Оправка кулачковая двухрядная

Полезная модель относится к области технологических оснасток в металлообработке и может быть использована на токарных и зубообрабатывающих станках. Полезная модель может быть использована в случаях необходимости центрирования и закрепления по внутренней поверхности двух деталей типа диск или одной детали, имеющей длину базового отверстия, превосходящего половину его диаметра.
Известна оправка разжимная, содержащая шарики, стержень, неподвижную упорную, промежуточную и нажимную втулки, последовательно установленные на стержне, причем промежуточная и нажимная втулки с возможностью осевого перемещения, механизм перемещения и фиксации нажимной втулки, при этом шарики расположены между втулок, для чего на боковых поверхностях втулок, по крайней мере, у одного из торцов выполнены скосы, и упругий сепаратор, охватывающий шарики, кроме того, промежуточная втулка и сепаратор разделены на две части поперек оси стержня, причем часть промежуточной втулки, расположенная со стороны нажимной, зафиксирована на стержне и через нее пропущены осевые толкатели, имеющие возможность контакта с другой частью промежуточной втулки и снабженные механизмом перемещения и фиксации (см. патент RU №62854, МПК В23В 31/40 (2006.01), опубл. 10.05.2007).
Недостатком данной конструкции разжимной оправки является невысокая жесткость несущей конструкции оправки и отсутствие возможности обработки в сборе центрирующих элементов оправки (шариков) с целью повышения точности центрирования оправки.
Известна разжимная шариковая оправка, содержащая корпус, два пояса центрирования с разжимными элементами, выполненными в виде шариков, сепараторы, разделяющие упомянутые шарики, два подвижных вдоль корпуса конических разжимателя с цилиндрическими центрирующими поверхностями, направляющие конических разжимателей, узел управления их перемещения и возвратные пружины, при этом, корпус выполнен цельным, а направляющие конических разжимателей - в виде внутренней цилиндрической поверхности корпуса (см. патент SU №1118849, МПК G01B 5/25, опубл. 15.10.1984).
Недостатком данной конструкции разжимной оправки является отсутствие возможности обработки в сборе центрирующих элементов оправки (шариков) с целью повышения точности центрирования оправки, а также точечный контакт разжимных элементов (шариков) с коническими разжимателями и с зажимаемой деталью.
Известен также плунжерный патрон, выполненный в виде корпуса с размещенными внутри двумя подвижными вдоль корпуса втулками с цилиндрическими центрирующими поверхностями. Рабочими органами являются плунжеры круглого, овального или прямоугольного поперечного сечения. Радиальное перемещение плунжеров, равномерно расположенных по окружности производится при помощи клиньев. При перемещении клина ролики, перемещаясь по скосу клина, распирают втулки, которые, перемещаясь в противоположных направлениях, выдвигают плунжеры (Болотин Х.Л., Костромин Ф.П. Станочные приспособления. Изд. 5-е, переработ. и доп. М.: «Машиностроение», 1973, С. 171).
Плунжерный патрон, имея в своей конструкции в качестве силового передаточного звена шарики, позволяет развивать ограниченное усилие зажима и создает трудности для фиксации элементов конструкции в случае обработки рабочих поверхностей плунжеров в сборе. Что и является недостатком данного конструктивного решения патрона.
В качестве ближайшего аналога по совокупности существенных признаков и получаемому техническому результату взята оправка Архипова для закрепления детали. Оправка представляет собой корпус, в отверстии которого установлена конусная тяга с установленными на ней подпружиненной конусной втулкой и стаканом, в радиальных отверстиях которого расположены кулачки первого ряда, находящиеся в контакте с конической поверхностью втулки под действием упругих элементов. Кулачки второго ряда расположены в пазах корпуса. После установки детали и перемещения тяги сначала происходит закрепление кулачками первого ряда, а затем кулачками второго ряда (см. патент SU 1565603, МПК В23В 31/40, опубл. 23.05.1990).
Оправка Архипова для закрепления детали, в отличие от предлагаемой заявителем, реализующей в своей схеме жесткую заделку в процессе работы, имеет консольное исполнение в силу того, что все зажимные элементы расположены в стационарном корпусе. Его жесткость определяет жесткость всей конструкции.
Кроме того, известные аналоги, в случае закрепления двух обрабатываемых заготовок типа диск, не обеспечивают высокой точности и надежности зажима, так как не гарантируют однозначной базировки заготовок в виду их малой длины базового отверстия и отсутствия поджима главной базы - торца заготовки. Также представленные аналоги, в отличие от предлагаемой оправки, которая после разжима заготовки полностью выходит из зоны расположения заготовки, в условиях автоматизации не обеспечивают возможности съема или установки заготовки в радиальном направлении в виду их стационарного расположения.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является создание точной двухрядной кулачковой оправки для закрепления детали по внутренней поверхности базового отверстия, обеспечивающей высокую точность центрирования заготовок и надежность зажима.
Для решения поставленной задачи в оправке кулачковой двухрядной для закрепления детали по внутренней поверхности базового отверстия, содержащей корпус с установленным в нем центральным штоком и двумя рядами равномерно расположенных по окружности окон, в которых размещены кулачки, находящиеся под действием упругих элементов и контактирующие с втулками, размещенными на центральном штоке, и воздействующие на втулку пружины, на корпусе размещен прижим, выполненный с возможностью поджима обрабатываемых деталей к базе станка при центрировании и окончательной фиксации по окончании центрирования, а в нижней части центрального штока закреплены направляющая и цапфа, выполненные с возможностью соответственно центрирования оправки и сцепления с приводом станка, при этом в верхней части центрального штока установлены подпружиненные плунжера, выполненные с возможностью перемещения корпуса относительно центрального штока при разжиме деталей.
