Резьбосборочный патрон

О П И С А Н И Е 1956269ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Со 1 оэ СоветскихСоциалистическихРеспублик(53)М, Кл. В 25 В 21/00 фВ 23 Р 19/06 ФЬеударетынный камнтат СССР но данам нэоеретеннй и вткрытн 11(54) РЕЗЬБОСБОРОЧНЫЙ ПАТРОН 10 15 20 1Изобретение относится к средствам автоматизации сборочных работв машиностроении, точнее к устройствам, автоматизирующим завинчиваниерезьбовых деталей, например винтов, гаек.Известны устройства для сборкирезьбовых деталей, которые могутопределенным образом реагироватьна процесс наживления и свинчиванияи корректировать его осуществление,например в устройстве для ориентации, наживления и завинчивания гаек 1 1. Наживление происходит вовремя опускания винтоверта за счет несамотормоэящей винтовой нарезкив паре трубчатый шпиндель - хвостовик, После наживления, которое осуще.ствляется с небольшим крутящим моментом и оборотами, происходит сцепление зубчатой муфты и включениепривода. Дальнейшее навинчиваниеосуществляется с большими оборотами и заданным моментом затяжки. 2Недостаток этого устройства - от сутствие реверса шпинделя для исклю. чения заклинивания, которое может случиться в процессе наживления.Наиболее близким к изобретению .по технической сущности является самовыключающийся реверсивный реэьбонареэной патрон, который предупреждает поломку метчиков и обеспечивает вывод метчика из отверстия за счет обратного хода 2 ,Этот патрон содержит Фрикциоиную предохранительную муфту и механизм реверса в виде планетарной зубчатой передачи. Патрон хвостовиком крепится в шпинделе сверлильного станка. Если в процессе нарезания,резьбы метчик упирается в дно глухого от верстия или возникает момент резания больше установленного, то начинает проскальзывать фрикционная муфта. В этом случае шпиндель слегка (на 3"5 мм) поднимают штурвалом или рукояткой вверх, эа счет этого956269 20 включается механизм реверса и метчик вывинчивается из отверстия.Недостаток этого патрона - отсутствие возможности автоматическоговключения реверса после заедания резьбы и затем последующего прямого хода.Кроме этого, после наживления снезначительным моментом, предупреждающим повреждение резьбы, нельзяавтоматически переключиться на за Овинцивание и затяжку с увеличенныммоментом,Такое изобретение предназначенодля повышения адаптивных возможностей патрона, а именно - автоматического переключения на заданноеколичество реверсивных оборотов иавтоматического изменения величиныкрутящего моментв на шпинделе в процессе завинцивания.Эта цель. достигается тем, что впатроне, содержащем корпус с радиальными отверстиями, предохранительнуюмуфту, ведущий вал и посаженный нанего поршень, а также соединяющую ведущий вал и шпиндель планетарную передачу, в продольные пазы водила которой введены штифты поршня, в последнем выполнена проточка, являющаяся связующим элементом между радиальными отверстиями корпуса, из которыходно соединено с атмосферой, другоес подводом сжатого воздуха, а третье - свведенным в устройство пневматическимтрехмембранным реле, дросселем с обратным клапаном и пневматической ем.костью, кроме этого, входная проточная полость пневмореле соединена снадпоршневой полостью корпуса и второй проточной полостью того же реле,имеющей выход, в атмосферу, а выход 40дросселя с обратным клапаном сообщенс той полостью управления пневмореле, которая расположена рядом со вто.рой проточной полостью.Эта же цель в видоизмененнном ва.