RU2193473C1

RU2193473C1 - Adjustable chuck for holding broach

Info

Publication number: RU2193473C1
Application number: RU2001119072A
Authority: RU
Inventors: А.В. Бондарь; В.А. Балашов; А.В. Лукин; А.Н. Некрасов; В.П. Смоленцев
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие "Воронежский механический завод"
Priority date: 2001-07-11
Filing date: 2001-07-11
Publication date: 2002-11-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: chuck has wedge-shaped cams spring-biased to one another and cam separating mechanism, which is adapted for individual adjustment of each cam. Chuck of such construction allows lateral loads applied to broach shank to be reduced. Chuck is used for attachment of working tool on broaching lathe. EFFECT: simplified construction and enhanced reliability in operation. 4 dwg _

Description

Изобретение относится к механической обработке металлов резанием и может быть использовано в машиностроении, в частности, для крепления инструмента на протяжных станках. The invention relates to the machining of metals by cutting and can be used in mechanical engineering, in particular, for mounting the tool on broaching machines.

Известен вспомогательный патрон для захвата протяжки, содержащий корпус, выполненный из хвостовика и втулки, соединенный посредством гильзы, кулачки, расположенные во втулке, и пакет тарельчатых пружин, причем указанный пакет пружин размещен между втулкой и хвостовиком (патент РФ 2049606, B 23 D 41/04). Known auxiliary cartridge for gripping the broach, comprising a housing made of a shank and a sleeve, connected by a sleeve, cams located in the sleeve, and a package of Belleville springs, and this package of springs is placed between the sleeve and the shank (RF patent 2049606, B 23 D 41 / 04).

Недостатком известного вспомогательного патрона является невозможность регулирования расстояния между кулачками при установке различных протяжек и наличие боковых нагрузок на протяжке при ее захвате патроном. A disadvantage of the known auxiliary cartridge is the inability to control the distance between the cams when installing various broaches and the presence of lateral loads on the broach when it is captured by the cartridge.

Известен патрон для захвата протяжки, содержащий установленный в корпусе механизм захвата протяжки, выполненный в виде ползуна со штифтом. Установленный с возможностью перемещения посредством введенного в патрон ступенчатого толкателя, с верхней ступени которого выполнен наклонный паз, предназначенный для взаимодействия со штифтом ползуна, а в нижней ступени - скос, предназначенный для взаимодействия с введенным в патрон подпружиненным упором, установленным в корпусе с возможностью поворота (а.с. СССР 933308, B 23 D 41/04). Known cartridge for gripping the broach, containing installed in the housing mechanism for gripping the broach, made in the form of a slide with a pin. It is installed with the possibility of movement by means of a stepped pusher inserted into the cartridge, from the upper stage of which an inclined groove is made, designed to interact with the slide pin, and in the lower stage, a bevel, designed to interact with a spring-loaded stop installed in the housing with the possibility of rotation ( A.S. USSR 933308, B 23 D 41/04).

Недостатком известного патрона является необходимость замены деталей патрона при изменении размеров хвостовика протяжки и использование только хвостовиков протяжек со сквозным пазом для снятия с хвостовика боковых нагрузок. A disadvantage of the known cartridge is the need to replace the parts of the cartridge when changing the size of the shank of the broach and the use of only shanks of broaches with a through groove to remove lateral loads from the shank.

Известен патрон-кронштейн для захвата и удержания протяжки (прототип), выполненный в виде обоймы, в которой расположены подпружиненные кулачки, раздвигаемые в стороны под воздействием штырей, установленных неподвижно в корпусе стола (а.с. 141051, B 23 D 41/04). Known cartridge holder for gripping and holding a broach (prototype), made in the form of a cage, in which are located spring-loaded cams that can be moved apart to the sides under the influence of pins mounted motionless in the table case (A.S. 141051, B 23 D 41/04) .

