RU1808490C - Multi-jaw self-centering centrifugal chuck - Google Patents

Abstract

Использование : в станкостроении в устройствах дл  закреплени  заготовок на шпинделе станка. Сущность изобретени ; многокулачковый самоцентрирующий центробежный патрон, в корпусе 1 которого с возможностью поворота на ос х установлены неравноплечие подпружиненные рычаги 2 с переустанавлйваемыми грузами 3, св занные с втулкой 4, нагруженной в осевом направлении пружиной,и механизм буправ Ь лени  предварительным зажимом. Новым  вл етс  то, что на корпусе выполнены ребра 7, а в рычагах 2 - пазы, оси поворота рычагов установлены в ребрах. На больших плечах рычагов выполнены скосы, взаимодействующие с торовой поверхностью 8 втулки 4, зажимные кулачки 9 установлены в пазах рычагов с возможностью поворота и подпружинены. На втулке 4 выполнен бурт 10 дл  взаимодействи  с механизмом 6. Рычаги и грузы снабжены различными средствами взаимного самофиксировани  и предотвращени  спадани  грузов с рычагов , применимыми в зависимости от условий эксплуатации. Например, эти средства - в виде резьбового стержн  11, жестко закрепленного в полках рычагов, а груз 3 в виде гайки установлен на этом стержне. 4 з.п. ф-лы, 7 ил. J елUsage: in machine tool industry in devices for securing workpieces on a machine spindle. SUMMARY OF THE INVENTION; a multi-jaw self-centering centrifugal cartridge, in the housing 1 of which, with a possibility of rotation on the axles x, unequal arms are installed, spring-loaded levers 2 with re-mounted loads 3, connected with a sleeve 4, axially loaded by a spring, and a laziness control mechanism with a preliminary clamp. What is new is that the ribs 7 are made on the housing, and in the levers 2 there are grooves, the axes of rotation of the levers are installed in the ribs. Bevels are made on the large shoulders of the levers, interacting with the torus surface 8 of the sleeve 4, the clamping cams 9 are mounted in the grooves of the levers with the possibility of rotation and are spring-loaded. A collar 10 is made on the sleeve 4 to interact with the mechanism 6. The levers and weights are equipped with various means of mutual self-locking and prevention of the falling of loads from the levers, applicable depending on operating conditions. For example, these means are in the form of a threaded rod 11, rigidly fixed in the shelves of the levers, and the load 3 in the form of a nut is mounted on this rod. 4 s.p. f-ly, 7 ill. J eating

Description

Изобретение относитс  к станкостроению , а именно к устройствам дл  закреплени  заготовок на шпинделе станка.The invention relates to machine tool construction, and in particular to devices for securing workpieces to a machine spindle.

Цель изобретени  - повышение надежности .The purpose of the invention is to increase reliability.

На фиг.1 изображен патрон, общий вид; на фиг.2 - осевой разрез патрона; на фиг.З, 4, 5 - рычаг патрона с общим приводом регулировани  положени  грузов; на фиг.6, 7 - рычаг патрона с быстропереустанавли- ваемым грузом.Figure 1 shows the cartridge, a General view; figure 2 is an axial section of a cartridge; Figs. 3, 4, 5 show a lever of a cartridge with a common drive for adjusting the position of loads; Figures 6, 7 show a lever of a cartridge with a quick reset weight.