рианте выполнения резьбосборочногопатрона достигается тем, что надпоршневая полость корпуса соединенапараллельно с проточными полостями,В двух трехмембранных пневматическихреле и с дросселем с обратным клапаном, которые в свою очередь подключены к полости Д управления одногоиз реле, имеющего в управляющей полости Е низкий подпор, а проточная 55полость В этого реле через второйдроссель соединена параллельно с егоже проточной полостью Г и управля" 4ющей полостью Е второго пневмореле,причем в управляющей полости Д второго реле образован низкий подпори проточная полость В последнего соединена как с проточной полостью Г,так и надпоршневой полостью патрона,а проточные полости Г обоих реле сообщены с атмосферой,На Фиг. 1 изображен резьбосборочный патрон, разрез; на Фиг. 2 - видА на Фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б наФиг, 1; на Фиг, 4 - другой вариантвыполнения патрона.Патрон состоит из корпуса 1, в котором расположены ведущий вал 2 с шестерней 3 и шпиндель 4 с зубчатым ко,лесом 9 внутреннего зацепления. Наведущем валу 2 находятся поршень 6и водило 7, несущее оси 8 с саттелитами 9. Поршень 6 содержит штифты10, которые проходят через продольные пазы 11 водила 7 и расположенынапротив зубцов 12 (см. Фиг, 3) корпуса 1. На верхнем торце поршня 6и нижнем торце бурта 13 ведущего вала 2 выполнены зубцы 14 ( см. Фиг. 2которые образуют предохранительнуюмуфту, а штифты 10 и зубцы 12 совместно образуют сцепную муфту,Через шестерню 3, сателлиты 9 изубчатое колесо 5 внутреннего зацепления ведущий вал 2 связан с шпинделем 4, который содержит ключ 15 сштифтом 16, пружину 17 и втулку 18.ШтиФт 16 проходит через продольныепазы 19 шпинделя 4 и его концы заходят во внутреннюю канавку втулки 18,К верхнему торцу втулки 18 прикреплен упор 20, расположенный напротив пневмокнопки 21. В поршне 6 выполнена йроточка 22, которая соединена с радиальными отверстиями 23и 24 корпуса 1. Отверстие 23 соединено с атмосферой и расположено уверхней отсечной кромки а проточки22, а отверстие 24 - у нижней отсечной кромки Ь,Сжатый воздух давлением Р, посто.янно подведен в радиальное отверстие 25 корпуса 1, которое находится ниже нижней отсечной кромки Ьпроточки 22 на расстоянии, равномвысоте зубцов 14 предохранительноймуфты,В полость 26 под поршнем б церезотверстие 27 возд хопровод 28 и обратный клапан 29 постоянно подведен .жатый воздух давлением Р,а церез пневмокнопку 21, воздухо5 .9562провод 30, обратный клапан 21, воздухопровод 28 и отверстие 27 можетподводиться сжатый воздух давлением Р,причем Р ) Р 1 ) Р . Параллельно с обратным клапаном 31 подсоеди- знен предохранительный клапан 32.Надпоршневая полость 33 через отверстие 34, воздухопровод 35, проточную полость В .в трехмембранном пневмореле 36 и воздухопроводы 37 и 38 0сообщается с отверстием 24 корпуса 1, Трехмембранное пневмореле 36включает две проточные полости В иГ и две глухие полости Д и Е управления, из которых в одной (в данном 1%случае в полости Д) создается давление подпора с целью зафиксироватьположение управляющего органа подвижного штока пневмореле,Кроме этого, отверстие 24 через 20воздухопровод 38, дроссель 39 с обратным клапаном и воэдухопроводы 40сообщено с емкостью 41 и полостьюЕ управления пневмореле 36, а отверстие 34 через воздухопроводы 35 и 242 сообщается с полостью Г управления пневмореле 36, а воэдухопроводом 43 сообщено с счетчиком пневмоимпульсов (не показан). Когда вполости Е управления пневмореле 36 зфнет давления, то подвод воздуха впроточную полость Г по воздухопроводу 42 перекрыт, Эта полость сообщена с атмосферой, а в полости Дуправления (на схеме заштрихована)33образован так называемый низкий подпор.Патрон должен завинтить болт 44 вреэьбовое отверстие детали 45. В начальном положении болт 44 базируетсяв отверстии планки 46, которую нужно крепить этим болтом к детали 45.Вариант выполнения резьбосборочного патрона, изображенного на фиг,4,отличается тем, что к воздухопроводу 38 подсоединено проточной полостьюВ еще одно трехмембранное пневмореле47, аналогичное пневмореле 36, Проточные полости В и Г этого пневморелесоединены между собой через дроссель48 воздухопроводами 49 и 50. Кромеэтого полость Д управления пневморе"ле 47 соединена с воэдухопроводом 38посредством дросселя 51 с обратнымклапаном, а проточная полость,Г черезвоздухопровод 50 с полостью Е управления пневмореле 36. В полость Д уп"равления пневмореле 36 и в полостьЕ управления пневмореле 47 подведен 69 6.низкий подпор, а проточные полостиГ обоих пневмореле соединены с атмосферой. За счет низкого подпора в поло"сти Д управления пневмореле 36 нахо"дится в таком положении, когда выходвоздухопровода 37 в проточную полостьВ открыт, а выход воздухопровода 42в проточную полость Г закрытНизкийподпор в полости Е управления пневмо"реле 47 Фиксирует положение, при ко"тором выход воздухопровода 50 в проточную полость Г открыт, а выход воэдухопровода 38 в проточную полость Взакрыт.Работа резьбосбороцного патронаосуществляется следующим образом.В исходном положении патрона подпоршневая полость 33 через отверстие34, воздухопровод 35, проточную полость В пневмореле 36, воздухопроводы 37 и 38, отверстие 24, проточку 22 и отверстие 23 соединена с атмосферой, поэтому поршень 6 под действием сжатого воздуха давлением Рподводимого в полость 26 через обратный клапан 29, воздухопровод 28 и от"верстие 27, находится в верхнем положении и замыкает предохранительнуюмуфту. Сцепная муфта в таком положении разомкнута.Ведущий вал 2 с шестерней 3 постоянно вращается в направлении завинцивания, Посредством предохранительной муфты это вращение передаетсяпоршню 6, потому через штифты 10 водилу 7 с осями 8 и сателлитами 9,далее на колесо 5, шпиндель 4 и черезпазы 19 последнего на штифт 16 иключ 15, т.е. перечисленные деталивращаются совместно, как одно целое.Корпус 1 патрона не вращается.При ходе патрона вниз (движетсявесь патрон вместе с корпусом 1)ключ 15 с штифтом 16 и втулкой 18 супором 20 остановятся после контактас балтом 44, пружина 17 сожмется, акорпус 1 опустится ниже на длину эавинчивания балта 44,Вращаясь, ключ 15 захватывает головку болта 44 и завинчивает его резь" бовое отверстие детали 45. Если иэза неточного расположения болта 44 относительно резьбового отверстия произойдет заедание. резьбы, то ключ 15 и шпиндель 4 с колесом 5 остановят ся, а ведущий вал 2 с шестерней 3 продолжает .вращение. При остаяовленном колесе 5 вращвние от шестерни 3l 9162 через сателлиты 9 и оси 8 передается на водило 7.Водило 7 вместе с поршнем 6 будут вращаться в ту же сторону, что и ведущий вал 2, но медленнее, За счет разности угловых скоростей ведущего вала 2 и водила 7 с поршнем 6 начинает проскальзывать предохранительная муфта, При этом поршень 6, преодолевая усилие от давления Р 1 О сжатого воздуха, отойдет вниз на величину, равную высоте зубцов 14(см. фиг. 2). За счет этого отсечная кромка Ь опустится ниже радиального отверстия 25 а отсечная кромка а пе рекроет радиальное отверстие 23, т.е, проточка 22 разобщится с атмосферой и в нее из отверстия 25 поступит сжатый воздух давлением Р . Затем этот воздух через отверстие 24, воздухо О проводы 38 и 37, проточную полость В пневмореле 36, воздухопровод 35 и отверстие 34 поступает р надпоршневую полость 33 и толкает поршень 6 вниз, так как Р 7 Р, Штифты 10, дви гаясь вниз вместе с поршнем 6, заходят во впадины между зубцами 12 и упираются в торец С (см. Фиг, .3) т,е. сцепленная муфта окажется замкнутой, и вращение водила 7 с осями 8 и сателлитами 9 прекратится. При остановленном водиле 7 планетарная передача превращается в простую, а сателлиты, 9 становятся паразитными шестернями, за счет которых колесо 5 со шпинделем 4 и ключом 1 получают вращение в противоположную сторону.Шпиндель 4 вращается в противоположную сторону с меньшими оборотами, чем ведущий вал 2, Таким обра" зом,производится реверс шпинделя 4 с ключом 15 в результате чего эа" едание в резьбе будет устранено и болт 44 сможет точнее самоустановиться по резьЬовому отверстию, изменив свое расположение.Продолжительность реверса или количество реверсивных оЬоротов шпинделя 4 определяется временем замыкания сцепной муфты, т.