цанговый патрон для инструмента с квадратным хвостовиком

Формула изобретения

1. Цанговый зажим для инструмента с цилиндрическим хвостовиком и квадратным приводным участком, содержащий корпус с передним концом, средним участком и задним концом, в котором выполнены первое осевое отверстие, проходящее от переднего конца корпуса до среднего участка и предназначенное для приема цилиндрического хвостовика инструмента, и второе осевое отверстие, проходящее от среднего участка корпуса до его заднего конца и предназначенное для приема квадратного приводного участка хвостовика инструмента, отличающийся тем, что в корпусе выполнено множество осевых прорезей для образования сжимаемых в радиальном направлении сегментов цангового зажима, при этом по меньшей мере две осевых прорези выполнены на переднем конце корпуса, а сформированные ими расположенные друг напротив друга сегменты с цилиндрическими зажимающими поверхностями предназначены для закрепления цилиндрического хвостовика инструмента, и по меньшей мере две вторых осевых прорези выполнены на заднем конце корпуса, а сформированные ими расположенные напротив друг друга сегменты с плоскими зажимающими поверхностями предназначены для закрепления квадратного приводного участка хвостовика инструмента.

2. Цанговый зажим по п.1, отличающийся тем, что в первом осевом отверстии корпуса выполнен заплечик, предназначенный для взаимодействия с упором на инструменте при размещении последнего в осевом отверстии.

3. Цанговый зажим по п.1, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде усеченного конуса, большее основание которого является передним концом корпуса.

4. Цанговый зажим по п.1, отличающийся тем, что половина угла конуса корпуса составляет примерно 8^o.

5. Цанговый зажим по п.1, отличающийся тем, что имеется одна пара расположенных диаметрально противоположно друг другу осевых прорезей, определяющих два расположенных противоположно друг другу сегмента с цилиндрическими зажимающими поверхностями, и другая пара расположенных диаметрально противоположно друг другу осевых прорезей, определяющих два других расположенных противоположно друг другу сегмента с плоскими зажимающими поверхностями, причем одна пара осевых прорезей ориентирована под углом 90^o относительно другой пары.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к цанговому патрону, в котором цилиндрический хвостовик инструмента зажимается раздвижным цанговым патроном, в частности к раздвижным цанговым патронам, предназначенным для зажатия метчика с квадратным хвостовиком.

Цанговые патроны обеспечивают простой недорогостоящий способ зажатия и передачи крутящего момента прямому цилиндрическому хвостовику инструмента. Цанговый патрон обычно имеет конусообразную наружную поверхность и прямое осевое отверстие, предназначенное для приема цилиндрического хвостовика инструмента. Цанговый патрон включает в себя множество осевых прорезей с чередующимися передними и задними соединениями, которые разнесены на одинаковые расстояния вокруг цангового патрона. Для приложения осевой нагрузки к цанговому патрону с целью вдвижения цангового патрона в конусообразное отверстие в держателе используется стопорная гайка. Коническая стенка отверстия сжимает цанговый патрон, вызывая зажатие ею хвостовика инструмента.

Принцип действия цанговых патронов описанного типа основан на силе зажатия, создаваемой цанговым патроном, с целью противодействия осевому и радиальному перемещениям инструмента. При некоторых механических операциях, где создаются высокие нагрузки крутящим моментом, зажимающее усилие, создаваемое цанговым патроном, не всегда может оказываться достаточным для предотвращения радиального проскальзывания. Поэтому некоторые типы инструментов, например метчики нарезания резьбы, имеют квадратный привод на конце хвостовика. Цанговые патроны специально конструируют для зажатия квадратного приводного участка хвостовика с целью предотвращения радиального проскальзывания метчика и обеспечения принудительной передачи крутящего момента.

Один способ зажатия квадратного приводного участка метчика состоит в выполнении в цанговом патроне квадратного отверстия, предназначенного для приема квадратного приводного участка метчика. Другой тип цангового патрона принимает четыре угла квадратного приводного участка в осевых прорезях цангового патрона. Этот тип цангового патрона косоугольно зацепляет четыре угла квадратного приводного участка для передачи крутящего момента инструменту. Каждый из этих способов допускает некоторое радиальное перемещение метчика, которое нежелательно и не позволяет точно выравнивать инструмент. Кроме того, для изготовления цанговых патронов, в которых используются эти способы, требуются дополнительные механические операции и дополнительные детали, что увеличивает стоимость цангового патрона.