Патрон содержит корпус 1 с ребрами 2 и с хвостовиком 3 дл  установки в шпинделе 4, На ребрах 2 корпуса с возможностью поворота на ос х 5 параллельно оси патрона установлены двуплечие рычаги б с полками 7 и 8 на концах, в которых также параллельно оси патрона жестко закреплены стержни 9 с резьбой. Грузы 10 выполнены в виде гайки и размещены на стержн х 9. Рычаги установлены на ребрах в пазах 11, выполненных со стороны короткого плеча рычагов. В этих же пазах рычагов шарнирно на ос х 12 установлены зажимные кулачки 13 дл  детали 14. Рычаги относительно корпуса , а кулачки относительно рычагов подпружинены соответственно пружинами 15 и 16. На рычагах нанесена шкала 17, Резьбовое соединение грузов 10 и стержней 9  вл етс  самотормоз щим, что обеспечивает их взаимное самофиксирование. На случай каких-то механических воздействий на грузы (что практически не должно быть) могут, быть применены контргайки 18, На корпусе 1 с возможностью перемещени  вдоль оси патрона установлена центральна  втулка 19 и гайка 20, упирающа с  в кольцо 21 и служаща  дл  закреплени  патрона в шпинделе 4. На втулке 19 выполнена поверхность. 22, представл юща  часть (четверть) тора и бурт 23. Торовой поверхностью 22 втулка 19 с усилием пружины 24 взаимодействует с поверхност ми 25 рычагов 8, Дл  управлени  патроном (зажим-разжим) служит вильчатый рычаг 26, на который воздействует приводной механизм (не показан).The cartridge contains a housing 1 with ribs 2 and with a shank 3 for installation in spindle 4, Two edges of arms b with shelves 7 and 8 at the ends, which are also parallel to the axis of the cartridge, are rigidly mounted on the ribs 2 of the housing with the possibility of rotation on the axis 5 fixed rods 9 with a thread. The weights 10 are made in the form of a nut and placed on the rods x 9. The levers are mounted on the ribs in the grooves 11 made from the side of the short arm of the levers. In the same grooves of the levers, clamping cams 13 are mounted pivotally on the axles 12 for the part 14. The levers are relative to the housing, and the cams relative to the levers are spring-loaded with springs 15 and 16. The scale 17 is applied to the levers. , which ensures their mutual self-fixation. In case of any mechanical impact on the loads (which should practically not be), locknuts 18 can be used. On the housing 1, with the possibility of moving along the axis of the cartridge, a central sleeve 19 and a nut 20 are mounted, abutting against the ring 21 and serving to secure the cartridge in the spindle 4. On the sleeve 19 is made surface. 22, representing the torus portion and collar 23. The torus surface 22 of the sleeve 19 interacts with the surfaces 25 of the levers 8 with a spring force 24. To control the chuck (clamp-release), a fork lever 26 is acted upon by a drive mechanism (not shown).

В патроне (см. фиг.З, 4, 5) на грузах-гайках 10 посредством сферической опоры 27 (например, шарнирный подшипник по ГОСТ 3635) установлены шкивы 2.8 кинематически , например, посредством лапок 29 и пазов 30, выполненных в гильзах, св занные С ними. Между собой шкивы кинематически св заны гибким, упругим звеном 31, например пасиком или зубчатым ремнем. В этом случае все грузы 10 перемещаютс  по резьбовым стержн м 9 одновременно. При изменении угла наклона рычагов 8 звено 31 со шкивами 28 остаютс  горизонтально расположенными (за счет усили , создаваемогоIn the cartridge (see Fig. Z, 4, 5) on the load-nuts 10 by means of a spherical support 27 (for example, an articulated bearing according to GOST 3635) pulleys 2.8 are installed kinematically, for example, by means of legs 29 and grooves 30 made in sleeves known to them. The pulleys are kinematically connected to each other by a flexible, elastic link 31, for example a pasik or a toothed belt. In this case, all weights 10 move along the threaded rods 9 simultaneously. When the angle of the levers 8 is changed, the link 31 with the pulleys 28 remain horizontally located (due to the force created by

упругим звеном 31). Необходимости в большой величине усили  нат жени  упругого звена 31 нет, т.к. оно используетс  только при наладке, а передаваемый момент невелик . Поэтому можно использовать упругость звена 41, примен   дл  его изготовлени  соответствующие материалы. При необходимости , патрон может иметь нат жное устройство гибкого элемента 31, в виде,elastic link 31). There is no need for a large amount of tensile force of the elastic link 31, because it is used only during commissioning, and the transmitted moment is small. Therefore, the elasticity of link 41 can be used by using appropriate materials for its manufacture. If necessary, the cartridge may have a tensioning device of the flexible element 31, in the form,

например, пружины 32 с жестко закрепленным на ней фиксатором 33, взаимодействующим с гибким звеном. Пружина выполнена из изогнутой в двух плоскост х проволоки, концы которой жестко закреплены на двухfor example, springs 32 with a fixture 33 rigidly fixed to it, interacting with a flexible link. The spring is made of a wire curved in two planes, the ends of which are rigidly fixed to two

