Затискний патрон

Реферат: Винахід належить до області металообробки і може бути використаний в металорізальних верстатах для закріплення інструментів з циліндричним хвостовиком і штучних заготовок. Затискний патрон містить корпус з радіальними отворами, в яких розташовані циліндричні плунжери, тонкостінну циліндричну втулку, кінці якої запресовані в корпус, корпус охоплений поворотною обоймою на підшипниках кочення, наприклад голчастих, внутрішня поверхня обойми виконана у вигляді трикутноподібного профілю з дугоподібними сторонами, дотичні до них і до вписаного в трикутник кола утворюють кут підйому, що не перевищує кут самогальмування циліндричних плунжерів. Технічний результат - спрощення конструкції, підвищення швидкодії і надійності затиску при роботі на високих частотах. UA 114536 C2 (12) UA 114536 C2 UA 114536 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до області металообробки і може бути використаний в металорізальних верстатах для закріплення інструментів з циліндричним хвостовиком і штучних заготовок. Відома конструкція гідростатичного затискного патрона [1], який містить нерухомий затискний елемент у вигляді тонкостінної з циліндричним отвором для втулки, яка виконана з еластичного матеріалу, наприклад нейлону. Недоліком такого пристрою є те, що в процесі роботи необхідно весь час підтримувати високий тиск, що ускладнює конструкцію і знижує надійність. Відомий універсальний затискний патрон [2], який затискає по зовнішньому діаметру циліндричну деталь, наприклад втулку або інший виріб. Цей патрон забезпечений копіром, який відрізняється тим, що він універсальний, що дає можливість обточувати будь-які профілі оброблюваних виробів. В результаті чого розширюється діапазон можливостей, для цього потрібно тільки поміняти копір. Недоліком такого патрона є те, що затиск інструментів і деталей відбувається на одній площині контакту, що збільшує його піддатливість при дії радіальної сили різання. Відомий гідравлічний затискний патрон фірми "Schunk" типу TENDO [3], що містить затискний гвинт, при вкручуванні якого за допомогою ключа з шестигранною головкою, виникає радіальна сила, в результаті чого відбувається пружна деформація втулки. Недоліком відомого аналога є те, що функцію затиску виконує гвинт, який при надмірній силі закручування може вийти з ладу, що зменшує його довговічність і надійність при роботі патрона при великих силах затиску. Найбільш близьким по технічній суті та досягуваному ефекту є затискний патрон з гідропластовим наповненням [4]. Тонкостінна втулка і корпус приводу утворюють робочу порожнину, кінці втулки запресовані в корпус, крім того, один кінець якої, виконаний у вигляді фланця, закріплений гвинтами, робоча порожнина з'єднана з плунжерною камерою. При переміщенні плунжера створюється високий гідростатичний тиск, який пружно деформує тонкостінну оболонку втулки в радіальному напрямку і затискає хвостовик інструмента або заготовку. Недоліком цього патрона є те, що для створення гідростатичного тиску на втулку, потрібна додаткова плунжерна камера, яка обумовлює застосування гнучких трубопроводів для підведення тиску живлення, що ускладнює його конструкцію і для створення необхідної сили затиску витрачається достатньо допоміжного часу, а також ускладнюється статичне і динамічне балансування при роботі на високих частотах обертання В основу винаходу поставлена задача спрощення конструкцій, підвищення швидкодії затиску і забезпечення надійного балансування патрона при роботі на високих частотах обертання. Поставлена задача вирішується тим, що в затискному патроні, який містить корпус з радіальними отворами, в яких розташовані циліндричні плунжери, тонкостінну циліндричну втулку, кінці якої запресовані в корпус, згідно з винаходом, новим є те, що корпус охоплений поворотною обоймою на підшипниках кочення, наприклад, голчастих, внутрішня поверхня обойми виконана у вигляді трикутноподібного профілю з дугоподібними сторонами, дотичні до них і до вписаного в трикутник кола утворюють кут підйому, що не перевищує кут самогальмування. Це дозволяє спростити конструкцію, відмовившись від використання барометричних камер, для підтримки високого гідростатичного тиску, а також підвищити швидкість затиску і надійність балансування патрону при роботі на високих частотах обертання завдяки поворотній обоймі. Суть винаходу пояснюється кресленням, де зображено на: фіг. 1 - поздовжній переріз затискного патрона; фіг. 2 - поперечний переріз А-А затискного патрона, фіг. 1;фіг. 3 - поперечний переріз Б-Б, фіг. 1. Затискний патрон складається з корпусу 1 (фіг. 1), на який встановлено поворотну обойму 2 на двох голчатих підшипниках кочення 3. В корпусі 1 виконані радіальні отвори, в яких розташовані циліндричні плунжери 4, які стискають плинне середовище 5, наприклад гідропласт. Всередині корпусу 1 запресована циліндрична втулка 6, на зовнішній поверхні якої виточені канавки, що утворюють тонкостінну циліндричну оболонку 7 (фіг. 3). У робочу порожнину А (фіг. 1) заливається плинне середовище 5 через канали В, які після заповнення робочої порожнини А, закриваються гвинтами 8. Внутрішня поверхня поворотної обойми 2 між голчастими підшипниками 3 виконана у вигляді трикутноподібного профілю з дугоподібними сторонами, дотичні до них і до вписаного в трикутник кола утворюють кут підйому α (фіг. 2), що не перевищує кут самогальмування і знаходиться в межах 1-3° за умови що αφ (де φ - кут тертя ковзання). 1 UA 114536 C2 5 10 15 Затискний патрон працює наступним чином. При повороті обойми 2 з положення, зображеного на фіг. 2, за допомогою радіальних отворів 9 і стрижня (фіг. 1, 2 не показаний) в ту чи іншу сторону створюється крутний момент Ma1 (за годинниковою стрілкою) або Ma1 (проти годинникової стрілки) і за рахунок кута підйому α плунжери 4 занурюються в напрямку осі патрона, створюючи тиск, який викликає радіальну силу затиску Fr2, що стискає гідропласт 5. В результаті відбувається радіально-пружна деформація оболонки 7 тонкостінної втулки 6, яка стискає циліндричний хвостовик різального інструмента 10 (фіг. 1) або циліндричну заготовку. Розтиск здійснюється при зворотному повороті обойми 2 у вихідне положення (фіг. 2). Джерела інформації: 1. Патент США № 3677559. Гідростатичний затискний патрон. МПК В23ВЗ1/10, опубл. 18.07.1972 р. 2. Патент Российской Федерации № 2104127. Пневматический гидропластовый патрон. МПК В23В31/30, опубл. 10.02.1998 р. 3. Інтернет посилання: http://www.m.schunk.com/schunk/schunk_websites/products/functions.html?product_level_l=247& product_level_2=266&product_level_3=3042&menul=2&countryRUS&lngCode=RU&lngCode2=RU. 4. Свириденко С.Х. "Элементы автоматизации металлорежущих станков" /С.Х. Свириденко, Л.С. Ахмечет, А.А. Волков и др. - "Машиностроение", Москва, 1964. - с. 39-40, рис. 41-42. 20 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 Затискний патрон, що містить корпус з радіальними отворами, в яких розташовані циліндричні плунжери, тонкостінну циліндричну втулку, кінці якої запресовані в корпус, який відрізняється тим, що на корпусі встановлено поворотну обойму на підшипниках кочення, внутрішня поверхня обойми виконана у вигляді трикутноподібного профілю з дугоподібними сторонами, дотичні до них і до вписаного в трикутник кола утворюють кут підйому, що не перевищує кут самогальмування циліндричних плунжерів. 2 UA 114536 C2 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3