Известен патрон для инструмента, имеющий пару прорезей, определяющих два сегмента цанги (US, патент, 1863107). Внутри этих сегментов цанги имеется круглый участок, предназначенный для зажатия круглой части инструмента, и квадратный участок, предназначенный для зацепления квадратного приводного участка инструмента. Однако когда два сегмента цангового патрона сжимаются с целью зацепления инструмента, сегменты цангового патрона вначале соприкасаются либо с круглой частью, либо с квадратной частью инструмента, ограничивая тем самым силу, которую можно прикладывать к другому участку.

Изобретение представляет цанговый патрон для зажатия квадратного приводного участка метчика или аналогичного инструмента без радиального проскальзывания. Цанговый патрон содержит корпус, имеющий конусообразную наружную поверхность и прямое осевое отверстие для приема цилиндрического хвостовика метчика. Корпус цангового патрона образован с множеством осевых прорезей с чередующимися передними и задними соединениями. В средней части цангового патрона выполнена образующая зажатие прорезь, которая связана с осевым отверстием с возможностью принятия квадратного приводного участка хвостовика при вставлении инструмента в осевое отверстие. В средней части цангового патрона на противоположных сторонах образующей зажатие прорези имеется пара зажимающих поверхностей для зажатия противоположных поверхностей квадратного приводного участка.

При стягивании цангового патрона сжимающие поверхности сдавливают противолежащие пластины квадратного приводного участка для предотвращения радиального перемещения метчика. Передний конец цангового патрона сжимает цилиндрическую часть хвостовика в точках, отстоящих на 90^o от образующей зажатие прорези. Это увеличивает точность выравнивания цангового патрона после зажатия метчика на переднем и заднем концах.

Настоящее изобретение можно использовать в стандартных цанговых патронах без видоизменения, снижая таким образом количество цанговых патронов, которое необходимо иметь. Кроме того, соответствующий настоящему изобретению цанговый патрон является сравнительно недорогим в изготовлении, поскольку не требуются дополнительные детали.

На фиг. 1 показан вид в изометрии соответствующего изобретению цангового патрона; на фиг. 2 - вид с вертикальным разрезом цангового патрона; на фиг. 3 - цанговый патрон, вид сверху; на фиг. 4 - вид с поперечным разрезом по средней части цангового патрона; на фиг. 5 - вид с продольным разрезом цангового патрона, показанного в изометрии с переднего конца цангового патрона; на фиг. 6 - вид с продольным разрезом цангового патрона с вставленным инструментом, в изометрии с заднего конца цангового патрона; на фиг. 7 - вертикальная проекция патрона, часть которого изображена в разрезе для показа цангового патрона.

На фиг. 1-6 показан цанговый патрон согласно изобретению, который обозначен позицией 10. Цанговый патрон 10 согласно изобретению в частности сконструирован для зацепления квадратного приводного участка метчика или аналогичного инструмента 200. Инструмент 200 включает в себя цилиндрический хвостовик 202 и квадратный приводной участок 204, расположенный на заднем конце цилиндрического хвостовика 202 (фиг. 6). Квадратный приводной участок 204 образован посредством заточки хвостовика 202. Поскольку ширина квадратного приводного участка 204 меньше диаметра хвостовика 202, у места соединения квадратного приводного участка 204 и цилиндрического хвостовика 202 образован упор 206.

Цанговый патрон 10 включает корпус 12, имеющий конусообразную наружную поверхность 14. Корпус 12 цангового патрона включает передний конец 16 и задний конец 18. В корпусе 12 цангового патрона образовано осевое отверстие 20, идущее от переднего конца 16. Осевое отверстие 20 имеет такой размер, чтобы принимать цилиндрический хвостовик 202 метчика 200. В тело 12 цангового патрона от заднего конца 18 проходит выемка 22. Участок между основанием осевого отверстия 20 и выемкой 22 представляет собой средний участок 24.

