Способ крепления заготовки при токарной обработке и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области станкостроения, креплению заготовок на токарных станках. Способ включает предварительное базирование заготовки и ее крепление зажимными кулачками при контактировании клиновых поверхностей зажимных кулачков с клиновыми скосами стержней устройства для крепления заготовки. Для исключения защемления пальцев рабочего при креплении мелких деталей, повышения точности обработки заготовку предварительно закрепляют подпружиненными зажимными кулачками, а стержни устанавливают с возможностью периодического контактирования их клиновых скосов с клиновыми поверхностями зажимных кулачков. Устройство содержит корпус, зажимные кулачки с клиновыми поверхностями и установленные на крестовине стержни с клиновыми скосами. Для достижения указанного выше технического результата и повышения компактности конструкции зажимные кулачки выполнены подпружиненными в сторону зажимаемой заготовки, а стержни установлены с возможностью периодического контактирования их клиновых скосов с клиновыми поверхностями зажимных кулачков. Стержни могут быть установлены на крестовине с возможностью поворота вокруг своей оси. Крестовина может быть выполнена в виде прямоугольной поперечины с двумя симметрично расположенными на ее поверхностях цилиндрическими направляющими, одна из которых предназначена для контактирования с отверстием корпуса, а другая - с отверстием втулки, установленной в отверстии шпинделя станка. При этом прямоугольная поперечина размещена в пазу корпуса. Устройство может быть снабжено планками, установленными на корпусе с возможностью контактирования с торцовой поверхностью фланца шпинделя станка. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано для крепления деталей при обработке на токарных станках.

Известен способ крепления заготовки при токарной обработке, включающий предварительное базирование заготовки в токарном патроне и ее крепление зажимными кулачками патрона (см., например, кн. Ансеров М.А. Приспособления для металлорежущих станков. - Л.: Машиностроение, 1975, - 656 с., pис.VI.12, тип А, с.368). Однако данный способ имеет существенный недостаток: большую трудоемкость крепления мелких заготовок. Недостаток обусловлен тем, что для исключения защемления рук рабочего процесс закрепления мелких заготовок осуществляется непосредственно рабочим в два этапа: первоначальный, при котором "осторожно", с небольшим усилием перемещают зажимные кулачки до касания с наружной поверхностью заготовки и окончательный, при котором происходит надежное крепление заготовки.

Известно также устройство для реализации данного способа крепления заготовки содержащее корпус, зажимные кулачки и привод их перемещения (см., например, кн. Ансеров М.А. Приспособления для металлорежущих станков. - Л.: Машиностроение, 1975, - 656 с., рис.VI.12, тип А, с.368). Однако данная конструкция имеет существенный недостаток: большая трудоемкость крепления заготовки. Недостаток обусловлен тем, что крепление заготовки в патроне осуществляется непосредственно рабочим с использованием ключа.

Наиболее близким решением по технической сущности к заявленному способу является способ крепления заготовки при токарной обработке включающий предварительное базирование заготовки в токарном патроне и ее крепление зажимными кулачками патрона (см. а.с. СССР 916111, кл. В 23 В 31/10, 1980).

Наиболее близким решением по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для крепления заготовки, содержащее корпус, зажимные кулачки с клиновыми поверхностями и установленные на крестовине стержни с клиновыми скосами (см. там же).

Основными недостатками данного способа и устройства для его осуществления является необеспечение требований техники безопасности - возможно защемление пальцев рабочего при креплении мелких деталей, невысокая точность обработки и большие радиальные габариты конструкции.

Первый недостаток обусловлен большим (более 5 мм) ходом зажимных кулачков, вызванный необходимостью установки мелких деталей. Второй недостаток обусловлен линейным контактом между клиновыми поверхностями зажимных кулачков и стержней, жестко соединенных с крестовиной, что приводит к их быстрому износу и потери точности центрирования. Третий недостаток обусловлен большими радиальными габаритами крестовины патрона, что приводит к увеличению радиальных габаритов корпуса патрона.

Технической задачей изобретения является исключение защемления пальцев рабочего при креплении мелких деталей, повышение точности обработки и компактности конструкции.

Указанная задача достигается тем, что способ крепления заготовки при токарной обработке включает предварительное крепление заготовки подпружиненными кулачками токарного патрона. В устройстве для крепления заготовки, содержащем корпус, зажимные кулачки с клиновыми поверхностями и установленные на крестовине стержни с клиновыми скосами зажимные кулачки выполнены подпружиненными в сторону зажимаемой заготовки, а клиновые скосы стержней выполнены с возможностью периодического контактирования с клиновыми поверхностями зажимных кулачков. Также стержни установлены на крестовине с возможностью поворота вокруг своей оси. Кроме того, крестовина выполнена в виде прямоугольной поперечины с двумя симметрично расположенными на ее поверхностях цилиндрическими направляющими, одна из которых контактирует с отверстием корпуса патрона, а другая - с отверстием втулки, установленной в отверстии шпинделя станка, при этом прямоугольная поперечина расположена в пазу корпуса.

Также устройство снабжено планками, установленными на корпусе с возможностью контактирования с торцовой поверхностью фланца шпинделя станка.

На фиг.1 показано устройство для крепления заготовки в разрезе; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - вид Б на фиг.2; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1.

