УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ПОЛОГО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО КОРПУСА НА ТОКАРНОМ СТАНКЕ
DEVICE FOR FIXING A HOLLOW CYLINDRICAL BODY ON A LATHE

Изобретение относится к области технологических оснасток на станках токарной группы и может быть использовано для токарной обработки полых цилиндрических корпусов с закреплением их на токарном станке.
Известно изобретение «Устройство для закрепления корпуса ракетного двигателя с криволинейным дном» по патенту №2738119 заявка №2020118863 от 25.11.2019 г. - аналог. Варианты решения технической задачи:
1. Устройство для закрепления корпуса ракетного двигателя с криволинейным дном, имеющее отверстие в центре, на токарном станке при механической обработке, содержит кольцевые секторы, выполненные с возможностью жесткого прикрепления к кулачкам зажимного патрона упомянутого станка и контактирования с внутренней цилиндрической поверхностью упомянутого корпуса при разжимании кулачков, упомянутое устройство снабжено оправкой с конусным основанием, которое выполнено с возможностью установки в центральном канале зажимного патрона станка, и валом, одним торцом зафиксированным в отверстии, выполненном в центре оправки. При этом на другом торце вала выполнено отверстие, в котором установлен упор с заостренным кольцевым выступом, выполненным с возможностью упирания в вогнутый профиль внутренней поверхности дна упомянутого корпуса.
2. Устройство для закрепления корпуса ракетного двигателя с криволинейным дном, имеющим отверстие в центре, на токарном станке при механической обработке, содержащее кольцевые секторы, выполненные с возможностью жесткого прикрепления к кулачкам зажимного патрона упомянутого станка и контактирования с внутренней цилиндрической поверхностью упомянутого корпуса при разжимании кулачков, упомянутое устройство снабжено оправкой с конусным основанием, которое выполнено с возможностью установки в центральном канале зажимного патрона станка, и валом, одним торцом зафиксированным в отверстии, выполненном в центре оправки. При этом на другом торце вала выполнено отверстие, в котором установлен упор с заостренным кольцевым выступом, выполненным с возможностью упирания в вогнутый профиль внутренней поверхности дна упомянутого корпуса.
Также упомянутое устройство по любому из вариантов снабжено центром, выполненным в виде тела вращения с конусной поверхностью с возможностью закрепления в задней бабке упомянутого станка и фиксации упомянутого корпуса через отверстие в его дне.
Недостатком известных конструкций является невозможность базирования по центру дна полого цилиндрического корпуса, поскольку конструкция устройств направлена на базирование корпуса с наличием в его дне отверстия. От заострений на упоре могут оставаться следы на базовых поверхностях полого цилиндрического корпуса. Также, в случае отсутствия отверстия в дне корпуса, фиксация его задним центром невозможна.
Известно изобретение «Устройство фиксации корпуса ракетного двигателя на токарном станке» по патенту №2740293 заявка №2020118860 от 08.11.2019 г. - аналог. Варианты решения технической задачи:
1. Устройство для механической обработки на токарном станке корпуса ракетного двигателя, имеющего переднюю часть и дно с отверстием, содержащее зажимной патрон с кулачками, упомянутое устройство снабжено оправкой с трубой и резьбовым отверстием, прижимающим элементом и открывающимся люнетом с роликами, предназначенным для фиксации передней части корпуса и установки на направляющих токарного станка. При этом упомянутая оправка установлена в цилиндрическом канале патрона, а прижимной элемент выполнен с возможностью фиксации корпуса ракетного двигателя к кулачкам патрона, выполненным расточенными, через отверстие в его дне при ввинчивании в резьбовое отверстие упомянутой оправки. Прижимной элемент выполнен в виде винта с диском.
2. Устройство фиксации для механической обработки на токарном станке корпуса ракетного двигателя, имеющего переднюю часть и дно с отверстием, содержащее зажимной патрон с кулачками, упомянутое устройство снабжено прижимающим элементом и открывающимся люнетом с роликами, предназначенным для фиксации передней части корпуса и установки на направляющих токарного станка. При этом в патроне выполнена упорная площадка с резьбовым отверстием в центре для ввинчивания прижимного элемента, выполненного с возможностью фиксации корпуса ракетного двигателя к кулачкам патрона через отверстие в его дне. К кулачкам жестко прикреплены основания, выполненные в форме призмы и по ширине и длине не превышающие длину и ширину кулачков. На вершине их выполнены кольцевые ступени, в которые жестко установлены наконечники, выполненные в форме части кольца и на внутренних цилиндрических поверхностях, которых выполнены кольцевые пазы. Прижимной элемент может быть выполнен в виде винта с диском.
Недостатком известных конструкций является невозможность базирования полого цилиндрического корпуса по базовым поверхностям во внутренней его полости. При этом полого цилиндрического корпус закрепляется в токарном патроне поддерживаемым люнетом.
