35.Опорные призмы, особен констр, область применения

Наиболее широкое распространение для базирования по цилиндрическим поверхностям получили установочные втулки и призмы.

Призмы являются универсальными установочными элементами. Призма представляет собой элемент с рабочими поверхностями, расположенными под углом .

- при базировании по неполной цилиндрической поверхности.

- применяется, если при обработке заготовки действуют большие силы резания.

- наиболее распространенные.

Для продольного положения призмы при установке её устанавливается 2 штифта ГОСТ 12195-66.

Рабочие поверхности призмы должны располагаться относительно плоскости её симметрии строго на равных углах . Стандартные конструкции призм короткие. Если необходимо установить детали типа вала, требуются 2 стандартные призмы. В этом случае конструкция призмы должна иметь обнижение.

Базовые поверхности заготовки должны быть предварительно обработаны. При необходимости установки заготовки по необработанным поверхностям применяют специальные призмы.

Призмы изготавливают из стали 20Х с цементацией на глубину 0,8…1,2 мм и закалкой рабочих поверхностей до твердости НRС_э 55…60. Призмы больших размеров изготавливают из серого чугуна с привернутыми стальными калеными щеками. Призмы крепят к корпусу приспособления винтами и фиксируют контрольными штифтами. Боковые (рабочие) и нижние поверхности призм шлифуют до R_а = 0,63...0,32 мкм.

36. Подводимые опоры, особ констр, обл примен

Подводимые опоры используются для тяжелых заготовок на высоконагруженных операциях, т.к. воспринимают большие осевые нагрузки.

37. Конические опоры…….

38. Установка заготовки по плоскости и двум цилиндрическим отверстиям

Для базирования заготовок по обработанной плоскости и отверстиям применяют установочные пальцы. В случае применения двух установочных пальцев при базировании по плоскости и двум перпендикулярным к ней отверстиям один из установочных пальцев выбирают цилиндрическим, а второй - срезанным в направлении, перпендикулярном к линии центров посадочных отверстий. При базировании заготовки по плоскости и параллельному ей отверстию ( рис. 109, б) установочный палец также выполняется срезанным. 

39. Виды установочных пальцев

Пальцы диаметром до 16 мм выполняют из стали У7А, а диаметром более 16 мм- из стали 20Х с цементацией на глубину 0,8…1,2 мм и закалкой до твердости  НRС_э 50…55. Рабочую поверхность пальцев шлифуют до Rа = 0,63…0,32 мкм по посадкам Н7/g6 или Н9/f8.

Погрешности установки на пальцы характеризуются смещениями заготовки на величину диаметрального зазора между поверхностями сопряжения. Если базовый торец заготовки не перпендикулярен к оси отверстия, возможно отклонение оси отверстия от оси пальца.

Для облегчения надевания заготовок на пальцах снимается фаска.

Рисунок 2.8 – Установочные пальцы: а, б – постоянные; в, г – сменные	Рисунок 2.9 – Схема установки заготовки базовыми  отверстиями на пальцы

Схема установки заготовки на два пальца показана на рисунке 2.9. Заготовку 1 ставят на пластины 2. Палец 3 выполняют цилиндрической, а палец 4 – срезанной (ромбической) формы для обеспечения возможности повышения допуска на расстояние L между осями базовых отверстий.

Один палец выполняют цилиндрической, а другой – срезанной (ромбической) формы.

40

Назначением зажимных механизмов и приспособлений является закрепление заготовки таким образом, чтобы во время рабочего цикла обработки она не меняла своего положения относительно базы крепления. Все механизмы и приспособления ручного зажима заготовок построены на механическом принципе (патроны, тиски, прихваты и т. д.).

Применяемые автоматические зажимные устройства и приспособления для закрепления заготовок на металлорежущих станках классифицируются по виду привода на следующие:

1) механические;

2) электромеханические;

3) электромагнитные;

4) пневматические;

5) пневмогидравлические.

