Спеціальні затискні пристрої. Схема одномісного пристосування

лекція 3

3.1. Призначення затискних пристроїв

Основне призначення затискних пристроїв пристосувань - забезпечення надійного контакту (невідривності) заготівлі або деталі, що збирається з установочними елементами, попередження її зміщення в процесі обробки або складання.

Затискний механізм створює силу для закріплення заготівлі, яка визначається з умови рівноваги всіх сил, доданих до неї

При механічній обробці на заготівлю діють:

1) сили та моменти різання

2) об'ємні сили - сила тяжкості заготівлі, відцентрові та інерційні сили.

3) сили, що діють у точках контакту заготовки з пристосуванням – сила реакції опори та сила тертя

4) другорядні сили, до яких належать сили, що виникають при відводі ріжучого інструменту (свердла, мітчики, розгортки) від заготівлі.

При складанні на деталі, що збираються, діють складальні сили і сили реакції, що виникають в точках контакту поверхонь, що сполучаються.

До затискних пристроїв висуваються такі вимоги:

1) при затиску не порушується положення заготівлі, досягнуте базуванням. Це задовольняється раціональним вибором напряму та місць застосування сил затиску;

2) затискач не повинен викликати деформації заготовок, що закріплюються у пристосуванні, або пошкодження (зминання) їх поверхонь;

3) сила затиску має бути мінімально необхідною, але достатньою для забезпечення фіксованого положення заготівлі щодо настановних елементів пристроїв у процесі обробки;

4) сила затиску має бути постійною протягом усього технологічної операції; сила затиску має бути регульованою;

5) затискач та відкріплення заготівлі необхідно проводити з мінімальною витратою сил та часу робітника. При використанні ручних затискачів зусилля не повинно перевищувати 147 Н; Середня тривалість закріплення: у трикулачковому патроні (ключом) – 4 с; гвинтовим затискачем (ключом) - 4,5 ... 5 с; штурвалом – 2,5…3 с; поворотом рукоятки пневмо-, гідрокрану – 1,5 с; натисканням кнопки – менше 1 с.

6) затискний механізм повинен бути простим за конструкцією, компактним, максимально зручним та безпечним у роботі. Для цього він повинен мати мінімальні габаритні розміри та містити мінімальну кількість знімних деталей; пристрій керування затискним механізмом має розташовуватися з боку робітника.

Необхідність застосування затискних пристроїв виключається у трьох випадках.

1) заготівля має велику масу, порівняно з якою сили різання малі.

2) сили, що виникають при обробці, спрямовані так, що не можуть порушити положення заготівлі, досягнуте під час базування.

3) заготівля, встановлена в пристрій, позбавлена всіх ступенів свободи. Наприклад, при свердлінні отвору у прямокутній планці, що закладається в ящиковий кондуктор.

3.2. Класифікація затискних пристроїв

Конструкції затискних пристроїв складаються з трьох основних частин: контактного елемента (КЕ), приводу (П) та силового механізму (СМ).

Контактні елементи служать безпосередньої передачі затискного зусилля на заготівлю. Їх конструкція дозволяє розосередити зусилля, запобігаючи зім'яттю поверхонь заготівлі.

Привід служить для перетворення певного виду енергії на вихідне зусилля Р і, що передається силовому механізму.

Силовий механізм необхідний перетворення отриманого вихідного затискного зусилля Р іу зусилля затиску Р з. Перетворення проводиться механічно, тобто. за законами теоретичної механіки

Відповідно до наявності або відсутності в пристосуванні цих складових частин затискні пристрої пристроїв поділяються на три групи.

До першоюгрупі відносяться затискні пристрої (рис. 3.1а), що мають у своєму складі всі перераховані основні частини: силовий механізм та привід, який забезпечує переміщення контактного елемента та створює вихідне зусилля Р і, що перетворюється силовим механізмом на затискне зусилля Р з .

У другугрупу (рис. 3.1б) входять затискні пристрої, що складаються лише з силового механізму та контактного елемента, що приводиться в дію безпосередньо робітникам, що додає вихідне зусилля Р іна плечі l. Ці пристрої іноді називають затискним пристроєм з ручним приводом (одиничне та дрібносерійне виробництво).

