SU1646701A1 - Цанговый патрон - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлообработке и предназначено дл  зажима t заготовок. Цель изобретени  - повышение надежности закреплени  посредством равномерного распределени  усилий закреплени . В корпусе 1 с крыпкой 2 установлены многолепесткова  зажимна  цанга 3 и нажимной элемент 4 „ Лепестки 5 цанги выполнены с отогнутыми вовнутрь выступами 7, образующими дополнительные зажимные элементы. Цанга 3 изготовлена из материала, обладающего пам тью формы со свойством сверхэластичности, а нажимной элемент 4 выполнен в виде цилиндрической пружины из материала со свойством обратимой пам ти формы. При установке в патрон заготовки нажимной элемент 4 подвергаетс  нагреву, упруго деформирует лепестки 5 и раскрывает цангу 3. При охлаждении нажимного элемента 4 его форма восстанавливаетс , упруга  деформаци  цанги 3 снимаетс  и осуществл етс  за- /сим заготовки. 1 ил. с «

Description

Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано для закрепления заготовок.

Целью изобретения является повышение надежности закрепления посредством равномерного распределения усилий закрепления.

На чертеже представлен цанговый патрон с заготовкой в закрытом (верхняя часть) и раскрытом (нижняя часть) состояниях.

Цанговый патрон состоит из корпуса 1 с торцевой крышкой 2, в котором установлены зажимная цанга 3 и нажимной элемент 4, предназначенный для раскрытия цанги 3. Зажимная цанга 3 содержит несколько, например шесть, лепестков 5 с зажимными губками 6 и выполнена из материала, обладающего свойством памятки формы и сверхэластичности, например из сплава никеля и титана (Ti 51 мас.%, Ni - остальное), с температурой конца обратного мартенситного превращения ~10°С. Отогнутыми вовнутрь выступами 7 лепестков 5 образуют ряд дополнительных зажимных элементов, которые вместе с губками 6 удерживают устанавливаемую в патрон заготовку 8. Нажимной элемент 4 выполнен в виде цилиндрической пружины сжатия, один конец которой посредством прокладки 9 взаимодействует с крышкой 2 корпуса 1 , а второй конец посредством прокладки 10 взаимодействует с торцами губок 6. Нажимной элемент 4 выполнен их материала, обладающего свойством обратимой памяти формы при термоциклировании, например из сплава никеля и титана (Ti 50 мас.%, Ni остальное), с интервалом температур обратимых мартенситных фазовых превращений от 40 до 105°C. Для нагрева нажимного элемента 4 внутри первого его витка, контактирующего с прокладкой 9, установлена изолированная нагревательная спираль из нихрома (не показана), подключаемая к источнику электрического напряжения (не показан). Для интенсификации охлаждения нажимного элемента 4 через корпус 1 возможно продувать сжатый воздух (не показано). Прокладки 9 и 10 играют роль термоизоляторов, а в случае· необходимости, и электроизоляторов .

Изготовление цангового патрона осуществляется следующим образом.

Зажимная цанга 3 изготавливается из титано-никелевого сплава (Ti 51 мас.%, Ni - остальное) в форме, показанной на чертеже (верхняя часть), подвергается обжигу .при t = 500°С в течение 1 ч и охлаждается с печью. Поскольку для данного сплава прямое и обратное мартенситные превращения протекают ниже температуры — Ю°С, то цанга 3 из данного материала при температуре выше ~10°С обладает только свойством сверхэластичности. А именно, при приложении внешней нагрузки цанга 3 может пластически деформироваться на величину 10-15%, а при снятии нагрузки накопленная деформация мгновенно и полностью восстанавливается. При этом упругие напряжения в материале цанги превышают 600 МПа.

Нажимной элемент 4 изготавливается из титано-никелевого сплава (Ti 50 мас.%, Ni - остальное) а виде многовитковой цилиндрической пружины, деформируется пластически для придания ему максимальной длины (на чертеже - нижняя часть), подвергается в заневоленном состоянии отжигу при 500°С в течение 1 ч, охлаждается ниже 40°С и деформируется осевым сжатием до получения минимального осевого габарита (верхняя часть). В результате при температуре ниже 40°С нажимной элемент 4 имеет минимальный осевой габарит, а в интервале от 40 до 105°С он плавно изменяет свой размер от минимума до максимума. При температуре выше 105 °C нанажимной элемент 4 имеет максимальный осевой габарит.При этом при нагреве, от 40 до 105°C нажимной элемент 4 удлиняется, совершает полезную работу и генерирует в себе напряжение свыше 600 МПа, а при охлаждении от 105 до 40^0 нажимной элемент восстанавливает исходную форму с существенно меньшими внутренними напряжениями менее 200 МПа. Величина обратимой деформации нажимного элемента 4 4-6%.

Цанговый патрон работает следующим о бр а зом.

В свободном состоянии зажимная цанга 3 закрыта (на чертеже - верхняя часть). Для раскрытия цанги 3. и установки в нее заготовки 8 нажимной элемент 4 нагревается электрическим током (или любым другим нагрева5

1646701 телем) до Ю5°С.' При нагреве нажимной элемент 4 удлиняется и, воздействуя через прокладку 10 на торцы губок 6, деформирует выступы 7 лепестков 5 и раскрывает цангу 3 (на чертеже - нижняя часть).

В раскрытую цангу 3 устанавливается заготовка 8, а затем нагрев прекращается. Нажимной элемент 4 οχ- ;θ лаждагот например, сжатым воздухом. При охлаждении ниже 40°С нажимной элемент 4 под действием внутренних напряжений (200 МПа в соответствии с эффектом обратимой памяти формы), j 5 а также под действием сверхупругих напряжений цанги 3 (600 МПа) возвращается в исходное состояние.

Губки 6 и выступы 7 лепестков 5 надежно зажимают заготовку 8, ком- 20 пенсируя погрешность ее формы (не6 круглость, искривление оси и др.) локальными деформациями.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Цанговый патрон, в полости корпуса которого установлены многолепестковая цанга с зажимными губками и нажимной элемент, -отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности закрепления, на лепестках губок выполнены отогнутые вовнутрь выступы, образующие по крайней мере один ряд дополнительных зажимных элементов, а нажимной элемент выполнен в виде размещенной между торцами полости корпуса и губок цанги цилиндрической пружины, причем лепестки цанги и нажимной элемент выполнены из материала памяти формы.