Универсальные трехкулачковые самоцентрирующие патроны с ключевым зажимом

By | 10 июля, 2012

Универсальные трехкулачковые самоцентрирующие патроны с ключевым зажимом

 

В серийном, мелкосерийном и единичном производствах для центрирования и зажима обрабатываемых деталей широко используются универсальные кулачковые патроны с ключевым зажимом.

Наиболее распространенными являются спирально-реечные патроны с плоской спиралью и конической передачей к спиральному диску, существующие свыше 100 лет. В СССР эти патроны стандартизованы.

По данным ЭНИМС народному хозяйству нашей страны ежегодно требуется около 400 000 кулачковых патронов, идущих на пополнение и замену патронов, находящихся в эксплуатации. Этот же уровень ежегодной потребности в патронах с ключевым зажимом будет сохраняться и на ближайшие годы наряду со все возрастающим применением механизированных токарных патронов.

В зарубежной практике наибольшим распространением также пользуются ключевые спирально-реечные патроны с плоской спиралью.

В. Универсальные трехкулачковые самоцентрирующие патроны с ключевым зажимом

В чугунный или стальной корпус 1 патрона установлен спиральный диск 2, находящийся в зацеплении с рейками 3. Во время вращения диска рейки перемещаются в Т-образных пазах корпуса. Диск 2 приводится во вращение при помощи одной из трех конических шестерен 6, вмонтированных в радиальные отверстия корпуса и законтренных в нем штифтами 8. Крышка 7 удерживает спиральный диск 2 от перемещения в осевом направлении и одновременно служит для защиты от попадания грязи и мелкой стружки в патрон. В крестообразном пазу реек 3 устанавливаются и закрепляются винтами 4 прямые или обратные накладные кулачки 5. В ряде случаев патроны изготовляются с цельными прямыми и обратными кулачками с нарезанными на их основаниях рейками для непосредственного сопряжения со спиральным диском 2. Общий вид патрона изображен на фиг. И, а. На фиг. И, б дан общий вид самоцентрирующего реечного патрона, описание которого дается ниже.

Прямые цельные и накладные кулачки предназначены для зажима деталей по наружной поверхности большими призмами, а по отверстию — ступенями кулачков. Обратные цельные и накладные кулачки представляют собой как бы повернутые на 180° прямые кулачки и используются для зажима деталей ступенями кулачков по наружной поверхности большого диаметра.

В. Универсальные трехкулачковые самоцентрирующие патроны с ключевым зажимом

В табл. 1 даны основные размеры трех кулачковых спирально-реечных патронов, изображенных на фиг. 10.

Недостаток патронов заключается в линейном контакте в сопряжении витков спирали с рейками кулачков, что вызывает повышенные удельные давления в сопряжении, в результате чего происходит сравнительно быстрый износ центрирующего механизма и потеря точности. В настоящее время у нас и за рубежом применяются закалка и шлифование витков спирали и реек кулачков, что повышает износоустойчивость и долговечность патронов. Однако операция шлифования требует применения специального оборудования и нуждается в дальнейшем совершенствовании.

В связи с этим разработан и применяется вариант универсального трехкулачкового самоцентрирующего патрона с винтовым центрирующим механизмом.

Винтовые трехкулачковые самоцентрирующие патроны с ключевым зажимом в течение последних двенадцати лет изготовляются в ФРГ фирмой «Mundorf» в качестве основной продукции и конкурируют с патронами спирально-реечного типа.

Три винта в этих патронах связаны общей конической передачей, приводимой в действие ключом посредством червячной пары. Кулачки являются полугайками и при вращении винтов осуществляют радиальное перемещение и зажим деталей.

 

Таблица 1

Основные размеры в мм токарных трехкулачковых спирально-реечных самоцентрирующих патронов (фиг. 10)

В. Универсальные трехкулачковые самоцентрирующие патроны с ключевым зажимом

Преимущества патронов с винтовым центрирующим механизмом заключаются в следующем.

1.     Плоскостной контакт винтовых поверхностей по всей ширине кулачка (кулачок работает как полугайка) и, как следствие, пониженные удельные давления в сопряжении и повышенная износоустойчивость.

2.     Возможность закаливать и шлифовать резьбу винтовой пары на обычном резьбошлифовальном станке.

3.     Возможность пользоваться одним комплектом переворачиваемых кулачков, тогда как в спирально-реечных патронах необходимо иметь два комплекта кулачков (комплект прямых и комплект обратных).

Патроны этой конструкции обеспечивают большую силу зажима, а при качественном изготовлении и высокую точность центрирования (по данным фирмы биение до 0,02 мм); в условиях нормальной эксплуатации точность центрирования должна сохраняться в течение длительного периода времени.

Основной недостаток кинематической схемы винтовых патронов заключается в том, что точность центрирования зависит от точности изготовления двух пар: зубчатой конической и винтовой, тогда как в спирально- реечных патронах точность центрирования зависит только от пары спираль — рейки кулачков. Патрон сложнее в изготовлении, имеет лишь одно гнездо для закладки ключа, требует длительного времени для перемещения кулачков при наладке.

Реечные патроны (см. фиг. 11,6) или иначе — клиновые патроны с поперечными клиньями имеют ограниченный ход кулачков и не являются широкоуниверсальными.

Рейки ведущие и рейки ведомые на основаниях кулачков имеют косые зубцы и работают как клиновые пары. Перемещение одной из реек перпендикулярно направляющим кулачков производится посредством винта, вращаемого ключом.

От этой рейки движение передается другим рейкам либо посредством центрального зубчатого колеса, как показано на фиг. 11,6, либо посредством кулисной передачи, осуществляемой центральным кольцом (диском) с радиальными пазами, в которые входят сухари, сидящие на цапфах реек.

Эти патроны, как и винтовые, обеспечивают большую силу зажима и одновременно высокую точность центрирования (до 0,02 мм). Плоскостной контакт по всей ширине кулачков, возможность закаливать и шлифовать на обычных станках сопряженные поверхности повышают долговечность патронов.

Однако из-за сравнительной сложности в изготовлении, ограниченности хода кулачков и повышенной затраты времени на переналадки эти патроны, несмотря на длительность их существования (около 35 лет), не смогли вытеснить универсальные спирально-реечные патроны или существенно сократить их применение.

В условиях серийного и единичного производства, при частой смене обрабатываемых деталей, на установку и ручной их зажим в универсальных ключевых патронах затрачивается до 30% от вспомогательного времени. Не случайно поэтому механизацией универсальных токарных патронов в последние годы усиленно занимаются у нас и за рубежом.

Затраты времени на установку и зажим заготовок в механизированном патроне сокращаются в 3—5 раз. Механизация облегчает труд станочника. Кроме того, механизированные патроны можно автоматизировать и включать в автоматический цикл работы станка.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *