SU512005A1 - Самоцентрирующий электромеханический патрон - Google Patents

Description

Изобретение относи1с  к области станкостроени  и может быть использовано дл  креплени  деталей при обработке на токарных станках.

Известны патроны подобного назначени , в которых торможение кориуса патрона и сцепление иривода с механизмом перемещенн  кулачков осуществлено посредством зубчатых муфт.

Однако известные патроны характеризуютс  низкой производительностью, обусловленной затратой времени на управление зубчатыми муфтами.

Цель изобретени  - повышение производительности путем автоматизации процесса зажима-разжима .

Дл  этого в предлагаемом патроне торможение корпуса патрона и сцепление привода с механизмом перемещени  зажимных кулачков осуществл етс  посредством элементов заклинивани , например эксцентриков, размещенных iB сепараторах, установленных с возможностью поворота соответственно между выходным валом планетарного редуктора и С11иральным диском спирально-реечного механизма и между корпусами патрона и планетарного редуктора, причем солнечное колесо планетарного редуктора выполнено поворотным и взаимодействующим с элементами заклинивани , осуществл ющими торможение корпуса патрона.

На фиг. 1 показан патрон, установленный на с:андартном фланцевом конце щпиндел  станка, продольный разрез; на фиг. 2 - сборочный узел планетарного редуктора с эксцентриковыми роликами и спира.тьным диском патроиа, продольный разрез; на фиг. 3 - разрез по А-. на фиг. I без деталей редуктора и щпиндел  станка, показано взаимное расположение элементов патрона и элементов взаимодействи  зубчатого колеса с внутреиними зубь ми планетарного редуктора с корп сом патрона и корпусом редуктора в нейтральном положении эксцентриковых роликов во врем  вращени  щпиндел  станка; на фиг. 4 - разрез по А-А на фиг. 1 с детал ми планетарного редуктора, но без щпиндел  стайка, показано взаимное положение эксцентриковых роликов, выстуиа и гнезда кориуса привода во врем  разжима детали; нафиг. 5 - разрез по А-А на фиг. 1 без деталей редуктора и щпиндел  станка, показано взаимное полон ение эксцентриковых роликов , выступа и гнезда кориуса -привода во врем  зажима детали; на фиг. 6 - разрез по Б-Б на фиг. 5; на фнг. 7 - разрез по В-В на фиг. 2. показано взаимное цоложснпе эксцен1рнковых роликов, гнезда вала редуктора и вала спирального диска в момент зажима детали; на фиг. 8 - разрез по В-В на фиг. 2, показано взаимное положение эксцентриковых роликов, гнезда вала редуктора и

вала спирального диска в момент разжима детали; на фиг. 9 - разрез но В-В на фиг. 2, ноказано нейтральное иоложение эксцентриковых роликов, гнезда вала редуктора и вала спирального диска.

На передней стенке 1 шпиндельной бабки станка на подшипнике 2 Шпинделп сцентрирован тфи иомоши переходника 3 и неподвижно закреплен па ней винтом 4 корпус привода 5. На корпусе привода 5 закреплен приводной электродвигатель 6, при помощи зубчатых колес 7-9 св занный с зубчатым колесом 10, нарезанным в водило-эксцентрике 11 планетарного редуктора. Наружна  новерхпость 12 водило-эксцентрика 11 обработана вокруг оси О-О (фиг. 1), расположенной эксцентрично относительно оси его внутренней расточки. На поверхность 12 установлен сателлит 13, содержаидий два р да зубчатых венцов. Один из этих зубчатых венцов сцеплен с зубчатым колесом 14 с внутренними зубь ми, установленным внутри втулки 15, выполненной в корпусе привода 5. Втулка 15 имеет выступ 16 (фиг. 4 и 5), вход ший в паз 17 (фиг. 3), выполненный в сепараторе 18, который сделан заодно целое с колесом с внутренними зубь ми 14. В сепаратор 18 запрессованы оси 19, вокруг которых свободно вращаютс  эксцентриковые ролики 20 и 21, наход щиес  под воздействием пружинок 22 и 23. Втулка 15 снабжена также гнездом 24.