Недостатками данной разработки являются большие затраты времени на установку втулок при смене протяжек, недостаточная надежность работы патрона, наличие боковых нагрузок на протяжке при ее захвате. The disadvantages of this development are the large time spent on installing the bushings when changing broaches, insufficient reliability of the cartridge, the presence of lateral loads on the broach when it is gripped.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение регулирования расстояния между кулачками при установке различных протяжек, повышение надежности работы патрона, снятие с хвостовика протяжки боковых нагрузок. The objective of the invention is to provide control of the distance between the cams when installing various broaches, increasing the reliability of the cartridge, removing from the shank broaches side loads.

Технический результат достигается тем, что патрон, регулируемый для захвата протяжки, содержит размещенные в корпусе подпружиненные кулачки, механизм их разжима, выполненный с возможностью взаимодействия с упорами, закрепленными на станке. Механизм разжима клиновидных кулачков выполнен с возможностью их раздельного регулирования и состоит из двух пар ползунов, шаров, установленных в контакте с двумя подпружиненными сухарями с ограничителями бокового хода, закрепленными на корпусе, при этом каждая пара ползунов соединена винтами соответственно с правой и левой резьбой на концах и образует со стороны кулачков клиновую поверхность, обратную клиновой поверхности кулачков, и установлена в контакте этой поверхностью с клиновой поверхностью каждого из кулачков, с противоположной стороны каждой ползун имеет конусное углубление, а каждый сухарь паз под шары. The technical result is achieved in that the cartridge, adjustable for gripping the broach, contains spring-loaded cams located in the housing, a mechanism for expanding them, made with the possibility of interaction with the stops fixed on the machine. The mechanism for expanding the wedge-shaped cams is made with the possibility of their separate regulation and consists of two pairs of sliders, balls installed in contact with two spring-loaded crackers with side-stroke limiters mounted on the housing, each pair of sliders being screwed to the right and left threads respectively at the ends and forms on the cams side a wedge surface opposite to the wedge surface of the cams, and is installed in contact with this surface with the wedge surface of each of the cams, against hydrochloric side of each slider has a conical recess and each groove under rusk balls.

С помощью винтов, имеющими на своих концах правую и левую резьбу, приводят в движение ползуны, имеющие отверстия с правой и левой резьбой соответственно, раздвигая или сдвигая кулачки, тем самым настраивают патрон на определенный размер протяжек с небольшим зазором, предохраняющим протяжку от боковых нагрузок. Кулачки имеют раздельный привод. Using screws with right and left-hand threads at their ends, sliders having holes with right and left-hand threads are respectively moved by spreading or shifting the cams, thereby adjusting the cartridge to a certain size of broaches with a small clearance that protects the broach from side loads. Cams have a separate drive.

На фиг. 1 изображен патрон в разрезе, на фиг.2 - разрез Б-Б, на фиг.3 - разрез А-А в рабочем положении, на фиг.4 - разрез А-А с разжатыми кулачками. In FIG. 1 shows a cartridge in a section, FIG. 2 is a section B-B, FIG. 3 is a section AA in a working position, and FIG. 4 is a section AA with open cams.

