Гідромеханічний затискний патрон

Реферат: Гідромеханічний затискний патрон містить нерухомий затискний елемент у вигляді тонкостінної втулки з циліндричним отвором під інструмент з циліндричним хвостовиком, торцями по обидві сторони і зовнішньою конічною втулкою, по якій затискний елемент взаємодіє з рухомою в повздовжньому напрямку втулкою з каналами для підводу рідини в розташовані по обидві сторони дві барокамери, з яких одна призначена для затиску, а друга - для розтиску, барокамери містять входи/виходи, розміщені на протилежних сторонах периферії рухомої втулки, в інструменті з боку циліндричного хвостовика виконаний отвір, що утворює на свою довжину циліндричну оболонку. У циліндричній оболонці розташована підпружинена камера, яка виконана із гофрованого еластичного матеріалу і заповненого кульками, на кінці циліндричного отвору інструменту для обмеження деформації камери встановлена кришка, а між нею і камерою розташована пружина. UA 109879 U (54) ГІДРОМЕХАНІЧНИЙ ЗАТИСКНИЙ ПАТРОН UA 109879 U UA 109879 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області металообробки і може бути використана в металорізальних верстатах для закріплення інструментів з циліндричним хвостовиком і штучних заготовок. Відомий затискний пристрій [1] машинного інструмента, до осі якого розміщені радіальні кулачки, які приводяться в дію осьовим поршнем, між ним і патроном - порожнина, що заповнюється гідравлічною рідиною, або сипуче середовище. Такий патрон працює за рахунок відцентрових сил, які виникають під час обертання патрона і діють на гідравлічну рідину або сипуче середовище, що переміщують поршень. Недоліком такого патрона є те, що при використанні сипучого середовища, наприклад металевих кульок, які в процесі експлуатації будуть знаходитися в постійному контакті з внутрішньою частиною корпусу патрона і поршня, в результаті чого відбуватиметься зношування цих деталей, а це зменшує довговічність і надійність його роботи. Відома конструкція гідростатичного затискного патрона [2], який містить затискний елемент у вигляді тонкостінної втулки з циліндричним отвором під інструмент або заготовку, з торцями по обидві сторони і зовнішньою конічною поверхнею між ними, по якій затискний елемент взаємодіє з рухомою в повздовжньому напрямку втулкою з каналами для підводу рідини. Між торцями затискного елемента і рухомої втулки по обидві сторони розташовані дві барокамери, з яких одна призначена для затиску, а друга - для розтиску. В барокамері затиску по колу розташовані кульки, котрі з одного боку взаємодіють із торцем затискного елемента, а з другого - з рухомою втулкою по торцю, який виконаний конічним з кутом, спрямованим протилежно куту конічної поверхні затискного елемента. Недоліком такого патрона є надвисокі тиски в місці контактування кульок з затискним елементом і рухомою втулкою, що зменшує довговічність і надійність дії патрона при роботі на високих частотах обертання. Найбільш близьким аналогом по технічній суті є гідромеханічний затискний патрон [3], що містить нерухомий затискний елемент у вигляді тонкостінної втулки з циліндричним отвором під інструмент, з торцями по обидві сторони і зовнішньою конічною поверхнею, по якій затискний елемент взаємодіє з рухомою в повздовжньому напрямку втулкою з каналами для підводу рідини в розташовані по обидві сторони дві барокамери, з входом/виходом, розміщеними на протилежних сторонах периферії рухомої втулки. В інструменті з боку циліндричного хвостовика виконаний отвір, що утворює на свою довжину циліндричну оболонку, в якій розміщені губки циліндричної цанги, що розташована всередині нерухомого елемента. Недоліком цього патрона є те, що додаткові відцентрові сили губок цанги є сталими і не залежать від швидкості обертання патрона, що зменшує можливість його використання при високошвидкісній обробці. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення гідромеханічного затискного патрона шляхом того, що у циліндричній оболонці розташована підпружинена камера, яка виконана із гофрованого еластичного матеріалу і заповненого кульками, а на кінці циліндричного отвору інструменту для обмеження деформації камери встановлена кришка, а між нею і камерою розташована пружина, що дозволяє забезпечити технічний результат компенсація відцентрових сил за рахунок зменшення радіальної жорсткості хвостовика інструменту трубчастої форми і додаткового затиску відцентровими силами кульок. Поставлена задача вирішується тим, що в гідромеханічному затискному патроні, що містить нерухомий затискний елемент у вигляді тонкостінної втулки з циліндричним отвором під інструмент з циліндричним хвостовиком, торцями по обидві сторони і зовнішньою конічною втулкою, по якій затискний елемент взаємодіє з рухомою в повздовжньому напрямку втулкою з каналами для підводу рідини в розташовані по обидві сторони дві барокамери, з яких одна призначена для затиску, а друга - для розтиску, барокамери містять входи/виходи, розміщені на протилежних сторонах периферії рухомої втулки, в інструменті з боку циліндричного хвостовика виконаний отвір, що утворює на свою довжину циліндричну оболонку, згідно з корисною моделлю, у циліндричній оболонці розташована підпружинена камера, яка виконана із гофрованого еластичного матеріалу і заповненого кульками, а на кінці циліндричного отвору інструменту для обмеження деформації камери встановлена кришка, а між нею і камерою розташована пружина. Завдяки зменшенню радіальної жорсткості циліндричної оболонки інструмента і дії додаткових відцентрових сил кульок зменшується вплив відцентрових сил, які діють на затискний елемент, що дозволяє розширити функціональні можливості і підвищити сили затиску на високих частотах обертання інструментів більших діаметрів. