АВТОМАТИЧЕСКИЙ ЦАНГОВЫЙ ПАТРОН

Техническое решение относится к области технологических оснасток на станках токарной группы с ЧПУ с автоматизированными патронами и может быть использовано для нарезания наружной резьбы на полых цилиндрических изделиях из высокопрочной стали, например, на корпусах ракетных двигателей.
Известны конструкции: трехкулачкового токарного патрона, цанговых оправок, в последних содержится хвостовик для закрепления в шпинделе станка и разрезная шейка, с рабочей частью которой взаимодействует конус, соосно ввинчивающийся в хвостовик с расположенным винтом с торца оправки (см. B.C. Корсаков, «Основы конструирования приспособлений», учебник для ВУЗов, М., «Машиностроение», 1983, стр. 42, рис. 22а) - аналог.
Недостаток известной конструкции трехкулачкового токарного патрона состоит в том, что в случае нарезания резьбы на тонкостенном изделии каковым является ракетный двигатель, крепление заготовки осуществляется тремя кулачками, вызывая деформации, приводящие к возникновению погрешности формы в поперечном сечении изделия. Такой дефект влияет на все диаметральные размеры и, особенно, на резьбу. Величина погрешности формы в поперечном сечении увеличивается после раскрепления изделия из трехкулачкового патрона после токарной операции за счет упругого восстановления, что увеличивает процент брака (до 35%). В большинстве случаев технологическая база, за которую осуществляют крепление в токарном патроне, имеет погрешность в поперечном сечении в виде огранки. При закреплении эта погрешность добавляется на внутренний диаметр тонкостенного изделия, что приводит к образованию конусности и при черновой обработке, особенно при износе резца, может достигать недопустимых значений. Возникающая деформация влечет за собой негодность расточенного внутреннего диаметра, а также искажение последних витков резьбы, которые располагаются непосредственно над технологической базой в зоне крепления.
В результате этого наблюдаются локальные выходы необходимого диаметрального размера за пределы поля допуска. При такой погрешности резьба, при оценке ее годности резьбовым калибром, признается негодной.
Недостаток известных конструкций цанговых оправок заключается в том, что они имеют ручной привод зажимного механизма и не могут устанавливаться на станки с автоматизированным закреплением заготовок.
Ближайший аналог заявленной полезной модели оправка, разработанная Одесским специальным конструкторским бюро прецизионных станков [Патент SU 1808495, B23B 31/40, Бюл. №14, 15.04.1993] - прототип.
Недостатком указанного решения является недостаточное обеспечение точности обработки вследствие наличия в своем составе сборной тяги и конуса, что увеличивает погрешность закрепления. Отсутствие сальных колец и скользящей посадки тяги в цилиндрическом канале корпуса способствует попаданию жидкости и стружки из зоны обработки в механизмы шпиндельного узла станка. Узкие прорези в цанге накапливают внутри нее стружку и жидкость в процессе обработки.
Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение точности обработки получаемой продукции за счет минимизации величины погрешности формы поперечного сечения, путем применения автоматического цангового патрона.
Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в автоматическом цанговом патроне для закрепления тонкостенного полого цилиндрического изделия, содержащий корпус для закрепления в шпинделе станка, выполненный с цилиндрическим каналом, цангу с прорезями, лепестки которой имеют с внутренней стороны конические участки, и предназначенную для соединения с подвижным валом в шпиндельном узле тягу, размещенную в полости цанги и соосно установленную в цилиндрическом канале корпуса, при этом прорези цанги выполнены овальными, а тяга выполнена с конической шляпкой, сопряженной с упомянутыми коническими участками лепестков цанги, и размещена по скользящей посадке в цилиндрическом канале корпуса, в котором выполнены кольцевые пазы для установки сальных колец.
Сущность технического решения поясняется чертежами, где на Фиг. 1 и Фиг. 2 изображен автоматический цанговый патрон, который содержит корпус 1 с закрепленной на нем цангой 2, в полости которой помещена с коническими поверхностями шляпка тяги 3, которая проходит через цилиндрический канал 4 корпуса 1 по скользящей посадке с установкой в кольцевых пазах сальных колец 5, соединенной с подвижным валом 6 в шпиндельном узле посредством втулки 7.
Техническое решение работает следующим образом.
Корпус 1 автоматического цангового патрона устанавливают и закрепляют в шпинделе станка, предварительно соединив тягу 3 с подвижным валом 6 посредством втулки 7 в шпиндельном узле станка, разрезная цанга 2 находится в свободном состоянии. Корпус ракетного двигателя устанавливают на цангу 2 до упора его торца в сделанную технологическую базу на лепестках цанги, при этом в полости ракетного двигателя оказываются лепестки цанги. Затем для закрепления корпуса ракетного двигателя активируем функцию в станке «закрепление детали». При этом подвижный вал 6 в шпиндельном узле соединенный через втулку 7 с тягой 3 втягивается вовнутрь цанги 2. В результате чего тяга 3, скользя по коническим поверхностям лепестков цанги 2, разжимает их, и они своими контактными площадками создают равномерное усилие в зоне технологической базы, затем изделие обрабатывается. Сделанные овальные пазы в цанге 2 способствуют свободному извлечению стружки, и не задерживает смазочно-охлаждающую жидкость внутри цанги 2. Наличие в цилиндрическом канале 4 корпуса 1 сальных колец 5, препятствует проникновению стружки и смазочно-охлаждающей жидкости внутрь шпиндельного узла станка.
После обработки раскрепляем корпус ракетного двигателя, активируя функцию в станке «раскрепление детали». При этом подвижный вал 6 в шпиндельном узле соединенный через втулку 7 с тягой 3 вытягивает его из цанги 2. Лепестки цанги 2 сжимаются, и корпус ракетного двигателя свободно извлекается с автоматического цангового патрона. После чего процесс повторяют.
Техническое решение позволяет минимизировать величину погрешности форм поперечного сечения при токарной обработке в тонкостенном полом цилиндрическом изделии, каковым является корпус ракетного двигателя.