книги из ГПНТБ / Скиженок В.Ф. Автоматизация и механизация протяжных работ

■операций для наружных поверхностей, станкостроительная про­ мышленность начала выпускать различные протяжные станки, предназначенные специально для обработки наружных поверх­ ностен (вертикально-протяжные одинарные, дуплексы, горизон­ тально-протяжные непрерывного действия, тоннельного типа, горизонтально-протяжные для блоков двигателей, карусельного типа и т. д.) и обеспечивающие более высокую производитель­ ность, чем горизонтально-протяжные станки для внутреннего протягивания, специально оснащенные для обработки наружных поверхностей.

Наружное протягивание — обработка всех поверхностей не­ замкнутого контура, за исключением шпоночных и других пазов (которые также являются поверхностями незамкнутого контура, но будучи расположенными внутри, так же как и отверстия, от­ несены к внутреннему протягиванию).

Между способом протягивания отверстий и способом протя­ гивания шпоночных пазов существует принципиальная разница. Отверстия протягивают в свободно лежащей заготовке без при­ менения приспособления для фиксации, а шпоночные пазы про­ тягивают в специальном приспособлении (адаптере), точно ■фиксирующем положение заготовки на рабочей позиции, т. е. в последнем случае по тому же принципу, по которому произво­ дится наружное протягивание. Такое смешение двух различных методов под одним названием не позволяет четко их разграни­ чить. Поэтому, авторы приняли терминологию, предложенную профессором МВТУ Г. И. Грановским: «свободное» и «коорди­ натное» протягивание.

Под свободным протягиванием подразумевается метод обра­ ботки, при котором заготовка не фиксируется (свободно лежит) на рабочей позиции в приспособлении, а выставляется жестко закрепленным инструментом в процессе рабочего хода.

Под координатным протягиванием подразумевается метод об­ работки, при котором заготовка фиксируется в точно определен­ ном положении на рабочей позиции относительно жестко за­ крепленного инструмента. Этим обеспечивается выдерживание заданных координат при протягивании поверхностей относитель­ но базовых.

5. Расчеты сил зажима заготовок в приспособлениях для координатного протягивания

Ниже приведены расчеты сил зажима для случаев, когда от -сил протягивания возникают моменты, стремящиеся провернуть или опрокинутьзаготовку. При отсутствии таких моментов до­ статочно лишь обеспечить зажимом плотное прилегание опор­ ных и базовых поверхностей заготовки к установочным элемен­ там приспособления.

,30

При протягивании шпоночных пазов в цилиндрических отвер­ стиях надежный контакт между опорной поверхностью заготовки и торцовой поверхностью адаптера, а при протягивании шпоноч­ ных пазов в конических отверстиях между их поверхностью и конусной частью адаптера обеспечивается только за счет самих сил протягивания.

" , J.W

¥ .

IV/

Л 7 ^

Расчет силы зажима, предупреждающей провертывание за­ готовки (рис. 11). Сила зажима W при коэффициенте трения между заготовкой и зажимом f, равном коэффициенту трения между заготовкой и установочными элементами (в данном слу­ чае призмой) приспособления / ь т. е.

при /= /,

k— поправочный коэффициент, учитывающий воздействие на механизм зажима различных факторов, возникаю­

щих в процессе протягивания.

Расчет силы поджима, исключающей сдвиг заготовки

(рис. 12). Если подводимая опора, воспринимая составляющую' силы протягивания Р2, поджимает базовые поверхности заготов­ ки к неподвижным элементам приспособления для выдержива­ ния заданных координат (п), то силу поджима Wi следует при-

31

нимать несколько большей, чем Р2—Wf, чтобы обеспечить плот­ ный контакт (не допустить раскрытия стыка) заготовки с при­ способлением во время протягивания.

Если в тех случаях, когда опоры необходимы только для повышения жесткости или устойчивости заготовки (или для прижима к базовым поверхностям) и их подводят не к базовым поверхностям заготовки, то такой подвод осуществляется с

Рис. 13. Схема зажима Рис. 14. Схема зажима

помощью пружины через клиноплунжерный самотормозящийся механизм и, как правило, только после окончательного закреп­ ления заготовки ее базовыми поверхностями в приспособлении.