Второй венец сателлита 13 сцеплен с другим зубчатым колесом 25 с внутренними зубь ми , свободно вращающимис  внутри зубчатого колеса 14, « снабженным выходным валом 26 планетарного редуктора.

На переднем подщиннике 2 установлен шпиндель 27 стапка. На коническом буртике шпиндел  27 станка при помощи винтов 28, гаек 29 и шайбы 30 закреплен переходник 31. Винтами 32 па переходнике 31 закреплен собственно корпус патрона 33, снабженный полым валом 34.

В пазах корпуса патрона 33 установлены кулачки 35, взаимодействующие со снирал1 ным диском 36, установленным внутри корпуса патрона и снабженным валом 37 привода спирально-реечного механизма.

Дл  взаимодействи  планетарного редуктора с валом 37 привода спирального диска 36 патрон снабжен второй группой эксцентриковых роликов 38 и 39, которые свободно вращаютс  вокруг осей 40 и наход тс  под взаимодействием пружинок 41 и 42.

Оси 40 запрессованы в сепаратор 43, который свободно вращаетс  на выходном валу 26 планетарного редуктора. ВЕЯХОДНОЙ вал 26 снабжен гнездом 44.

Устройство работает следующим образом. Направление вращени  элементов патрона условно принимаем с точки зрени  наблюдател , сто щего у заднего конца шпиндел  и смотр щего на патрон.

Направление вращени , патрона во врем  обработки детали условно обозначено стрелкой М (фиг. 9). Во врем  обработки детали щниндель 27 вместе с детал ми 28-37 и с обрабатываемой деталью вращаютс  по стрелке, а все остальные детали патрона не5 подвижны. Эксцентриковые ролики 20, 21 и 38, 39 наход тс  в нейтральном (выключенном ) Положении (фиг. 3 и 9). На фиг. 3 видно , что все элементы патрона, попавщие в разрез, кроме полого вала 34 корпуса патрона 10 33, неподвижны. Вращаетс  только корпус патрона 33, следовательно, и полый вал 34. Эксцентриковые ролики 20 и 21 выключены, отцеплены от полого вала 34 корпуса патрона 33. Эксцентриковые ролики 38 и 39 (фиг. 9), 15 служащие дл  взаимодействи  вала редуктора 26 с валом 37 привода спирального диска 36, тоже выключены, расцеплены. Таким образом , вал 37 нривода спирального диска 36 может свободно вращатьс  вокруг своей оси. 20 Допустим, шпиндель 27 остановлен, требуетс  зажать обрабатываемую деталь. Дл  этого включаетс  приводной электродвигатель 6. Вращение валика электродвигател  6 передастс  при помощи зубчатых колес 7-9 зуб5 чатому колесу 10, нарезанному па водило-эксцептрике 11 планетарного редуктора. Водилоэксцентрик 11 (фиг. 1, 2 и 4) стремитс  обкатать сателлит 13, свободно посаженный на его эксцентрично-цилиндрическую поверхность 0 12, вокруг зубчатого колеса 14 С внутренними зубь ми, которое в известном патроне выполнено пенодвижиым. Если бы зубчатое колесо 14 в даииом случае было ненодвижно, то сателлит 13 совершал бы обкатное движение по 5 нему. Но в предлагаемом патроне (фиг. 3) зубчатое колесо 14 выполнено новоротным на некоторый угол, меньший 360°. Поэтому при вращении ведущего вала иланетарного редуктора , пап 5нмер, по направлению стрелки Ф, 0 все остальпые зубчатые колеса его вращаютс  как одно целое в этом же направлении. Следовательно , и сепаратор 18, и выходной вал 26 редуктора будут вращатьс  по направлению стрелки Ф (фиг. 3). При этом левый ко5 нец паза 17 сепаратора 18 наталкиваетс  на негюдвнжиый выстун 16, выполненный на втулке 15 корпуса прнвода 5. Эксцентриковый ролик 20 подходит к гнезду 24, выполненному на втулке 15 корпуса привода 5, и, повораО чпва сь вокруг оси 19 под воздействием пруЖ1П1КИ 22, зак.чинивает полый вал 34 корпуса патропа 33 на втулку 15 корпуса привода 5. Так как корпус привода ненодвижпо закреплеп на ЩИИндельной бабке 1, корпус патрона 5 оказывалс  зато)моженным на бабку 1 и в направлении стрелки Ф вращатьс  не может. Одновременно и зубчатое колесо 14 с внутрентшми зубь ми оказываетс  остановленным, неподвижным и по стрелке Ф вращатьс  не 0 может.

