МЕХАНИЗМ ПОДАЧИ И ЗАЖИМА ПРУТКА
BAR FEED AND CLAMP MECHANISM

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано для подачи прутка в автоматизированных станках.
Известен механизм подачи и зажима прутка агрегатного станка для механической обработки деталей из прутка, содержащий шпиндель, установленный в подшипниковых узлах, механические приводы зажимных приспособлений, выполненные в виде гидроцилиндров, зажимные приспособления, каждое из которых выполнено в виде подпружиненного в сторону обрабатываемой детали штока с заходной фаской на конце, обращенной к обрабатываемой детали, и резьбовым хвостовиком на противоположном конце (патент RU 2357849, МПК B23Q 39/00 (2006.01)).
Недостатком данного механизма подачи и зажима прутка является необходимость создания больших усилий, передаваемых на шток, для обеспечения достаточной силы зажатия прутка в зажимном приспособлении, так как шток передает усилие на пруток перпендикулярно цилиндрической поверхности прутка по ограниченной площади контакта цилиндрической поверхности прутка с плоской торцевой поверхностью штока.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению (прототипом) является механизм подачи и зажима прутка токарно-револьверного станка 1Н325, содержащий шпиндель, установленный в подшипниковых узлах, патрон, закрепленный на шпинделе между подшипниковыми опорами, внутри которого размещены труба зажима с установленной посредством резьбового соединения на ее конце зажимной пружинящей цангой, которая затягивается в конусное отверстие шпинделя и зажимает пруток, труба подачи внутри трубы зажима, несущая на своем конце подающую пружинящую цангу. Устройство дополнительно снабжено рычажным механизмом подачи прутка, привод которого осуществляется от отдельного электродвигателя через червячную передачу, включающим барабаны, рычаги, качающуюся кулису и ползушку, совершающую возвратно-поступательное движение по направляющей, присоединенной к корпусу механизма подачи и зажима прутка. Между опорами подшипниковых узлов на одном из концов шпинделя установлена с возможностью перемещения посредством одного из барабанов, связанного с рычагом, муфта, зажимающая пруток (Токарно-револьверный станок 1Н325: механизм подачи и зажима прутка [Электронный ресурс] / Режим доступа: http: //www.machinebuilder.ru/metalproc/turning/lH325.php. - Загл. с экрана, рисунок 19 с экрана).
Недостатком вышеописанного механизма подачи и зажима прутка является низкая предельно допустимая частота вращения для шпинделя из-за увеличенных радиальных размеров подшипников в подшипниковых узлах шпинделя вследствие снижения величины их предельно допустимой частоты вращения. При этом снижение величины предельно допустимой частоты вращения подшипников в подшипниковых узлах шпинделя обусловлено размещением внутри патрона и шпинделя коаксиально расположенных трубы зажима и трубы подачи, так как известно, что предельная частота вращения для подшипников существенно снижается с увеличением габаритных размеров (Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х т.Т.2. / В.И.Анурьев./под ред. И.Н.Жестковой. - Изд. 8-е., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 2001. - С.136).
Задачей изобретения является повышение предельно допустимой частоты вращения для шпинделя за счет уменьшения радиальных размеров подшипников в подшипниковых узлах шпинделя.
Поставленная задача решается тем, что в механизме подачи и зажима прутка, содержащем шпиндель, установленный в подшипниковых узлах, патрон, подающую пружинящую и зажимную пружинящую цанги, размещенные в патроне, согласно изобретению патрон закреплен на шпинделе консольно и образован корпусами пневмоцилиндров подающей цанги и зажимной цанги, примыкающими с противоположных сторон к цилиндрическому стакану, в полости которого на резьбовой части цилиндрической поверхности поршня пневмоцилиндра подающей цанги установлена гайка для регулирования хода подающей цанги.
Предложенный механизм подачи и зажима прутка не содержит внутри шпинделя и патрона коаксиально расположенных труб зажима и подачи, что используется в механизме подачи и зажима прутка, выбранном в качестве прототипа. Диаметр подаваемого прутка в предложенном устройстве соответствует диаметру отверстия в шпинделе, и поэтому посадочные диаметры для подшипниковых узлов оказываются меньше, а предельно допустимая частота вращения для шпинделя - больше.
На чертеже показан общий вид механизма подачи и зажима прутка.
