Пневмогидравлический привод

В пневмогидравлическом приводе исходной энергией является потенциальная энергия сжатого воздуха, которая преобразуется сначала в энергию сжатой жидкости, а затем уже в механическую силу на штоке. В пневмогидроприводе использованы достоинства и пневмо- и гидропривода. Принципиальная схема пневмогидравлического привода показана на рис: 2.26. Сжатый воздух подается в цилиндр 1, шток которого является поршнем гидроцилиндра 2. Масло из цилиндра 2 поступает по трубопроводу 3 в гидроцилиндр 4, шток которого создает силу  . Обратный ход поршней цилиндров 1 и 4 осуществляется за счет усилий пружин 5 и 6. Если рабочий ход поршней велик, то обратный ход может осуществляться сжатым воздухом. Резервуар 7 служит для пополнения утечек масла в системе. Конструктивно вся схема может быть выполнена либо в виде единого блока, либо с отдельно вынесенным гидроцилиндром 4. Во втором случае компактный цилиндр 4 устанавливают вместе с приспособлением, а блок цилиндров 1  и 2 устанавливается вне рабочей зоны станка.

Управление приводом осуществляется трехходовым краном.

В пневмогидравлических системах масло меньше нагревается, чем в насосных гидравлических системах и меньше вспенивается. Потери энергии в них ниже, а надежность работы выше. Они просты, имеют низкую стоимость  и достаточно универсальны в применении.

Исходными данными при конструировании пневмогидравлических устройств являются сила закрепления заготовки  , давление сжатого воздуха   и диаметр гидроцилиндра   при размещении его в приспособлении.

51

Внедрение оправок с гидропластмассой и пневматическим приводом сокращает время на установку и снятие детали по сравнению с обработкой в цанговых оправках и значительно повышает точность обработки. [1]

Пример приспособления с гидропластмассой для контроля расстояния между осями отверстий корпусной детали приведен на фиг. [2]

Особенностью приспособлений с гидропластмассой является точное центрирование, надежное крепление заготовки и простота конструкций. [3]

Недостатком центрирующих устройств из гидропластмассы является также невозможность устранения влияния конусности базового отверстия на точность установки детали. [4]

В настоящее время применение гидропластмассы ограничивается недостаточной износоустойчивостью тонкостенных центрирующих втулок, а также зачастую и неподготовленностью заводов к изготовлению гидропластмассы и правильному заполнению ею контрольных приспособлений, оправок и другого инструментария. [5]

Пневматические приводы. а - поршневой. б - диафраг.

При давлении винта на гидропластмассу ( рис. 28) тонкостенная втулка равномерно деформируется, при этом центрирующий диаметр втулки увеличивается. [6]

В многоплунжерных приспособлениях с гидропластмассой ДМ давление изменяется незначительно. [7]

Между корпусом и втулкой помещена гидропластмасса 7; винт 4 и конусная заглушка 5 прикрывают отверстие, через которое при заливке гидропластмассы из полости приспособления выходит воздух. [8]

Потери на трение при перемещении гидропластмассы приводят к неравномерности передачи давления. [9]

Многоместные приспособления часто выполняются с гидропластмассой и с пневматическим или гидравлическим приводом. Ниже рассмотрены отдельные их виды по принятой классификации в зависимости от способа базирования: по плоскостям ( рис. VIII. [10]

Надежность работы зажимного устройства с гидропластмассой в значительной степени зависит от правильно выбранных размеров ее основных элементов: центрирующей втулки, плунжеров и нажимных винтов. [11]

При возбуждении в полости с гидропластмассой гидростатического давления pf тонкостенная гильза оправки плотно прилегает к заготовке ( рис. 34, б), центрируя и закрепляя ее. При устранении давления РГ тонкостенная гильзя возвращается в исходное положение и освобождает заготовку. [12]

