Самоцентрирующий электромеханический патрон

512 ОО 5 Союз Советских Социалистических Республик(51) Ч. Кл, В 238 31,28 с присоединением заявки Ло Совета Министров СССРпо делам изобретенийи открытийГосударственный комитет (23) Приоритет Изобретение относи ся к области станкостроения и может быть использовано для крепления деталей при обработке на токарных станках.Известны патроны подобного назначения, в которых торможение корпуса патрона и сцепление привода с механизмом перемещения кулачков осугцествлено посредством зубчатых му фт.Однако известные патроны характеризуются низкой производительностью, обусловленной затратой времени на управление зубчатыми му фтами.Цель изобретения - повышение производительности путем автоматизации процесса зажима-разжима.Для этого в предлагаемом патроне торможение корпуса патрона и сцепление привода с механизмом перемещения зажимных кулачков осуществляется посредством элементов заклинивания, например эксцентриков, размегценных в сепараторах, установленных с возможностью поворота соответственно между выходным валом планетарного редуктора и с,иральным диском спирально-ресчного механизма и между корпусами патрона и планетарного редуктора, причем солнечное колесо планетарного редуктора выполнено поворотным и взаимодействующим с элементами заклинивания, осу ществляощими торможение корпуса патрона. 11 а фиг. 1 показан патрон, установленныйна сандартцом фланцевом конце шпинделя станка, продольный разрез; на фцг. 2 - сборочный узел планетарного редуктора с экс цсцтрцковымп роликами и спиральным дискомпатрона, продольный разрез; на фиг. 3 - разрез цо А - . ца фцг. 1 оез деталей редуктора и шпинделя станка, показано взаимное расположение элемен гов патрона и элементов 10 взаимодействия зубчатого колеса с вцутрецнцмц зубьями планетарного редуктора с корпусом патрона и корпусом редуктора в центральном положении эксцентрцковых роликов во время вращения шпинделя станка; на 15 фиг. 4 - разрез по А - А на фиг, 1 с деталямц планетарного редуктора, но без шпинделя станка, показано взаимное положение эксцецт)иковых роликов, выступа и гнезда корпуса привода во время разжцма детали;20 нафцг. 5 - разрез цо А - А на фцг. 1 бсздеталей редуктора и шпгнделя станка, показано взаимное положение эксцецтэиковых золиков, выступа и гнезда корпуса привода во время заж, ма детали; на фцг, 6 - разрез по 25 Б - Б на фцг. 5; на фцг. 7 - разрез по ВВна фцг. 2, показано взаимное положение эксцецриковых роликов, гнезда вала редуктораабаза спираль;.ого ди ка в момен зажимадега,ш; на фцг, 8 - разрез по В - В на 30 фцг. 2, показано взаимное положение эксцецтрцковых роликов, гнезда вала редуктора в10 вала спирального диска в момент разжима детали; на фиг, 9 - разрез по В - В а фиг.2, показано нейтральное положение экспснтриковых роликов, гнезда вала редуктора и вала спирального диска.На передней стенке 1 шпиндельной бабки станка на подшипнике 2 шпинделя сцентрнрован при помощи переходника 3 и,неподвижно закреплен на ней винтом 4 корпус привода 5.На корпусе привода 5 закреплен приводной электродвигатель 6, при помощи зубчатых колес 7 - 9 связанный с зубчатым колесом 10, нарезанным в водило-эксцентрике 11 тпанстарного редуктора. Наружная поверхность 12 водило-эксцентрика 11 обработана вокруг оси О - О (фиг. 1), расположенной эксцентрично относительно оси сго внутренней расточки. На поверхность 12 установлен сателлит 13, содержащий два ряда зубчатых венцов, Один из этих зубчатых венцов сцеплен с зубчатым колесом 14 с внутренними зубьями, установленным внутри втулки 15, выполненной в корпусе привода 5. Втулка 15 имеет выступ 16 (фиг. 4 и 5), входящий в паз 17 (фиг, 3), выполненный в сепараторе 18, который сделан заодно целое с колесом с внутренними зубьями 14. В сепаратор 18 запрессованы оси 19, вокруг которых свободно вращаются эксцснтриковые ролики 20 и 21, находящиеся нод воздействием пружинок 22 и 23. Втулка 15 снабжена также гнездом 24.