ЦАНГОВЫЙ ПАТРОН

Полезная модель относится к машиностроению и применяется в металлорежущих станках для зажима заготовок, особенно тонкостенных, имеющих отклонения диаметральных размеров или разную жесткость по длине.
Известен цанговый патрон, содержащий корпус, приводную трубу, цангу с дополнительными лепестками, в которых выполнены окна для сухарей и коническую втулку, запрессованную в корпусе. Сухари снабжены предохранительным пружинным кольцом. Кроме того, для компенсации неравномерности зажима и центрирования имеется упругая втулка с надрезами. (а.с. №264880, МПК В 23 В 31/20, 1967 г.) Зажим осуществляется перемещением приводной трубы и взаимодействием сухарей с конической втулкой. При этом, заготовка зажимается на участке ограниченном контактной поверхностью сухаря с усилием, определяемым жесткостью упругой втулки. При дальнейшем перемещении приводной трубы зажим осуществляется губками в передней части цанги. Так обеспечиваются зажимные ряды по концам цанги с различной силой сжатия заготовки.
В данном устройстве при использовании одного привода радиальное воздействие сухарей осуществляет лишь некоторый зажим заготовки, а окончательный зажим обеспечивается губками цанги, что недопустимо при зажиме тонкостенных заготовок, особенно имеющих отклонения диаметральных размеров или разную жесткость по длине.
Известен цанговый патрон, содержащий цилиндрический корпус с направляющей втулкой, затянутой на его резьбовой части. В корпусе размещены элементы, образующие ряд зажима: основные - в виде трубы, совершающей возвратно-поступательные движения, стыкующейся с ней одним концом, задней муфты и задней губки, и дополнительные - в виде передней губки, передней муфты, установленной с возможностью продольного перемещения. Эти элементы снабжены взаимодействующими коническими поверхностями. Между направляющей гайкой и передней муфтой расположена кольцевая пружина. Зажим заготовки осуществляется движением трубы, перемещающей заднюю муфту. При этом, задние губки, взаимодействуя коническими поверхностями с задней муфтой, зажимают заготовку, а передние губки, взаимодействуя коническими поверхностями с передней муфтой, и через стык с задней губкой, зажимают заготовку дополнительно, увеличивая силу захвата (пат. США №3921993, МПК В 23 В 31/20, 1972 г.)
В известном цанговом патроне приводом для дополнительных зажимных элементов являются основные зажимные элементы, что обеспечивает дополнительный прижим заготовки за счет увеличения площади контакта и более равномерного воздействия упругих сил. При обработке тонкостенных заготовок имеющих отклонения диаметральных размеров и разную жесткость по длине важно обеспечить надежный зажим заготовки, при этом усилие сжатия достаточно удаленных друг от друга поясов зажима зависит от величины отклонения диаметральных размеров заготовки. В известном устройстве взаимодействие зажимных элементов осуществляется одним приводом, что не позволяет регулировать усилие сжатия каждого пояса зажима. Кроме того, при зажиме губки скользят по заготовке, что может привести к повреждению заготовки (задирам).
Общим недостатком известных устройств является использование значительного числа кинетически связанных звеньев разной формы, что усложняет конструкцию и снижает надежность зажима.
Предложенное техническое решение направлено на создание пантового патрона, обеспечивающего надежный зажим тонкостенных заготовок, особенно тех, которые имеют отклонения диаметральных размеров и разную жесткость по длине и относительно простой конструкции.
Технический результат заключается в обеспечении площади контакта по большей части поверхности заготовки и независимых рядов зажима по ее краям, а также в упрощении конструкции и расширении возможностей цангового патрона.
