковки,25 штамповки и т.п. с некаблированной поверхностью для надежного удерживания иногда требуется создание усилия; большегоразвиваемого электромеханическим приводом. Обеспечить дополнительное усилие за 30 жима заготовке ключом по укаэанной: причине невозможно. Рабочий ход кулачковН ограничен рабочей зоной зубьев на венцеконического колеса промежуточного механизма, расположенной между коническими35 шестернями ручного привода, и не можеткак регулироваться, так и изменяться в сторону увеличения в зависимости от состоя-ния поверхности исходной заготовки.Поэтому типаж закрепленных заготовок ог 40 раничен, не обеспечивается также выбороптимального хода кулачков.Указанных недостатков лишен предлагаемый зажимной патрон, В корпусе патронарасположены кулачки со спирально-реечным45 механизмом их перемещения, спиральныйдиск которого связан с ручным приводом,содержащим коническую передачу, и электромеханическим приводом с механизмомвысокой редукции.Отличительной особенностью предлагаемого патрона является снабжение егостопором и применение механизма высокойредукции в виде планетарного редуктора ссателлитами, водилом и центральным колесом внутреннего зацепления, причем водило связано со спиральным диском,центральное колесо внутреннего зацепления установлено в корпусе патрона с возможностью вращения, а стопор установленв корпусе с возможностью радиального перемещения и предназначен для взаимодействия с отверстиями, выполненными напериферии центрального колеса.В предлагаемом патроне зажим-разжим деталей в кулачках возможен как автономным применением ручного или. электромеханического привода, так и совместной их работой в любой последовательности, При этом ручной режиманалогичен, как и в стандартном зажимномпатроне, что сохраняет в предлагаемом патроне все его технические возможности, Врежиме зажима-разжима деталей от электромеханического привода обеспечиваетсярегулировка и выбор оптимального хода кулачков в зависимости от состояния поверхности исходной заготовки.Предлагаемый патрон отличается отизвестных, обеспечивает зажим-разжим вкулачках всего типажа деталей, обрабатываемых на станках с ЧПУ, роботизирован-.ных комплексах.Целевым назначением предлагаемогопатрона является повышение производительности труда станочников путем сокращения времени цикла зажима-разжимадеталей,Цель достигается автоматизацией процесса зажима-раэжима и снижением уровняручного труда станочников. Процесс зажима-разжима в патроне выполняется в двухрежимах: ручном и автоматизированном,Ручной режим является вспомогательным ивыполняется путем вращения спиральногодиска ключом, В этом режиме время циклазажима-разжима определяется станочником аналогично. как и стандартном зажимном патроне со спирально-реечныммеханизмом перемещения кулачков. Автоматизированный режим является основными выполняется вращением спирального диска от электропривода путем нажатия станочником кнопки системы управления науниверсальных станках и по программе настанках с ЧПУ, роботизированных комплексах, В этом режиме процесс зажима-разжимэ выполняется автоматически без применения ручного труда станочника, а времяцикла определяется скоростью перемещения кулачков, величина которой зависит от. 5 редукции электропривода, Выходным звеном кинематической цепи передачи вращения спиральному диску от электродвигателяявляется встроенный в корпус патрона планетарный редуктор, выбором редукции ко 10 торого и обеспечивается получениезаданной скорости перемещения кулачков,а следовательно, и обеспечение оптимального времени длительности цикла зажимаразжима, По сравнению с ручным в этом15 режиме время процесса зажиима-разжимауменьшается в среднем на ЗОО.