Каждое зажимное устройство состоит из двух частей (механизмов):

1) механизма непосредственно осуществляющего зажим заготовки;

2) механизма, управляющего действиями (работой) первого механизма (привода зажима).

Приводы могут выполняться в виде самостоятельного унифицированного узла и применяться для разных механизмов зажима, так как усилие зажима в них можно регулировать.

Механические зажимные устройства (пружинные, рычажно-цанговые, мембранные) широко применяются на сверлильных, токарно-револьверных и других станках.

Принцип действия пружинных автоматических зажимных устройств основан на использовании накопленной энергии различных конструкций пружин путем их сжатия или растяжения.

Такие приспособления очень удобны для применения на сверлильных станках при незначительном крутящем моменте.

Электромеханические зажимные устройства состоят из электродвигателя, передаточного механизма и зажимного приспособления (зажимного штока). Перемещение зажимного штока к зажимным элементам приспособления осуществляется через передаточный механизм. Такие устройства получили применение на станках токарной группы.

Электромагнитные зажимные устройства применяются на шлифовальных и токарных станках. На токарных, круглошлифовальных и внутришлифовальных станках используются магнитные патроны, а на плоскошлифовальных станках — магнитные плиты. Принцип действия электромагнитных зажимных устройств основан на использовании магнитного силового потока электромагнита, действующего на заготовку, находящуюся в зоне магнитных силовых линий.

Усилие зажима заготовки определяется мощностью электромагнита. Преимуществом является здесь быстрота зажима заготовок и простота управления, а недостатком — малая величина зажимного усилия и возможность получения брака при случайном снятии питания с электромагнитов.

Пневматические зажимные устройства широко применяются на всех станках и для различных видов заготовок. Положительным качеством их является быстродействие и получение различных усилий зажима путем простой регулировки, а недостатком — необходимость централизованной подачи сжатого воздуха, большие габаритные размеры этих устройств и более сложная конструкция.

41

Расчет сил зажима может быть сведен к решению задачи статики на равновесие твердого тела (заготовки) под действием системы внешних сил.

К заготовке с одной стороны приложены сила тяжести и силы, возникающие в процессе обработки, с другой – искомые зажимные силы – реакции опор. Под действием этих сил заготовка должна сохранить равновесие.

Пример 1. Сила закрепления   прижимает заготовку к опорам приспособления, а сила резания  , возникающая при обработке деталей, (рисунок 2.12,а) стремится сдвинуть заготовку вдоль опорной плоскости.

На заготовку действуют силы: на верхней плоскости сила зажима       и сила трения    ,    препятствующая сдвигу заготовки; по нижней плоскости силы реакции опор (на рисунке не показаны) равные силе зажима и сила трения между заготовкой и опорами     .   Тогда уравнение равновесия заготовки будет

,

где     – коэффициент запаса;

 – коэффициент трения между заготовкой и зажимным механизмом;

 – коэффициент трения между заготовкой и опорами приспособления.

Откуда      

Рисунок 2.12 – Схемы для расчета сил зажима

Пример 2. Сила резания     направлена под углом      к силе закрепления       (рисунок 2.12,б).

Тогда уравнение равновесия заготовки будет

.

Изрисунок 2.12,б найдем составляющие усилия резания

. 

Подставляя, получим

 

Пример 3. Заготовка обрабатывается на токарном станке и закрепляется в трехкулачковом патроне. Силы резания создают крутящий момент  , стремящиеся провернуть заготовку в кулачках. Силы трения, возникающие в точках контакта кулачков с заготовкой, создают момент трения   , препятствующий  повороту заготовки. Тогда условие равновесия заготовки будет

.

Момент резания определится по величине вертикальной составляющей силы резания

.

Момент трения

.