Патрон состоит из корпуса 1. Двух сухарей 2, подпружиненных пружинами 3 и ограниченных от бокового перемещения пластинами 4, соединенных с корпусом 1 винтами 5. Каждый сухарь 2 имеет паз 6 в верхней части с внутренней стороны под шары. Внутри корпуса 1 установлены клиновидные кулачки 7, подпружиненные друг относительно друга пружинами 8. Клиновые поверхности кулачков 7 контактируют с клиновыми поверхностями ползунов 9, имеющих резьбовые отверстия с правой резьбой и клиновыми поверхностями ползунов 10, имеющих резьбовые отверстия с левой резьбой. Ползуны 9 и 10 имеют клиновую поверхность со стороны кулачков, обратную клиновой поверхности последних, и установлены в контакте этой поверхностью с клиновой поверхностью каждого из кулачков. Ползуны 9 и 10 соединены между собой винтами 11, имеющими правую и левую резьбу соответственно, а с противоположной стороны имеют конусные отверстия, под шары 12, контактирующие с сухарями 2. В корпусе 1 выполнены отверстия 13 для подхода инструмента к винтам 11 с наиболее удобной стороны. Упоры 14 находятся на протяжном станке (не показан) и расположены с двух сторон выше патрона в положении, обеспечивающем разжим кулачков 7 в верхнем крайнем положении патрона при нахождении плоской протяжки 15 в патроне без ее захвата. The cartridge consists of a housing 1. Two crackers 2, spring-loaded by springs 3 and limited by lateral movement by plates 4, connected to the housing 1 by screws 5. Each cracker 2 has a groove 6 in the upper part from the inside for the balls. Inside the housing 1, wedge-shaped cams 7 are installed, spring-loaded relative to each other by springs 8. The wedge surfaces of the cams 7 are in contact with the wedge surfaces of the sliders 9 having threaded holes with a right-hand thread and the wedge surfaces of the sliders 10 having threaded holes with a left-hand thread. The sliders 9 and 10 have a wedge surface on the side of the cams, the inverse of the wedge surface of the latter, and are installed in contact with this surface with the wedge surface of each of the cams. The sliders 9 and 10 are interconnected by screws 11 having right and left threads, respectively, and on the opposite side have conical holes for balls 12 in contact with the crackers 2. In the housing 1, holes 13 are made for the tool to approach the screws 11 from the most convenient side . The stops 14 are located on a broaching machine (not shown) and are located on two sides above the cartridge in a position that allows the cam 7 to expand in the upper extreme position of the cartridge when the flat broach 15 is in the cartridge without grasping it.

Подготовка патрона к работе. Preparing the cartridge for work.

В рабочем положении, когда сухари 2 не взаимодействуют с упорами 14, в отверстия 13 вставляется инструмент (не показан) и вращением винтов 11 устанавливается наибольший размер "В" (фиг.2). В исходном положении (фиг.4), когда упоры 14 взаимодействуют с сухарями 2, хвостовик протяжки 15 входит в патрон и они двигаются совместно до прекращения взаимодействия упоров 14 с сухарями 2. Затем совместное движение патрона и протяжки прекращается, вращают винты 11 до упора, т.е. до касания кулачками 7 хвостовика протяжки 15. После определения момента упора поворачивают каждый винт 11 в противоположную сторону на 10^o...15^o. Таким образом устанавливается требуемый размер "В" для данной протяжки. Далее патрон с протяжкой вновь перемещается в исходное положение и хвостовик протяжки 15 выходит из патрона. В итоге патрон готов к работе с протяжкой и размер "В" соответствует данной протяжке.In the working position, when the crackers 2 do not interact with the stops 14, a tool (not shown) is inserted into the holes 13 and the largest size “B” is set by rotating the screws 11 (FIG. 2). In the initial position (figure 4), when the stops 14 interact with the crackers 2, the shank of the broach 15 enters the cartridge and they move together until the interaction of the stops 14 with the crackers 2. Then the joint movement of the cartridge and the broach stops, rotate the screws 11 until they stop, those. until the cams touch the shank of the broach 15. After determining the stop torque, turn each screw 11 in the opposite direction by 10 ^o ... 15 ^o . Thus, the required size “B” is set for this broach. Next, the cartridge with the broach again moves to its original position and the shank of the broach 15 comes out of the cartridge. As a result, the cartridge is ready to work with a broach and size "B" corresponds to this broach.

Патрон работает следующим образом. The cartridge works as follows.