Второй венец сателлита 13 сцеплен с другим зубчатым колесом 25 с внутренними зубьями, свободно вращающимися внутри зубчатого колеса 14, и снабженным выходным валом 26 планетарного редуктора.На переднем подшипнике 2 установлен шпиндель 27 станка. На коническом буртик шпинделя 27 станка при помощи винтов 28, гаек 29 и шайбы 30 закреплен переходник 31. Винтами 32 на переходнике 31 закреплен собственно корпус патрона 33, снабженный полыГч валом 34.В пазах корпуса патрона 33 установлены кулачки 35, взаимодействующие со спиральным диском 36, установленным внутри корпуса патрона и снабженным валом 37 привода спирально-реечного механизма.Для взаимодействия планетарного редуктора с валом 37 привода спирального диска 36 патрон снабжен второй группой эксцентриковых роликов 38 и 39, которые свободно вращаются вокруг осей 40 и находятся под взаимодействием пружинок 41 и 42.Оси 40 запрессованы в сепаратор 43, который свободно вращается на выходном валу 26 планетарного редуктора. Выходнон вал 26 снабжен гнездом 44.Устройство работает следующим образом.Направление вращения элементов патрона условно принимаем с точки зрения наблюдателя, стоящего у заднего конца шпинделя и смотрящего на патрон.Направление вращения патрона во время обработки детали условно обозначено стрел 20 )г 30 Зб 40 45 ж )Э ао 4кой .Ч (фнг. 9). Во время обработки детали шпиндель 27 вместе с деталями 28 - 37 и с оорабатывасмой деталью вращаются по стрелке, а все осзальные детали патрона неподвижны. Эксцентриковыс ролики 20, 21 и 38, 39 находятся в нейтральном (выключенном) положении (фиг, 3 и 9), На фиг, 3 видно, что все элементы патрона, попавшие в разрез, кроме полого вала 34 корпуса патрона 33, неподвижны. Вращается только корпус патрона 33, следовательно, и полый вал 34. Эксцеитриковые ролики 20 и 21 выключены, огценлсны от полого вала 34 корпуса патрона 33. Эксцснтриковые ролики 38 и 39 (фиг. 9), служащие для взаимодействия вала редуктора 26 с валом 37 привода спирального диска 36, тоже выключены, расцеплены. Таким образом, вал 37 привода спирального диска 36 может свободно вращаться вокруг своей оси.Допустим, шпиндель 27 остановлен, требуется зажать обрабатываемую деталь. Для этого включается приводной электродвигатель 6. Вращение валика электродвигателя 6 передастся при помощи зубчатых колес 7 - 9 зубгатому колесу 10, нарезанному на водило-эксцентрике 11 планетарного редуктора. Водилоэксцентрик 11 (фиг. 1, 2 и 4) стремится обкатать сателлит 13, свободно посаженный на его эксцентрично-цилиндрическую поверхность 12, вокруг зубчатого колеса 14 с внутренними зубьями, которое в известном патроне выполнено неподвижным. Если бы зубчатос колесо 14 в данном случае было неподвижно, то сателлит 13 совершал бы обкатное движение по нему. Но в предлагаемом патроне (фиг, 3) зубчатое колесо 14 выполнено поворотным на некоторый угол, меньший 360. Поэтому при вращении ведущего вала планетарного редуктора, например, по направлению стрелки Ф, все остальные зубчатые колеса его вращаются как одно целое в этом же направлении. Следовательно, и сепаратор 18, и выходной вал 26 редуктора будут врагцаться но направлеию стрелки Ф (фиг. 3), При этом левый конец паза 17 сепаратора 18 наталкивается на не одвижный выступ 16, выполненнын на втулке 15 корпуса привода 5. Эксцентриковый ролик 20 подходит к гнезду 24, выполненному на вгулке 15 корпуса привода 5, и, поворачиваясь вокруг оси 19 под воздействием пружгнки 22, заклинивает полый вал 34 корпуса патрона 33 на втулку 15 корпуса привода 5. Так как корпус привода неподвижно закреплен на шниндельной бабке 1, корпус патрона оказываезся заторможенным на бабку 1 и в направлении стрелки Ф вращаться не может.