грузах 10 близлежащих рычагов 8, посредством , например, замковых колец 34, а фиксатор - в виде вилки, в пазу которой посто нно находитс  гибкий элемент 31. Нат жных устройств необходимо установить несколько, чтобы избежать больших дисбалансов. При переустановке грузов и изменении наклона рычагов фиксатор 33 посто нно воздействует на гибкий элемент 31, поддержива  его в нат нутом состо нии заloads 10 of the adjacent levers 8, for example by means of locking rings 34, and the lock is in the form of a fork, in the groove of which is permanently located a flexible element 31. Several tensioning devices must be installed in order to avoid large imbalances. When reinstalling the loads and changing the tilt of the levers, the latch 33 constantly acts on the flexible element 31, supporting it in a taut state for

счет упругости пружины 32 в местах изгиба, показанных на фиг.4 (изгибы в одной плоскости ) и на фиг.5 (изгиб в другой плоско-. сти).due to the elasticity of the spring 32 at the bending points shown in Fig. 4 (bends in one plane) and in Fig. 5 (bending in another plane.).

В патроне (фиг.б, 7) грузы выполнены вIn the cartridge (figb, 7) the cargo is made in

виде пластин 35, 36, контактирующих с боковыми поверхност ми рычагов 6, и фиксатора 37, жестко соединенных винтами 38. Фиксатор 37 расположен в сквозном замкнутом пазу 39 рычага, перпендикул рномin the form of plates 35, 36 in contact with the side surfaces of the levers 6, and the latch 37, rigidly connected by screws 38. The latch 37 is located in a through closed groove of the lever 39, perpendicular

пазам 11, охватывающим ребра 2 корпуса 1. На более удаленных от оси патрона сторонах паза выполнены канавки 40, а на фикса-, торе - зубь  41 дл  взаимодействи  с канавками. Угол наклона верхней плоскости зубьев и канавок должен обеспечивать самоторможение (под усилием пружин 42, воздействующих на фиксатор (груз) с противоположной стороны паза. Таким образом, рычаг боковыми плоскост ми заключен в пазы 43 и 44, образованные пластинами 35, 36 и фиксатором 37 груза, а груз фиксатором 37 заключен в паз 39 рычага, что исключает возможность спадани  груза с рычага. Дл  переустановки груза необходимо нажать на него, сжав пружину 42, при этом зубь  41 выйдут из канавок 40, и передвинуть в нужное место, зафиксировав снова в канавках рычага (фиксирование происходит под действием пружины при отпускании груза). При вращении патрона центробежна  сила вжимает грузы зубь Ми 41 в канавки 40, что исключает сдвиг грузов.the grooves 11, covering the ribs 2 of the housing 1. On the sides of the groove more distant from the axis of the cartridge, grooves 40 are made, and a tooth 41 is made on the fixer-torus to interact with the grooves. The angle of inclination of the upper plane of the teeth and grooves should provide self-braking (under the force of the springs 42 acting on the lock (load) on the opposite side of the groove. Thus, the lever with the lateral planes is enclosed in grooves 43 and 44 formed by the plates 35, 36 and the load lock 37 , and the load with the latch 37 is enclosed in the groove of the lever 39, which excludes the possibility of the load falling off the lever. To reinstall the load, press it, compressing the spring 42, while the tooth 41 will come out of the grooves 40 and move it to the right place, fixing it again in the groove ax of the lever (fixing occurs under the action of the spring when releasing the load.) When the cartridge rotates, the centrifugal force compresses the loads of the Mi 41 tooth into the grooves 40, which eliminates the movement of loads.

