4.6.3.6 Клиношариковые механизмы.

Эти механизмы применяют в приспособлениях токарных и шлифовальных станков при базировании по внутренней и наружной цилиндрической поверхности. Принципиальная схема патрона для центрирования по наружному цилиндру приведена на рисунке 4.101.

1 – корпус патрона

2 – конусная втулка

3 – шарики

4 – сепаратор

5 – шайба, предохраняющая шарики от выпадания

6 – заготовка

Рис. 4.101. Клиношариковый самоцентрирующий механизм.

Достоинства такого механизма по сравнению с клиноплунжерным является уменьшение потерь на трение в направляющих плунжера-шарика и повышение точности центрирования за счет уменьшения числа кинематических звеньев и повышения их точности при изготовлении.

Силу зажима таким механизмом определяют следующим образом.

В момент зажима наибольшая сила трения возникает в точке контакта шарика с конусной втулкой, так как N>W>Q. Под действием этой силы шарик катится по конусу, проскальзывая в сепараторе и на заготовке.

Из условия равновесия шарика Q-P-F₂=0; Q=P+F₂.

где P=W₁tg(α+φ_k); F₂=W tgφ₂; W₁=W+F₃=W+Q tgφ₃;

где φ_к – угол трения качения шарика по конусу втулки; φ₂ и φ₃ – углы трения скольжения шарика по заготовке и сепаратору.

Тогда:

;

.

Клиношариковый механизм дает большое передаточное отношение сил и может развивать значительную силу зажима W. Однако величина используемой при нормальной работе силы W зависит от площади контакта между шариками и заготовкой (точка) и возможностью в связи с этим пластической деформации ее поверхности.

Поэтому такие механизмы применяют на операциях с небольшими силами резания. Угол α конуса выбирают в пределах 5…10⁰. Наименьший диаметр и длину конуса рассчитывают, зная диаметр базы заготовки и допуск на него:

;

l=l₁+l₂+l₃;

где l₁ – гарантированный запас хода;

- длина конуса, обеспечивающая зажим любой детали в пределах допуска на ее диаметр;

- длина конуса, обеспечивающая гарантированный минимальный зазор между заготовкой и шариками в момент загрузки.

При установке длинных деталей применяют двухрядное расположение шариков в одном или разных сепараторах.

Широкое распространение шариковые патроны получили на операциях окончательного шлифования базовых отверстий зубчатых колес. На этих операциях обеспечивается высокая соосность зубчатого венца и отверстия за счет установки зубчатого колеса по эвольвентным поверхностям зубьев.

4.6.3.7 Механизмы с упругодеформируемыми элементами

Самоцентрирующие механизмы, рассмотренные до сих пор, имеют значительную погрешность центрирования, вызванную большим числом сопряжений деталей, обеспечивающих встречное перемещение установочных элементов. Наибольшую точность центрирования дают механизмы, установочные элементы которых объединены в одну деталь и перемещаются в пределах ее упругой деформации. Такой механизм можно изготовить с высокой точность. И обеспечить точность упругого перемещения отдельных частей. Поэтому эту группу механизмов называют прецизионными. К ним относятся цанговые, мембранные и гидропластовые механизмы.