Совокупность существенных признаков, заключающаяся в том, что на корпусе размещен прижим, выполненный с возможностью поджима обрабатываемых деталей к базе станка при центрировании и окончательной фиксации по окончании центрирования, а в нижней части центрального штока закреплены направляющая и цапфа, выполненные с возможностью соответственно центрирования оправки и сцепления с приводом станка, при этом в верхней части центрального штока установлены подпружиненные плунжера, выполненные с возможностью перемещения корпуса относительно центрального штока при разжиме деталей, позволяет повысить точность центрирования заготовок и надежность зажима.
Кроме того, выполнение оправки описываемой выше конструкции позволяет обрабатывать кулачки в сборе относительно базовых поверхностей оправки, что также повышает точность центрирования оправки.
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами:
фиг. 1 - оправка кулачковая двухрядная, общий вид в разрезе;
фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1;
фиг. 3 - подпружиненный плунжер.
Оправка кулачковая двухрядная для закрепления детали по внутренней поверхности базового отверстия содержит корпус 1 с установленным в нем центральным штоком 2, размещенные на штоке 2 втулки 3 и 4. Корпус 1 имеет два ряда равномерно расположенных по окружности прямоугольных окон 5, в которых размещены пять кулачков 6 верхнего ряда и пять кулачков 7 нижнего ряда. Кулачки 6 и кулачки 7 находятся под действием пружин 8, установленных в пазах 9 корпуса 1. На наружной поверхности втулки 3 равномерно по окружности выполнены пазы 10. Дно пазов 10 выполнено под углом к оси штока 2 и находится в контакте с кулачками 6. Втулка 4 расположена на штоке 1 ниже втулки 3, на ее наружной поверхности так же равномерно по окружности выполнены пазы 11, которые находятся в контакте с кулачками 7. В отверстиях штока 2 размещены пружины 12, воздействующие на втулку 3. На корпусе 1 размещен прижим 13, обеспечивающий поджим деталей к базе при центрировании и окончательную фиксацию по его окончанию. В нижней части центрального штока 2 закреплены направляющая 14 и цапфа 15, служащие для центрирования и сцепления с приводом станка. В верхней части имеются подпружиненные плунжера 16, обеспечивающие перемещение корпуса 1 относительно центрального штока 2 при разжиме деталей.
Оправка кулачковая двухрядная для закрепления детали по внутренней поверхности базового отверстия работает следующим образом.
Оправку закрепляют в шпинделе верхней бабки. В исходном положении оправка расположена в верхней позиции. При этом положении корпус 1 находится в нижней части отправки, в контакте с направляющей 14. В этом положении корпус 1 удерживается плунжерами 16. При этом положении корпуса 1 обеспечивается такое положение втулок 3 и 4, что кулачки 6 и 7, находящиеся в контакте с этими втулками 3, 4 оказываются утопленными в корпус 1 и не выступают за его пределы.
Оправка подается вниз ходом верхней бабки станка и вводится последовательно во внутреннее отверстие двух заготовок, расположенных одна на другой на опоре стола станка. При этом происходит предварительное центрирование заготовок по направляющей 14, которая при дальнейшем своем движении входит в точное отверстие стола станка и обеспечивает точное центрирование всей оправки на станке и в дальнейшем жесткость конструкции оправки в процессе обработки деталей. Когда оправка при своем движении вниз достигает контакта прижима 13 с верхней заготовкой, при дальнейшем движении происходит смещение центрального штока 2 относительно корпуса 1. При этом центральный шток 2, увлекая за собой втулку 4, дает возможность смещению вниз втулке 3. Втулка 3, перемещаясь вниз под действием пружин 12, выталкивает кулачки 6, которые удерживаются в контакте с втулкой 3 пружиной 8. Происходит центрирование верхней заготовки. При дальнейшем движении вниз центрального штока 2 происходит центрирование нижней заготовки кулачками 7 за счет распирания их втулкой 4. При этом кулачки 6, 7 выполняют не только функцию центрирования, но и передают усилие в направлении оси оправки корпусу 1, на котором установлен прижим 13. Все то время, пока заготовки центрируются кулачками 6, 7, происходит поджим заготовок к нижней опоре станка и усилие поджима достигает своего максимума по окончанию центрирования при дальнейшем приложении усилия к цапфе 15.
Разжим деталей происходит в обратной последовательности. Оправка подается вверх и выходит из отверстий деталей, обеспечивая тем самым автооператору съем деталей перемещением в радиальном направлении.
Витые пружины 8 обеспечивают возврат кулачков 6, 7 при разжиме.
Заявляемое техническое решение позволяет обеспечить высокую точность центрирования заготовок и надежность зажима.
Также кулачки в заявляемой оправке обрабатываются в сборе с оправкой относительно базовых поверхностей, что также повышает точность центрирования оправки.
Кроме того, отсутствие опоры в конструкции оправки позволяет ей после разжима заготовки полностью выйти из зоны расположения заготовки, что обеспечивает возможность загрузки и выгрузки деталей с опоры перемещением его в радиальном направлении.
Заявляемое техническое решение возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании.