- •Лекция № 1 де 1 Основные понятия и определения дисциплины введение
- •Лекция № 2 де 2 Инструментальные материалы и конструкции металлорежущих инструментов
- •2.1. Инструментальные углеродистые и легированные стали
- •2.2. Инструментальные быстрорежущие стали
- •2.3. Инструментальные твердые сплавы
- •2.5. Минералокерамические и сверхтвердые инструментальные материалы
- •Абразивные материалы
- •Риунок 1.1 – Эффективность высокоскоростного резания инструментом из керамики и сверхтвердых материалов:
- •3.2 Конструкции резцов
- •3.9. Фасонные резцы
- •Лекция №4 де 4. Общие сведения о технологической оснастке. Краткая характеристика станочных приспособлений.
- •4.2. Основные элементы и механизмы приспособлений
- •4.2.1. Установочные элементы
- •Р исунок 2.1 – Конструкции опорных штырей
- •4.2.2. Зажимные устройства
- •4.2.4. Направляющие элементы и элементы для точного расположения приспособления на станке.
- •4.2.5 Делительные, фиксирующие и вспомогательные устройства и элементы
- •4.2.6 Корпуса приспособлений
- •4.5. Механизированные приводы технологической оснастки
- •4.5.1 Пневматические поршневые приводы
- •4.5.2 Диафрагменные пневмоприводы (пневмокамеры).
- •4.5.3 Гидравлические приводы
- •4.5.4 Пневмогидравлические приводы
- •4.6. Расчет зажимных усилий типовой технологической оснастки.
- •4.6.1 Расчет тяговой силы привода при проектировании кулачковых патронов с механизированным приводом
- •4.7 Методика проектирования станочной оснастки
- •Лекция №5 де 5: металлорежущие станки
- •5.1 Металлорежущие станки как основное технологическое оборудование машиностроительных заводов
- •5.2. Классификация и кинематические основы металлорежущих станков
- •§ 4.3. Типовые детали и механизмы станков
- •1. Устройство токарного станка
- •2. Токарные автоматы
- •§ 4.7. Сверлильные и расточные станки
- •§ 4.8. Фрезерные станки
- •§ 4.9. Строгальные, долбежные и протяжные станки
- •§ 4.10. Шлифовальные и доводочные станки
4.2.2. Зажимные устройства
Зажимные устройства предназначены для устранения возможности смещения заготовки или появления вибраций под действием собственного веса или сил, возникающих в процессе обработки.
К зажимным устройствам предъявляют следующие требования:
При зажиме не должно нарушаться положение заготовки, достигнутое при базировании;
Сила зажима должна быть минимально необходимой, но достаточной для надежного закрепления заготовки;
Зажимной механизм должен быть простым по конструкции, максимально удобным и простым в эксплуатации;
Зажимные элементы не должны вызывать деформации заготовки или смятия ее базовых поверхностей;
Зажим и раскрепление заготовки должны производиться с минимальной затратой сил и времени рабочего. При использовании ручных зажимов усилие руки не должно превышать 150 Н;
Силы резания не должны, по возможности, восприниматься зажимными устройствами.
В общем виде зажимное устройство состоит из трех основных элементов: привода, силового механизма и контактного элемента.
Привод, преобразуя определенный вид энергии, развивает исходное усилие, которое с помощью соответствующего силового механизма преобразуется в усилие зажима и передается через контактный элемент закрепляемой заготовке.
По виду энергии, преобразуемой в приводе в исходное усилие, зажимные устройства подразделяют на ручные, пневматические, гидравлические, вакуумные, магнитные и т.д.
По принципу действия силового механизма, преобразующего исходное усилие в зажимное, различают винтовые, эскцентриковые, клиновые и рычажные зажимные устройства.
По числу одновременно прилагаемых зажимных усилий (по числу контактных элементов) зажимные устройства подразделяют на одно- и многократные.
Зажимные устройства приспособлений
Исходные данные:
– схема установки детали при обработки
– величина направления и места приложения сил, возникающих при обработке
– точка приложения и направления зажимной силы.
