Затискний патрон

Винахід відноситься до області металообробки та може бути використаний для закріплення ріжучих інструментів з циліндричним хвостовиком (свердл, фрез, зенкерів і т.п.) та заготовок. Відомий патрон (Авт. св. СРСР №1404190, кл. B23B31/04, 1988), який включає корпус з отворами на торці. В отворах встановлені на циліндричних цапфах ексцентрикові кулачки, які мають можливість повороту у площині, перпендикулярній осі патрону. На кулачках виконані зовнішня конічна та внутрішня циліндрична поверхні. На корпусі встановлена гайка з внутрішньою конічною поверхнею, до якої піджимаються кулачки. Затиск інструменту відбувається при обертанні гайки, яка переміщаючись відносно корпусу повертає кулачки до затиску інструменту. Відомі також клинові патрони (Самонастраивающиеся зажимные механизмы: Справ. / Под ред. Ю.Н. Кузнецова. - К.: Тэхника; София: Гос. изд-во "Техника", 1988. - С.181, рис.4.7, с.175), які мають втулку різьбову з двома внутрішніми різьбами різного кроку, які створюють двохланкову диференційну пару, де завдяки одній різьбі здійснюється зв'язок з затискними кулачками через конічну втулку, а завдяки другій - з корпусом безпосередньо. Недоліком цих патронів є: 1) збільшені осьові та діаметральні габарити; 2) низький коефіцієнт корисної дії; 3) складність конструкції. За прототип прийняте найбільш близьке технічне рішення по заявці на ексцентриковий свердлувальний патрон (Заявка о выдаче патента Украины №93010028, кл. B23B31/02, В 31/12, опубл. Бюл. №4, 1994), який включає виконані у вигляді ексцентриків затискні кулачки, встановлені з можливістю повороту на циліндричних повзунах всередині корпусу, які взаємодіють з внутрішнім конічним отвором конічної втулки, яка, у свою чергу, обіймає корпус. Недоліками прототипу є: 1) обмежений діапазон натягу, тому що муфта має фасонну ділянку на обмеженому вуглі (не більш як 180) при невеликих під'ємах у межах вугла самогальмування; 2) низький коефіцієнт підсилення (коефіцієнт корисної дії) завдяки тертю ковзання в усіх рухрмих стиках у кінематичному ланцюгу натягу, що знижує надійність. В основу винаходу поставлено завдання створити такий затискний патрон, який, завдяки введенню з'єднання з диференційною, різьбою, буде надійно та з високим коефіцієнтом підсилення (корисної дії) затискати інструменти з циліндричним хвостовиком (свердла, зенкери, фрези та ін.) без ключа при зменшених даметральних габаритах та широкому діапазоні натягу. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому затискному патроні, який включає корпс й виконані у вигляді ексцентриків затискні кулачки, встановлені з можливістю повороту на циліндричних повзунах всередині корпусу, які взаємодіють з внутрішнім конічним отвором конічної втулки, яка, у свою чергу, згідно з заявлюваним винаходом, виконана з диференційною різьбою, та має дві внутрішні різьби різного кроку, одна з яких взаємодіє з додатково введеною рухомою різьбовою втулкою з зовнішньою різьбою, до отворів якої встановлені затискні ексцентрикові поворотні кулачки та направляючі елементи у вигляді штифтів, що дозволяють її осьовий рух відносно корпусу, який штифтом зв'язаний з циліндричною різьбовою втулкою, що створює гвинтову пару з конічною втулкою. На фіг.1 показаний повздовжній розріз патрону при затиску мінімального діаметру інструменту; на фіг.2 повздовжній розріз патрону при затиску максимального діаметру інструменту; на фіг.3 - вид А на фіг.1; на фіг.4 - вид Б на фіг.2 (при прозорій конічній втулці 1, пунктиром показане положення одного кулачка при затиску-заготовки майже нульового діаметру); на фіг.5 - розріз В - В на фіг.1. Затискний патрон включає конічну втулку 1 (фіг.1), яка має дві внутрішні різьби різного кроку, одна з яких взаємодіє з рухомою різьбовою втулкою 2. У втулці 2 рівномірно по колу встановлені затискні поворотні кулачки 3 з зовнішніми конічними поверхнями та направляючі елементи у вигляді штифтів 4. Кожний кулачок 3 має циліндричний шип (на фіг. не зображено), який входить у отвір різьбової втулки. Направляючі елементи 4 іншим своїм кінцем встановлені також і в осьові отвори корпусу та створюють поступальну пару між корпусом 5 і рухомою різьбовою втулкою 2. Друга різьба конічної втулки 2 взаємодії з різьбовою втулкою 6, що жорстко зв'язана з корпусом 5 та циліндричною втулкою 7 за допомогою штифта 8. Корпус 5 кріпиться на шпинделі верстату чи дрелі за допомогою зовнішнього хвостовика з конусом Морзе, конусом 7 : 24, або отвору (різьбового чи конічного). У рухомій різьбовій втулці 2 виконані три отвори, під направляючі штифти 4 та під шипи кулачків 3 (фіг.5), зовнішня різьба та канавка під пружину 9. Пружина 9 виконана у вигляді кільця з проволоки з відігнутими кінцями та розміщена у канавці різьбової втулки 1 (фіг.5), де вона взаємодіє з виїмками на шипах кулачків 3. При збірці патрона спочатку до отворів рухомої різьбової втулки 2 вставляють навправляючі елементи 4, а потім в канавку рухомої різьбової втулки 2 поміщають пружину 9, послідовно вставляють шипи кулачків 3 до отворів рухомої різьбової втулки 2 та розвертають їх у робоче положення, а потім нагвинчують конічну втулку 1 так, щоб кулачки 3 були розведені для затиску максимального діаметру патрону. Опісля вставляють корпус 5 так, щоб у його осьові отвори ввійшли направляючі штифти 4, одягають на корпус різьбову втулку 6 та закручують її до співпадання отвору під штифт у різьбовій втулці 6 з відповідним отвором у корпусі 5, одягають на різьбову втулку 6 циліндричну втулку 7 та з'єднують штифтом 8. Працює патрон таким чином. У патрон з розкритими кулачками вводять хвостовик інструменту та, утримуючи в руці за циліндричну втулку 7, закручують конічну втулку 1 до контакту кулачків та інструменту. При цьому рухома різьбова втулка 2 та конічна втулка 1 рухаються вліво з різними швидкостями. Коли вибираються зазори у гвинтових передачах, то за рахунок самогальмування кулачки надійно фіксують інструмент у процесі роботи патрону. Для розтиску конічну втулку 1 повертають відносно циліндричної втулки 7 у протилежному напрямку. Рухома різьбова втулка 2 та конічна втулка 1 рухаються вправо і пружина 9 повертає кулачки, розкриваючи їх. Патрон забезпечує затиск інструменту з широким діапазоном діаметрів.