Патрон работает следующим образом,The cartridge works as follows,

Приводной механизм, воздейству  на рычаг 26, удерживает центральную втулку 19 в подн том состо нии (пружина 24 сжата ). При этом пружины 15 развод т рычаги 8, обеспечива  посто нный контакт между торовой поверхностью 22 втулки и клиновыми поверхност ми 25 рычагов. Кулачки 13 на рычагах 8 также оказываютс  разведенными , и в патрон устанавливают деталь 14. Приводной механизм отключают и под действием пружины 24 втулка 19 переместитс  вниз, действу  торовой поверхностью 22 на клиновые поверхности 25 рычагов, повернет их, пока кулачки 13 рабочими кромками не зажмут деталь, осуществив тем самым предварительное закрепление детали. После включени  вращени  шпиндел  4 с пат- роном под действием це нтробеж ной силы рычаги 8 (в верхней части) стрем тс  раздвинутьс , т.к. масса верхнего (большего) плеча двуплечего рычага 8 значительно больше его нижнего плеча, где установлены кулачки 13. При этом нижние плечи рычагов (короткие) с кулачками 13 будут стремитьс  сблизитьс . Таким образом, на деталь действует зажимное усилие от пружины 24 и центробежной силы рычагов 8, с учетом соотношени  их плеч. Втулка 19 посто нно поджимает рычаги, контактиру  с ними по поверхности 25, преп тству  их отжиму от зажатой детали,The drive mechanism, acting on the lever 26, holds the central sleeve 19 in a raised state (spring 24 is compressed). In this case, the springs 15 spread the levers 8, ensuring constant contact between the torus surface 22 of the sleeve and the wedge surfaces 25 of the levers. The cams 13 on the levers 8 also turn apart, and the part 14 is installed in the cartridge. The drive mechanism is turned off and, under the action of the spring 24, the sleeve 19 moves downward, acting on the wedge surfaces 25 of the levers 22, turns them until the cams 13 clamp the part with working edges thereby pre-securing the part. After turning on the rotation of the spindle 4 with the cartridge under the influence of centrifugal force, the levers 8 (in the upper part) tend to move apart, because the mass of the upper (larger) shoulder of the two shoulders of the lever 8 is much larger than its lower shoulder, where the cams 13 are mounted. The lower arms of the levers (short) with the cams 13 will tend to approach. Thus, the clamping force from the spring 24 and the centrifugal force of the levers 8 acts on the part, taking into account the ratio of their shoulders. The sleeve 19 constantly presses the levers in contact with them on the surface 25, preventing them from being squeezed from the clamped part,

Взаимодействие торовой поверхности 22 втулки 19 с клиновыми поверхност ми 25 рычагов 8 обеспечивает их гарантированный контакт при изменении положени  рычагов 8 (их повороте). Посто нный контакт втулки с рычагами обеспечивает точность базировани , т.к. исключает вли ние разницы масс рычагов и других элементов, на них установленных.The interaction of the torus surface 22 of the sleeve 19 with the wedge surfaces 25 of the levers 8 ensures their guaranteed contact when changing the position of the levers 8 (turning them). Permanent contact of the sleeve with the levers ensures the accuracy of the base, because excludes the influence of the mass difference of the levers and other elements mounted on them.

Количество рычагов в патроне может быть 3 и более, в зависимости от возможных габаритов и требуемых усилий зажима.The number of levers in the cartridge can be 3 or more, depending on the possible dimensions and the required clamping forces.

Дл  изменени  величины усили  зажима грузы 10 перемещают вдоль рычагов 8, устанавлива  их на одноименных штрихах шкалы 17, нанесенной на рычагах. Грузы на рычагах самофиксируютс  и надежно удерживаютс , при использовании одного из предлагаемых устройств (резьбового или за счет пазов и зубьев). При увеличении диаметра детали дл  сохранени  скорости обработки (режимов резани ) число оборотов снижают. Но при этом усилие, необходимое дл  удерживани  возрастает. Поэтому в этом случае грузы 10 передвигают в верхнюю часть рычагов 8. Передвига  грузы 10 вниз (за ось 5 поворота рычагов 8), можно значительно уменьшить зажимное усилиеTo change the magnitude of the clamping force, the loads 10 are moved along the levers 8, setting them on the same strokes of the scale 17 applied on the levers. The weights on the levers are self-locking and securely held when using one of the proposed devices (threaded or due to grooves and teeth). By increasing the diameter of the part to maintain processing speed (cutting conditions), the speed is reduced. But at the same time, the force required for holding increases. Therefore, in this case, the loads 10 are moved to the upper part of the levers 8. By moving the loads 10 down (behind the axis 5 of the rotation of the levers 8), the clamping force can be significantly reduced

(при больших оборотах), т.е. при обработке деталей малого диаметра.(at high speeds), i.e. when processing parts of small diameter.

По окончании обработки частота вращени  шпиндел  постепенно уменьшаетс ,At the end of the processing, the spindle speed decreases gradually,

усилие зажима заготовки 14, создаваемое центробежными силами рычагов с грузами, падает. Под воздействием привода управлени  (кулачка) рычаг 26, воздейству  на бурт 23 втулки 19, поднимает ее вдоль корпуса 1,the clamping force of the workpiece 14 created by the centrifugal forces of the levers with the loads falls. Under the influence of the control drive (cam), the lever 26, acting on the shoulder 23 of the sleeve 19, lifts it along the housing 1,

0 сжима  пружину 24. Пружины 16 разведут кулачки 13, повернув рычаги 8 на ос х 5. Деталь разжата. Патрон готов к установке следующей детали.0 compressing the spring 24. The springs 16 will open the cams 13 by turning the levers 8 on the x-axis 5. The part is unclenched. The cartridge is ready to install the next part.

