Токарный патрон

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Гродненский завод токарных патронов БелТАПАЗ(72) Авторы Бобко Георгий Аркадьевич Бабко Лев Владимирович Макарчиков Владимир Федорович Цехан Владимир Николаевич(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Гродненский завод токарных патронов БелТАПАЗ(57) 1. Токарный патрон, содержащий корпус, в радиальных направляющих пазах которого размещены с возможностью перемещения зажимные кулачки, связанные посредством реек со спиральным диском, снабженным механизмом привода, при этом на периферии донной поверхности одного из пазов установлен ограничительный упор, обращенный выступающим в пазу концом к рейке кулачка для взаимодействия с поверхностью профиля зуба рейки и предохранения вылета кулачков из корпуса, отличающийся тем, что в указанном пазу корпуса выполнено ступенчатое отверстие, в котором упор установлен подвижно и поджат по направлению к рейке кулачка упругим элементом, расположенным в отверстии ступени большего диаметра. 2. Патрон по п. 1, отличающийся тем, что корпус выполнен составным из задней части для соединения со шпинделем станка и передней части с направляющими пазами реек,в одном из которых на периферии донной поверхности выполнено ступенчатое отверстие для размещения подвижного упора, соединенного с упругим элементом, последний расположен в ступени большего диаметра отверстия с возможностью опоры одним концом на торец задней части корпуса. 86242012.10.30 3. Патрон по п. 1, отличающийся тем, что ступень большего диаметра отверстия закрыта со стороны торца корпуса заглушкой, на которую установлен одним концом упругий элемент, соединенный с подвижным упором. 4. Патрон по п. 1, отличающийся тем, что упор выполнен в виде цилиндрического стержня с радиальным выступом для опоры с упругим элементом. 5. Патрон по пп. 1-4, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен в виде цилиндрической пружины сжатия. 6. Патрон по п. 1, отличающийся тем, что одна из реек со стороны торца кулачка имеет частичный срез некоторого числа зубьев для захода ограничительного упора и возможности его взаимодействия с боковой поверхностью зуба с полным профилем. 7. Патрон по пп. 1 и 6, отличающийся тем, что число зубьев с полным профилем рейки, установленной для взаимодействия с ограничительным упором, равно, по меньшей мере, числу полных витков спирали диска. Полезная модель относится к области станкостроения и металлообработки, в частности к устройствам, которые используются в металлорежущих и токарных станках для закрепления обрабатываемых заготовок деталей. Известен самоцентрирующий спирально-реечный патрон, содержащий корпус, в радиальных направляющих пазах которого расположены зажимные кулачки, поворотный диск, снабженный на торцовой поверхности спиральной нарезкой, взаимодействующей с нарезкой кулачков. Для предохранения вылета кулачков из корпуса в свободном их состоянии при пуске и остановке шпинделя станка на периферии торца корпуса со стороны кулачков установлен ограничительный упор в виде винта для взаимодействия в одном из направляющих пазов с глухой выемкой кулачка 1. Такой патрон имеет максимально возможный рабочий ход кулачков для закрепления деталей в широком диапазоне размеров, однако обладает недостаточной быстросменностью кулачков, для чего требуется несколько оборотов ключа, чтобы отвернуть/завернуть ограничительный винт, соответственно времени, и это создает неудобство. Кроме того,наличие резьбы в конструкции нежелательно, поскольку для изготовления винтовых поверхностей необходимо применять специальное дорогостоящее оборудование, а самое важное в процессе эксплуатации винтовая пара может раскрутиться и нарушить эффективность работы устройства. Наиболее близким к полезной модели из известных технических решений является токарный патрон, содержащий корпус, в радиальных направляющих пазах которого размещены с возможностью перемещения зажимные кулачки, связанные посредством реек со спиральным диском, снабженным механизмом привода, при этом на периферии донной поверхности одного из пазов установлен ограничительный упор в виде винта, обращенный выступающим в пазу концом к рейке кулачка для взаимодействия с поверхностью профиля зуба рейки и предохранения вылета кулачков из корпуса 2. Недостатком прототипа заявляемой полезной модели также является то, что при замене или переустановке кулачков оператору требуется отвинчивать/завинчивать с помощью специального инструмента ограничительный винт. Указанные операции требуют затрат дополнительного времени и создают неудобства оператору. Помимо этого, токарный патрон имеет сравнительно небольшой рабочий ход кулачков, которые перемещают 2 86242012.10.30 ся до контакта с упором ближайшего зуба рейки, из-за чего ограничивается максимально допускаемый диаметр зажимаемых деталей. Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение удобства в эксплуатации токарного патрона и быстродействия при смене кулачков. Для решения поставленной задачи токарный патрон содержит корпус, в радиальных направляющих пазах которого размещены с возможностью перемещения зажимные кулачки, связанные посредством реек со спиральным диском, снабженным механизмом привода. На периферии донной поверхности одного из пазов установлен ограничительный упор, обращенный выступающим в пазу концом к рейке кулачка для взаимодействия с поверхностью профиля зуба рейки и предохранения вылета кулачков из корпуса. В указанном пазу корпуса выполнено ступенчатое отверстие, в котором упор установлен подвижно и поджат по направлению к рейке кулачка упругим элементом, расположенным в отверстии ступени большего диаметра. Согласно одному варианту реализации токарного патрона ступень большего диаметра упомянутого отверстия закрыта со стороны торца корпуса заглушкой, на которую установлен концом упругий элемент, соединенный с подвижным упором. В соответствии с другим вариантом реализации патрона его корпус выполнен составным из задней части для соединения со шпинделем станка и передней части с направляющими пазами реек, в одном из которых на периферии донной поверхности выполнено ступенчатое отверстие для размещения подвижного упора, соединенного с упругим элементом, последний расположен в ступени большего диаметра отверстия с возможностью опоры одним концом на торец задней части корпуса. В предпочтительном варианте исполнения упор может быть выполнен в виде цилиндрического стержня с радиальным выступом для опоры с упругим элементом, а последний может быть выполнен в виде цилиндрической пружины сжатия. В другом предпочтительном варианте исполнения одна из реек со стороны торца кулачка может иметь частичный срез некоторого числа зубьев для захода ограничительного упора и возможности его взаимодействия с боковой поверхностью зуба с полным профилем. Число зубьев рейки с полным профилем равно, по меньшей мере, числу полных витков спирали диска. Существенность отличий полезной модели от известных решений состоит в том, что в предложенной конструкции токарного патрона для удобства обслуживания и быстрой смены кулачков ограничительный упор установлен в корпусе подвижно, а посредством пружины имеет возможность возврата в положение, при котором препятствует перемещению кулачков на расстояние больше предельно допустимого. Кроме того, с целью увеличения хода зажимных кулачков и расширения диапазона закрепляемых заготовок рейка со стороны торца одного из кулачков имеет срез определенной части зубьев для захода ограничительного упора. Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1 показано изображение токарного патрона (в разрезе) на фиг. 2 - изображение кулачка с частичным срезом некоторого числа зубьев рейки на фиг. 3 - изображение примера выполнения токарного патрона (в разрезе). На фиг. 1 показан токарный патрон в соответствии с одним из вариантов реализации настоящей полезной модели. Патрон содержит корпус 1, в котором выполнены радиальные направляющие Т-образные пазы 2. В пазах 2 установлены с возможностью перемещения зажимные кулачки 3 для закрепления заготовки. Кулачки 3 разнесены по оси патрона и связаны посредством реек 4 со спиральным диском 5, установленным с возможностью вращения на ступице корпуса. Диск 5 с одной стороны имеет на торце спиральную нарезку, соединенную с зубьями 6 реек кулачков 3, а с другой стороны, снабжен зубчатым венцом для взаимодействия с механизмом привода, выполненным в виде