е. длительностью периода, в котором поршень 6 находится в нижнем положении. А длительность этого периода регулируется посредством дросселя 39 с обратным клапаном следующим образом. Когда сжатый воздух давлением Р после обрабатывания предохранительной муфты начинает поступать в воздухопровод 38 и далее по пути, описанном ранее в предпоршневую полость 33, одновременно сэтим он через дроссель 39 поступаетпо воздухопроводам 40 в емкость 41и полость Е управления пневмореле36. После заполнения емкости 41 иполости Е управления давление в нихподнимается до Р 1, что вызовет переключение мембран пневмореле 36, врезультате чего подвод воздуха в проточную полость В по воздухопроводу37 будет перекрыт, а подвод в проточную полость Г по воздухопроводу42 откроется. Так как проточная полость Г постоянно соединена с атмосФерой, сжатый воздух из надпоршневой полости 33 через отверстие 34 ивоздухопроводы 35 и 42 поступает внее и уходит в атмосферу. После этого поршень 6 под действием сжатоговоздуха давлением Р снизу из полости 26 движется вверх и замыкаетпредохранительную муфту, Сцепная муфта размыкается и реверс шпинделя 4с ключом 15 прекращается. Регулируяпосредством дросселя 39 скорость поступления сжатого воздуха в емкость41 и полость Е управления пневмореле 36, можно регулировать и количество реверсивных оборотов шпинделя 4, При верхнем положении поршня6 емкость 41 и полость Е управленияпневмореле 36 через обратный клапандросселя 39 опорожняется следующимпутем: воздухопровод 38, отверстие24, проточку 22 и через отверстие23 в атмосферу. Когда давление в полости Е управления упадет, происходит переключение пневмореле 36, ионо занимает исходное положение,описанное ранее,После замыкания предохранительной муфты шпиндель 4 с ключом 15опять начинает вращаться в ту же сторону, что и ведущий вал 2, т.е, внаправлении завинчивания.Если за счет реверса болт 44 самоустановился по резьбовому отверстиюдетали 45 с точностью, обеспечивающей сборку, то начнется завинчивание, а если нет , то реверс повторяется,В конечном итоге при условии, чтоточность изготовления резьбы в деталях 44 и 45 позволяет осуществить ихсборку, они эа счет нескольких (одного-двух ) реверсивных движений будутсориентированы и свинданы. Количествопоследовательных реверсов фиксируется9счетчиком пневмоимпульсов не покаэай) к которому они поступают повоздухопророду 43. При помощи этогосчетчика после установленного количества импульсов можно подавать сигнал дальше на исполнительные органыдля замены некондиционных свинчиваемых деталей новой парой.В процессе завинчивания ключ 15 ивтулка 18 с упором 20 опускаютсявниз, последний своим скосом нажимает на пневмокнопку 21 и включаетподачу сжатого воздуха давлением РЗпо воздухопроводу 30 через обратныйклапан 31, воздухопровод 28 и отверстие 27 в подпоршневую полость 26.Давление Рз ) Р поэтому осевое усилие на поршень 6 снизу увеличитсяи предохранительная муфта будет передавать увеличенный крутящий момент, необходимый для зажатия резьбового соединения, Величину этого момента затяжки можно регулировать дав.лением Р сжатого воздуха, подводимого через пневмокнопку 21. При срабатывании предохранительной муфты впроцессе затяжки реверс шпинделявключаться не будет, потому что давление Р сжатого воздуха, действующего на поршень 6 сверху из полости33 меньше давления РЗ,Вначале завинчивания (при нажив"пении) крутящий момент на ключе 15должен быть незначительным, чтобы неповредить резьбу, если произойдетзаедание. Величина этого момента регулируется пОдбором давления Р сжатого воздуха, подводимого а подпорш"невую полость 26,Предохранительный клапан 32 тожерегулируется на величину давления Рдля того, чтобы после отключенияподачи сжатого воздуха давлением РЗчерез пнеамокнопку 21 в подпоршневую полость 2 давление в последней автоматически понижалось до РПосле затяжения резьбы патрон поднимается вверх и в дальнейшем циклповторяется.