УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК НЕПРАВИЛЬНОЙ ФОРМЫ
DEVICE TO SECURE BLANKS WITH IRREGULAR SHAPE

Изобретение относится к машиностроению, например к обработке заготовок на металлорежущих станках, а также в других отраслях народного хозяйства, где имеется необходимость закрепления заготовок, имеющих неправильную форму, как по длине, так и в радиальном направлении, а также других заготовок, имеющих произвольную конфигурацию.
Известны специальные патроны [1] для обработки эксцентрических поверхностей, состоящие из трехкулачкового патрона, поворотного стола и суппорта для создания эксцентриситета. Недостатком таких патронов является то, что в них можно закрепить только заготовки, имеющие цилиндрические формы, в том числе и эксцентричные. С помощью патронов такой конструкции невозможно закрепить заготовки, имеющие произвольные формы.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство [2] - мембранный патрон, предназначенный для закрепления длинных цилиндрических заготовок, например, втулок, на металлорежущих станках. Мембранный патрон содержит корпус, который закреплен на шпинделе металлорежущего станка. На корпусе закреплена мембрана, выполненная заодно с зажимными кулачками, на которых размещены два ряда рабочих и дополнительных упоров. Упоры служат для зажима обрабатываемой детали. Когда зажимные кулачки находятся в свободном состоянии, опорные поверхности рабочих и дополнительных упоров, контактирующие с деталью, располагаются на разных расстояниях от оси патрона. Между отверстиями для размещения рабочих и дополнительных упоров имеется менее жесткая перемычка с выемкой. Выемка служит для уменьшения жесткости кулачков. Недостатком данного мембранного патрона является малая жесткость системы, возможность смещения оси обрабатываемой заготовки от оси патрона, то есть возможность образования большого эксцентриситета. Необходимость регулирования расстояния опорных поверхностей каждого упора от оси патрона металлообрабатывающего станка требует больших затрат времени. Различная жесткость отдельных кулачков в совокупности с неточностью регулирования расстояния опорных поверхностей от оси шпинделя металлорежущего станка могут вызывать разные усилия контакта с поверхностью обрабатываемой заготовки, и в процессе обработки заготовка может проворачиваться относительно патрона. Данный патрон позволяет закреплять только заготовки правильной цилиндрической формы, задача заключается в закреплении заготовок неправильной формы в патроне металлорежущих станков. Таким образом, данный мембранный патрон не обеспечивает точность базирования обрабатываемой заготовки на металлорежущем станке, а также надежность ее крепления.
Сущность изобретения заключается в следующем. Все элементы устройства заключены в обойму наружную 1, которая выполнена в виде цилиндра, имеющего внутри сферическую выемку. При необходимости наружная обойма может быть выполнена их двух половинок, соединенных между собой резьбовым соединением. В сферической выемке обоймы наружной 1 расположена обойма внутренняя 2, которая имеет внутреннюю цилиндрическую поверхность и контактирует с обоймой наружной 1 через сферическую наружную поверхность. Сферический контакт поверхностей способствует повышению степени свободы обоймы внутренней 2 относительно обоймы наружной 1. Фиксация обоймы внутренней 2 относительно обоймы наружной 1 осуществляется штифтами-фиксаторами 7, расположенными в резьбовых отверстиях обоймы наружной 1. В случае выполнения обоймы наружной 1 разъемной, фиксация обоймы внутренней 2 будет осуществляться силой трения двух сферических поверхностей, возникающей за счет разности радиусов кривизны поверхностей контакта. Обойма внутренняя 2 выполнена в виде сборочной единицы, состоящей из гильзы 3 с радиально расположенными направляющими 9, в которых перемещаются сменные штифты 4. Штифты 4 подпружинены пружинами 6, обеспечивающими постоянный их контакт с эластичной оболочкой. Эластичная оболочка 5 с внутренней цилиндрической поверхностью обоймы внутренней 2 образует замкнутое пространство, в которое через ниппельное устройство 10, расположенное на обойме внутренней 2, может подаваться сжатый воздух.
Необходимо отметить, что количество и размер штифтов 4 ограничивается размерами и конфигурацией закрепляемой заготовки 8. Упругость и длина пружин 6 должны обеспечить беспрепятственный возврат штифтов 4 в исходное положение, освобождая пространство внутри гильзы для размещения заготовки 8. Форму свободного конца штифтов 4 подбирают в зависимости от требований, предъявляемых к качеству фиксации заготовки 8. Величина давления сжатого воздуха, подаваемого в пространство, образованное обоймой внутренней 2 и эластичной оболочкой 5 зависит от толщины стенки заготовки 8, если она пустотелая.
Задача изобретения заключается в повышении надежности закрепления заготовки, имеющей неправильную форму, как в продольном, так и в поперечном направлениям и точности ориентации обрабатываемой поверхности относительно обрабатывающего инструмента и уменьшение операционного припуска.
На фиг. 1 показано предлагаемое устройство для закрепления заготовок неправильной формы (вид сбоку), на фиг. 2 - вид спереди. Приняты следующие условные обозначения: 1 - обойма наружная, 2 - обойма внутренняя, 3 - гильза, 4 - штифт, 5 - оболочка эластичная, 6 - пружина, 7 - штифт-фиксатор, 8 - заготовка, 9 - направляющая, 10 - ниппельное устройство, 11 - инструмент обрабатывающий, В - поверхность обработки.
Устройство применяется следующим образом. Заготовка 8 помещается в гильзу 3 внутренней обоймы 2. Затем в полость, образованную эластичной оболочкой 5 и цилиндрической поверхностью обоймы внутренней 2 через ниппельное устройство 10 подается сжатый воздух (Давление сжатого воздуха контролируется манометром). Под действием сжатого воздуха, эластичная оболочка 5 упруго деформируясь, надавливает на контактирующие с ней штифты 4. При этом штифты 4, преодолевая усилие пружин 6, перемещаются в направляющих 9, расположенных на поверхности гильзы 3 плотно охватывают заготовку 8, копируя ее форму. Затем, обрабатываемая поверхность - В закрепленной заготовки 8 ориентируется относительно обрабатывающего инструмента 11 перемещением обоймы внутренней 2 с закрепленной в ней заготовкой 8 в обойме наружной 1 с последующей ее фиксацией штифтами-фиксаторами 7.
Технический результат заключается в повышении точности ориентации обрабатываемой поверхности заготовки относительно обрабатывающего инструмента и снижения за счет этого величины операционного припуска, в повышении надежности закрепления заготовки неправильной формы как при ее обработке на различных видах металлообрабатывающего оборудования, так и при слесарной обработке в различных приспособлениях, а также в уменьшении времени на закрепление и снятие заготовки при ее обработке.
Источники информации
1. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. T. l / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - 4-е изд. перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. 656 с, ил. (стр. 233, рис. 19 и 20).
2. Авторское свидетельство СССР №1227363 «Мембранный патрон». В23В 31/32, 30.04.1986, бюл. №16.