При возбуждении в полости с гидропластмассой гидростатического давления рг тонкостенная гильза оправки плотно прилегает к заготовке ( рис. 34, б), центрируя и закрепляя ее. При устранении давления рг тонкостенная гильзя возвращается в исходное положение и освобождает заготовку. [13]

53. Многозвенные механизмы с гидропластмассой. На рис. III.26 показано многозвенное многоплунжерное приспособление (оправка), внутренняя полость которой заполнена гидропластмассой. В отверстия корпуса / оправки вставлены плунжеры 2. При подаче сжатого воздуха в правую полость пневмопривода (на рисунке отсутствует) поршень со штоком и тягой 4, перемещаясь влево, нажимает на гидропластмассу, которая раздвигает плунжеры 2 от центра И деталь 3 зажимается. Тогда в полости с гидропластмассой многоплунжерной оправки возникает гидростатическое давление р [Па (кгс/см)], а тяга 4 и зажимные плунжеры 2 не перемещаются.

Рис. 111,26. Схема к расчету многоплунжерной оправки с гидропластмассой

Сила давления тяги 4 на гидропластмассу

На каждый плунжер 2 гидропластмасса давит с силой

Разделив формулу для определения силы W на формулу для определения силы Q, получим

Из этой формулы найдем зависимость между силами W и Q с учетом КПД

где Q - исходная сила на штоке механизированного привода,

Н(кгс); D -диаметр зажимного плунжера, см; rf -диаметр тяги, см- Г] = 0,9 -коэффициент полезного действия привода.

величина перемещения тяги 4 и плунжеров 2 при зажиме детали 3 определяется равенством объемов гидропластмассы, перемещаемой тягой под плунжеры, следовательно,

откуда

рде Sq -величина перемещения тяти 4 при зажиме плунжерами, мм; Sw -величина перемещения каждого рабочего плунжера при зажиме детали, мм; п -число зажимных плунжеров.

54.

Направляющие элементы приспособлений служат, как правило для ориентирования непосредственно режущего инструмента или оправок, оснащенных режущим инструментом. Эти элементы позволяют уменьшить упругие перемещения инструмента в процессе обработки, увеличить точность расположения обрабатываемых поверхностей.

Виды и назначение 1)Пoстoянные втулки впрессoвывaют в кoрпус приспoсoбления или в кoндуктoрную плиту и испoльзуют при oбрaбoтке oтверстия oдним инструментoм. Тaкие втулки применяют в мелкoсерийнoм и единичнoм прoизвoдстве. 2)Сменные втулки устaнaвливaют в приспoсoблениях для серийнoгo и мaссoвoгo прoизвoдствa. Пoсле изнoсa тaкoй втулки ее мoжнo быстрo зaменить нoвoй. 3)Быстрoсменные втулки применяют в тoм случaе, кoгдa oбрaбoткa oтверстия ведется в нескoлькo прoхoдoв. Чтoбы вынуть тaкую втулку, дoстaтoчнo пoвернуть ее нa некoтoрый угoл зa нaкaтaнную гoлoвку и пoднять. 4)Специaльные втулки испoльзуют в тех случaях, кoгдa стaндaртные не гoдятся. Мaтериaлoм для втулoк диaметрoм менее 25 мм служaт высoкoуглерoдистые инструментaльные стaли, a для втулoк диaметрoм бoлее 25 мм — мaлoуглерoдистые цементуемые стaли мaрoк 20 или 20Х. Пoсле термooбрaбoтки втулки имеют твердoсть HRC 62—65. 5)Кoпиры неoбхoдимы для oбрaбoтки фaсoнных зaгoтoвoк нa фрезерных, тoкaрных, шлифoвaльных и других стaнкaх.

6) Высoтные и углoвые устaнoвы применяют для кoнтрoля пoлoжения режущегo инструментa при нaлaдке или пoднaлaдке стaнкa.