Через корпус 12 цангового патрона проходят множество осевых прорезей 26, 28, которые делят корпус 12 цангового патрона на множество сегментов 30 цангового патрона. Осевые прорези 26 начинаются у переднего конца 16 корпуса 12 цангового патрона и проходят до жесткого соединения 32 рядом с задним концом 18. Всего имеется четыре осевых прорези 26, которые отстоят на 90^o относительно друг друга, как яснее видно на фиг. 3. Осевые прорези 28 начинаются у заднего конца 18 корпуса 12 цангового патрона и проходят вперед к твердому соединению 34 рядом с передним концом 16. Имеются две осевых прорези 28, отстоящие на 180^o относительно друг друга. Осевые прорези 26, 28 позволяют сегментам 30 цангового патрона сходиться в радиальном направлении в держателе (описываемом ниже) для зажатия цилиндрического хвостовика 202 инструмента 200.

В средней части 24 корпуса 12 цангового патрона выполнена образующая зажатие прорезь 40. В описываемом варианте осуществления изобретения образующая зажатие прорезь 40 формирует увеличенную часть в осевых прорезях 28 и проходит от заднего конца 16 корпуса 12 цангового патрона в среднюю часть 24. Образующая зажатие прорезь 40 оканчивается рядом с нижним концом осевого отверстия 20. Ширина образующей зажатие прорези 40 равна ширине квадратного приводного участка 204, чтобы иметь возможность принимать квадратный приводной участок 204 при вставлении инструмента 200 в осевое отверстие 20.

На соответствующих сегментах 30 цангового патрона в среднем участке 24 корпуса 12 цангового патрона образована пара плоских зажимающих поверхностей 42. Зажимающие поверхности 42 расположены на противоположных сторонах образующей зажатие прорези 40. Поскольку образующая зажатие прорезь 40 уже диаметра осевого отверстия 20, у основания осевого отверстия 20 рядом с зажимающими поверхностями 42 образован заплечик 44. Заплечик 44 сцепляется с упором 206 на инструменте 200, когда инструмент вставляют в цанговый патрон 10.

На фиг. 7 показан цанговый патрон 10, расположенный в конусообразном отверстии 102 держателя 100. Конусообразное отверстие 102 скошено таким образом, чтобы взаимодействовать с конусообразной наружной поверхностью 14 корпуса 12 цангового патрона. Цанговый патрон 10 вдавливается в конусообразное отверстие 102 посредством гайки 104, которую навинчивают на резьбовую часть 106 держателя 100. Гайка 104 включает выступающий внутрь фланец 108, который сцепляется с круговой канавкой 36 на корпусе 12 цангового патрона. При затягивании гайки 104 к цанговому патрону 10 прикладывается осевое усилие, вдавливающее цанговый патрон 10 в конусообразное отверстие 102 держателя 100. По мере вдавливания цангового патрона 10 в конусообразное отверстие 102 сегменты 30 цангового патрона сводятся внутрь, зажимая цилиндрический хвостовик 202 инструмента 200 рядом с передним концом 16 цангового патрона 10. Кроме того, сжимающие поверхности 42 сжимают противолежащие плоскости квадратного приводного участка 204 метчика 200. В описываемом варианте осуществления изобретения сегменты 30 цангового патрона сжимают цилиндрический хвостовик 202 в точках, отстоящих примерно на 90^o от того места, где сжимающие поверхности 42 сцепляются с квадратным приводным участком 204. Это угловое смещение на 90^o сжимающего контакта увеличивает точность при выравнивании инструмента 200 по оси цангового патрона 10.

При использовании хвостовик 202 инструмента 200 вставляют в осевое отверстие 20 цангового патрона 10 до взаимодействия упора 206 на инструменте 200 с заплечиком 44 у основания осевого отверстия 20. В этом положении квадратный привод 204 проходит в образующую зажатие прорезь 40 и располагается между зажимающими поверхностями 42. При затягивании стопорной гайки 104 на держателе 100 сегменты 30 цангового патрона сходятся внутрь, как описано выше. Схождение сегментов 30 цангового патрона вызывает сжатие сжимающими поверхностями 42 плоскостей квадратного приводного участка 204. Сегменты 30 цангового патрона сжимаются также на цилиндрическом хвостовике 202 у переднего конца цангового патрона 10.

Благодаря сцеплению на плоскостях квадратного приводного участка 204я цанговый патрон 10 предотвращает радиальное проскальзывание, улучшая в то же время точность выравнивания метчика. Кроме того, цанговый патрон 10 согласно настоящему изобретению имеет относительно низкую стоимость изготовления и его можно использовать со стандартными держателями 100 без какого-либо видоизменения.