RU2336974C2

RU2336974C2 - Workpiece automated-clamping chuck

Info

Publication number: RU2336974C2
Application number: RU2005120252/02A
Authority: RU
Inventors: Виктор Иванович Жиганов (RU); Виктор Иванович Жиганов; Юрий Алексеевич Сахно (UA); Юрий Алексеевич Сахно; Евгений Юрьевич Сахно (UA); Евгений Юрьевич Сахно
Priority date: 2005-06-29
Filing date: 2005-06-29
Publication date: 2008-10-27
Also published as: RU2005120252A

Abstract

FIELD: mechanics.

SUBSTANCE: chuck has a casing with clamping cams arranged in the chuck radial slots, a control con-rod to make connection with the drive and a transfer wedge mechanism representing a flange fitted into the casing cylindrical guide, the flange being furnished with skew-tooth racks with their skew teeth entering the skew slots arranged on the said cam side surfaces. The "П"-shape racks feature the tooth cutting angle equal to 45°.

EFFECT: higher efficiency of machining and lower metal intensity.

2 dwg

Description

Предлагается зажимной патрон, который может найти широкое применение в машиностроении и особенно в станкостроении, на станках с ЧПУ, в роботизированных комплексах, гибких производственных системах, для автоматизации зажима заготовок разного диаметра при прецизионной обработке без переналадки зажимных элементов.A chuck is proposed, which can be widely used in mechanical engineering and especially in machine tools, on CNC machines, in robotic complexes, flexible production systems, for automating the clamping of workpieces of different diameters during precision machining without readjustment of the clamping elements.

Известен клиновой несамотормозящий кулачковый патрон с приводом зажима детали, описанный в книге Блюмберга В.А. "Справочник токаря", Ленинград, "Лениздат", 1969, с.69, поз.УI. Данный патрон состоит из корпуса, в котором симметрично расположены кулачки и находящаяся в контакте с ними скользящая муфта. Муфта базируется по направляющей в корпусе патрона и жестко связана с управляющей тягой гидропривода. Для связи с кулачками муфта имеет три паза, расположенные под углом наклона 15°. Пазы в муфте и выступы у кулачков образуют клиновые пары. При осевом перемещении муфты кулачки передвигаются в осевом направлении и зажимают деталь.Known wedge non-self-locking cam cartridge with a clamp drive parts described in the book of V. Blumberg. "Turner Handbook", Leningrad, "Lenizdat", 1969, p. 69, pos. UI. This cartridge consists of a housing in which the cams are symmetrically located and the sliding clutch in contact with them. The coupling is based on a guide in the cartridge housing and is rigidly connected to the control rod of the hydraulic actuator. To communicate with the cams, the coupling has three slots located at an angle of inclination of 15 °. The grooves in the coupling and the protrusions at the cams form wedge pairs. During axial movement of the clutch, the cams move in the axial direction and clamp the part.

К недостаткам такого патрона следует отнести малый диапазон зажимаемых деталей, металлоемкость конструкции, что увеличивает инерционные и центробежные силы при вращении шпинделя.The disadvantages of such a cartridge include a small range of clamped parts, metal construction, which increases the inertial and centrifugal forces during rotation of the spindle.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является патрон с клиноплунжерным несамотормозящим передаточным звеном, принятый за прототип, описанный в журнале "Машиностроитель", 1991, №1, с.11, авторов Кузнецова Ю.Н. и Ахрамовича В.Н.Closest to the proposed invention is a cartridge with a clinoplunger non-self-locking transmission link, adopted for the prototype described in the journal Mashinostroitel, 1991, No. 1, p. 11, authors Kuznetsova Yu.N. and Akhramovich V.N.

В данном патроне в отверстиях, выполненных в корпусе патрона, под углом установлены плунжеры с возможностью осевого перемещения, которые связаны с управляющей тягой. Каждый плунжер через промежуточный клиновой элемент при помощи Т-образных клиновых поверхностей контактирует с клиновыми поверхностями кулачков; последние установлены на направляющие в корпусе патрона.In this cartridge, in the holes made in the cartridge case, plungers are mounted at an angle with the possibility of axial movement, which are associated with the control rod. Each plunger through an intermediate wedge element by means of T-shaped wedge surfaces in contact with the wedge surfaces of the cams; the latter are mounted on guides in the cartridge case.