          Откуда        

42

  Заготовка, установлена в патроне и находится под действием момента М и осевой силы P.  Силы резания Р силы зажима Q 

заготовка центрируется с помощью оправки и удерживается от проворота моментом трения на кольцевой площадке бурта оправки и между зажимом и заготовкой.  

43

Винтовые зажимные устройства (рис. 4.4) применяются в приспособлениях с ручным закреплением заго­товок, в механизированных приспособлениях и на автоматиче­ских линиях в приспособлениях-спутниках. Они просты и надеж­ны в работе.

Полученное значение d округляется до ближайшего больше­го стандартного значения. Обычно в приспособлениях применя­ются резьбы от Мб до М48.

широко используются в приспособлениях с ручным закреплением заготовок, с механизированным приводом, а также на автоматических линиях при использовании приспособлений-спутников. Достоинством их является простота конструкции, невысокая   стоимость и высокая надежность в работе.

Винтовые механизмы используют как для непосредственного зажима, так и в сочетании с другими механизмами.

44

Клиновой механизм. Клин очень широко используют в зажимных механизмах приспособлений, этим обеспечивается простота и компактность конструкции, надежность в работе. Клин может быть как простым зажимным элементом, действующим непосредственно на заготовку, так и входить в сочетание с любым другим простым при создании комбинированных механизмов. Применение в зажимном механизме клина обеспечивает: увеличение исходной силы привода, перемену направления исходной силы, самоторможение механизма (способность сохранять силу зажима   при прекращении действия силы  , создаваемой приводом). Если клиновой механизм применяют для перемены направления силы зажима, то угол клина обычно равен 45°, а если для увеличения силы зажима или повышения надежности, то угол клина принимают равным 6…15° (углы самоторможения).

Клин применяют в следующих конструктивных вариантах зажимов:

• механизмы с плоским односкосным клином (рисунок 2.14,б);

• многоклиновые (многоплунжерные) механизмы;

• эксцентрики (механизмы с криволинейным клином);

• торцовые кулачки (механизмы с цилиндрическим клином).

Эксцентриковые зажимы. Эксцентрик представляет собой соединение в одной детали двух элементов – круглого диска (рисунок 2.15,д) и плоского односкосого клина. При повороте эксцентрика вокруг оси вращения диска, клин входит в зазор между диском и заготовкой и развивает силу зажима  .

Рабочая поверхность эксцентриков может быть окружностью (круговые) или спиралью (криволинейные)..

Эксцентриковые зажимы являются самими быстродействующими из всех ручных зажимных механизмов. По быстродействию они сравнимы с пневмозажимами.

Недостатками, эксцентриковых зажимов являются:

• малая величина рабочего хода;

• ограниченная величиной эксцентриситета;

• повышенная  утомляемость рабочего, так как при откреплении   заготовки рабочему необходимо прикладывать силу,  обусловленную свойством самоторможения эксцентрика;

• ненадежность зажима при работе инструмента с ударами или_вибрациями, так как это может привести к  самооткреплению заготовки.

Несмотря на эти недостатки эксцентриковые зажимы широко используют в приспособлениях (рисунок 2.15,б), особенно в мелкосерийном и среднесерийном  производствах.

Эксцентрики рекомендуется  изготовлять из стали 20Х с цементацией рабочей поверхности  на глубину 0,8…1,2 мм и закалкой до твердости HRC 55…60.

45

Рычажные зажимы. Рычажные зажимы (рисунок 2.16) применяют в сочетании с другими элементарными зажимами, образуя более сложные зажимные системы. Они позволяют изменять величину и направление передаваемой силы.

Конструктивных разновидностей рычажных зажимов много, однако, все они сводятся к трем силовым схемам, показанным на рисунке 2.16, где приведены также формулы расчета необходимой величины усилия   для создания силы зажима   заготовки для идеальных механизмов (без учета сил трения). Это усилие определяется из условия равенства нулю моментов всех сил относительно точки вращения рычага. На рисунке 2.17 показаны конструктивные схемы рычажных зажимов.

46