animateMainmenucolor
activeMenucolor
Станкостроительный завод Металлообрабатывающие станки и инструмент
г. Набережные Челны
Обратная связь
Главная / ЧПУ станок / Токарный станок / Патрон для токарного станка с улучшенной конструкцией

Патрон для токарного станка с улучшенной конструкцией

Токарный патрон - это один из основных элементов техоснастки, необходимый для надежного крепления заготовок различного размера и формы на шпиндель. Высокая точность зажима обеспечивает центрование и перпендикулярность поверхности оси обработки. Патрон необходим для проведения практически всех токарных операций, входит в обязательный комплект оснастки металлообрабатывающих ручных, полуавтоматических и автоматических станков.

Модель включает в себя самоцентрирующий патрон для токарного станка, который состоит из корпуса, в составе которого соединенные между собой передняя и задняя части, шпиндель, на его наружной поверхности установлена задняя часть корпуса. Также устройство включает в себя спиральный диск патрона. В виде конусов выполнены внутренние области задней части корпуса и спирального диска а также находящаяся с ними в сопряженнии наружная область шпинделя. У шпинделя наружная область может имеет конусность 7:24.

Втулка установленная между конусными поверхностями шпинделя и спирального диска способна регулироваться в радиальном направлении и может входить в комплектацию устройства. В итоге, себестоимость изготовления патрона для токарного станка снижается, срок службы кулачков. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. увеличивается, точность базирования заготовок в кулачках патрона повышается, жесткость сопряжения патрона со шпинделем становится выше.

Устройство используется для закрепления цилиндрических заготовок при обработке на токарных станках в 3-х, 4-х и 6-ти кулачковых самоцентрирующих спирально-реечных патронах и относится к области металлообработки. Корпус, кулачки и спирально-реечный механизм их перемещения содержит известный токарный самоцентрирующий патрон. Корпус крепится к токарному станку шпильками, гайками (ГОСТ 2675-80. патроны самоцентрирующие трехкулачковые) и базируется на конусный поясок и торец на переднем конце шпинделя токарного станка. Данная конструкция патрона выпускается серийно и имеет широкое применение в промышленности. Но подобная система включает в себя ряд недостатков.

Во первых, необходимо базировать корпус патрона для токарного станка, при установке на шпиндель, одновременно на торцевую поверхность и конусную поверхность. Подобное конструкторское решение требует выполнения базовых поверхностей как на шпинделе, так и в корпусе патрона с очень высокой точностью (ГОСТ 2675-80, табл. 3) и является не технологичным. Базирование произойдёт либо только на торец, или только на конус, в случае если допуск на размеры не будут выдержаны. В итоге, технология изготовления обеих сопрягаемых деталей значительно усложняется.

Во-вторых, точность радиального перемещения кулачков определяется базированием самого корпуса на шпинделе, а также точностью изготовления спирального диска и его базирования в корпусе. В результате не получится обеспечить заданное биение заготовок во всем диапазоне перемещения кулачков, если сложить все погрешности базирования в данной конструкции патрона. Это вынуждает применять расточку кулачков, при обработки заготовок на получистовых и чистовых операциях, что влечёт за собой снижение срока их службы.

Известен патрон для токарного станка включающий корпус, кулачки, спирально-реечный механизм их перемещения (АС 1808487, МПК B23B 31/00, 1991 г.), этот токарный патрон является самоцентрирующимся. Спиральный диск патрона базируется на наружной цилиндрической поверхности шпинделя, а корпус конструкции патрона базируется на внутренней конусной поверхности шпинделя. Такое конструктивное решение, вследствие уменьшения числа составляющих суммарной погрешности базирования спирального диска, позволяет повысить точность базирования заготовок К недостаткам данного устройства следует отнести необходимость изготовления, высокой точности, сопрягаемых поверхностей при базировании корпуса одновременно на конусную внутреннюю поверхность и торцевую поверхность шпинделя. Это соответственно, повышает себестоимость их изготовления.

Вследствие нерегулируемого зазора в сопряжении с цилиндрической поверхностью шпинделя, у спирального диска не устранена полностью погрешность базирования на шпинделе, что в свою очередь не гарантирует при закреплении в патроне во всем диапазоне перемещения кулачков заданного биения заготовок.

Достижение требуемой жесткости сопряжения вследствие погрешностей размеров базовых поверхностей не всегда гарантируется при базирование корпуса на внутреннюю коническую поверхность и одновременно на торцевую поверхность.

Улучшения достигаемые в новом устройстве, проявляются:

  • в повышении срока службы кулачков;
  • в снижении себестоимости изготовления патрона;
  • в повышении жесткости сопряжения патрона для токарного станка со шпинделем;
  • в повышении точности базирования заготовок в кулачках патрона.

Указанный технический результат достигается тем, что корпус и спиральный диск установлены на наружной конусной поверхности шпинделя. Наружная коническая поверхность шпинделя может быть выполнена с конусностью 7:24. Между коническими поверхностями шпинделя и спирального диска может быть установлена регулируемая в радиальном 3 направлении втулка.

Совокупность отличительных признаков такого технического решения является новой. Она необходима и достаточна для достижения заявленного технического результата, что обусловлено следующим.