Одновременно и зубчатое колесо 14 с внутреннимн зубьями оказывается остановленным, неподвижным н по стрелке Ф вращаться не может.Это положение зубчатого колеса 14, взаимпое положение элементов заклинивания и других элементов патрона показано на фиг. 5.Та.ким образом создаются условия для обкатки сателлита 13 относительно неподвиж 5120055ного теперь зубчатого колеса 14. При дальнейшем вращении волило-эксцентрика 11 в том же направлении второй зубчатый венец сателлита 13 совершает обкатное движение по подвижному зуочатому колесу 25 с внут ренцими зубьями, с которым заодно целое выттолттетт выходной вал 26 планетарного редуктора. В результате совокупного обкатного движения сателлита 13 и зубчатых колес 14 и 25, дополненному редукцией зубчатых колес 10 7 и 10, крутящий момент приводного электродвигателя б увеличивается, например в 500 - 600 ряз, и передается выходному волу 26 планетарного редуктора.Взаимное расположение элементов патрона, 15 включающих выходной вал 26 редуктора, свободно вращающийся ца нем сепаратор 43, в который запрсссовянц оси 40, несущие эксцентриковцс ролики 38 и 39, и польш вал 34 корпуса патрона 33, во время зажима дсталц 20 показано на фиг. 7.Как видно из фиг. 9, выходной вал 26 вратцается по направлению стрелт(и Ф, При этоът гнездо 44, выполненное ца выходном валу 26, подходит под эксцсптриковцй ролик 38, так 25 как сила пружинок 41 и 42 недостатотща для преодоления момента инерции т(орпуса патрона ЗЗ и полого вяла 34. Под действием пружинки 41 эксцентриковый ролик 38 попадает в гнездо 44. 30Дальттсйшес вращение выходного вала 26 по стрелке Ф, как покязатто на фиг. 7, приводит к тому, что выходной ва,ч оказывается заклиненным на вал 37 привода спирального диска 36. При дальнейшем вратцеции выход- З 5 ной вал 26 через ролик 38 увлекаст и вратттает вал 37 приводя спирального диска. В это время, как показано нз фцг. 5, полый вял 34 корпуса патрона 33 неподвижен и по направленто стрелки Ф вращаться не может, 40 Таким оорязом, при вращенитт выходного вала 26 редуктора вращается спиряльццй диск 36 относительно ттсттодзижттого корпуса патрона 33. Отцоситсльцое вращение спирл чьчого 45 ди(кл 36 и корпуса патрона 33 обеспечивает зттжттм детали. При достженин заданного Стт,Чтттт ЗяжттМЗ Гте,ЧЕ ТОКЗ Отт(,тЮттлЕТ ттоттвочцо двигатель и ттрн помощи устройства типа реле времени электрический ток автоматиче ски подается цз опредечсттттое время в электродвигатель 6 в ооратном направлении При этом эксттетттриковьте ролики 20, 21 и 38, 39 возвращаются в нейтральное положение, показанное на фиг.,3 и 9. При этом корпус пат рона 33 освобождается и шпиндель 27 может быть запущен в работу.Для разжима детали сначала шпиндель следует остановить, а потом реверсировать приводной электродвигатель б. 60Взаимное расположение элементов патрона, обеспечивающих торможение корпуса патрона 33 на шпиндельную бабку 1 при разжиме детали, показано на фцг. 4, Взаимное расположение элементов патрона, ооеспечивающих 55 6взаимодействие выходного вала 26 планетарного редуктора с валом 27 ттрттвода спирального диска 36 во время разжима летали, показятто ття фттг. 4.