Известно изобретение «Устройство для закрепления корпуса ракетного двигателя с выпуклым дном на токарном станке при механической обработке» по патенту №2736580 заявка №2020118861 от 25.11.2019 г. - прототип. Устройство фиксации на токарном станке корпуса ракетного двигателя с выпуклым дном для его механической обработки, с возможностью установки и закрепления его в зажимном патроне с кулачками и в задней бабке, конусная оправка установлена в центральный канал патрона, в центре которой выполнено отверстие с зафиксированным в нем валом, с торца вал снабжен отверстием с установленным в нем упором, выполненным в виде треугольной пластины, снабженной тремя заостренными выступами, упирающимися в дно корпуса ракетного двигателя, кроме того к кулачкам жестко прикреплены сектора, выполненные в виде части кольца.
Недостатком данного технического решения является базирование по дну полого цилиндрического корпуса только по трем точкам, что не позволяет базироваться непосредственно по центру дна полого цилиндрического корпуса, в том числе имеющего криволинейный профиль. От выступов на упоре могут оставаться следы на базовых поверхностях полого цилиндрического корпуса. Также при базировании не учитываются отклонения плоскости на участках в промежутках между тремя точками.
Технической задачей, является закрепление заготовки полого цилиндрического корпуса, которая имеет конструктивные особенности в виде размещения конструкторских и технологических баз на дне или прилегающих к ней поверхностях внутренней полости заготовки полого цилиндрического корпуса, учитывая также длинномерность, на токарном станке при обеспечении требуемой точности механической обработки получаемой продукции за счет точного базирования и минимизации величины погрешности формы поперечного сечения, путем равномерного распределения прилагаемой силы по всей периферии базовой цилиндрической поверхности заготовки полого цилиндрического корпуса.
Решение поставленной технической задачи достигается тем, что устройство для закрепления полого цилиндрического корпуса на токарном станке, содержащее кольцевые секторы, выполненные с возможностью жесткого прикрепления к кулачкам зажимного патрона упомянутого станка и контактирования с внутренней цилиндрической поверхностью упомянутого корпуса при разжимании кулачков, конусной оправкой, выполненной с возможностью установки в центральном канале упомянутого зажимного патрона, и зафиксированным в отверстии конусной оправки одним концом валом, на другом конце которого установлен упор, который выполнен цилиндрическим с площадкой на торце с одной стороны, а с другой установочным стержнем, кроме этого упор имеет возможность упирания в базовые поверхности дна упомянутого корпуса различного профиля.
Вариант. Устройство для закрепления полого цилиндрического корпуса на токарном станке, содержащее кольцевые секторы, выполненные с возможностью жесткого прикрепления к кулачкам зажимного патрона упомянутого станка и контактирования с внутренней цилиндрической поверхностью упомянутого корпуса при разжимании кулачков, конусной оправкой, выполненной с возможностью установки в центральном канале упомянутого зажимного патрона, и зафиксированным в отверстии конусной оправки одним концом валом, на другом конце которого установлен упор, который выполнен с кольцевым выступом с возможностью упирания его в профиль внутренней поверхности дна упомянутого корпуса, при этом торец кольцевого выступа исполнен плоским.
Кроме того, устройство может быть снабжено центром, выполненным в виде тела вращения с усеченной конусной поверхностью с возможностью закрепления в задней бабке упомянутого станка и фиксации упомянутого корпуса через его дно.
Устройство снабжено открывающимся люнетом с роликами, предназначенным для фиксации упомянутого корпуса и установки на направляющих токарного станка. Кольцевые секторы, жестко прикреплены к кулачкам зажимного патрона через вспомогательные элементы. При этом после базирования и закрепления полого цилиндрического корпуса его торец остается свободным.
На Фиг. 1 изображены полые цилиндрические корпуса без отверстия в дне (вверху с криволинейным, а внизу с выпуклостью в центральной части дном).
На Фиг. 2 изображен в изометрии токарный станок, патрон с разведенными секторами с упором, люнет в открытом состоянии, без заготовки полого цилиндрического корпуса.
На Фиг. 3 изображен в изометрии токарный станок, люнет в открытом состоянии и заготовка полого цилиндрического корпуса, установленная и предварительно закрепленная в патроне.
На Фиг. 4 изображен в изометрии токарный станок, заготовка полого цилиндрического корпуса, установленная и предварительно закрепленная в патроне и люнете.
На Фиг. 5 изображен в изометрии токарный станок, заготовка полого цилиндрического корпуса, закрепленная в патроне, в люнете и зафиксированная задним центром.
На Фиг. 6 изображены в разрезе полый цилиндрический корпус, закрепленный в токарном патроне, в люнете и зафиксированный задним центром.
На Фиг. 7 изображен в изометрии токарный станок, патрон с разведенными секторами с упором без заготовки полого цилиндрического корпуса.