Механизм подачи и зажима прутка содержит шпиндель 1, установленный в неподвижных в осевом направлении подшипниковых узлах 2, патрон, подающую пружинящую цангу 3 с упругими лепестками, размещенную в патроне и внутри цилиндрического стакана 4, зажимную пружинящую цангу 5 с упругими лепестками, размещенную в патроне и внутри корпуса 6 зажимной цанги.
Механизм подачи и зажима прутка снабжен пневматическими приводами зажимного и подающего механизмов, выполненными в виде пневмоцилиндров. Пневматический привод подающего механизма содержит поршень 7 пневмоцилиндра подающей цанги, имеющий возможность возвратно-поступательного движения в осевом направлении в пределах величины необходимой подачи прутка внутри корпуса 8 пневмоцилиндра подающей цанги. Пневматический привод зажимного механизма содержит поршень 9 пневмоцилиндра зажимной цанги, имеющий возможность возвратно-поступательного движения в осевом направлении в пределах величины необходимой подачи прутка внутри корпуса 10 пневмоцилиндра зажимной цанги.
Патрон, закрепленный на шпинделе 1 консольно, образован корпусами 8 и 10 пневмоцилиндров подающей цанги и зажимной цанги соответственно, примыкающими с противоположных сторон к цилиндрическому стакану 4, в полости которого на резьбовой части цилиндрической поверхности поршня 7 пневмоцилиндра подающей цанги установлена гайка 11 для регулирования хода подающей цанги 3.
Полость 12 пневмоцилиндра подающей цанги образована корпусом 8 пневмоцилиндра подающей цанги и поршнем 7 пневмоцилиндра подающей цанги.
Полость 13 пневмоцилиндра зажимной цанги образована поршнем 9 пневмоцилиндра зажимной цанги, корпусом 10 пневмоцилиндра зажимной цанги и корпусом 6 зажимной цанги.
Полость 14 пневмоцилиндра подающей цанги образована поршнем 7 пневмоцилиндра подающей цанги и цилиндрическим стаканом 4.
Пруток, клапаны для подачи сжатого воздуха в полость 12 пневмоцилиндра подающей цанги, в полость 13 пневмоцилиндра зажимной цанги и в полость 14 пневмоцилиндра подающей цанги на чертеже не показаны.
Работает механизм подачи и зажима прутка следующим образом.
Пруток заправляется через отверстие в шпинделе 1 при перемещении вдоль центральной оси в сторону подающей цанги 3. Упругие лепестки подающей цанги 3 прогибаются и пропускают пруток. Затем упругие лепестки подающей пружинящей цанги 3 возвращаются в первоначальное положение и надежно зажимают пруток.
Для подачи прутка через клапан подается сжатый воздух в полость 12 пневмоцилиндра подающей цанги. Поршень 7 пневмоцилиндра подающей цанги вместе с зажатым прутком перемещается в продольном направлении в сторону зажимной цанги 5. Упругие лепестки зажимной пружинящей цанги 5 прогибаются и пропускают пруток.
Для осуществления зажима прутка через клапан подается сжатый воздух в полость 13. Упругие лепестки зажимной цанги 5 перемещаются вместе с поршнем 9 пневмоцилиндра зажимной цанги, втягиваются в корпус 6 зажимной цанги и надежно зажимают пруток между губками лепестков. В таком положении производится механическая обработку прутка, включая отрезку детали от прутка.
Для повторения цикла подачи прутка через клапан подается сжатый воздух в полость 14 пневмоцилиндра подающей цанги. Поршень 7 пневмоцилиндра подающей цанги перемещается в продольном направлении в сторону шпинделя 1. Упругие лепестки подающей пружинящей цанги 3 проскальзывают по поверхности прутка, и поршень 7 пневмоцилиндра подающей цанги устанавливается в крайнее положение, регулируемое с помощью гайки 11 для регулирования хода подающей цанги.
Для раскрепления прутка через клапан подается сжатый воздух в полость 15 пневмоцилиндра зажимной цанги 5. Упругие лепестки зажимной цанги 5 перемещаются вместе с поршнем 9 пневмоцилиндра зажимной цанги, выходят из корпуса 6 зажимной цанги и освобождают ранее зажатый пруток. Далее подается сжатый воздух в полость 12 пневмоцилиндра подающей цанги и цикл повторяется.