Поставленная цель достигается тем, что в цанговом патроне, содержащем направляющую гайку, установленную на одном конце цилиндрического корпуса, внутри которого размещены основные и дополнительные зажимные элементы с взаимодействующими коническими поверхностями, установленные с возможностью продольного перемещения, предложено в цилиндрическом корпусе выполнить два ряда радиальных окон, над которыми установить скользящие втулки, соединенные с направляющими гайками, и дополнительно разместить двухстороннюю цангу с коническими рабочими поверхностями и лепестками, нарезанными с радиальным смещением, при этом основные и дополнительные зажимные элементы идентичны и выполнены в виде сухарей, жестко связанных с втулками и размещенных в окнах с возможностью продольного перемещения, конические рабочие поверхности цанги установлены в зоне окон оппозитно втулкам и взаимодействуют с коническими
поверхностями сухарей, а внутренняя поверхность цанги контактирует с заготовкой, кроме того, с другого конца цилиндрического корпуса установлена вторая направляющая гайка.
На фиг.1 изображен продольный разрез общего вида предложенного цангового патрона; на фиг.2 - сечение радиусное по А-А.
Цанговый патрон для зажима заготовок 1 содержит цилиндрический корпус 2, по концам, которого установлены направляющие гайки 3. В цилиндрическом корпусе 2 выполнены два ряда радиальных окон 4, над которыми установлены скользящие втулки 5. С одного торца скользящие втулки 5 соединены на стык с направляющими гайками 3, а с другого со стопорными кольцами 6. В цилиндрическом корпусе 2 расположены двухсторонняя цанга 7 с коническими рабочими поверхностями 8 и нарезанными с радиальным смещением лепестками 9, и также зажимные элементы - сухари 10 с коническими поверхностями 11. Конические рабочие поверхности 8 цанги 7 установлены в зоне окон 4 оппозитно скользящим втулкам 5. Сухари 10 расположены в окнах 4 с возможностью продольного перемещения, при этом сухари 10 и скользящие втулки 5 скреплены с помощью винтовых 12 и штифтовых 13 соединений. Направляющие гайки 3 и стопорные кольца 6 скреплены винтовым соединением 14. Для предотвращения радиального смещения скользящей втулки 5 относительно корпуса 2 между ними установлены шпоночные соединения 15. Внутренняя поверхность 16 цанги 7 контактирует с заготовкой 1. Вращение направляющей гайки может осуществляться вручную или ключом.
Заготовку 1 устанавливают в цангу 7. При вращении направляющие гайки 3 перемещаясь, давят скользящие втулки 5, которые перемещаются вдоль корпуса 2 и тянут за собой сухари 10. Конические поверхности 11 сухарей 10 взаимодействуют с рабочими коническими поверхностями 8 цанги 7, обеспечивая щадящий прижим лепестков 9 с противоположных концов цанги 7 и надежный контакт ее внутренней поверхности 16 с заготовкой 1. Вращение направляющих гаек 3 не зависит друг от друга, что позволяет скользящим втулкам 5, перемещаясь передавать на цангу 7 через сухари 10, прижимное усилие, необходимое для зажима заготовки в соответствии с ее диаметральными размерами в местах зажима. Конструкция патрона, осуществляющая контакт внутренней поверхности цанги 7 с заготовкой и воздействие зажимных элементов на ее коническую рабочую поверхность 8 предотвращает внедрение зажимных элементов в заготовку 1 и ее повреждение. При завершении обработки заготовки, направляющие гайки 5, вращаясь в обратном направлении, увлекают за собой скользящие втулки 5 и сухари 10, ослабляя
воздействующее усилие на лепестки 9 цанги 7, что снимает зажим. После этого заготовка 1 легко извлекается из цанги 7.
Таким образом, разработан цанговый патрон для закрепления тонкостенных заготовок, особенно имеющих отклонения диаметральных размеров или разную жесткость по длине, позволяющий осуществить надежное закрепление заготовки без повреждений ее поверхности в процессе обработки, и обладающий упрощенной конструкцией.
В настоящее время подготовлена рабочая документация заявленного цангового патрона. Изготовление опытного образца намечено на III квартал 2004 г.