Claims (1)

Формула изобретени The claims 51. Многокулачковый самоцентрирующий центробежный патрон, в корпусе которого с возможностью поворота на ос х установлены неравноплечие подпружиненные рычаги с установленными на них с воз0 можностью перемещени  грузами, св занные с подпружиненной в осевом направлении центральной втулкой, и механизм управлени  предварительным зажимом, отличаю щи и с   тем, что, с51. A multi-jaw self-centering centrifugal cartridge, in the case of which, with a possibility of rotation on the axles, unequal arms are installed, spring-loaded levers with loads that can be moved with them, connected with an axial spring-loaded central sleeve, and a pre-clamp control mechanism, distinguishing with so that 5 целью повышени  надежности, на корпусе патрона выполнены продольные ребра, а в. рычагах - продольные пазы, охватывающие упом нутые ребра, оси поворота рычагов установлены в ребрах, при этом на больших5 in order to increase reliability, longitudinal ribs are made on the cartridge case, and c. levers - longitudinal grooves covering the above ribs, the axis of rotation of the levers are installed in the ribs, while on large 0 плечах рычагов выполнены скосы, обращенные к оси патрона и предназначенные до  взаимодействи  с торовой поверхностью, выполненной на центральной втулке, а зажимные кулачки установлены в упом нутыхOn the shoulders of the levers, bevels are made, facing the axis of the cartridge and intended to interact with the torus surface made on the central sleeve, and the clamping cams are installed in the aforementioned 5 пазах рычагов со стороны рабочего торца патрона с возможностью поворота и подпружинены , при этом грузы установлены с возможностью фиксированного перемещени .5 grooves of levers from the side of the working end of the cartridge with the possibility of rotation and spring-loaded, while the loads are installed with the possibility of a fixed movement. 02. Патрон поп.1,отличаю-щийс  тем, что на центральной втулке выполнен бурт, предназначенный дл  взаимодействи  с механизмом управлени  предварительным зажимом, а на рычагах нанесена02. Cartridge pop. 1, characterized in that a collar is made on the central sleeve, designed to interact with the pre-clamp control mechanism, and applied to the levers 5 шкала регистрации положени  подвижных грузов.5 scale for registering the position of moving loads. 3. Патрон по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ и й- с   тем, что грузы выполнены в виде гаек, установленных с возможностью фиксиро- 0 ванных перемещений на введенных в патрон резьбовых стержн х, расположенных в полках, выполненных в рычагах.3. The cartridge according to claims 1 and 2, with the exception that the goods are made in the form of nuts installed with the possibility of fixed movements on threaded rods inserted into the cartridge located in the shelves made in leverage. 4. Патрон по пп.1 и2,отличающий- с   тем, что грузы выполнены в виде кон- 5 тактирующих с боковыми поверхност ми рычагов подпружиненных пластин с фиксаторами и зубчатой нарезкой, предназначенной дл  взаимодействи  с ответной нарезкой, выполненной на удаленной от оси стенке паза рычагов.4. The cartridge according to claims 1 and 2, characterized in that the cargo is made in the form of spring-loaded plates connecting with the lateral surfaces of the levers with clamps and gear cutting, designed to interact with the reciprocal cutting made on the groove wall remote from the axis leverage. 5. Патрон по nn.1-4, отличающийс  тем, что патрон снабжен установленными с возможностью поворота на грузах объединенными гибким элементом шкивами с механизмом его нат жени , выполненным в виде фиксатора с изогнутой в двух плоскост х пружиной из проволоки, концы которой неподвижно св заны с грузами близлежащих рычагов.5. The cartridge according to nn. 1-4, characterized in that the cartridge is equipped with pulleys mounted with the possibility of rotation on the loads with pulleys with a tension mechanism made in the form of a latch with a wire spring curved in two planes, the ends of which are fixedly connected They are loaded with loads of nearby levers. фие.ЗFie.Z Фиг. 7FIG. 7