При ходе штока вправо плунжеры перемещаются в осевом и радиальном направлениях, и в свою очередь, с передаточным отношением 3:1 /для 1-го типоразмера/, перемещают кулачки по направляющим корпуса в направлении к центру патрона, которые и зажимают заготовку - пруток. При ходе штока влево кулачки освобождают пруток. Предусмотрено несколько типоразмеров патронов, каждый из которых рассчитан на определенный диапазон зажимаемых диаметров заготовок.When the rod moves to the right, the plungers move in the axial and radial directions, and, in turn, with a gear ratio of 3: 1 / for the 1st size /, the cams move along the guides of the body towards the center of the cartridge, which clamp the workpiece - bar. When the rod moves to the left, the cams release the bar. There are several standard sizes of cartridges, each of which is designed for a certain range of clamped diameters of the workpieces.

К недостаткам известного патрона следует отнести небольшой перепад диаметров зажимаемых заготовок в каждом диапазоне, который не превышает 30 мм. При смене диапазона обрабатываемых деталей снимается и устанавливается патрон требуемого типоразмера. Промежуточный клиновой элемент между плунжерами и кулачками увеличивает массу патрона снижает надежность работы патрона и КПД зажимного механизма.The disadvantages of the known cartridge include a small difference in the diameters of the clamped blanks in each range, which does not exceed 30 mm When changing the range of machined parts, the cartridge of the required standard size is removed and installed. The intermediate wedge element between the plungers and cams increases the mass of the cartridge reduces the reliability of the cartridge and the efficiency of the clamping mechanism.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение диапазона зажимаемых деталей без переустановки зажимных элементов патрона, а также снижение металлоемкости последнего за счет устранения промежуточного передаточного звена.The task of the invention is to expand the range of clamped parts without reinstalling the clamping elements of the cartridge, as well as reducing the metal consumption of the latter by eliminating the intermediate transmission link.

Изобретение решает задачу сокращения внецикловых потерь времени на станках при зажиме и разжиме заготовок в патроне с помощью пневмопривода или гидропривода в широком диапазоне диаметров и уменьшает инерционные и центробежные силы вращающихся частей. Оно усовершенствует широкодиапазонный зажимной патрон-прототип, описанный в журнале "Машиностроитель", 1991, №1, с.11, на переналадку которого при переходе с одного диаметра на другой требуется значительное время. Усовершенствование состоит в том, что переход от осевого движения управляющей тяги к радиальному перемещению кулачков осуществляется при помощи косозубых реек, которые без промежуточного элемента входят в клиновые пазы, нарезанные на боковых поверхностях кулачков, заставляя последние перемещаться перпендикулярно к оси заготовки в направлении зажима или разжима последней.The invention solves the problem of reducing off-cycle time losses on machines when clamping and expanding workpieces in a cartridge using a pneumatic actuator or hydraulic actuator in a wide range of diameters and reduces the inertial and centrifugal forces of the rotating parts. It will improve the wide-range chuck prototype described in the journal Mashinostroitel, 1991, No. 1, p. 11, which requires a considerable amount of time to change over when changing from one diameter to another. The improvement consists in the fact that the transition from the axial movement of the control rod to the radial movement of the cams is carried out using helical rails, which without an intermediate element enter the wedge grooves cut on the side surfaces of the cams, forcing the latter to move perpendicular to the workpiece axis in the direction of clamping or unclamping of the latter .