Правила проектирования зажимного механизма
– зажимные силы должны быть перпендикулярны поверхности установочных элементов
– зажим детали должен осуществляться к базе с наибольшей поверхностью контакта,
– направление сил резания должно совпадать с направлением зажимной силы, либо силы тяжести,
– зажимная сила не должна сдвигать, заготовку или изгибать ее
– точка приложения зажимной силы должна быть максимально приближена к месту обработки.
Определение зажимной силы производится в результате решения статической задачи на равновесие твердого тела под воздействием внешних и внутренних сил. Затем эта величина увеличивается на коэффициент запаса:
К=К0К1К2К3К4К5К6
К0 – гарантированный коэффициент запаса,
К1 – коэффициент, учитывающий изменения сил резания из-за случайных колебаний припуска (1,2 для черновой обработки) для чистовой обработки и др.=1.
К2 – коэффициент, учитывающий увеличение сил резания от затупления режущего инструмента (1…1,9)
К3 - коэффициент, увеличение сил резания при обработке с ударом (1,2 при наличии удара),
К4 – коэффициент, учитывающий непостоянство зажимных сил при закреплении вручную (ручной привод –1.3),
К5 – коэффициент характеризует эргономику ручного зажимного механизма ( при неудобном положении рукоятки – 1.2)
К6 – коэффициент, учитывающий наличие момента поворачивающего заготовку (1,5 в этом случае).
Завышение сил зажима приводит к увеличению габаритов и стоимости приспособления, а уменьшение сил зажима приводит к понижению точности несчастным случаям, к разорению предприятия.
Виды зажимных механизмов.
а) ручные винтовые
,
где l – длина рукоятки,
Pu – усилие на рукоятке (до 150 Н),
d – средний диаметр резьбы винта.
Достоинства ручных зажимных механизмов
- простота конструкции,
– высокая надежность,
– низкая стоимость.
Недостатки:
– громоздкость,
– непостоянство силы зажима,
– низкое быстродействие.
б) Эксцентриковые
,
где е – величина между осью кулачка и осью его вращения (эксцентриситет),
Pu – усилие на рукоятке.
Достоинства эксцентриковых зажимных механизмов:
– высокое быстродействие.
Недостатки:
– малая величина рабочего хода,
– непостоянство зажимной силы,
– невозможность использования при вибрациях.
Механизированные приводы зажима.
а) Пневматические.
Пневмопривод приспособлений состоит из пневмодвигателя, пневматической аппаратуры и трубопроводов.
б) Поршневые пневматические приводы.
Q = SпPB–q,
где Sп – площадь поршня,
PB – давление воздуха в сети (0,4...0,6 МПа) 4...6 атм,
– КПД (0,85...0,9),
q – усилие возвратной пружины.
1 – шток,
2 – поршень,
3 – корпус пневмоцилиндра,
4 – уплотнение,
5 – возвратная пружина.
в) Диафрагменные пневмоприводы.
Упрощенные конструкции и дешевизна. Требуют меньшей точности изготовления. Выдерживают до 500 тысяч включений.
Если есть возвратная пружина, то q = 0,9 (колеблется от 0,7)
Достоинства диафрагменного пневмопривода – значительно уменьшены утечки воздуха.
Недостатки:
– малая величина рабочего хода,
– резкое уменьшение зажимной силы в конце.
Стандартные диаметры диафрагм: 125,160,200,250,320,400,500 мм.
Диаметры поршневых цилиндров: 75,100,125,200,250,300,350.
Преимущества пневмопривода:
стабильность силы зажима и возможность ее регулирования,
надежность и простота конструкции,
Недостатки:
большие габариты,
высокий уровень шума,
отсутствие плавного хода.
Гидравлический привод:
Привод состоит из насосной установки, аппаратуры для управления и регулирования гидроприводом.
Q = PМ Sn – q
Преимущества:
– высокая сила зажима при небольших габаритах,
– высокие показатели плавности перемещения, возможность бесступенчатого регулирования скорости штока.
Недостатки:
– КПД сравнительно низкий (потери за счет утечки жидкости, внутреннего трения в вязкой жидкости 0,8),
– высокая стоимость гидроустановки,
– наличие гидропривода непосредственно на рабочем месте (станке),
– время срабатывания гидропривода зависит от размера гидроцилиндра и мощности насосной установки.
, мин
D – диаметр гидроцилиндра,
L – длина хода поршня, см.
V – производительность насоса, литр/мин.