электрореологический патрон для закрепления инструментов и деталей

Формула изобретения

Электрореологический патрон для закрепления инструментов и деталей, характеризующийся тем, что он содержит корпус с каналами, в которых находится электровязкая суспензия, эластичную зажимную втулку с полостью для установки в нее детали или хвостовика инструмента, затяжной винт для передачи давления при его затягивании на электровязкую суспензию, электроды, соединенные с генератором постоянного тока и контактирующие с электровязкой суспензией, при этом генератор состоит из резистора, операционного усилителя, потеционометра, биполярного транзистора, причем операционный усилитель соединен с потенционометром, резистором и транзистором, резистор соединен с потенционометром и транзистором, транзистор соединен с электродами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к зажимным устройствам оборудования с ЧПУ, и может быть использовано для закрепления инструментов и деталей различной формы.

Известен держатель инструмента, характеризующийся слабыми вибрациями, содержащий основную часть, включающую хвостовик для присоединения к станку, патрон, особенно патрон для посадки с натягом или нагреванием, с гнездом, предназначенным для фиксации инструмента, и среднюю часть, которая расположена между хвостовиком и патроном и содержит устройство создания напряжения, которое, по меньшей мере, при работе оправки, в части осевого напряжения патрона прилагает силу, которая имеет составляющую, действующую в осевом направлении. [Патент РФ № 2400330, кл. B23B 31/02, B23Q 3/12, 2010].

Недостаток этого устройства заключается в том, что требуется увеличение тепла для работы, из-за чего патрон нагревается и может привести к ожогам работающего за станком человека. Другим недостатком устройства является то, что при длительном вращении на большой скорости происходит уменьшение нагрева патрона, из-за чего может уменьшаться плотность зажима и увеличиваться биение.

Техническим результатом изобретения является устранение нагрева патрона, уменьшение биения, повышение скорости его вращения и плотности зажима детали или хвостовика инструмента.

Поставленный результат достигается тем, что устройство содержит корпус с каналами, эластичную зажимную втулку с полостью для установки в нее детали или хвостовика инструмента, электровязкую суспензию, находящуюся в каналах патрона, затяжной винт для передачи давления при его затягивании на электровязкую суспензию, электроды, которые соединены с генератором тока, состоящим из резистора, операционного усилителя, потеционометра, биполярного транзистора, причем операционный усилитель соединен с потенционометром, резистором и транзистором, резистор соединен с потенционометром и транзистором, транзистор соединен с электродами.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на Фиг.1 приведена схема электрореологического патрона для закрепления инструментов и деталей. Фиг.2 изображает устройство генератора тока.

Электрореологический патрон для закрепления инструментов и деталей содержит корпус с каналами 1, шток пневмопривода 2, эластичную зажимную втулку с полостью для установки в нее детали или хвостовика инструмента 3, электровязкая суспензия 4, электроды 5, затяжной винт 6, зажимной штифт 7, поршень давления 8, генератор тока 9, состоящий из резистора 10, операционного усилителя 11, биполярного транзистора 12, потенционометра 13.

Электрореологический патрон для закрепления инструментов и деталей работает следующим образом. Деталь или хвостовик инструмента устанавливают в полость эластичной зажимной втулки 3, после чего воздействуют на затяжной винт 6 для передачи давления при его затягивании на электровязкую суспензию 4, находящуюся в каналах корпуса 1. Давление передается на эластичную зажимную втулку 3, она деформируется и зажимает установленную деталь или хвостовик инструмента. Давление, действующее на электровязкую суспензию 4, равномерно распределяет ее вдоль поверхности зажатой детали или хвостовика инструмента, вследствие этого уменьшаются биения при вращении электрореологического патрона. Шток пневмопривода 2 служит для передачи на электрореологический патрон кинетической энергии, зажимной штифт 7 препятствует вытеканию электровязкой суспензии 4, находящейся в каналах корпуса 1, и соединяет затяжной винт 6 с поршнем давления 8, который передает давление, возникающее при затягивании затяжного винта 6, на электровязкую суспензию 4.

После зажима детали или хвостовика инструмента срабатывает генератор тока 9. Напряжение 5 V подается на потенционометр 13, в результате I_k становится равным 250 мА. Ток I_k формируется следующим образом. Потенционометр 13 устанавливается на 50%, деля 5 V пополам, то есть на инвертирующем входе операционного усилителя (ОУ) 11 будет напряжение, равное 2,5 V. ОУ 11 выполнен по схеме повторителя напряжения, следовательно, в точке соединения резистора R 10 и инвертирующего входа ОУ 11 напряжение также будет равняться 2,5 V. Таким образом, ток I _э будет равняться I_э=U/R=2,5/10=250 мА, а как известно в биполярном транзисторе 12, I_э приблизительно равен I_к, следовательно, на электроды 5 по токопроводу будет подаваться ток 250 мА. С помощью потенционометра 13 можно регулировать ток от 0 до 500 мА. Электровязкая суспензия 4, контактирующая с электродами 5 с помощью токопровода, под действием прямого тока переходит в твердое состояние (электрореологический эффект). При высокоскоростной обработке электровязкая суспензия 4, находясь в твердом состоянии, не будет оттекать к стенкам каналов патрона под действием центробежной силы, что позволит увеличить силу зажима детали или хвостовика инструмента. После того как высокоскоростные операции с патроном завершены, снимается напряжение 5 V с потенционометра 13, в результате I_k становится равным 0, по токопроводу на электроды 5 будет передаваться сигнал, равный 0, тогда электровязкая суспензия 4 переходит в жидкое состояние, так как на нее не воздействует ток. Затяжной винт 6 выкручивают, давление на эластичную зажимную втулку 3 уменьшается, в результате чего она разжимает и из полости зажимной втулки вынимается деталь или хвостовик инструмента.

Таким образом, предлагаемый электрореологический патрон для закрепления инструментов или деталей позволяет устранить нагрев патрона, уменьшить биения, повысить скорость его вращения и плотность зажима детали или хвостовика инструмента.