RU2516202C2 - Quick-lock collet chuck - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: collet chuck comprises a casing, a collet with axial slots and a spring-loaded head. For the purpose of manufacturing capabilities expansion the inner collet cavity is made as coaxially set segments of different diameters, the collet tail piece is placed in the bearings set in the casing which is mounted on a platform that can travel longitudinally along the axis of the workpiece being fixed.

EFFECT: expansion of manufacturing capabilities.

3 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к обработке материалов резанием, и может быть использовано для закрепления длинномерных заготовок различного диаметра при скоростной обработке на токарном станке.The invention relates to the field of engineering, in particular to the processing of materials by cutting, and can be used to fasten lengthy workpieces of various diameters during high-speed processing on a lathe.

Основной задачей любого станка с числовым программным управлением (ЧПУ) является снижение себестоимости производства деталей посредством увеличения производительности. Одним из наиболее важных путей решения данной задачи является снижение общего времени обработки каждой детали (включая время, затрачиваемое на смену инструмента). Использование длинномерных заготовок позволяет сократить время технологического процесса изготовления партии мелкоразмерных деталей на токарном станке с ЧПУ. При этом исключаются операции останова станка для смены заготовки малой длины, закрепление заготовки. В процессе использования длинномерной заготовки происходит раскручивание незакрепленного конца заготовки с возникновением вибрации, которая может привести к разрушению узлов и деталей станка. Возникает потребность в устройстве, ограничивающем заготовку в двух степенях свободы: вокруг и вдоль своей оси.The main task of any machine with numerical control (CNC) is to reduce the cost of production of parts by increasing productivity. One of the most important ways to solve this problem is to reduce the total processing time for each part (including the time taken to change the tool). The use of long workpieces can reduce the time of the technological process of manufacturing a batch of small-sized parts on a CNC lathe. This excludes the operation of stopping the machine to change the workpiece of small length, fixing the workpiece. In the process of using a long workpiece, the loose end of the workpiece is untwisted with the occurrence of vibration, which can lead to the destruction of machine parts and components. There is a need for a device that limits the workpiece in two degrees of freedom: around and along its axis.

Рассмотрены патенты и свидетельства RU: №25292 «Цанговый патрон», №1811991 «Патрон для осевого инструмента», №2304491 «Патрон для крепления осевого инструмента», №2354506 «Устройство для отвода сверла», №2431551 «Метчикодержатель».Patents and certificates RU: No. 25292 "Collet chuck", No. 1811991 "Chuck for an axial tool", No. 2304491 "A chuck for mounting an axial tool", No. 2354506 "Device for diverting a drill", No. 2431551 "Tap holder" are considered.

Известно устройство цангового патрона (http://ru.wikipedia.org). Цанга - приспособление для зажима цилиндрических или призматических предметов. Изготавливают цанги в виде пружинящей разрезной втулки. Зажим предмета происходит под действием осевого усилия, приложенного к наружной или внутренней (при зажиме предмета за его внутреннюю поверхность) конической части цанги, так как со стороны головки цанга имеет осевые прорези, разделяющие лепестки - зажимные кулачки. Применяется в цанговых карандашах, электрических соединителях, анкерных болтах, как деталь зажимных патронов на металлорежущих или деревообрабатывающих станках, например в цанговом патроне и т.п. Недостатком цангового патрона является отсутствие возможности крепления обрабатываемых заготовок различного диаметра, профиль которых должен соответствовать форме и размеру отверстия цанги. Несмотря на это цанговый патрон получил очень широкое распространение благодаря своей простоте и надежности.A device for a collet cartridge (http://ru.wikipedia.org) is known. Collet - a device for clamping cylindrical or prismatic objects. Collets are made in the form of a spring split sleeve. The clamping of the object occurs under the action of axial force applied to the external or internal (when clamping the object for its inner surface) conical part of the collet, since the collet has axial slots on the side of the head that separate the petals - clamping cams. It is used in collet pencils, electrical connectors, anchor bolts, as a part of clamping chucks on metal-cutting or woodworking machines, for example, in a collet chuck, etc. A drawback of the collet chuck is the inability to attach workpieces of various diameters, the profile of which must correspond to the shape and size of the collet hole. Despite this, the collet chuck is very widespread due to its simplicity and reliability.

