Самозатягивающийся патрон

Самозатягивающийся патрон

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области обработки металлов резанием, в частности к устройствам для зажима осевого режущего инструмента. Пелью изобретения является повьпиение производительности обработки путем сокращения времени на смену инструмента за счет замены вращательного движения при перемещении зажимных кулачков на поступательное и автоматического зажима инструмента в патроне в процессе обработки . Для установки инструмента в патр он кулачки разводятся посредством осевого перемещения втулки 13 по гильзе 5. В процессе обработки перемещение обоймы в осевом направлении и ее поворот вместе с резьбовым кольцом и кулачками относительно корпуса приводят к западанию шариков-во впадины резьбы кольца, к образованию винтовой пары и автоматическому му инструмента. 2 з.п. ф-лы, 8 ил. (Л с; 1ЧЭ со to со 00 Фиг.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51)4 В 23

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 7Г 70 U

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3807299/22-08 (22) 05.11.84 (46) 23.02.87. Бюл. Р 7 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт тугоплавких металлов и твердых сплавов (72) В.Г.Шай, Л.Ф.Анищев и В.Д.Мозолев (53) 621.952-229.2(088.8) (56) Патент CIIIA N 4275893, кл. В 23 В 31/19, 1981. (54) САМОЗАТЯГИВАЮИЯЙСЯ ПАТРОН (57) Изобретение относится к области обработки металлов резанием, в частности к устройствам для зажима осевого режущего инструмента. Целью изобретения является повышение производительности обработки путем сокращения времени на смену инструмента за счет замены вращательного движения при перемещении зажимных кулачков на поступательное и автоматического зажима инструмента в патроне в процессе обработки. Для установки инструмента в патрон кулачки разводятся посредством осевого перемещения втулки 13 по гильзе 5. В процессе обработки перемещение обоймы в осевом направлении и ее поворот вместе с резьбовым кольцом и кулачками относительно корпуса приводят к западанию шариков. во впадины резьбы кольца, к образованию винтовой пары и автоматическому зажиму инстРумента. 2 а.п. Ф-ль, 8 нл. Q) сти, контактирующие соответственно с пружиной 3 и зажимными кулачками 4.

Зажимные кулачки 4 размещены в отверстиях гильзы 5, состоящей из соединенных по прессовой посадке секций

6 — 8. Гильза 5 посредством секций

7 и 8 установлена с возможностью осевого перемещения в корпусе i. В охватывающей гильзу 5 части корпуса 1 выполнены продольные пазы 9, в которых установлены шарики 10, заключенные между поверхностями гильзы 5 и резьбового кольца 2. Иежду торцами корпуса 1 и гильзы 5 установлена пружина 11, усилие которой больше усилия пружины 3.

Пазы 9 одинаковой длины выполнены по периметру корпуса 1 со сдвигом один относительно другого в осевом направлении так, что торцовые стенки пазов Образуют винтовую линию с ша-. гом, равным шагу резьбы на кольце 2 и совпадающим с ней направлением вращения. На гильзе 5 установлен с возможностью вращения кольцевой элемент

12, имеющий выступы, входящие в пазы

9 корпуса 1. Патрон снабжен приспособлением синхронного перемещения зажимных кулачков 4, состоящим из втулки 13, установпенной на наружной

1 129

Изобретение относится к обработке металлов резанием, s частности к устройствам для зажима режущего инструмента типа сверл, зенкеров и т ° и.

Целью изобретения является повышение производительности обработки за счет сокращения времени на смену инструментов путем замены вращательного движения при перемещении кулачков на поступательное и автоматического зажима инструмента в патроне в процессе обработки.

На фиг.1 показан самозатягивающийся патрон, продольный разрез; на фиг.2 — схема взаимного расположения элементов резьбового соединения патрона, работающего в холостом режиме; на фиг.3 — то же, работающего под нагрузкой; на фиг,4 — кольцевой элемент с выступами, общий вид; на фиг.5 сечение Л-А на фиг.4; на фиг.б — сечение Б-Б на фиг.4; на фиг.7 — сечение В-В на фиг.4; на фиг.8 — вид Г

»а фиг.1 (при снятой втулке).