Это положение зубчатого колеса 14, взаимное положение элементов заклинивани  и других элементов иатрона иоказано на фиг. 5. Таким образом создаютс  услови  дл  обкатки сателлита 13 относительно неподвижного теперь зубчатого колеса 14. При дальнейшем вращении водило-эксцентрика 11 в том же направлении второй зубчатый вепец сателлита 13 совершает обкатпое движение по подвижному зубчатому колесу 25 с внутренними зубь ми, с которым заодно целое выполнен выходной вал 26 планетарного редуктора . В результате совокупного обкатного движенн  сателлита 13 и зубчатых колес 14 и 25, дополненному редукцией зубчатых колес 7 и 10, крут щий момент приводного электродвигател  6 увеличиваетс , нзпрнмер в 500- 600 раз, н передаетс  выходному валу 26 планетарного редуктора.

Взаимное расположение элементов патрона. включаюн1.их выходной вал 26 редуктора, свободно вращающийс  на нем сепаратор 43, в который запрессованы оси 40, несущие эксцентриковые ролики 38 и 39, и полый вал 34 корпуса патрона 33. во врем  зажима детали показано на фиг. 7.

Как видно из фиг. 9, выходной вал 26 вращаетс  по направлению стрелки Ф. При этом гнездо 44, выполненное на выходном валу 26, подходит под эксцентриковый ролик 38, так как сила пружинок 41 и 42 недостаточна дл  преодолени  момента инерции корпуса патрона 33 н полого вала 34. Под действием пружинки 41 эксцентриковый ролнк 38 попадает в гнездо 44.

Дальнейщее врап1ение выходного вала 26 по стрелке Ф, как показано на фиг. 7, приводит к тому, что выходной вал оказываетс  заклиненным на вал 37 привода спирального диска 36. При дальнейшем вращении выходной вал 26 через ролнк 38 увлекает и врапитет вал 37 привода спирального диска. В это врем , как показано на фнг. 5, полый вал 34 корпуса патрона 33 неподвижен и по направлению стрелкт Ф врантатьс  не может.

Таким образом, при вран1ении выходного вала 26 редуктора вращаетс  спиральпый диск 36 относительно неподвижного корпуса патрона 33. Отпосител т1ое враитенне спиратьного диска 36 и корпуса патрона 33 обеспечивает зажим детали. При достижении заданного УСИЛИЯ зажима реле тока отключает прнводной двигатель и при помощи устройства типа реле времени электрический ток автоматически подаетс  Tia определенное врем  в электродвигатель 6 в обратном направлении. При этом эксцентриковые ролики 20. 2 и 38, 39 возвращаютс  в нейтральное положение, показанное на фиг. 3 и 9. При этом корпус патрона 33 освобождаетс  и щпинде,ть 27 может быть запущен в работу.

Дл  разжима детали сначала шпиндель следует остановить, а потом реверсировать приводной электродвигатель 6.

Взаимное расио,тожение элементов патрона, обеснечиваюн1,их торможение корпуса патрона 33 на шпиндельную бабку 1 при разжиме детали , показано на фиг. 4. Взаимное расположение элементов патрона, обеспечивающих

взаимодействне выходного ва,та 26 планетарного редуктора с валом 27 привода спирального диска 36 во врем  разжима детали, показано на фиг. 4.

