Самозахватывающие поводковые патроны
В отличие от обычных поводковых устройств с пальцем и хомутиком (ГОСТ 2571—53 и ГОСТ 2572—53) самозахватывающие поводковые патроны патроны имеют два или три эксцентриковых кулачка с насечкой, которыми они в момент начала резания захватывают обрабатываемую деталь и приводят ее во вращение; с увеличением крутящего момента резания автоматически увеличивается и крутящий момент патрона. Поэтому они надежно работают при любых сечениях стружки. Детали, как обычно, устанавливаются на неподвижные или плавающие центры. Для удобства установки деталей на центры применяют конструкции с автоматически раскрывающимися кулачками, а для обеспечения равномерного зажима всеми кулачками применяют плавающую систему кулачков или систему с кулачками независимого действия.
Кулачковые поводковые патроны широкое применение получили на многорезцовых токарных станках, где требуется передача больших крутящих моментов.
При эксплуатации обычных поводковых патронов с эксцентриковыми кулачками бывают случаи, когда заготовка под действием сил резания провертывается в начале обработки, что приводит к поломке резца. Для устранения этого недостатка и повышения автоматичности и надежности действия в последнее время внедряются поводковые патроны с грузами, основанные на использовании центробежных сил инерции. Внедрению этих патронов способствует быстроходность шпинделей современных токарных станков.
На фиг. 22 показан патрон с эксцентриковыми кулачками конструкции Московского станкостроительного завода им. Орджоникидзе. Фланец 1 патрона крепится болтами к переходному фланцу или непосредственно к фланцу шпинделя, как показано на фигуре. Корпус 3 патрона соединен с фланцем 1 посредством винтов 5 с распорными втулками 6 и ведущих пальцев 2. Корпус 3 может перемещаться относительно фланца 1 в направлении его пазов, что обеспечивает равномерность зажима заготовки кулачками 4; пружины 9 возвращают корпус в исходное центральное положение.
Эксцентриковые кулачки 4 свободно установлены на пальцах 2 и имеют на профиле насечку. С началом вращения шпинделя кулачки под действием центробежной силы, развиваемой грузами 10, зажимают заготовку и приводят ее во вращение; дальнейший зажим осуществляется в процессе резания. При остановке станка кулачки под действием пружин 5 автоматически раскрываются толкателями 7; для разгрузки пальцев 2 они своей полуцилиндрической поверхностью прижимаются к радиусным выточкам в корпусе 3. Путем смены кулачков патрон можно использовать для зажима деталей диаметрами от 30 до 150 мм.
Величина центробежной силы прямо пропорциональна квадрату скорости п об/мин вращения шпинделя станка и определяется по формуле
где Р„ — центробежная сила в кгс;
и — вес вращающихся грузов в кг;
R — расстояние от центра тяжести груза до оси шпинделя станка в м;
g — ускорение при свободном падении груза в м/сек2; g = 9,81 м/сек2.
Центробежные поводковые патроны в зависимости от их диаметра могут вмещать грузы общим весом от -3 до 6 кг. Тогда, например, при G = 3 кг, R = 45 лш, п = 500, 1000, 2000 об!мин центробежная сила, прижимающая кулачки к заготовке, соответственно будет Рц = 34, 138, 552 кгс.
Двухкулачковые поводковые патроны нормализованы (МН 4051-62) и имеют нормализованный плавающий (утопающий) подпружиненный центр (МН 4052-62).
На фиг. 23 показаны конструкции нормализованного двухкулачкового патрона и его плавающего центра.
Основные размеры патронов и центров приведены в табл. 3.
Для зажима деталей диаметром от 17 до 72 мм нормалью предусмотрены семь комплектов сменных эксцентриковых кулачков, а для диаметров от 28 до 112 мм — 8 комплектов сменных кулачков; параметры эксцентриковых кулачков и плавающего центра (деталь 1) нормализованы. Материал кулачков — сталь марки ШХ15 ГОСТ 801—60; твердость — HRC 60—64. Материал центра —сталь У8А по ГОСТ 1435—54; твердость конуса 60° HRC 55—60, остальное — HRC 45—50.
|
Таблица 3 Патроны поводковые двухкулачковые и утопающие центры (размеры в мм)
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
На заводе «Фрезер» им. М. И. Калинина спроектирован и внедрен в производство трехкулачковый центробежный патрон.
Патрон (фиг. 24) представляет собой сварной корпус «3, в котором расположены плавающий центр 4 с пружиной 2 и три груза или балансира 6У
установленные на осях 7; балансиры связаны с зажимными кулачками 9 пальцами 11. Кулачки установлены на осях 10, запрессованных в передней стенке патрона.
Осевое перемещение центра 4 ограничивается винтом 5. Центр имеет коническую шейку и в рабочем положении сопрягается с коническим гнездом корпуса патрона, что устраняет его биение. Усилие пружины 2 регулируется винтом 1.
Для увеличения веса балансиров 6 в них предусмотрены отверстия диаметром 50 мм, залитые свинцом; вес каждого балансира примерно 2 кг. Балансиры находятся под действием пружин 13, удерживающих их в нерабочем положении. Патрон закрыт кожухом 8 и крышкой 12, закрепляемыми на его корпусе винтами.
При работе на кулачки 9 кроме сил резания действуют также центробежные силы от балансиров, передаваемые с помощью пальцев 11. В результате кулачки плотно прижимаются к обрабатываемому изделию и не допускают его поворота относительно патрона.
В конструкции патрона расстояние от центра тяжести каждого груза до оси шпинделя R = 0,05 мм. Тогда при G = 2 кг; п = 1000 об)мин центробежная сила, действующая на каждый кулачок, по предыдущей формуле будет
Суммарная сила Рц. сум = 102-3 = 306 кгс.
Наличие такой силы исключает возможность проворота заготовки в начале резания.
После обработки детали и остановки шпинделя балансиры 6 под действием пружин 13 возвращаются в исходное положение и, увлекая кулачки 9, автоматически раскрывают их, освобождая заготовку.
Патрон обеспечивает равномерный зажим заготовки без применения плавающей системы кулачков, так как в случае эксцентричности заготовки центробежные силы зажимают ее различными точками кривой са.
Трехкулачковые поводковые патроны аналогичной конструкции и эксцентриковые кулачки к ним нормализованы (МН 4050-62). Диаметр зажимаемых деталей от 12 до 85 мм.