55

Кондукторные втулки служат для направления инструмента при сверлении, зенкеровании, расточке и развертывании. При сверлении малых близко расположенных одно к другому отверстий, при сверлении удаленных от кондукторной плиты отверстий, при сверлении отверстий на цилиндрических поверхностях применяют специальные кондукторные втулки. [1]

Кондукторные втулки относятся к разряду быстроизнашиваемых деталей, заменяемых в процессе эксплуатации станочного оборудования. Монтируемые в них кондукторные втулки крепят планками. Винты используют для крепления втулок с D sg 10 мм и в тех случаях, когда места для установки планок недостаточно. [2]

Кондукторные втулки с диаметром отверстия до 25 мм изготовляют из стали марки У10А, У12А и закаляют до твердости HRC 60 - 65; при диаметре отверстия больше 25 мм - из стали марки 20 - 20Х с цементацией и закалкой до той же твердости. [3]

56

Сменные и быстросменные втулки вставляются в постоянные втулки, запрессовываемые в корпус приспособления. [1]

Сменные и быстросменные втулки имеют в гнезде посадку движения 2 или 1-го классов точности. Отверстия кондукторных втулок, направляющие инструмент, делаются с допусками, зависящими от вида инструмента и условий его работы. [2]

Сменные и быстросменные втулки устанавливают в гнездо по посадке движения или скольжения 2 - 1-го класса точности. Отверстия кондукторных втулок, направляющие инструмент, делают с допусками, зависящими от вида инструмента и условий его работы. Расстояние от нижнего торца кондукторной втулки до поверхности заготовки при сверлении должно быть ( 0 33 - f - l 0) d, где d - диаметр сверла. При большем расстоянии увеличивается увод сверла, при меньшем - стружка упирается в кондукторную плиту, запутывается вокруг сверла и затупляет его. Для хрупких материалов ( чугуны, бронза) его расстояние берут меньшим, для вязких ( сталь) - большим. [3]

57

В приспособлениях для расточных станков также применяют кондукторные втулки. Однако в этих случаях, помимо неподвижных (обычных постоянных) кондукторных втулок, находя широкое применение вращающиеся втулки для направления инструмента.

Применение вращающихся втулок вызвано стремлением уменьшить износ вращающейся борштанги (скалки) с резцами, а также тем, что при применении вращающихся втулок, служащих для заднего направления борштанг, габариты приспособления могут быть меньше. При неподвижных втулках габариты должны быть увеличены для пропуска через пазы в кондукторных втулках и подвода резцов к месту обработки. Чтобы избежать повреждений резцов при этом вводе, на борштангах впереди них размещают шпонки. При применении неподвижных втулок для заднего направления борштанги такие втулки приходится относить дальше от обрабатываемых отверстий, чтобы борштанга могла вращаться.

58

Кондукторныеи промежуточные втулки должны изготавливатьсяв соответствии с требованиями настоящегостандарта ,

ГОС Т300'86,ГОС Т12.2.029и по рабочимчертежам, утвержденным в установленном порядке.

Твердостьвтулокнемене е6 1HRCэ.Втулк иизстал и20 Х

цементировать ,глубин ацементированногосло я0,6.. .1,0мм .

3.4Постоянны еипромежуточныевтулкидолжныустанавли ­

ватьсясполемдопуск аН7.

3.5Допускаетс яприменениепостоянныхипромежуточны х

втулоксдругимиполямидопусковдиаметравтулкиd .

3.6Допускаетс яприменениедругихпосадоксменныхибыстро­

сменны хвтулоквпромежуточныевтулки .

59. Настройку режущего инструмента перед обработкой изделия в приспособлении следует производить по уста-новам с применением щупов(измерение зазоров и т.д.) или же по изделию.

Приборы для настройки режущих инструментов(с ЧПУ)  при их установке и закреплении в оправках и на державках подразделяют на две группы: бесконтактные и контактные. Первые оснащают оптическими средствами измерения ( микроскопами, проекторами, компараторами), вторые - индикаторами.

Для удобства настройки режущих инструментов непосредственно на полуавтомате применяются регулируемые резцедержавки.

60

Угловые 1 и высотные 2 установы применяют для контроля положения инструмента при настройке и поднастройке станка (рисунок 2.33). Установы закрепляют на корпусе приспособления, при этом их эталонные поверхности располагают ниже обрабатываемых поверхностей, чтобы не Правильное положение инструмента находят введением между установом и режущей кромкой инструмента щупа 3 или подведением инструмента к установу, если последний не мешает выполнению операции. Установы изготавливают из стали 20Х, цементируют на глубину 0,8...1,2 мм и закаливают до твердости HRC_э 56...61.

62

Корпус – базовая деталь, объединяющая все элементы приспособления в единую конструкцию, на которой монтируют установочные элементы, зажимные устройства, детали для направления инструмента, а также вспомогательные детали и механизмы.

Корпус должен удовлетворять следующим требованиям:

•  быть жестким и прочным при минимальной массе, так как  воспринимает силы обработки и закрепления заготовки;

• быть удобным для очистки от стружки и отвода охлаждающей жидкости;

•  обеспечивать быструю и удобную установку и съем заготовок;

•  обеспечивать установку и закрепление (приспособления) на станке без выверки; для этого предусматривают направляющие элементы – пазовые шпонки и центрирующие бурты;

•  обеспечивать безопасность работы (недопустимы острые углы и малые просветы между рукоятками и корпусом, приводящие к защемлению рук рабочего);

• должен быть   прост в изготовлении

Для изготовления корпусов обычно применяют серый чугун (СЧ12, СЧ15, СЧ18, СЧ20) и стали (Ст3, 20, 30). В отдельных случаях для корпусов поворотных приспособлений для облегчения их перемещения применяют легкие сплавы на алюминиевой основе, а также магниевые сплавы.

Корпусы приспособления изготовляют литьем, сваркой, ковкой, резкой, используя сортовой материал (прокат), а также сборкой из отдельных элементов.

63

Корпуса обычно изготовляются из чугунного и стального литья и реже — сварными из листовой стали или сварно-литыми.

Форма и размеры корпуса зависят от конфигурации обрабатываемых в приспособлении деталей, а также от расположения установочных, зажимных и направляющих элементов и механизмов. В пневматических и пневмогидравлических приспособлениях корпус иногда служит одновременно и резервуаром (цилиндром, камерой) для сжатого воздуха или масла, что также влияет на его конфигурацию.

 

При конструировании корпусов необходимо предусмотреть:

1) выступающие платики для закрепления стальных опорных пластин и штырей, на которые устанавливаются изделия;

2)    достаточные зазоры между деталью и стенками корпуса, позволяющие свободно закладывать и вынимать заготовки из приспособления;

3)    возможность легкого удаления стружки, особенно в закрытых корпусах кондукторов;

4)    наличие элементов для правильной установки и закрепления приспособлений на столах и шпинделях станков, а также элементов для их подъема и транспортировки.

На фиг. 1 показаны элементы корпусов; стальные приставные ножки нормализованы (МН 368-60). Для обеспечения необходимой плоскостности опорные элементы корпуса должны шлифоваться совместно с одной установки.

На фрезерных, строгальных и других станках приспособления необходимо точно ориентировать по пазам стола. Основные размеры столов, ширина их пазов, а также расстояние между пазами регламентированы ГОСТ 6569—59. В соответствии с ГОСТ допуск на ширину среднего паза устанавливается по А или Л3, на остальные пазы — по Л4. Чистота рабочих поверхностей столов и боковых поверхностей пазов не ниже 6-го класса.

На фиг. 2 изображена схема установки приспособления на столе с помощью привернутых к его корпусу шпонок; шпонки сопрягаются со средним, наиболее точным пазом.