Итятк, как видно из фиг, 3, для разжима детали цсооходцмо обеспечить врзщсцис сепаратора 18 по ст 1 зсгткс Р, противоположной стрелке Ф. Так как в этом направлении сепаратор 18 МожСТ В 1 чятттятЬся СВОООдцо, то ВСС Зубттятце колеса планетарного редуктора 113, 14, 25) вращаются как одно целое по стрелке 1- до тех пор, пока, как показано ня фиг. 1, правый конец паза 17, вцполнсцнцц на сепараторе 18, не натолкнется ца вьтстхтп 16 втхлки 15 неподвижт;ого корпуса привода 5. При этотт эксцсцтриковцй ролик 21 попадаст в гнездо 24, выполненное на втулке 15 корпуса приводя 5, Под действием пружинки 23 экси нтриковцй ролик 21 поворачивается вокруг оси 19 и заклинивает польш вял 34 корпуса пзтроця 33 ца неподвижную втулку 15 корпуса привода 5. Поэтому, кроме того, что зубчатое колесо 14 с внутренними зубьями оказывается остановленным и не может вращаться в направлецпи стрелки Р, также одновременно корпус патрона 33 оказывается заторможстщцм на шпиндельцую бабку 1 станка и не может вращаться в направлении стрелки Р.Взаимное расположение элементов взаимодействия вцходного вала 26 планетарного редх.кторл и валл 37 привода спирального диска 36 во время рязжима детали показано на фиг. 8. Кяк показано на фиг, 9, при рлзжиме деталц выходной вал 26 редуктора вращается по стрелке Р, противоположной стрелке Ф. При этом гнездо 44, выполнентюе нз выходном валу 26. подходит под эксцсцтриковый ролик 39, который под действием пружинки 42 поворачивается вокруг своей оси и попадает в гнездо 44 вцходного валя 26 тфттг. 81. При да тьцейшехт врлщснии вцходноц вал 26 через эксцентркозий ролттк 39 увлекает заклцненый на него взл 37 привода спттпального диска 36 по ттзппзвленттто стрелки Р,Тс, як бт тло показано выше, пртт врацтеьпш э,техтетттов плтроцз в направлении стрелки Р сс 1 ттг. тт кортгсе пзтпона 33 заторможен на г.:тхлчкт 15 т(от 1 мса привода 5 и поэтому нетто твттжсн. Ппи дзльнетттттсхт вращении выходного взлз 26 по стрелке Р обеспечивается взаимное Отцосцтельное проворачивание спир.:,чьного диска 36 и корпуса патрона 33, необходимое л.чя перемстцения кулачков 35. Таким образохт деталь рззжттхтается и при вцк,чючении приводного электродвигателя 6 автомлтическц при помощи устройства типа реле времени на определенное время подается электрттческтттт ток в электродвигатель 6 в обратном ттлправлсццц. При этом элементы приводя патрона возвращаются в нейтральное полон(етттте тстттттг. 3 и 91. Корпус патрона ЗЗ и вал спцральтюго диска 36 освобождаются От щпинде,тьцой бабктт и редуктора, Леталь мот(тто снять со станка, 512005В качестве второго варианта положение зажимных кулачков 35 может быть использовано для крепления деталей типа втулок за внутренний диаметр при работе в распор. В этом случае шинпель станка может быть вновь запущен в работу. сЬормула изобретенияС амоцентрнрующий электромеханический патрон со спирально-реечным механизмом пером п,ения кулачков, приводимым посредством планетарного редуктора, в котором в процессе зажима-разжима детали происходит сцепление выходного вала планетарного редуктораа со спиральным диском спирально рее шаго механизма и торможение корпуса патрона, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности путем автоматизации процесса зажима-разжима, сцепление 5 и торможение осуществлены посредством элементов заклинивания, например эксцентриков, размсц 1 снных в сепараторах, установленных с возможностью поворота соответственно между выходным валом планетарного редук ора и спиральным диском спирально-реечного механизма и между корпусами патрона и планетарного редуктора, причем солнечное колесо планетарного редуктора выполнено поворотным и взаимодействующим с элементами 15 заклинивания, осуц 1 ествляющими торможениекори са па рона.512005 Составитель А, Гаврюшинедактор Н, Суханова Техред Е. Родурушина Корректор Е. Хмелева аз 1849112ЦНИИП 78инистров 4/5 Типография, пр. Сапунова Изд.134 осударственного по делам из 3035, Москва, ЖТираж комитета Совета бретений и открыт