Патрон трехкулачковый клиновой механизированный
MECHANIZED THREE-JAW WEDGE-TYPE CHUCK

Изобретение относится к машиностроению, в частности к средствам технологического оснащения в виде приспособлений и загрузочно-разгрузочных устройств.
Известен патрон двухкулачковый клиновой механизированный, содержащий корпус с двумя радиальными пазами, внутри которого с возможностью осевого перемещения размещен толкатель с наклонными клиновыми пазами, размещенные в радиальных пазах корпуса ползуны с кулачками и наклонными клиновыми выступами, сопряженными с упомянутыми наклонными клиновыми пазами, и шток. Кроме того, что он снабжен двуплечим рычагом, размещенным на штоке с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оси штока, при этом в корпусе выполнено окно, на боковых сторонах которого закреплены шпонки, толкатель выполнен в виде двух полувтулок, в которых расположены упомянутые клиновые пазы и выполнены гнезда для размещения плеч двуплечего рычага и боковые уступы для сопряжения со шпонками, при этом шток размещен между упомянутыми полувтулками [Патент RU 2655417 С1. 2018, Бюл. №16 (аналог)].
Известный двухкулачковый патрон позволяет переустанавливать заготовки, лишенные подвижности в радиальном направлении. Но закрепление таких заготовок выполняется в двух местах закрепляемой поверхности. Таким патроном либо невозможно выполнить закрепление заготовки, например, за трехгранную поверхность, либо закрепление выполнить можно, но с пониженной надежностью, например, цилиндрических поверхностей с погрешностями формы в виде огранки или овальности. Для упомянутых случаев недостаточно двух мест поверхности, по которой выполняется закрепление.
Прототип - трехкулачковый самоцентрирующий клиновой механизированный патрон, содержащий корпус с пазами, накладные кулачки, базирующиеся в пазах корпуса и содержащие клиновые выступы, губки, размещенные на кулачках при помощи шпонок, втулку, расположенную в направляющей корпуса с возможностью осевого движения и содержащую клиновые пазы, сопряженные с клиновыми выступами. Закрепление (открепление) заготовки осуществляется с помощью гидравлического или пневматического привода, размещенного на заднем конце полого шпинделя станка и связанного штоком с патроном [ГОСТ 24351-80. Патроны токарные самоцентрирующие трех- и двухкулачковые клиновые и рычажно-клиновые, с. 2].
Однако в указанном патроне кулачки имеют одинаковый неизменяющийся характер движения, обеспечивающий самоцентрирование заготовки в патроне. В связи с этим заготовка при установке должна обладать подвижностью в радиальном направлении. В случае, если заготовка не обладает такой возможностью, как, например, при переустановке закрепленной заготовки, то отклонение взаимного расположения устанавливаемой заготовки и патрона, а также погрешность формы поверхности, за которую закрепляется заготовка, приводят к неодновременному касанию кулачков с заготовкой, а значит к ее деформации при закреплении. Это снижает точность установки.
Технической проблемой является разработка трехкулачкового клинового механизированного патрона с переменным движением кулачков.
Техническим результатом является повышение точности переустановки заготовки в трехкулачковый патрон за счет исключения ее деформации при закреплении.
Решение поставленной проблемы и технический результат достигаются тем, что патрон трехкулачковый клиновой механизированный содержит корпус с тремя радиальными пазами, толкатель с наклонными клиновыми пазами, размещенный в отверстии корпуса с возможностью осевого перемещения, три ползуна с кулачками и наклонными клиновыми выступами, размещенные в радиальных пазах, и привод со штоком, связанным с толкателем, причем наклонные клиновые выступы сопряжены с наклонными клиновыми пазами. Согласно изобретению патрон снабжен тремя направляющими с клиновыми частями, закрепленной на штоке сферический опорой и трехплечим рычагом с коническим отверстием, причем толкатель выполнен в виде трех секторов, на каждом из которых выполнены гнездо и боковые плоскости, на корпусе выполнены три паза, в которых закреплены направляющие с выходом своих клиновых частей в отверстие корпуса, каждый сектор сопряжен одной своей боковой плоскостью с плоскостью клиновой части одной направляющей, а другой боковой плоскостью - с плоскостью клиновой части другой направляющей, кроме того шток расположен между секторами, трехплечий рычаг коническим отверстием установлен на сферической опоре с возможностью поворота на ней вокруг двух координатных осей, а его плечи выполнены и размещены своими концами в гнездах с возможностью взаимодействия с секторами.