Расчет силы зажима, предупреждающей опрокидывание заго­ товки (рис. 13). В процессе установившегося режима протягива­ ния, т. е. когда первый режущий зуб вышел из контакта с заго­ товкой, равнодействующая сил резания R будет проходить меж­ ду установочными элементами приспособления, не создавая, та­ ким образом, опрокидывающего момента.

Такое положение, объясняется, с одной стороны, большой ве­ личиной составляющей силы Р2 = 0,7 Ри а с другой, — малой ве­ личиной консоли а, принимаемой равной величине снимаемого припуска 1—2 мм. Обычно величина припуска не превышает 6 мм, и лишь для деталей с большой высотой h она может быть несколько большей.

В отсутствии опрокидывающего момента при установившемся режиме протягивания легко можно убедиться на примере сле­

будет находиться над установочным элементом приспособления на расстоянии hi2 = 25 мм. Соответственно катет b равен 25X Х0,7=17,5 мм, т. е. в 2 раза превышает размер а.

Однако при недостаточной силе зажима W опрокидывание заготовки все же возможно. Но происходит оно не при устано­

32

зубьев, одновременно находящихся в работе. Принимая, что в этот начальный момент врезания силы Р2 не будет, необходи­ мая величина силы зажима

W = kPl°- .

ZC

В некоторых случаях при протягивании предварительно не обработанных поверхностей проектировщики инструмента пре­ дусматривают первым, так называемый «буферный зуб, который имеет больший подъем, чем последующие зубья. Следовательно,

с плоскими закаленными и шлифованными элементами приспо­ соблений и при наличии на поверхностях контакта охлаждаю­ щей жидкости;

/ = 0,20 — то же, но при сухих поверхностях; /=0,40 — при контакте поверхностей заготовок с элементами

приспособлений, снабженных крестообразными канавками; / = 0,7-ч-1,0 — при контакте поверхностей заготовок с элемен­

тами приспособлений, снабженных односторонним острым риф­ лением.

Коэффициент k является произведением ряда других коэффи­ циентов, каждый из которых учитывает особенность способов протягивания и установки заготовки,

k — k ^k jin ,

где k \.— гарантированный коэффициент запаса, принимаемый равным 1,5 для всех расчетных формул, определяющих силу за­ жима;

ных поверхностях заготовок может привести к неопределенному положению мест контакта относительно центра поворота заго­ товки; = 1,0 — для заготовок, установленных на опоры с огра­ ниченной длиной контакта (пальцы, штыри).

Коэффициент же, отражающий увеличение силы протягива­ ния в результате затупления зубьев протяжки, в данную фор­ мулу не введен, так как он учитывается (обязательно и во всех случаях) при определении силы протягивания при расчете про­ тяжек.

6.Расчеты механизмов усилителей

Вспециальном конструкторском бюро протяжных станков МС и ИП был проведен анализ конструкций различных усили­ телей зажимных механизмов приспособлений к протяжным стан­ кам, находящимся в эксплуатации на предприятиях машино­ строительной промышленности. В результате установлено, что для зажима подавляющего большинства заготовок, обрабаты­

ваемых на протяжных станках общего назначения, а также и на специальных станках, достаточно иметь всего девять конст­ руктивных разновидностей усилителей, созданных на базе пяти принципиальных кинематических схем. Поэтому для максималь­ ной типизации конструкций приспособлений при новых разра­ ботках их для станков общего и специального назначения в СКБПС запрещено использование каких-либо других конструк­ ций усилителей. В табл. 9 приведены расчетные формулы только для их принципиальных кинематических схем. После определе­ ния необходимой силы зажима и выбора схемы усилителя по табл. 9 последовательно рассчитывают: 1) силу, развиваемую в пневмоили гидроцилиндре; 2) параметры цилиндров; 3) рас­

34

Таблица 9

[tg (а 4- ф) + tg фд] /2

U7! = W

[1—tg(a-j-<p) tg ф2Пр] М

tg (q + cp)-f tg q?i 1—tg (а 4- cp) tg 92

2* 35

d —диаметр оси ролика; ID — диаметр ролика;

ой —угол наклона тяги; Р — дополнительный угол к углу наклона ац учитывающий

Р— сопротивление пружины в сжатом крайнем положе­ нии в цилиндре.