Расширение диапазона зажимаемых деталей без переустановки патрона достигается за счет применения косозубых реек с углом нарезки зубьев 45°. При этом осевому перемещению зубьев рейки будет соответствовать такое же радиальное перемещение кулачка с передаточным отношением 1:1. Так как рейки жестко закреплены по окружности фланца, связанного с управляющей тягой, то это обеспечит синхронное перемещение в радиальном направлении всех кулачков, что и формирует диапазон зажимаемых заготовок. Металлоемкость патрона снижена за счет исключения промежуточных клиновых элементов и облегчения клинового механизма (без снижения жесткости), базируемого в пазах корпуса.Expanding the range of clamped parts without reinstalling the chuck is achieved through the use of helical racks with a cutting angle of 45 °. In this case, the axial movement of the teeth of the rack will correspond to the same radial movement of the cam with a gear ratio of 1: 1. Since the rails are rigidly fixed around the circumference of the flange associated with the control rod, this will ensure synchronous movement in the radial direction of all the cams, which forms the range of clamped workpieces. The metal consumption of the cartridge is reduced by eliminating intermediate wedge elements and facilitating the wedge mechanism (without reducing stiffness), based in the grooves of the housing.

Эффект от применения изобретения заключается в том, что при автоматизации зажима и разжима заготовок расширен диапазон диаметров без переустановки кулачков патрона и без смены его типоразмера на прецизионных станках классов точности П, В, А; снижены инерционные и центробежные силы вращающихся частей патрона.The effect of the application of the invention lies in the fact that when automating the clamping and expanding of workpieces, the diameter range is expanded without reinstalling the chuck cams and without changing its size on precision machines of accuracy classes P, B, A; reduced inertial and centrifugal forces of the rotating parts of the cartridge.

Общий вид устройства показан на фиг.1; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.General view of the device shown in figure 1; figure 2 is a section aa in figure 1.

Патрон для автоматизированного зажима заготовок содержит управляющую тягу 1 с закрепленным на ее конце фланцем 2, по окружности которого закреплены три П-образных рейки 3 /по числу кулачков/ с нарезанными на них под углом 45° зубьями. Фланец 2 установлен в цилиндрическую направляющую, выполненную в корпусе 4 патрона. Зубья реек находятся в постоянном зацеплении с косозубой нарезкой на боковых поверхностях кулачков 5, которые установлены в радиальных пазах корпуса 4, жестко закрепленного на шпинделе станка с помощью болтов 6.The cartridge for automated clamping of workpieces contains a control rod 1 with a flange 2 fixed at its end, around the circumference of which are three U-shaped rails 3 / according to the number of cams / with teeth cut into them at an angle of 45 °. Flange 2 is installed in a cylindrical guide made in the housing 4 of the cartridge. The teeth of the rails are in constant engagement with helical cutting on the side surfaces of the cams 5, which are installed in the radial grooves of the housing 4, rigidly mounted on the machine spindle using bolts 6.

Патрон для автоматизированного зажима заготовок работает следующим образом. При перемещении управляющей тяги от гидро- или пневмопривода вправо фланец 2 с П-образными зубчатыми рейками 3 перемещается по цилиндрической направляющей корпуса 4 в том же направлении. Рейки 3 взаимодействуют через косозубую передачу без промежуточного элемента с кулачками 5, синхронно перемещая последние по радиальным пазам корпуса в перпендикулярном направлении для зажима заготовки. При движении управляющей тяги 1 влево происходит обратное движение зубчатых реек 3 и кулачков 5, которые, расходясь в радиальных направлениях, разжимают заготовку.The cartridge for automated clamping of workpieces works as follows. When moving the control rod from the hydraulic or pneumatic drive to the right, the flange 2 with the U-shaped gear racks 3 moves along the cylindrical guide of the housing 4 in the same direction. The rails 3 interact through a helical gear without an intermediate element with the cams 5, synchronously moving the latter along the radial grooves of the housing in the perpendicular direction to clamp the workpiece. When the control rod 1 moves to the left, a reverse movement of the gear racks 3 and cams 5 occurs, which, diverging in radial directions, open the workpiece.

Claims

A cartridge for automated clamping of workpieces, comprising a housing with clamping cams installed in its radial grooves, a control rod designed to be connected to the drive, and a wedge gear made in the form of a flange mounted in the cylindrical guide of the housing with gear racks fixed around its circumference with helical cutting, the teeth of which are included in the helical grooves made on the side surfaces of the cams, characterized in that the gear racks are made U-shaped and with a cutting angle teeth.