Самозатягивающийся патрон состоит из корпуса 1, на наружной поверхности которого установлено резьбовое кольцо

2. Резьбовое кольцо 2 имеет поверхно1298 2 поверхности гильзы 5, и пальцев 14, соединенных с соответствующими кулачками 4. На расстоянии 1 от торца гильзы, смещенной относительно корпуса 1 пружиной 11, закреплен на корпусе i ограничитель 15. Количество шариков 10, установленных в каждом из пазов 9, кратно двум, а шаг резьбы, выполненной на кольце 2, равен выра 0 жению где S — шаг резьбы на кольце 2;

П вЂ” диаметр шариков 10;

f5 Н вЂ” глубина резьбы на кольце 2;

2 — зазор между поверхностями корпуса 1 и резьбового кольца 2.

Резьба на кольце 2 выполнена глубиной, удовлетворяющей условию

-D 3FoH»- D2 (D )2+

2 VJ п-1 где 1 — расстояние От торца гильзы

25 5 до ограничителя 15;

n — количество шариков, установленных в каждом из пазов 9 корпуса 1.

Режущий инструмент 16 размещен

ЗО между зажимными кулачками

Установка инструмента и его зажим в предлагаемом патроне осуществляется следующим образом.

Перемещением втулки 13 вправо зажимные кулачки 4 посредством пальцев

i4 перемещаются относительно гильзы

5. При этом зажимные кулачки перемещаются по поверхности сопряжения Относительно пальцев 14 и резьбового ,10 кольца 2 в радиальном направлении, г резьбовое кольцо смещается вправо, сжимая пружину 3. Гильза 5 неподвижна, так как усилие прукины 11 больше усилия пружины 3. Вследствие перемещения зажимных кулачков 4 между ними образуется зазор, в который вводят затем режущий инструмент 16 до касаFIHH BM I орцовой cтенки гильзы 5.,После того втулку 13 разгружают От Осевой силы, а пружина 3 через рсзьбовое кольцо 2 поджимает кулачки 4 к поверхности отверстий гильзы 5 и к инструменту 16. Включают привод вращения ,корпуса 1. В результате вращения

55 корпуса шарики 10 под действием центробежных сил смещаются в радиальном направлении, так, что их центры об— разуют ломаную линию в зависимости от положения шариков в данный момент

1291298

25 (1) 1

1=---=D -L п-1 где 1 — осевое смещение каждого опорного шарика, относительно шарика, входящего в резьбовую канавку;

1 — расстояние от торца гильзы, до ограничителя; и — количество шариков, установленных в каждом из пазов;

Dö — диаметр шариков;

L — проекции на ось патрона расстояния между центрами смежных шариков.

Величина радиального перемещения шариков, контактирующих с резьбой, равна 1<=40 -L „(2), а с учетам формулы (1) (3) В результате перемещения гильзы 5 кольцевой элемент своими выступами фиксирует шарики 10 в соответствующих пазах 9 — относительно профиля резьбы50 кольца 2 и образует винтовую пару: корпус 1 — резьбовое кольцо 2.

Ьлагодаря наличию трения, создаваемого пружиной 3 на контактных поверхностях инструмента 16 и зажимных ку- 55 лачков 4, резьбовому кольцу 2 сообщается момент сил резания, противоположный вращающему моменту привода корпуса 1. Кроме того, глубина резьбы времени относительно выступов и впадин резьбы (фиг.2, пунктирная линия).

Поэтому под действием усилия подачи, сжимая пружину 11, система, состоящая . иэ гильзы 5, зажимных кулачков 4 с размещенным между ними инструментом

16, резьбового кольца 2, втулки 13 с пальцами 14 и пружины 3, смещается относительно корпуса 1 до касания торцовой поверхности гильзы ограничи- 10 теля 15 °

При перемещении гильзы 5 относительно корпуса 1 кольцевой элемент

12 своими выступами смещает шарики

10 в осевом направлении (фиг.3). При этом осевое перемещение шарика, контактирующего с торцом паза, равно кулю, а среднее значение величины осевого смещения относительно корпуса каждого из подвижных шариков со- 20 ответствующего паза равно величине осевого смещения каждого опорного.шарика относительно шарика, входящего в канавку резьбового кольца (фнг.3) на кольце 2 больше радиального перемещения шариков 10 от усилия подачи, T.е Н>К+ 1 или Н, поэтому шарики, увлекаемые корпусом при его вращении, прокатываются по реэьбовой канавке и смещают кольцо 2, а следовательно, и зажимные кулачки

4, осуществляя тем самым зажим инструмента 16 в патроне.

