Затискний патрон

Реферат: Концентрично розміщений в наскрізній циліндричній розточці корпуса затискний патрон своїм хвостовиком з'єднаний з вихідним штоком гідроциліндра (пневмоциліндра), передня кришка якого з'єднана з торцем порожнистого корпуса, на передньому кінці якого рівномірно по колу розміщені радіальні різьбові отвори з вгвинченими гвинтами, циліндричні хвостовики яких спряжені з боковими поверхнями кільцевої проточки, що виконана на зовнішній циліндричній поверхні рухомої втулки. Технічний результат - спрощення конструкції затискного патрона і розширення діаметрального діапазону спряження між рухомою втулкою і циліндричними хвостовиками гвинтів, вгвинчених в корпус. UA 109333 C2 (12) UA 109333 C2 UA 109333 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до метало- та деревообробки і може бути використаний в металорізальних та деревообробних верстатах для закріплення інструментів з циліндричним або багатогранним хвостовиком і штучних заготовок. Відома конструкція затискного механізму для гідромеханічного патрона [1], що містить затискну тонкостінну пружну втулку з осьовим циліндричним отвором під інструмент або заготовку із зовнішньою конічною поверхнею, по якій спряжена з внутрішньою конічною поверхнею рухомої втулки. Торцеві поверхні затискної рухомої втулки утворюють затискну і розтискну герметичні камери, які периферійними каналами, що виконані в рухомій втулці сполучені з соплами, розміщеними в опорах скоби і які з'єднані з каналами живлення насосної установки високого тиску. Недоліком такого пристрою є те, що камери затиску і розтиску утворені елементами рухомої і затискною втулкою, що обумовлює складність патрона і технологічну складність виготовлення як рухомої, так і затискної втулки. Недоліком також є те, що зусилля затиску-розтиску інструмента (заготовки) визначається тільки величинами ефективних площ рухомої втулки і тиском живлення, який діє на ефективні площі торців рухомої втулки. Оскільки ефективні площі, на які діє тиск живлення, мають незначну величину, то для досягнення заданого зусилля затиску-розтиску необхідно в робочі камери подавати тиск до 80 МПа, що обумовлює використання арматури, апаратури і насосної установки високого тиску. Як найближчий аналог прийнята конструкція гідромеханічного затискного патрона [2], що містить затискну тонкостінну пружну втулку з осьовим циліндричним отвором під інструмент або заготовку із зовнішньою конічною поверхнею, по якій вона спряжена рухомо з внутрішньою конічною поверхнею рухомої втулки, торцеві поверхні втулок утворюють герметичні затискну і розтискну камери, які через діаметрально розміщені канали у рухомій втулці сполучені з соплами, розміщених в опорах скоби, до яких підводиться тиск живлення від насосної установки, при цьому вихідний канал одного із сопел сполучений з камерою затиску і додатковою кільцевою камерою, а канал другого сопла сполучений з камерою низького тиску. Недоліком такого пристрою є те, що камери затиску-розтиску безпосередньо розміщені в рухомій втулці, що обумовлює конструктивну складність підводу тиску живлення до цих камер і технологічну складність виготовлення рухомої втулки. В основу винаходу поставлена задача спрощення конструкції затискного патрона і технології виготовлення рухомої втулки і забезпечення надійного (заданого) зусилля затиску-розтиску при незначному тиску живлення насосної установки. Рішення поставленої задачі досягається тим, що в затискному патроні, що містить хвостовик з тонкостінною затискною самогальмуючою втулкою (або цангою) з осьовим циліндричним отвором під інструмент (або заготовку) із зовнішньою конічною поверхнею, яка спряжена з внутрішньою конічною поверхнею рухомої втулки, в якій виконана на внутрішній конічній поверхні кільцева проточка, яка з зовнішньою конічною поверхнею затискної втулки утворює герметичну радіальну камеру та гідравлічний (пневматичний) циліндр двобічної дії з робочими камерами і каналами живлення. Новим є те, що розміщений концентрично в наскрізній циліндричній розточці корпуса затискний патрон своїм хвостовиком з'єднаний з вихідним штоком гідроциліндра (пневмоциліндра), передня кришка якого з'єднана торцем порожнистого корпуса, на передньому кінці якого рівномірно по колу розміщені радіальні різьбові отвори з вгвинченими гвинтами, циліндричні хвостовики яких спряжені з боковими поверхнями кільцевої проточки, що виконана на зовнішній циліндричній поверхні рухомої втулки. Завдяки вилученню камер затиску і розтиску із рухомої втулки і забезпеченню заданого зусилля затиску і розтиску тиском живлення, що підводиться до робочих камер гідроциліндра (пневмоциліндра), який не входить в структуру патрона досягається як спрощення конструкції, так і технології виготовлення рухомої і затискної втулок. Суть винаходу пояснюється кресленням, де на фіг. 1 показаний патрон в процесі затискурозтиску, на фіг.2 показаний патрон після затиску. Затискний