На Фиг. 8 изображен в изометрии токарный станок, заготовка полого цилиндрического корпуса, закрепленная в патроне.
На Фиг. 9 изображены в разрезе полый цилиндрический корпус, закрепленный в токарном патроне.
Устройство для закрепления полого цилиндрического корпуса содержит конусную оправку 6 установленную в центральный канал в патроне 5, в центре которой выполнено отверстие, в котором зафиксирован вал 7 снабженный отверстием с другого торца, в котором устанавливается упор 8, выполненным цилиндрическим с площадкой на торце с возможностью упирания в базовые поверхности дна полого цилиндрического корпуса 1, и также кулачки 4, установленные стандартным способом в патроне 5, с которыми жестко связаны сектора 3, выполненные в виде кольца, кроме того на направляющих токарного станка 2 установлен открывающиеся люнет 14, при этом полого цилиндрического корпус 1 в продольном направлении зафиксирован закрепленным в задней бабке 13 центром 12.
Устройство для закрепления оболочечного корпуса работает следующим образом: сектора 3 жестко соединены с кулачками 4, которые в свою очередь устанавливаются стандартным способом в патроне 5. С целью увеличения прочности соединений сектора 3 могут жестко соединятся через вспомогательные элементы 15 с кулачками 4. Для начала работы заготовку полого цилиндрического корпуса 1 через открытый люнет 14, установленного на направляющих токарного станка 2, внутренней полостью направляют на упор 8, закрепленного на валу 7 через конусную оправку 6. Сектора 3 в этот момент находятся в сведенном состоянии и входят свободно во внутреннюю полость заготовки полого цилиндрического корпуса 1 до контакта упора 8 с дном заготовки полого цилиндрического корпуса 1. Далее заготовку полого цилиндрического корпуса 1 фиксируют, установленным в задней бабке 13 задним центром 12. Затем заготовку полого цилиндрического корпуса 1 окончательно закрепляют в патроне 5, разжимая сектора 3. После закрывают люнет 14 и осуществляют механическую обработку заготовки полого цилиндрического корпуса 1. При этом торец 16 заготовки полого цилиндрического корпуса 1 остается свободным.
Также в результате выполненного увеличенного обхвата кулачков 4 за счет прикрепленных к ним секторов 3, при контакте с базовым диаметром заготовки полого цилиндрического корпуса 1 сила закрепления равномерно распределяется по всей периферии базовой цилиндрической поверхности заготовки.
Вариант. Устройство для закрепления полого цилиндрического корпуса содержит конусную оправку 6 установленную в центральный канал в патроне 5, в центре которой выполнено отверстие, в котором зафиксирован вал 7 снабженный отверстием с другого торца, в котором устанавливается упор 11, выполнен с кольцевым выступом с возможностью упирания его в профиль внутренней поверхности дна полого цилиндрического корпуса 9, при этом торец кольцевого выступа исполнен плоским, и также кулачки 4, установленные стандартным способом в патроне 5, с которыми жестко связаны сектора 10, выполненные в виде кольца.
Устройство для закрепления полого цилиндрического корпуса работает следующим образом: сектора 10 жестко соединены с кулачками 4, которые в свою очередь устанавливаются стандартным способом в патроне 5. С целью увеличения прочности соединений сектора 10 могут жестко соединятся через вспомогательные элементы 15 с кулачками 4. Для начала работы заготовку полого цилиндрического корпуса 9 внутренней полостью направляют на упор 11, закрепленного на валу 7 через конусную оправку 6. Сектора 10 в этот момент находятся в сведенном состоянии и входят свободно во внутреннюю полость до контакта упора 11 с дном заготовки полого цилиндрического корпуса 9. Затем заготовку оболочечного корпуса 9 окончательно закрепляют в патроне 5, разжимая сектора 10. После этого осуществляют механическую обработку. При этом торец 16 заготовки полого цилиндрического корпуса 9 остается свободным.
Дно полого цилиндрического корпуса 9 может иметь выпуклый или вогнутый участок в центре своего дна. Поверхность вокруг участка является технологической базой для базирования по которой, используют кольцевой упор с плоской площадкой, контактирующий с ровной поверхностью вокруг криволинейного участка.
Также в результате выполненного увеличенного обхвата кулачками 4 за счет прикрепленных к ним секторов 10, при контакте с базовым диаметром заготовки полого цилиндрического корпуса 9 сила закрепления равномерно распределяется по всей периферии базовой цилиндрической поверхности заготовки.
Изобретение позволяет закрепить заготовку полого цилиндрического корпуса на токарном станке для механической обработки при обеспечении требуемой точности обработки получаемой продукции, которая имеет конструктивные особенности в виде размещения конструкторских и технологических баз на дне или прилегающих к ней поверхностях внутренней полости заготовки полого цилиндрического корпуса, учитывая ее длинномерность с обеспечением точности обрабатываемой продукции на основе минимизирования упругих деформаций при токарной обработке.