По окончании обработки и вывода инструмента иэ зоны резания ввиду отсутствия усилия подачи пружина 11 возвращает гильзу 5 с установленными в ней элементами в исходное положение. Для замены инструмента втулку

13 перемещают вправо, при этом между эажимными кулачками 4 и инструментом

16 образуется зазор, позволяющий легко высвободить инструмент из патрона.

В процессе установки и снятия инструмента при перемещении втулки 13, а следовательно, и резьбового кольца

4 возможно западание шариков 10 в канавках резьбы под действием сил тяжести. Поэтому для исключения заклинивания шариков при осевом смещении кольца глубина кана к должна удовПм летворять услбвию Н -- — F . .Это поз2 поляет радиальной составляющей Тр от нормальной силы N, действующей йа шарики со стороны канавки резьбы, превысить осевую силу P (фиг.2), поэтому шарики легко утапливаются в пазу корпуса.

Таким образом, глубина резьбы должна удовлетворять условиям

- - F) H) + .

IIo периметру корпуса 1 торцовые стенки пазов образуют винтовую линию с шагом, равным шагу резьбы на кольце и совпадающим с ней направлением вращения, поэтому фиксация шариков относительно профиля резьбы происходит синхронно во всех пазах корпуса патрона.

Установленное в пазах 9 четное число шариков и выполнение канавок на резьбовом кольце 2 с шагом, равным !

$=2 D — (Н+ о) где Н+ о — величина максимального радиального перемещения шариков, исключают неравномерное распределение шариков на опорные и контактирующие с канавкой резьбы. Это обеспечивает стабильную величину пе1291 298 ремещения гильзы относительно корпуса.

Формула и э о б р е т е н и я

1. Самозатягивающийся патрон, преимущественно для зажима режущих инструментов, содержащий корпус, подпружиненное резьбовое кольцо, установленное на наружной поверхности И .корпуса, и зажимные кулачки, предназначенные для взаимодействия с резьбовым кольцом, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности за счет сокращения време- 5 ни на смену инструментов, он снабжен гильзой, установленной с воэможностью осевого перемещения относительно корпуса, при этом эажимные кулачки размещены в отверстиях, выполненных в 2О гильзе, а в корпусе выполнены продольные пазы, в которых установлены введенные в патрон шарики, расположенные между поверхностями гильзы и резьбового кольца, причем между

25 торцовыми поверхностями корпуса и гильзы установлена введенная в патрон пружина, а пазы выполнены по окружности корпуса со сдвигом друг относительно друга в осевом направлении так, что торцовые стенки пазов образуют винтовую линию с шагом, равным шагу резьбы на кольце, и совпадающую с ней по направлению, при этом на гиль зе установлен с возможностью вращения введенный в патрон кольцевой элемент с выступами, расположенными в пазах корпуса и предназначенными для взаимодействия с шариками, а на гильзе установлена с возможностью осевого перемещения введенная в патрон втулка, связанная с кулачками с возможностью их перемещения в радиальном направлении, причем патрон снабжен закрепленным на корпусе упором, предназначенным для ограничения перемещения гильзы.

2. Самозатягивающийся патрон по п. 1, отличающийся тем, что количество шариков, находящихся в каждом иэ пазов, кратно двум, а шаг резьбы на кольце равен

S=21D*- (H+6> где S — шаг резьбы на кольце;

D> — диаметр шариков„

H — глубина резьбы на кольце;

Π— зазор между поверхностями корпуса и резьбового кольца.

3. Самозатягивающийся патрон по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что резьба на кольце выполнена глубиной, удовлетворяющей условию

1 Г 1 2

D — 3 ) Н ъ|(D2 -t,D — — -) + Р

2 Ц и где 1 — расстояние от торца гильзы до ограничителя; и — количество шариков, находящихся в каждом из пазов.

1291298 +dg) 3

8ид/

Составитель А.Сапенок

Техред В.Кадар Корректор If.éàðîøè

Редактор И.Шулла

Заказ 8G/14 Тираж 976 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4