64

Делительные устройства( далее Д.У...) бывают простого деления и со сложными кинематическими цепями. Простого( прямого деления..) - имеют делительный диск, фиксатор диска, зажимное приспособление шпинделя, прямоугольный или призматический корпус, угломерную шкалу, приспособления для зажима и обработки деталей типа тел вращения . Могут не иметь проушин для закрепления на станке. То есть зажимаются в тиски или прижимаются прижимами.. Фиксатор диска может иметь стержневую конструкцию и фиксирует в отверстия. Клиновые фиксаторы фиксируют диск в пазы на наружной поверхности. К устройствам простого деления относятся поворотные столы ( далее П.С...), простые делительные головки( далее Д.Г...).  Последние могут не иметь креплений на стол фрезерного станка и зажимаются в тиски. Для закрепления заготовок используются планшайбы, цанги, поводковые центра, патроны, в т.ч токарного типа( трёх, четырёх и более кулачковые..).  Очень часто, делительные устройства комплектуются поддерживающими центрами, при обработке длинных заготовок. Зажим планшабы или шпинделя на П.С. реализован разными способами у изделий разных производителей:  Есть прижим по наружному диаметру к опорному диску. Есть зажим разрезного хомута на тело вертикального шпинделя. Есть прижим гайкой шпинделя, с крупной резьбой. Есть эксцентриковые зажимы разных конструкций. Существует прижим шпинделя с помощью "косой шайбы".

65

Копировальное устройство

        приспособление к металлорежущему или деревообрабатывающему станку (токарному, фрезерному идр.), применяемое при обработке криволинейных поверхностей, когда они не могут быть получены только притех подачах, которые допускает конструкция данного станка. При использовании К. у. одна из подач (обычнокриволинейная) производится от копира, обеспечивая сложное движение инструмента, соответствующеезаданному профилю (форме) поверхности. Существует много конструктивных разновидностей К. у. взависимости от их назначения, а также типа станка, на котором их применяют. Все К. у. имеют копир, которыйвыполняется в виде фасонной линейки, шайбы и др. Копир находится в контакте с роликом. При взаимномперемещении ролика и копира обрабатывающий инструмент воспроизводит на заготовке заданный профильповерхности. Связь между обрабатывающим инструментом и роликом находящимся в контакте с копиром,может быть прямой (жёсткой) или через следящую систему

        Схема копировального устройства фрезерного станка.

66

68

69

Способы установки приспособлений на столах фрезерных и расточных станков.

Фрезерное приспособление хар-ся применением установов для быстрой настройки фрез и направляющих шпонок, кот. служат для правильного расположения приспособления относительно стола станка. Шпонки крепятся на основании корпуса приспособления и вводятся в один из пазов стола станка, совмещая продольную ось приспособления с направлением продольного хода стола.

Фрезерные приспособления классифицируются по 2 признакам:

1)по хар-ру подачи детали при обработке

2)по степени использования машинного времени на установку и снятие детали.

Заготовки на столе расточного станка закрепляют с помощью различных универсальных приспособлений, а именно прижимных планок, угольников, призм и станочных болтов.

70

Способы установки приспособлений на столах сверлильных станков.

Эти приспособления подразделяются в зависимости от связи их с корпусом на приспособлении след.:

1. Постоянные или неподвижные

2. Откидные или шарнирные

3. Съёмные

4. Подвесные

5. Подъёмные.

71 Методика проектирования станочных приспособлений Конструирование приспособлений тесно связано с разработкой технологического процесса изготовленной данной детали. Общая схема приспособлений и принцип его действия определяется технологией и выдаётся конструктору в качестве исходных данных:

1. конкретизация принятой технологом схемы установки

2.выбор конструкции и размеров установочных элементов приспособлений 3. определение величины силы закрепления

4.уточнение схемы и размеров зажимного устройства

5.определение размеров направляющих деталей приспособлений

6. общая компоновка приспособлений с установлением допусков изготовленной детали

72. Зубофрезерный станок предназначен для нарезания цилиндрических прямозубых, косозубых, а также червячных колес.