Видоизмененный резьбосборочныйпатрон, изображенный на фиг. 4, работает аналогично патрону по фиг.за исключением того, что продолжи"тельность реверса шпинделя 4 регулируется следующим образом. Когдапроисходит заедание резьбы собираемых деталей и срабатывает предохранительная муфта, то сжатый воздухдавлением Р, поступает в надпоршне 956269 10вую полость 33 таким же путем, каки в первом варианте резьбосборочного патрона по фиг., 1. Поршень 6идет вниз и включается реверс шпинделя 4. Одновременно с этим по воз.духопроводу 38 воздух давлением Р,поступает в проточную полость В пнев.мореле 47, а также и в полость Д управления того же реле через дроссель1 р 51 с обратным клапаном. За счет этого открывается выход воздухопровода38 в проточную полость В пневмореле47 и перекрывается выход воздухопровода 50 в проточную полость Г. Из проточной полости В пневмореле 47 воздух давлением Р по воздухопроводу49 через дроссель 48 и воздухопровод 50 подается в полость Е управления пневмореле 36. Давление в этойполости возрастает, и пневмореле 36переключается в такое положение, прикотором закрывается выход воздухо- .провода 37 а проточную полость В иоткрывается выход. воздухопровода 42в проточную полость Г и через неев атмосферу.Сжатый воздух из надпоршневой полости 33 через отверстие 34, воздухопроводы 35 и 42 и проточную полостьГ уходит в атмосферу, поршень 6 идетвверх, замыкает предохранительнуюмуфту, и реверс шпинделя прекращается.Через дроссель 51 с обратным кла 35паном, воздухопровод 38, отверстие24 и далее по пути, опсанному ранее, происходит опорожнение полостиД управления и пневмореле 47 переключается а исходное положение.40После этого через воздухопровод 50и через проточную полость Г пневмореле 47 опорожняется полость Е управления пневмореле 36, за счет чегопоследнее тоже переключается в исходное положение,45Продолжительность реверса шпинделя при таком варианте исполнения резьбосборочного патрона регулируетсяпосредством дросселей 48 и 51.Технико-экономическая эффективность50 изобретения заключается в том, чторезьбосборочный патрон имеет повышенные адаптивные возможности посредством настройки дросселя с обратнымклапаном, а а видоизмененном вариан 55 те патрона - двух дросселей можно регулировать количество реверсивных оборотов шпинделя а очень широких пределах.11 95626формула изобретения 1. Реэьбосборочный патрон, содер" жащий корпус с радиальными отвер" стиями, предохранительную муфту, ведущий вал:и посаженный на него поршень а также соединяющую ведущий вал и шпиндель планетарную передачу, в продольные пазы водила которой вве", дены штифты поршня, о т л и ч а " щ ю щ и й с я тем, что, с целью повышения адаптивных воэможностей патрона, в поршне выполнена проточка, сое" диняющая радиальные отверстия. корпуса, одно иэ которых соединено с атмосферой, другое - с подводом сжа"того воздуха, а третье - с введенными в устройство пневматическим трехмембранным реле, дросселем с обратным клапаном и пневматической ем" 9 12костью, которые в свою очередь пневматически соединены между собой ис выполненной в корпусе надпоршневой полостью.2. Патрон по и, 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что в устройстводополнительно введены пневматическоетрехмембранное реле и дроссель с обратным клапаном, которые пневматически соединены с аналогичными узлами и с надпоршневой полостью корпуса патрона,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРИ 60467 Л., кл. В 25 В 21/00, 1974.2. Иаликов ф.П. Патроны для режущих инструментов. - Краткий спра"вочник. И., Иашгиз, 1963, с. 66-68,Фиг, 69 (прототип).. 4/ ФилиалППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,каз 90 /20 Тираж ВНИИПИ Государ по делам изо 113035, Москваорректор Л.Бокшан писное 0 7 Подтвенного комитета СССретений и открытийЖ, Раувская наб.,