конических шестерен 7, радиально установленных в корпусе 1. В одном из пазов 2 корпуса на 3 86242012.10.30 периферии его донной поверхности 8 выполнено ступенчатое отверстие 9. В отверстии 9 установлен с возможностью перемещения ограничительный упор 10 для предохранения вылета кулачков 3. Упор 10 поджат по направлению к рейке кулачка упругим элементом 11 в виде цилиндрической пружины 12 сжатия, расположенной в отверстии 9 ступени большего диаметра. Упор 10 представляет собой цилиндрический стержень 13 с радиальным выступом 14 для опоры с концом пружины 12. Другой конец пружины 12 опирается на заглушку 15, которая закрывает со стороны торца корпуса 1 ступень большего диаметра отверстия 9. Стержень 13 обращен выступающим в пазу 2 концом к рейке 4 кулачка для взаимодействия с поверхностью профиля зуба 6 рейки. Для увеличения хода зажимных кулачков рейка 4 со стороны торца кулачка 3 (см. фиг. 2) имеет срез 16 части зубьев для захода ограничительного упора 10 и возможности его контакта с боковой поверхностью ближайшего зуба 6 с полным профилем. Для обеспечения надежности зацепления число зубьев рейки 4 с полным профилем должно быть не меньше числа полных витков спирали диска 5. На фиг. 3 показан другой вариант реализации настоящей полезной модели, в котором корпус 1 токарного патрона выполнен составным из задней части 17 для соединения со шпинделем станка и передней части 18 с направляющими пазами 2 для реек 4 кулачков. В одном из пазов части 18 на периферии донной поверхности 8 выполнено ступенчатое отверстие 9, в котором установлен поджатый пружиной 12 подвижный упор 10 для взаимодействия с зубом 6 рейки кулачка 3. Пружина 12 упора расположена в ступени большего диаметра отверстия 9 с возможностью опоры одним концом на торец задней части 17 корпуса. Предложенная конструкция со встроенным между частями корпуса подпружиненным упором более предпочтительна в использовании для патронов большого размера. Кроме того, относительная простота безрезьбовых конструктивных элементов для ограничения вылета кулачков обуславливает в сравнении с прототипом повышенную технологичность изготовления деталей патрона. Обрабатываемая заготовка зажимается при радиальном перемещении кулачков 3 от поворота конических шестерен 7 и спирального диска 5, кинематически связанных между собой. При освобождении заготовки оператор с помощью механизма привода раскрывает кулачки 3, перемещение последних от центра к периферии корпуса 1 будет ограничено описанным выше упором 10, с которым рейка 4 одного из кулачков имеет возможность взаимодействия боковой поверхностью зуба 6 с полным профилем. Таким образом, в конструкции предложенного патрона предусмотрена защита от расцепления спиральнореечной передачи, по-иному защита от вылета кулачков в случае бесконтрольного хода рейки по ошибке оператора. Для смены кулачков 3 необходимо лишь свести их к центру корпуса 1, утопить подпружиненный упор 10 (см. фиг. 3), например, отверткой или гвоздем и, сместив его относительно оси, зафиксировать в отверстии 9 ступени большего диаметра. Далее кулачки с помощью механизма их привода беспрепятственно можно снять с патрона и произвести замену, действуя в обратном порядке. Такая технологическая процедура для оператора более легка и удобна, а в сравнении с прототипом требует меньших затрат времени на переустановку кулачков. Исключается также необходимость наличия в конструкции патрона сигнальных рисок на корпусе, предупреждающих оператора о предельном положении кулачков. Токарный патрон согласно настоящему предложению не ограничивается рассмотренным выше примером осуществления и, разумеется, предполагает возможность принятия различных других конструкций в пределах существа или основного содержания настоящей полезной модели. Например, патрон может содержать приводной механизм для управления зажимными кулачками любой известной конструкции, как ручной, так и механизированный. 86242012.10.30 Применение на практике предложенной конструкции токарного патрона позволит решить заявленные в полезной модели задачи и обеспечить требования международных стандартов, предъявляемые к данным изделиям по безопасности. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5