патрон містить хвостовик 1, затискну втулку 2 (або цангу) з кутом конусності , меншим за кут самогальмування. Тонкостінна пружна затискна втулка 2 спряжена по конічній поверхні з рухомою товстостінною втулкою 3, на зовнішній циліндричній поверхні якої виконана кільцева проточка 4, в якій розміщені циліндричні хвостовики гвинтів 5. Гвинти 5 рівномірно розміщені по колу на кінці порожнистого корпуса 6. Корпус 6 жорстко з'єднаний з передньою кришкою 7 циліндра 8, в якому розміщений поршень 9 зі штоком 10, який жорстко з'єднаний з хвостовиком 1. Циліндр 8, поршень 9 передня кришка 7 і задня 11 утворюють герметичні робочі камери а і б з каналами живлення. У втулці 3 виконана внутрішня кільцева проточка с і канал 12. В циліндричному отворі втулки 2 розміщений хвостовик інструмента 13. В штоку 10 і в корпусі 6 виконані технологічні отвори 14 і 15. 1 UA 109333 C2 5 10 15 20 25 30 35 Затискний патрон працює наступним чином. У вихідному положенні камери а, б і с з'єднані з атмосферою. Корпус 6 згвинчений з кришкою 7, шток 10 згвинчений з хвостовиком 1, циліндричні хвостовики гвинтів 5 розміщені в кільцевій проточці 4 втулки 3. При подачі тиску живлення одночасно в камери бісі з'єднанні камери а з атмосферою за рахунок тиску в кільцевій камері с рухома втулка 3 відтискається від затискної втулки 2, а за рахунок тиску в камері б циліндра 9 затискна втулка 3 рухається праворуч (за кресленням) відносно втулки 2, стискуючи її в радіальному напрямку. Внаслідок радіальної деформації втулки 2 здійснюється затиск інструмента 13. Після заданого натягу втулки 3 на втулку 2 камери б і с з'єднуються з атмосферою при цьому за рахунок пружності рухомої втулки 3 стискується втулка 2 і додатково стискується інструмент 13. Розтиск інструмента 13 відбувається наступним чином. Одночасно тиск живлення подається в камери а і с, а камера б з'єднується зі зливом (атмосферою). Під дією тиску в кільцевій камері с втулка 3 відтискується від втулки 2 в радіальному напрямку, а під дією тиску в камері а втулка 3 рухається відносно втулки 2 ліворуч (за кресленням) при цьому відбувається роз тиск інструмента (заготовки) 13. Після розтиску або затиску інструмента (заготовки) вигвинчуються гвинти 5 із кільцевої проточки 4 втулки 3 і розгвинчується хвостовик 1 з штоком 10 циліндра 8 і патрон вилучається із розточки корпуса 6. На фіг 2. показаний патрон після вилучення із розточки корпуса 6. Таким чином, завдяки здійснення затиску-розтиску інструмента (заготовки) гідравлічним (пневматичним) циліндром двобічної дії, який не входить в структуру патрона, обумовлює спрощення конструкції і технологію виготовлення рухомої втулки, так як в ній відсутні камери затиску-розтиску, що в свою чергу обумовлює зменшення як осьового, так і радіального габаритного розміру рухомої втулки. Крім того, розташування гідроциліндра (пневмоциліндра) зі сторони хвостовика патрона забезпечує безпосередній доступ до інструмента (заготовки) і рухомої втулки в процесі затиску-розтиску. Зусилля затиску-розтиску такого патрона визначається як тиском живлення, що подається в камери с, а і б так і значенням величини ефективних площ поршня 9. При малому значенні тиску живлення, що підводиться до робочих камер значне (задане) зусилля затиску-розтиску забезпечується за рахунок збільшення ефективних площ поршня циліндра. Джерела інформації: 1. Пат. US6473954B1, МПК В23В 31/30 В23Р 19/027; F16N34/12. Mounting tool for hydromechanikal chuck / Niclas Rosberg, Mats Allard, заявник; ЕТР Transmission AB, власник. заявл, 13.11.2000; опубл. 05.11.2002 2. Пат. 62943 Україна, МПК В23В 31/10, В23В 31/30 Гідромеханічний затискний патрон / Новік М.А., Музиченко В.В., заявник; НТУУ "КПІ", власник. - № u201101180; заявл, 02.02.2011; опубл. 26.09.2011, Бюл. № 18 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 50 Затискний патрон, що містить хвостовик з тонкостінною затискною самогальмуючою втулкою (або цангою) з осьовим циліндричним отвором під інструмент (або заготовку) із зовнішньою конічною поверхнею, яка спряжена з внутрішньою конічною поверхнею рухомої втулки, в якій виконана на внутрішній конічній поверхні кільцева проточка, яка з зовнішньою конічною поверхнею затискної втулки утворює герметичну радіальну камеру та гідравлічний (пневматичний) циліндр двобічної дії з робочими камерами і каналами живлення, який відрізняється тим, що розміщений концентрично в наскрізній циліндричній розточці корпуса затискний патрон своїм хвостовиком з'єднаний з вихідним штоком гідравлічного (пневматичного) циліндра, передня кришка якого з'єднана торцем порожнистого корпуса, на передньому кінці якого рівномірно по колу розміщені радіальні різьбові отвори з вгвинченими гвинтами, циліндричні хвостовики яких спряжені з боковими поверхнями кільцевої проточки, що виконана на зовнішній циліндричній поверхні рухомої втулки. 2 UA 109333 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3