В исходном положении упоры 14 нажимают на сухари 2. Шары 12 попадают в пазы 6 и кулачки 7 под действием пружин 8 расходятся в противоположные стороны. Хвостовик протяжки 15 входит в патрон и далее они двигаются совместно. При этом упоры 14 перестают взаимодействовать с сухарями 2, под действием пружин 3 сухари 2 перемещаются вверх и шары 12 выходят из пазов 6. Затем шары 12 взаимодействуют с внутренней поверхностью сухарей 2 и посредством кинематической связи с ползунами 9 и 10 кулачки 7 перемещаются к хвостовику протяжки 15 и захватывают последний для выполнения рабочего хода протягивания. In the initial position, the stops 14 press on the crackers 2. The balls 12 fall into the grooves 6 and the cams 7 under the action of the springs 8 diverge in opposite directions. The shank of the broach 15 enters the cartridge and then they move together. In this case, the stops 14 cease to interact with the crackers 2, under the action of the springs 3, the crackers 2 move up and the balls 12 exit the grooves 6. Then the balls 12 interact with the inner surface of the crackers 2 and, through kinematic connection with the sliders 9 and 10, the cams 7 are moved to the shank of the broach 15 and capture the latter to carry out a pull stroke.

При холостом ходе протягивания хвостовик протяжки 15 будет захвачен кулачками 7 до момента попадания шаров 12 в пазы 6, которые смещаются к шарам 12 вследствие контакта сухарей 2 с упорами 14. Затем протяжка свободно выходит из патрона. When idling, the shank of the broach 15 will be caught by the cams 7 until the balls 12 enter the grooves 6, which are displaced to the balls 12 due to the contact of the crackers 2 with the stops 14. Then the broach freely leaves the cartridge.

При замене одной протяжки на другую с отличительными размерами хвостовика необходимо регулировать размер "В", как описано выше. When replacing one broach with another with the distinctive dimensions of the shank, it is necessary to adjust the size "B", as described above.

Как известно, при наличии эксцентриситета между осями патрона и хвостовика протяжки последний испытывает боковые нагрузки. Возникновение боковых нагрузок приводит к снижению качества протягиваемого шпоночного паза, возникновению усталостных напряжений в протяжке и даже возможна поломка хвостовика протяжки. Наличие у патрона раздельной регулировки размера "В" каждым кулачком 7 независимо друг от друга позволяет компенсировать межосевой эксцентриситет и ликвидировать боковые нагрузки на хвостовик протяжки 15 при выполнении рабочего хода протягивания. As you know, in the presence of eccentricity between the axes of the cartridge and the shank of the broach, the latter experiences lateral loads. The occurrence of lateral loads leads to a decrease in the quality of the drawn keyway, the occurrence of fatigue stresses in the broach, and even a breakage of the shank of the broach is possible. The presence of a cartridge of separate adjustment of size “B” by each cam 7 independently of one another allows one to compensate for the center-line eccentricity and eliminate lateral loads on the shank of the broach 15 during the execution of the pulling stroke.

Использование предлагаемого изобретения в патронах протяжных станков позволило одним патроном выполнять несколько шпоночных пазов с применением различных протяжек. Патрон работает на вертикально-протяжном станке, результаты эксплуатации положительные. The use of the invention in cartridges of broaching machines allowed one cartridge to perform several keyways with various broaches. The cartridge works on a vertical broaching machine, the operating results are positive.

Claims

An adjustable chuck for gripping a broach, comprising spring-loaded wedge-shaped cams located in the housing, an expansion mechanism configured to interact with stops fixed to the machine, characterized in that the expansion mechanism of the wedge-shaped cams is configured for separate adjustment in the form of two pairs of sliders, balls installed in contact with two spring-loaded crackers having side-stroke limiters mounted on the housing, with each pair of sliders connected by screws, respectively o with right and left-hand threads at the ends and forms a wedge-shaped surface on the side of the wedge-shaped cams that is inverse to the wedge-shaped surface of the wedge-shaped cams and is installed in contact with this surface with the wedge-shaped surface of each of the wedge-shaped cams, on the opposite side each slider has a conical recess, and each cracker has a groove under the balls.