При необходимости закрепить наиболее «трудные» заготовки можно воспользоваться специальным приспособлением, разработанным под конкретную форму детали и условия обработки. Помимо надёжной фиксации, к приспособлению предъявляются требования точности базирования заготовки.

В качестве универсального приспособления следует упомянуть разновидность вакуумного стола – «вакуумную присоску». Это устройство образует вакуум с двух сторон и может прикрепляться одновременно к рабочему столу и к заготовке – в любом её месте. Это позволяет создать несколько точек надёжного прижима – даже при сложной (в т.ч. криволинейной) поверхности заготовки. Простым и распространённым приспособлением является временная опорная плоскость (но строго выверенная!) с обрезкой по контуру заготовки. Плоскость крепится к рабочему столу, а уже к ней прочно прикручивается заготовка (например, саморезами). Некоторой модификацией механического прижима является дырчатая опорная плоскость, легко прикрепляемая стандартными болтами к рабочему столу. А к опорной плоскости в свою очередь крепится заготовка – через переходники-эксцентрики для совмещения предусмотренных в заготовке участков под крепёж с отверстиями в опорной плоскости. Также на рабочем столе могут закрепляться обычные слесарные тиски (стандартными болтами), а в них зажиматься заготовка. Единственным ограничением здесь является «охват» тисков по размеру губок и наличие запаса пространства под инструментальным порталом фрезерного станка. Для установки, закрепления и обработки цилиндрических заготовок на фрезерном станке с ЧПУпредусмотрено специальное поворотное устройство. Это приспособление устанавливается на рабочий стол фрезерного станка и подключается к его системам. Заготовка зажимается в цилиндрический патрон (схема крепления идентична таковой для токарного станка) и автоматически поворачивается системой ЧПУ по командам управляющей программы. Таким образом, координаты продольного перемещения фрезы заменяются поворотом заготовки вдоль её горизонтальной оси.

73. Зубодолбежный станок, автоматы и полуавтоматы применяются для нарезания зубчатых цилиндрических колес внутреннего и наружного зацепления с прямыми и косыми (винтовыми) зубьями, колес с буртами, блоков зубчатых колес, зубчатых валиков, зубчатых реек, зубчатых муфт и т. д. Нарезание производится методом обкатки, а также методом копирования. По способу обработки зуборезные станки различают на работающие по методу обката и методу копирования.     В станках, работающих по методу обката, в качестве инструмента используются дисковые, чашечные и хвостовые зуборезные долбяки, а в станках, работающих по методу копирования – многорезцовые зуборезные головки для колес наружного и внутреннего зацепления.     Для изготовления зубчатых колес в условиях крупносерийного и массового производства предпочтительны зубообрабатывающие станки, работающие методом непрерывного обката и контурной обработки.     В зубодолбежных станках с ЧПУ используют передачи с минимальными зазорами или совсем беззазорные. К ним относятся шариковые винтовые пары, червячные передачи с червяком, имеющим переменный шаг витка, цилиндрические передачи с малой конусностью зубьев.     Станки этой группы изготавливают с механической или электронной системой управления. Все формообразующие и наладочные движения исполнительных органов осуществляются от отдельных двигателей, которые снабжены датчиками обратной связи.

74. конструкция приспособлений должна отвечать след. Требованиям: 1. приспособление должно обеспечить получение точности

2.приспособление должно обеспечить заданную производительность операции

3. приспособление должно облегчать труд рабочего

4.приспособление должно быть удобным в эксплуатации

5.проспособление должно обладать ремонтно-пригодностью

6. приспособление должнообеспечить безопасность работы что достигается применением зажимных механизмов с самотормозящими звеньями

7.приспособление должно быть экон.целесообразным