Устройство для крепления заготовки, выполненное в виде токарного патрона, содержит корпус 1, в радиальных пазах 2 которого расположены составные зажимные кулачки 3. На кулачках выполнены пазы 4 с клиновыми поверхностями 5, а в их отверстиях 6 установлены пружины 7, контактирующие с планками 8 корпуса 1, что обеспечивает перемещение кулачков к закрепляемой заготовке 9. В отверстиях 10 корпуса расположены стержни 11, передние (правые) концы которых выполнены с клиновыми скосами 12, имеющими возможность периодически взаимодействовать с клиновыми поверхностями 5 кулачков 3. На заднем (левом) конце стержней 11 выполнены пазы 13, в которых расположены выступы поперечины 14 крестовины 15, при этом стержни 11 имеют возможность поворачиваться вокруг своей оси. На крестовине 15 выполнены две цилиндрические направляющие: левая 16 с резьбовым хвостовиком 17 расположена в отверстии 18 конусной втулки 19, установленной в конусном отверстии шпинделя 20 станка. Правая направляющая 21 расположена в отверстии 22 корпуса. Поперечина 14 крестовины 15 расположена в прямоугольном пазу 23 корпуса и имеет возможность перемещаться вдоль своей оси от привода (условно не показан), соединенного посредством резьбы с резьбовым хвостовиком 17 левой направляющей 16 крестовины 15. На корпусе патрона на штырях 24 установлены планки 25, имеющие возможность посредством винтов 26 контактировать с наружной фаской фланца 27 шпинделя станка. Планки закрыты кожухом 28. Патрон к шпинделю станка крепится винтами 29. Имеются и другие детали, выполненные по общим правилам проектирования токарных патронов.

Способ крепления заготовки при токарной обработке и устройство для его осуществления работает следующим образом.

Патрон установлен на конусе шпинделя станка и посредством винтов 29 соединен с фланцем 27 шпинделя 20 станка. Для повышения надежности крепления патрона на станке он дополнительно посредством планок 25 соединен с торцовой поверхностью фланца шпинделя станка (необходимость повышения надежности крепления патрона на станке обусловлена тем, что сила зажима привода стремится оторвать патрон от присоединительных поверхностей шпинделя). К моменту загрузки очередной заготовки крестовина 15 отведена в крайнее левое положение. При этом стержни 11 также переместятся в крайнее левое положение и их клиновые скосы 12 не контактируют с клиновыми поверхностями 5 зажимных кулачков 3. Кулачки 3 под действием пружин 7 находятся в крайнем сведенном положении (выступы 30 кулачков контактируют с планкой 31 патрона). Перед установкой заготовки 9 в патрон рабочий, сжимая пружину 7, отводит один из кулачков 3, предварительно базирует заготовку 9 путем ее установки на опорную поверхность другого кулачка 3 и, отпуская кулачок 3, предварительно с усилием пружин 7 закрепляет заготовку 9. Окончательное крепление заготовки осуществляется от привода станка, при этом крестовина 15 перемещается вправо, стержни 11 также перемещаются вправо и их клиновые скосы 12 вступают во взаимодействие с клиновыми поверхностями 5 кулачков 3, причем контакт клиновых поверхностей осуществляется по плоскостям.

Предлагаемый способ крепления заготовки при токарной обработке и устройство для его осуществления позволят в машиностроении безопасно для рабочего, качественно, надежно и эффективно обрабатывать мелкие детали.

Эффект достигнут за счет введения в процесс крепления заготовки дополнительного трудового приема - предварительного крепления заготовки, а также за счет конструктивных особенностей токарного патрона: выполнения зажимных кулачков подпружиненными в сторону обрабатываемой заготовки, взаимодействия клиновых поверхностей стержней и кулачков по плоскостям, особенности конструкции крестовины клинового привода кулачков и дополнительного соединения патрона со шпинделем станка.

Формула изобретения

1. Способ крепления заготовки при токарной обработке, включающий предварительное базирование заготовки и ее крепление зажимными кулачками при контактировании клиновых поверхностей зажимных кулачков с клиновыми скосами стержней устройства для крепления заготовки, отличающийся тем, что заготовку предварительно закрепляют подпружиненными зажимными кулачками, а стержни устанавливают с возможностью периодического контактирования их клиновых скосов с клиновыми поверхностями зажимных кулачков.

2. Устройство для крепления заготовки, содержащее корпус, зажимные кулачки с клиновыми поверхностями и установленные на крестовине стержни с клиновыми скосами, отличающееся тем, что зажимные кулачки выполнены подпружиненными в сторону зажимаемой заготовки, а стержни установлены с возможностью периодического контактирования их клиновых скосов с клиновыми поверхностями зажимных кулачков.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что стержни установлены на крестовине с возможностью поворота вокруг своей оси.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что крестовина выполнена в виде прямоугольной поперечины с двумя симметрично расположенными на ее поверхностях цилиндрическими направляющими, одна из которых предназначена для контактирования с отверстием корпуса, а другая - с отверстием втулки, установленной в отверстии шпинделя станка, при этом прямоугольная поперечина размещена в пазу корпуса.

5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что оно снабжено планками, установленными на корпусе с возможностью контактирования с торцовой поверхностью фланца шпинделя станка.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4