Во первых, установка корпуса на наружную конусную поверхность шпинделя обеспечивает для тяжелого патрона надежное, жесткое и точное базирование относительно оси вращения шпинделя. Установка спирального диска непосредственно на конусную поверхность шпинделя позволяет полностью устранить зазоры между базовыми поверхностями и свести до нуля погрешность базирования относительно оси вращения шпинделя. Этому способствует установка между шпинделем и спиральным диском регулируемой в радиальном направлении втулки. В результате на точность радиального перемещения кулачков и, соответственно, на точность базирования заготовок разных диаметров во всем диапазоне перемещения кулачков будет оказывать влияние только точность изготовления торцевой спирали и реек кулачков.

Во-вторых, базирование корпуса только на одну конусную поверхность позволяет снизить требования к точности выполнения размеров сопрягаемых поверхностей шпинделя и патрона для токарного станка, и, соответственно, снизить себестоимости их изготовления.

В третьих, повышение точности базирования заготовок во всем диапазоне перемещения кулачков позволит обходиться без их растачивания и увеличит срок их службы. Кулачки, не требующие расточки, можно изготовлять повышенной твердости, что дополнительно увеличивает срок их службы. Использование втулки между спиральным диском и шпинделем позволяет регулировать зазор между ними по мере износа втулки, а также замену ее при превышении допустимого износа, что повышает срок службы патрона. На рис. 1 представлен один из предпочтительных вариантов реализации заявленного патрона, на рис. 2 показана форма выполнения пазов в регулируемой конусной втулке.

Рис. 1 Пример реализации патрона токарного станка

Рис. 2 Форма пазов в конусной втулке патрона

Патрон для токарного станка содержит корпус, состоящий из передней 1 и задней 2 частей, соединенных винтами 3. Задняя часть 2 установлена на наружной конусной поверхности шпинделя 4 и закреплена на нем шпильками 5 и гайками 6 с использованием поворотного диска 7. На конусной поверхности шпинделя 4 установлен спиральный диск 8, торцевая спираль которого связана с рейками кулачков 9. Между конусной поверхностью шпинделя и спиральным диском может быть установлена разрезная втулка 10 из упругого антифрикционного материала. Втулка может перемещаться в осевом направлении винтами 11. Втулка имеет продольные пазы 12. Патрон укомплектован ключом 13.

Патрон работает следующим образом.

На конусную поверхность 4 шпинделя устанавливается внутренней конусной поверхностью задняя часть 2 корпуса патрона со шпильками 5 и гайками 6. Последние пропускаются в отверстия поворотного диска 6. Диск поворачивается и гайками 6 задняя часть 2 затягивается на конусе 4. Конус 4 может быть выполнен с углом самоторможения, например, типа Морзе. В этом случае он выполняет как функции базирования, так и функции передачи крутящего момента. Однако предпочтительнее выполнить его с конусностью 7:24, используемой для вспомогательного инструмента на станках фрезерно-расточной группы. Такой вариант требует принудительной затяжки конусного сопряжения для базирования, а для передачи крутящего момента необходимо использовать торцевые шпонки, например, такие как на стандартных патронах для токарного станка (на рисунках не показаны). Затем на конусную поверхность 4 шпинделя или на конусную поверхность промежуточной втулки 10 устанавливается спиральный диск 8. Передняя часть корпуса 1 соединяется с задней частью 2 и жестко соединяется винтами 3. Винтами 11 втулка 10 смещается в осевом направлении. Выполненные на втулке продольные пазы 13 обеспечивают ее упругую деформацию в радиальном направлении и устранение зазоров в сопряжении втулки со шпинделем и со спиральным диском. Регулировкой в осевом направлении положения втулки обеспечивается свободное безлюфтовое вращение спирального диска, то есть точное базирование спирального диска на шпинделе. Далее устанавливается комплект кулачков.

Для закрепления заготовки используется ключ 13 с конической шестерней на конце, взаимодействующей с коническим зубчатым колесом на спиральном диске. Вращение ключа и спирального диска преобразуется в радиальные перемещения кулачков. Отверстия в корпусе под ключ закрываются крышками (на рисунках не показаны).

Точность перемещения в заявляемом патроне будет зависеть только от точности изготовления спирального диска, так как погрешности базирования спирального диска по отношению к оси вращения шпинделя устранены. По мере износа втулки 10 осуществляется поднастройка сопряжения ее со шпинделем и спиральным диском, при недопустимом износе осуществляется ее замена. Вследствие этого кулачки патрона не требуют расточки, могут иметь закаленные базовые поверхности, что существенно повышает срок их службы, так как из практики известно, что за весь срок службы патрона для токарного станка комплекты кулачков меняются несколько раз вследствие полного стачивания их базовых поверхностей или поломки зубьев реек.

Вас может заинтересовать

Axis T2

Гарантия, доставка, лизинг, трейд-ин, рассрочка

Токарный станок с ЧПУ

Токарный станок с ЧПУ

1 560 000 руб.

купить

Новинка

Axis T5

Гарантия, доставка, лизинг, трейд-ин, рассрочка

Токарный станок с ЧПУ

Токарный станок с ЧПУ

цена по запросу

заказать

Axis T7

Гарантия, доставка, лизинг, трейд-ин, рассрочка

Токарный станок с ЧПУ

Токарный станок с ЧПУ

цена по запросу

заказать

Рассрочка

На 6, 12 месяцев и более, досрочное погашение

Станки в рассрочку под 0%!

Станки в рассрочку под 0%!

цена по запросу

заказать