Повышение производительности трудастаночника обеспечивается в резул ьтате выбора оптимальной скорости перемещения20 кулачков, сокращения длительности циклазажима-разжима деталей, исключения необходимости применения ручного труда, аследовательно, снижения усталости и утомляемости станочников в течение смены.25 На фиг.1 показан осевой разрез патро. на; на фиг.2 - разрез А-А на фиг,1; на фиг,З- кинематическая схема привода перемещения кулачков,Патрон содержит электропривод 1, ме 30 ханизм 2 привода, полую штангу 3, планшайбу 4, коренное колесо 5, палец 6 упора,фиксатор 7, подвижный упор 8, три конических шестерйи 9, спиральный диск 10, тришестерни водила 11, солнечное колесо 12,35 кулачки 13 и 14, Полая штанга 3 связанашлицевым соединением с механизмом 2привода и расположена внутри шпинделястанка, На переднем конце штанги 3, расположенном в корпусе. патрона, закреплено40 солнечное колесо 12 планетарного редуктора, зубчатый венец которого находится взацеплении с тремя шестернями водила 11,равномерно расположенными по окружности в его корпусе, Зубья шестерен водила 1145 входят в зацепление с зубьями коренногоколеса 5, расположенного и вращающегосяв выточке планшайбы 4. В радиальном отверстии планшайбы 4 расположен подвижный упор 8, который перемещается50 посредством пальцев,6 при повороте фиксатора 7 на угол а и стопорит от вращениякоренное колесо 5 планетарного редуктора. Водило планетарного редуктора выполнено в корпусе спирального диска 10,55 На боковой поверхности корпуса спирального диска выполнено коническое колесо,.зубья которого входят в зацепление с тремя коническими шестернями 9 ручногопривода. каждая из которых вращается автономно ключом 14,1787072 10 20 25 30 35 45 50 55 Патрон работает следующим образом, В зависимости от качества поверхностиисходной заготовки и метода ее изготовления (из прутка, паковки, штамповки, литья и т,п.) выбирается ручной или .механический 5режим в процессе зажима-разжима. В ручном режиме фиксатор 7 устанавливается в положение Р, При этом ролик пальца 6, перемещаясь в пазу фиксатора 7 из радиуса Я 1 на радиус Я 2, вводит упор 8 из зацепления с коренным колесом 5 планетарного редуктора и тем самым обеспечивается свободное его вращение. В этом режиме процесс зажима-разжима выполняется аналогично,как и в стандартйом патроне с ручным приводом вращения спирального диска ключом. Подлежащая зажиму деталь 15 вставляется в кулачки 13 патрона, Ключом 14 обеспечивается вращение по часовой стрелке одной из трех конических шестерен 9, которая через коническую шестерню на спиральном диске 10 передает ему вращение, а следовательно, и перемещение контактирующих с ним кулачков 13 на размер Н в радиальных пазах корпуса патрона до зажима детали 15, При этом водило плайетарного редуктора, выполненное в корпусе спирального диска 10, вращается вхолостую. так как коренное колесо 5 свободно вращается в выточке планшайбы 4, а три конические шестерни 11 обкатываются по венцу неподвижного солнечного колеса 12, связанного с механизированным приводом, не передавая ему вращения.Для снятия детали обеспечивается вращение ключом 14 одной из трех конических шестерен 9 против часовой стрелки, В результате по той же кинематической цепи кулачки 13 перемещаются на размер Н вобратном направлении и освобождают деталь. Водило планетарного редуктора при этом вращается вхолостую в обратном направлении, как и в режиме зажима деталивместе со спиральным диском,Механический зажим и освобождение детали выполняется в следующей последовательности. Фиксатор 7 поворачивается на угол а из положения Р в положение А, При этом палец.6 упора перемещается в пазу фиксатора.7 из радиуса Я 2 на радиус В 1 и вводит подвижный упор 8 в одно из отверстий коренного колеса 5, выполненных на его периферии, исключая возможность его вращения относительно. корпуса патрона,Следовательно. в планетарном редукторе неподвижным звеном становится коренное колесо 5.В приводе 1 вращения по икале Ье показана) устанавливается требуемое усилие зажима детали в кулачках г атрона, Подзультате обеспечиваются регулировка и ". выбор оптимального усилия зажима, например, тонкостенных деталей, возможность в случае необходимости создания усилия зажима, большего развиваемого приводом 1 вращения; например, применения рычага на ручном ключе 14. Совместное применение ручного и электромеханического приводов обеспечивает зажим-разжим в патроне сложных деталей, в том числе, например, операции центровки, Предварительный заким и переустановка детали выполняются при центровке с применением электромеханического привода; а окончательный зажим после центровки производится ручным приводом.Для снятия детали привод 1 вращения включается в обратном направлении,В результате полая штанга 3 вращается против часовой стрелки и через солнечное колесо 12 передает вращение трем шестерням11 и водилу планетарного редуктора, а следовательно, и спиральному диску 10. При 5этом кулачки 13 перемещаются в противоположном направлении на ход Н и освобождают деталь 15.Ход кулачков Н определяется углом поворота выходного звена механизма 2 вращения 10и может регулироваться в зависимости от качества поверхности исходной заготовки детали, например, поковка, штамповка,калиброванный прокат и т.п. Установленныйоптимальный ход кулачков Н в процессе зажима-разжима деталей остается постоянными обеспечивается автоматически системойуправления электроприводом 1 (не показано),Перемещение кулачков на любой размер зажима деталей в пределах рабочегохода Нмакс производится путем включенияэлектродвигателя привода 1 в требуемомнаправлении или вращения ключом 14 одной из трех конических шестерен.9. 25Наличие свободного пространства вкорпусе патрона и сквозного отверстия повсей длине шпинделя позволяет зажиматьпрутки и детали с хвостовиками,При выходе из строя электропривода 30или механизма вращения включается про-.стой станка ввиду возможности производить зажим-разжим деталей ключомвручную,Применение в приводе 1 асинхронного 35электродвигателя трехфазного тока позволяет использовать патроны на станках токарной группы без дополнительногоподвода другой энергии;Воэможность зажима прутков и деталей 40с хвостовиками, а также выполнение операций центровки расширяют область применения предлагаемого патрона посравнению с известными как на станкахЧПУ и роботизированных комплексах, так и 45на универсальных токарных станках общегоназначения, Испытание опытного образцапредлагаемого образца предлагаемого патрона на универсальном станке токаоной группы типа К 62 подтверждает на практике возможность зажима-разжима всей номенклатуры деталей аналогично, как и с применением стандартного зажимного патрона типа П.со спирально-реечным меха-. низмом перемещения кулачков ключом, С применением патрона обеспечивается механизация ручного труда станочников, сокращаются циклы зажима и освобождения деталей на 25 - 30, снижается утомляемость и усталость станочников, повышается производительность труда, увеличивается выпуск продукции на каждом станке до 3 - 5 о , В результате применения электро- привода создается возможность автоматизации процесса зажима-разжима деталей и прутков, выполнять автоматическую настройку кулачков патрона на заданный диаметр обрабатываемой детали по управляющей программе, а следовательно, встраивать станкй в автоматические линии или гибкие производственные системы, исключая ручную переналадку.Ф о р м у л а и э о б р е т е.н и яЗажимной патрон, в корпусе которого . расположены зажимные кулачки со спирально-реечным механизмом их перемещения, спиральный диск которого связан с ручным приводом, содержащим коническую передачу, и электромеханическим приводом с механизмом высокой редукции, о т л ич а ю щ и.й с я тем, что, с целью повышения производительности за счет сокращения времени процесса зажима-разжима, патрон снабжен стопором, а механизм высокой редукции выполнен в виде планетарного редуктора с сателлитами, водило связано со спиральным диском, центральное колесо внутреннего зацепления установлено в корпусе патрона с возможностью вращения, а упомянутый стопор установлен в корпусе с возможностью перемещения и предназначен для взаимодействия с отверстиями, выполненными на периферии упомянутого центрального колеса.1787072 г. Д Составитель П.Л.уцТехред М,Моргента Кор едакт 263 ТиражПодписноеИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 . каз ГКНТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101