2.У цилиндра двустороннего действия, т. е. такого, у кото­ рого перемещения поршня в обе стороны происходят под дей­ ствием сжатого воздуха, диаметр при подаче воздуха во вне­ штоковую полость для осуществления рабочего движения (на зажим)

апри подаче воздуха в штоковую полость для осуществления рабочего движения (на зажим)

где d — диаметр штока в см, выбираемый по нормали.

36

Расход сжатого воздуха для цилиндра одностороннего дей­ ствия

V = vn см3/ч,

а для цилиндра двустороннего действия

водом время срабатывания последнего не учитывается, так как одной из характерных особенностей его является быстрота дей­ ствия, исчисляемая долями секунды и лишь в редких случаях немного превышающая секунду. Обычно даже приходится пре­ дусматривать в конструкции специальные дроссели для регули­ рования скоростей перемещения в сторону замедления.

Расчет основных параметров гидравлического цилиндра и его привода. Диаметры гидроцилиндров рассчитывают по тем же формулам, что и диаметры пневмоцилиндров, только коэффици­ енты полезного действия имеют другие значения.

Так, при уплотнении манжетами г| = 0,92 для диапазона диа­ метров от 40 до 125 мм. При уплотнении кольцами т) = 0,97 для того же диапазона диаметров. Обычно для зажимных механиз­ мов приспособлений диаметры цилиндров менее 40 мм и более 125 мм не применяют.

Расчет производительности и мощности гидронасоса. Произ­ водительность насоса

WiL

Q = 1OOO/pi] л/мин,

где L —ход поршня в см;

i — время рабочего хода поршня в мин, при расчете эта величина задана; обычно принимают t в пределах от

0,010 до 0,03 мин;

р— давление масла в Н/м2;

ц— объемный коэффициент полезного действия гидроси­ стемы, учитывающий утечки в золотниках и цилиндре;

в среднем г} можно принимать равным 0,9.

Затем по Q выбирают гидронасос с производительностью, ближайшей к расчетной.

Требуемая мощность насоса

N = pQh кВт, 612трц2

37

МЕХАНИЗИРОВАННЫЕ И АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ К СТАНКАМ НАРУЖНОГО И ВНУТРЕННЕГО ПРОТЯГИВАНИЯ

1. Механизированные приспособления

Номенклатура заготовок, обрабатываемых на протяжных станках, стала большой и разнообразной. Протяжные станки внедрены в различные отрасли металлообрабатывающей про­ мышленности. Так, на протяжных станках обрабатывают: ротор газовой турбины и чертежный рейсфедер; блок автомобильного двигателя и зубец угольного комбайна; зубчатые колеса, катки, диски, фланцы и другие подобные детали с наружным диамет­ ром от 8 мм до 2,5—3 м; заднюю полуось трактора и плунжер топливного насоса; трак гусеничного хода трактора и петлю дверцы автомобиля; корпусы станочных тисок и гребенку ма­ шинки для стрижки волос; лонжерон лопасти винта вертолета (длиной более 10 м) и втулку врезного цилиндрового замка и еще многие сотни других деталей различной массы и габарит­ ных размеров.

Однако среди всей этой чрезвычайно разнообразной номен­ клатуры довольно четко выделяется несколько характерных групп заготовок из числа наиболее часто встречающихся на протяжных операциях. В СКБПС была проведена работа по разбивке заготовок на отдельные группы по определенным

Отличительной особенностью заготовок этой группы является использование образующей в качестве основной базовой поверх­ ности при выполнении различных протяжных операций.

В заготовках этой группы в различных комбинациях протя­ гивают:

1) лыски, луики, пазы, расположенные с двух противопо­ ложных сторон образующей на небольшом расстоянии от одного из торцов;

2) те же поверхности, но расположенные ближе к середине заготовки;

а) те же поверхности, но расположенные с одной стороны об­ разующей и на небольшом расстоянии от одного из торцов;

4)те же поверхности, но расположенные либо ближе к се­ редине, либо ближе к обоим торцам;

5)пазы, канавки, расположенные на одном торце заготовки,

либо подрезка торца; б) то же, но на обоих торцах, либо подрезка торцов.

Приспособления для производства указанных операций име­ ют между собой много общих элементов, характерных именно для данной группы заготовок: а) призмы как основные устано­

39