Сравнение заявляемого патрона с прототипом показывает, что в прототипе одна втулка сопряжена своими клиновыми пазами с клиновыми выступами трех ползунов, за счет чего она сообщает кулачкам одинаковый неизменяющийся характер движения. В заявляемом патроне втулка заменена на толкатель, выполненный в виде трех секторов, каждый из которых сопряжен своими клиновыми пазами с клиновыми выступами одного ползуна и получает движение от штока через отдельное плечо трехплечего рычага, установленного на сферической опоре. Такое разделение толкателя на три самостоятельных сектора, а также возможность трехплечего рычага поворачиваться на сферической опоре вокруг двух координатных осей, по сравнению с прототипом, по иному реализуют передачу движения от штока к кулачкам. Это обеспечивает каждому кулачку переменный характер движения в случае касания только одного или двух кулачков и закрепление последней только после касания всех трех кулачков. Этим достигается возможность кулачкам самоустанавливаться по закрепляемой поверхности, исключая при этом деформацию заготовки из-за погрешностей формы и расположения упомянутой поверхности.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан чертеж патрона, разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Г на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез по В-В на фиг. 3.
Патрон трехкулачковый клиновой механизированный содержит корпус 1 с отверстием 2 и радиальными пазами 3, 4 и 5, ползуны 6, 7 и 8 с наклонными клиновыми выступами соответственно 9 и 10, 11 и 12, 13 и 14, кулачки 15, 16 и 17, закрепленные соответственно на ползунах 6, 7 и 8, толкатель в виде трех секторов 18, 19 и 20 с гнездами соответственно 21, 22 и 23, с наклонными клиновыми пазами соответственно 24 и 25, 26 и 27, 28 и 29 и боковыми плоскостями 30 и 31, 32 и 33, 34 и 35 соответственно, три направляющие 36, 37 и 38 с клиновыми частями 39, 40 и 41 соответственно, привод 42 со штоком 43, сферическую опору 44, закрепленную на штоке 43 и трехплечный рычаг 45 с плечами 46, 47 и 48 и коническим отверстием 49. Ползуны 6, 7 и 8 размещены соответственно в раздельных пазах 3, 4 и 5 с возможностью радиального перемещения. Секторы 18, 19 и 20 размещены в отверстии 2 с возможностью осевого перемещения. Наклонные клиновые выступы 9 и 10, 11 и 12, 13 и 14 сопряжены попарно с парами наклонных клиновых пазов 24 и 25, 26 и 27, 28 и 29 соответственно. На корпусе 1 выполнены пазы 50, 51 и 52, в которых закреплены направляющие соответственно 36, 37 и 38 с выходом своих клиновых частей 39, 40 и 41 в отверстие 2. Боковые плоскости 30 и 31 сопряжены соответственно с плоскостями клиновых частей 39 и 40, боковые плоскости 32 и 33 - с плоскостями клиновых частей 40 и 41, а боковые плоскости 34 и 35 - с плоскостями клиновых частей 41 и 39. Шток 43 расположен между секторами 18, 19 и 20. Трехплечий рычаг 45 установлен коническим отверстием 49 на сферической опоре 44 с возможностью поворота на упомянутой опоре вокруг двух координатных осей, а его плечи 46, 47 и 48 выполнены и размещены своими концами в гнездах соответственно 21, 22 и 23 с возможностью взаимодействия с секторами 18, 19 и 20 соответственно. Патрон работает следующим образом.
Закрепляемую заготовку 53 размещают между кулачками 15, 16 и 17. Шток 43 с помощью привода 42 перемещают влево. Через плечи 46, 47 и 48 трехплечевого рычага 45 и гнезда соответственно 21, 22 и 23 движение штока 43 передается секторам 18, 19 и 20, которые перемещаются в отверстии 2 вдоль оси патрона по плоскостям клиновых частей 39, 40 и 41 соответственно направляющих 36, 37 и 38. Осевые перемещения упомянутых секторов за счет сопряжений наклонных клиновых пазов 24, 25, 26, 27, 28 и 29 с соответствующими наклонными клиновыми выступами 9, 10, 11, 12, 13 и 14 преобразуются в радиальные перемещения ползунов 6, 7 и 8 с кулачками 15, 16 и 17 в радиальных пазах 3, 4 и 5 корпуса 1. Упомянутые кулачки подводятся к закрепляемой заготовке 53. Если она имеет несимметричный профиль и лишена подвижности в радиальном направлении при ее закреплении, то движение коснувшегося ее кулачка приостанавливается, а движение других кулачков продолжается. Это достигается за счет того, что трехплечий рычаг 45 шарнирно установлен на сферической опоре 44 и передает движение только тем секторам, которые связаны с кулачками, не коснувшимися с закрепляемой заготовкой 53. Движение коснувшегося кулачка возобновляется после касания двух других кулачков закрепляемой заготовки 53. При дальнейшем совместном движении кулачков 15, 16 и 17 происходит закрепление упомянутой заготовки. Ее открепление происходит при движении штока 43 вправо.
Таким образом, заявляемый патрон обеспечивает повышение точности переустановки заготовки, лишенной при закреплении подвижности в радиальном направлении.
Патрон может быть использован на машиностроительных предприятиях при автоматической загрузке, разгрузке и переустановке заготовок на технологическом оборудовании.