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де зображено на: Фіг. 1 - поперечний переріз затискного патрона без його обертання; 1 UA 109879 U 5 10 15 20 25 Фіг. 2 - поперечний переріз циліндричної оболонки інструмента при обертанні затискного патрону. Гідромеханічний затискний патрон містить нерухомий затискний елемент у вигляді тонкостінної втулки 1 (Фіг. 1) з циліндричним отвором під інструмент 2 з торцями "а" і "b" по обидві сторони і зовнішньою конічною поверхнею "с" з кутом  між ними, а також конічний хвостовик 3 для з'єднання з конусом шпинделя (на Фіг. 1 не показано). По зовнішній конічній поверхні "с" затискний елемент 1 взаємодіє з рухомою в повздовжньому напрямку втулкою 4 з каналами для підводу рідини 5 - для затиску і 6 - для розтиску. Між торцями "а", "b" затискного елемента 1 і торцями рухомої втулки 3 по обидві сторони розташовані дві барокамери 7, 8, з яких барокамера 7 призначена для затиску, а барокамера 8 - для розтиску. Барокамери 7, 8 містять відповідно входи/виходи 9, 10, що розміщені на протилежних сторонах периферії рухомої втулки 3 патрона. Отвори входу/виходу 8, 9 призначені для стикування із соплами, які зв'язані з гідравлічною системою створення тиску рідини (на Фіг. 1 не показано). В хвостовику інструмента 2 виконаний отвір "d", що утворює на свою довжину циліндричну оболонку "e", радіальна жорсткість якої менша радіальної жорсткості втулки 4 з каналами 9, 10 для підводу рідини. Всередині циліндричної оболонки "e" розташована камера 11 (Фіг. 2) із гофрованого матеріалу, яка заповнюється кульками 12 і закривається кришкою 13. Для обмеження деформації камери 11 на кінці циліндричного отвору "d" встановлена кришка 14, а між кришками 13 і 14 розташована пружина 15. Торцева втулка 16 з ущільненням 17 жорстко зв'язана з затискним елементом 1, з протилежного боку якого встановлено ущільнення 18. Ущільнення 17, 18 не дозволяють витікання рідини з барокамер 7, 8 при роботі патрона під тиском рідини. Гідромеханічний затискний патрон працює наступним чином. При розтиснутому патроні (Фіг. 1) рідина під тиском через сопло подається в отвір входу 10 і по каналу 6 в барокамеру розтиску 8. При цьому патрон не обертається. Для затиску інструмента 2 рідина під тиском подається через сопло в отвір 9, а далі по каналу 5 в барокамеру затиску 7. В той же час рідина з барокамери розтиску 8 по каналу 6 витікає через отвір 10 і сопло. Під дією сил від тиску рідини в барокамері затиску 7 рухома втулка 4 переміщається вправо по конічній поверхні затискного елемента 1, який деформується в радіальному напрямку і затискує інструмент 2 з радіальною силою Fr 2 (Фіг. 1). 30 При обертанні патрона під дією відцентрових сил F2 (Фіг. 1) кульки 12 в камері 11 розташовуються по всій довжині циліндричної оболонки "e" (Фіг. 2), в результаті виникає  додаткова відцентрова сила затиску F2 , яка вираховується за формулою:  1 F2  z  F (1) 35 1 де z - кількість кульок 12 (Фіг. 2); F - відцентрова сила однієї кульки 12 (Фіг. 2). Звідси 1 F  RК  2  mК , (2) де RК - радіус обертання кульки 12 (Фіг. 2);  - кутова швидкість патрона; mК - маса однієї кульки 12. 40 45 Джерела інформації: 1. Патент Німеччини на винахід №DE 10213021. Затискний патрон фірми Schunk. МПК В23В31/14, опубл. 11.09.2003 p. 2. Патент України № 73045. Гідромеханічний затискний патрон. МПК В23В 31/30, В23В 31/10,35 опубл. 16.05.2005, Бюл. № 5, 2006. 3. Патент України № 90481. Гідромеханічний затискний патрон. МПК В23В 31/30, В23В 31/10,35 опубл. 26.05.2014, Бюл. № 10, 2014. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 Гідромеханічний затискний патрон, що містить нерухомий затискний елемент у вигляді тонкостінної втулки з циліндричним отвором під інструмент з циліндричним хвостовиком, торцями по обидві сторони і зовнішньою конічною втулкою, по якій затискний елемент взаємодіє з рухомою в повздовжньому напрямку втулкою з каналами для підводу рідини в розташовані по обидві сторони дві барокамери, з яких одна призначена для затиску, а друга - для розтиску, барокамери містять входи/виходи, розміщені на протилежних сторонах периферії рухомої втулки, в інструменті з боку циліндричного хвостовика виконаний отвір, що утворює на свою 2 UA 109879 U довжину циліндричну оболонку, який відрізняється тим, що у циліндричній оболонці розташована підпружинена камера, яка виконана із гофрованого еластичного матеріалу і заповненого кульками, на кінці циліндричного отвору інструменту для обмеження деформації камери встановлена кришка, а між нею і камерою розташована пружина. Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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