Итак, как видно из фиг. 3, дл  разжима детали необходимо обеспечить вращение сепаратора 18 но стрелке Р, противоположной стрелке Ф. Так как в этом направлени сепаратор 18 может вран ;атье  свободно, то все зубчатые колеса планетарного редуктора (13, 14, 25) вращаютс  как одно целое по стрелке Р до тех пор, пока, как показано на фиг. 4, правый конец паза 17, выио,тненный на сепараторе 18. не натолкнетс  на выступ 16 втулки 15 неподвижного корпуса привода 5. При этом экснентриковый ролик 21 нона дает в гнездо 24, выполненное на втулке 15 корнуса привода 5. Под действием пружинки 23 эксиентриковый ролик 21 поворачиваетс  вокруг

оси 19 и заклинивает полый вал 34 корнуса патрона 33 на неподвпжную втулку 15 корпуса ирнвода 5. Поэтому, кроме того, что зубчатое колесо 14 с внутренннмн зубь ми оказываетс  остановленным и не может вращатьс  в нанравленнн стрелки Р, также одновременно корпус патрона 33 оказываетс  заторможенным на щннндельную б.абку 1 станка и не может вращатьс  в направлении стрелки Р.

Взаимное расположение элементов взаимодействи  выходного вала 26 планетарного редл-ктопа и вала 37 привода спирального диска 36 во врем  разжима детали показано на фиг. 8. Как показано на фиг. 9, при разжиме

детали выходной вал 26 редуктора вращаетс  по стрелке Р, противоположной стрелке Ф. Ппи этом гнездо 44, выполненное на выходном валу 26. подходит под эксцентриковый ролик 39. который под действием пружинки 42 новорачиваетс  вокруг своей оси и попадает в гнездо 44 выходного вала 26 (фиг. 8). При дальпейшелт врапюнии выходной вал 26 через эксп.ентрико ый ролик 39 увлекает заклиненный на него вал 37 прнвода спирального диска 36 по направлению стрелки Р.

Как было показано выше, при врап1енни элел1ентов патрона в направлении стрелки Р СсЬиг. 4) КОРПУС патрона 33 заторможен на втл.тку 15 корпуса привода 5 и поэтому неполвижен . При дальнейшем вран1ении выходного в ла 26 по стре,тке Р обеспечиваетс  взаимное относительное проворачивание спирального диска 36 и корпуса патрона 33, необходимое дл  перемещени  кулачков 35. ТаКИМ образом деталь разжимаетс  и при выключении приводного э.тектродвигател  6 автоматически при помощи устройства типа реле времени на определенное врем  подаетс  электрическттй ток в электродвигатель 6 в обратном направлепии. При этом элементы привода патрона возвратцаютс  в нейтральное положение (фиг. 3 и 9). Корпус патрона 33 и вал спирального диска 36 освобождаютс  от шпиндельной бабки н редуктора. Деталь

можно сн ть со станка.

В качестве второго варианта положение зал имных кулачков 35 может быть использовано дл  креплени  деталей тина втулок за внутренний диаметр ири работе «в раснор. В этом случае шинпель станка может быть вновь занущен в работу.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Самонентрнрующий электромеханический патрон со спирально-реечным механизмом перемепени  кулачков, приводимым посредством планетарного редуктора, в котором в процессе зажима-разжима детали происходит сцепление выходного вала планетарного редуктора со спиральным диском спирально-реечиого механизма и торможение корпуса патрона , отличающийс  тем, что, с нелью )овышепи  производительности путем автоматизации процесса зажима-разжима, сцепление и торможение осуществлены посредством элементов заклинивани , например эксцентриков , размещенных в сепараторах, установленных с возможностью поворота соответственно между выходным валом планетарного редуктора и спиральным диском спирально-реечного механизма и между корпусами патрона н плаиетарпого )едуктора, причем солнечное колесо плапетар;1ого редуктора выполнено поворотным и взаимодействующим с элементами за.клнпивани , осуществл ,ющими торможение корпуса патрона.

   20

   сриг.7

   оэ

   h

   «7

   J7

   J

   37

   W срцг.8

   39

   40

   L. 38 1

   3