Наиболее близким по техническому решению, исходя из назначения, к заявляемому изобретению является «Направляющее устройство для пруткового материала», авторское свидетельство SU №1458085, выбранное за прототип. Изобретение относится к обработке материалов резанием, а именно к направляющим устройствам автоматов фасонно-продольного точения пруткового материала. К недостаткам данного изобретения относятся: сложность конструкции с применением электро- и пневмоустройств, а также отсутствие возможности крепления обрабатываемых заготовок различного диаметра.Closest to the technical solution, based on the purpose, to the claimed invention is the "Guide device for bar material", copyright certificate SU No. 1458085, selected for the prototype. The invention relates to the processing of materials by cutting, and in particular to guide devices of automatic longitudinal-shaped turning of bar material. The disadvantages of this invention include: the complexity of the design with the use of electrical and pneumatic devices, as well as the lack of ability to attach workpieces of various diameters.

Проведенный авторами патентный поиск показал отсутствие аналогов и прототипа с совокупностью всех признаков заявляемого изобретения.Conducted by the authors of a patent search showed the absence of analogues and prototype with the totality of all the features of the claimed invention.

Задачей изобретения является быстрозажимное закрепление длинномерных заготовок различного диаметра с возможностью движения вокруг и вдоль своей оси, для обработки на станке.The objective of the invention is the quick clamping of long workpieces of various diameters with the possibility of movement around and along its axis, for processing on the machine.

Заявляемое изобретение решает поставленную задачу за счет того, что быстрозажимной цанговый патрон для крепления длинномерных заготовок различного диаметра, содержит корпус, цангу с осевыми прорезями, подпружиненную головку. При этом внутренняя полость цанги выполнена в виде коаксиально расположенных сегментов различного диаметра, хвостовик цанги размещен в подшипниках, расположенных в корпусе, установленном на платформе, имеющей возможность продольного перемещения вдоль оси закрепляемой заготовки.The claimed invention solves the problem due to the fact that the quick-clamping collet for fastening long workpieces of various diameters, contains a housing, a collet with axial slots, a spring-loaded head. The inner cavity of the collet is made in the form of coaxially arranged segments of various diameters, the collet shank is placed in bearings located in a housing mounted on a platform that can longitudinally move along the axis of the fixed workpiece.

Устройство заявляемого изобретения поясняется чертежами: фиг.1, фиг.2, фиг.3., где на фиг.1 показан внешний вид устройства в изометрической проекции, на фиг.2 - устройство быстрозажимного цангового патрона в разрезе, фиг.3 - вид сверху.The device of the claimed invention is illustrated by drawings: figure 1, figure 2, figure 3., where figure 1 shows the appearance of the device in isometric projection, figure 2 - device quick-clamp collet chuck in section, figure 3 - top view .

Быстрозажимной цанговый патрон содержит цангу 10 с осевыми прорезями, подпружиненную головку 11, коаксиально расположенную пружину 12. При этом внутренняя полость цанги 10 выполнена в виде коаксиально расположенных сегментов различного диаметра. Хвостовик цанги 10 размещен в подшипниках, расположенных в корпусе 1, установленном на платформе 3, имеющей возможность продольного перемещения по рельсам 2 вдоль оси закрепляемой заготовки (заготовка не показана на чертеже). На углах платформы 3 установлены кронштейны 4 с роликами 5. Рельсы 2 зафиксированы на станине 6 при помощи кронштейнов 7. На краю платформы со стороны подпружиненной головки 11 в подшипнике 8 установлен упор 9, служащий для раскрытия зажимных кулачков цанги 10.Keyless collet chuck contains a collet 10 with axial slots, a spring-loaded head 11, a coaxially located spring 12. The inner cavity of the collet 10 is made in the form of coaxially arranged segments of different diameters. The shank of the collet 10 is placed in bearings located in the housing 1 mounted on the platform 3, with the possibility of longitudinal movement along the rails 2 along the axis of the fixed workpiece (the workpiece is not shown in the drawing). At the corners of the platform 3, brackets 4 with rollers 5 are installed. The rails 2 are fixed on the bed 6 using brackets 7. On the edge of the platform from the side of the spring-loaded head 11, a stop 9 is installed in the bearing 8, which serves to open the clamping jaws of the collet 10.

Для закрепления заготовки подпружиненная головка 11 перемещается силой рабочего к корпусу 1 и сжимает пружину 12. Вследствие этого происходит раскрытие зажимных кулачков цанги 10. В раскрытую внутреннюю полость цанги 10 устанавливается заготовка диаметром от 1 до 7 мм. После того как заготовка установлена в цанге 10 (заготовка устанавливается на определенную глубину внутренней полости, которая соответствует диаметру заготовки), необходимо прекратить воздействие на пружину 12, т.е. вернуть пружину 12, а следовательно, подпружиненную головку 11 в исходное положение. В результате этого происходит закрепление заготовки в быстрозажимном патроне. Заготовка получает вращательное и поступательное движение от приводов станка (станок не показан на чертеже), следовательно, движение передается быстрозажимному патрону, ограниченному двумя степенями свободы: вокруг и вдоль оси заготовки. Возможность вращения быстрозажимного патрона вокруг оси заготовки осуществляется посредством установки хвостовика цанги 10 в подшипниках, выполненных запрессованными в корпусе 1, на платформе 3. Для исключения перемещения цанги 10 в горизонтальном направлении (в сторону станка), хвостовик цанги 10 крепится винтом к шайбе. Возможность перемещения платформы 3 вдоль оси заготовки осуществляется за счет установленных на четырех кронштейнах 4 роликов 5, находящихся в сопряжении с рельсами 2. На каждом кронштейне 4 располагается три ролика 5, оси которых расположены в вершинах мнимого треугольника обращенным своим основанием вверх. Такое расположение роликов необходимо для того, чтобы исключить перемещение платформы 3 быстрозажимного патрона в вертикальном направлении. Движение быстрозажимного патрона прекращается в тот момент, когда подпружиненная головка 11 упирается в упор 9, установленный на станине 6. В процессе обработки заготовки происходит ее перемещение вдоль своей оси в сторону станка, при касании подпружиненной головки 11 упора 9 происходит сжатие пружины 12 и раскрепление конца заготовки.To fix the workpiece, the spring-loaded head 11 is moved by the force of the worker to the housing 1 and compresses the spring 12. As a result, the clamping cams of the collet 10 open. A workpiece with a diameter of 1 to 7 mm is installed in the open internal cavity of the collet 10. After the workpiece is installed in the collet 10 (the workpiece is set to a certain depth of the internal cavity, which corresponds to the diameter of the workpiece), it is necessary to stop the impact on the spring 12, i.e. return the spring 12, and therefore the spring-loaded head 11 to its original position. As a result of this, the workpiece is secured in a keyless chuck. The workpiece receives rotational and translational movement from the drives of the machine (the machine is not shown in the drawing), therefore, the movement is transmitted to the keyless chuck, limited by two degrees of freedom: around and along the axis of the workpiece. The possibility of rotation of the keyless chuck around the axis of the workpiece is carried out by installing the shank of the collet 10 in the bearings, made pressed into the housing 1, on the platform 3. To exclude the movement of the collet 10 in the horizontal direction (towards the machine), the collet shank 10 is screwed to the washer. The ability to move the platform 3 along the axis of the workpiece is carried out by means of four rollers 5 mounted on four brackets, which are in conjunction with the rails 2. On each bracket 4 there are three rollers 5, the axes of which are located at the vertices of the imaginary triangle with its base facing up. This arrangement of the rollers is necessary in order to exclude the movement of the platform 3 of the keyless chuck in the vertical direction. The movement of the quick-release chuck stops at the moment when the spring-loaded head 11 abuts against the stop 9 mounted on the bed 6. During the processing of the workpiece, it moves along its axis towards the machine, when the spring-loaded head 11 of the stop 9 is touched, the spring 12 is compressed and the end is released blanks.

Технический результат выражается в снижении вибрации и предотвращении раскручивания конца заготовки при обработке длинномерных заготовок.The technical result is expressed in reducing vibration and preventing the unwinding of the end of the workpiece when processing long workpieces.

Claims (1)

Быстрозажимной цанговый патрон для крепления длинномерных заготовок, содержащий корпус, цангу с осевыми прорезями и подпружиненную головку, отличающийся тем, что внутренняя полость цанги выполнена в виде коаксиально расположенных сегментов различного диаметра, хвостовик цанги размещен в подшипниках, расположенных в корпусе, установленном на платформе, имеющей возможность продольного перемещения вдоль оси закрепляемой заготовки. Keyless chuck for fastening long workpieces, comprising a housing, a collet with axial slots and a spring-loaded head, characterized in that the internal cavity of the collet is made in the form of coaxially arranged segments of different diameters, the collet shank is placed in bearings located in a housing mounted on a platform having the possibility of longitudinal movement along the axis of the fixed workpiece.

Images