До третьоюгрупі відносяться затискні пристрої, які у своєму складі не мають силового механізму, а використовувані приводи лише умовно можна назвати приводами, тому що вони не викликають переміщень елементів затискного пристрою і лише створюють затискне зусилля Р з, яке в цих пристроях є рівнодіючим рівномірно розподіленому навантаженню q, що безпосередньо діє на заготівлю і створюється або в результаті атмосферного тиску, або за допомогою магнітного силового потоку. До цієї групи належать вакуумні та магнітні пристрої (рис. 3.1в). Застосовуються у всіх видах виробництва.

Рис. 3.1. Схеми затискних механізмів

Елементарним затискним механізмом називають частину затискного пристрою, що складається з контактного елемента та силового механізму.

Затискними елементами називають: гвинти, ексцентрики, прихвати, тискові губки, клини, плунжери, притискачі, планки. Вони є проміжними ланками у складних затискних системах.

У табл. 2 наведено класифікацію елементарних затискних механізмів.

Таблиця 2

Класифікація елементарних затискних механізмів

ЕЛЕМЕНТАРНІ ЗАТИСНІ МЕХАНІЗМИ	ПРОСТІ	Гвинтові	Затискні гвинти
З розрізною шайбою або планкою
Штикові або плунжерні
ЕКСЦЕНТРИКОВІ	Круглі ексцентрики
Криволінійні по евольвенті
Криволінійні спіралі Архімеда
КЛИНОВІ	З плоским однокосим клином
З опорним роликом та клином
З двокосим клином
ВАЖЕЛЬНІ	Одноплечові
Двоплечові
Вигнуті двоплечові
Комбіновані	ЦЕНТУЮЧІ ЗАТИСНІ ЕЛЕМЕНТИ	Цанги
Розтискні оправки
Затискні втулки із гідропластом
Оправлення та патрони з пластинчастими пружинами
Мембранні патрони
РІЄЧНО-ВАЖЕЛЬНІ ЗАЖИМИ	З роликом затискачем та замком
З конічним замикаючим пристроєм
З ексцентриковим замикаючим пристроєм
КОМБІНОВАНІ ЗАТИСНІ ПРИСТРОЇ	Поєднання важеля та гвинта
Поєднання важеля та ексцентрика
Шарнірно-важільний механізм
СПЕЦІАЛЬНІ	Багатомісні та безперервної дії

За джерелом енергії приводу (тут йдеться не про вид енергії, а саме про місцезнаходження джерела) приводи поділяються на ручні, механізовані та автоматизовані. Ручні затискні механізми приводить у дію м'язова сила робітника. Механізовані затискні механізми працюють від пневматичного чи гідравлічного приводу. Автоматизовані пристрої переміщаються від вузлів верстата, що рухаються (шпинделя, супорта або патронів з кулачками). В останньому випадку затискач заготовки та розтискання обробленої деталі проводиться без участі робітника.

3.3. Затискні елементи

3.3.1. Гвинтові затискачі

Гвинтові затискачі застосовують у пристосуваннях із ручним закріпленням заготовки, у пристосуваннях механізованого типу, а також на автоматичних лініях при використанні пристосувань-супутників. Вони прості, компактні та надійні в роботі.

Рис. 3.2. Гвинтові затискачі:

а - зі сферичним торцем; б – із плоским торцем; в – з черевиком. Умовні позначення: Р і- Сила, прикладена на кінці рукоятки; Р з- сила затиску; W- Сила реакції опори; l- Довжина рукоятки; d- Діаметр гвинтового затиску.

Розрахунок гвинтового ЕЗМ. При відомій силі Р 3 обчислюють номінальний діаметр гвинта

де d – діаметр гвинта, мм; Р 3- Сила закріплення, Н; σ р- напруга розтягування (стиснення) матеріалу гвинта, МПа

Конструкції затискних пристроїв складаються із трьох основних частин: приводу, контактного елемента, силового механізму.

Привід, перетворюючи певний вид енергії, розвиває силу Q, яка за допомогою силового механізму перетворюється на силу затискача Рта передається через контактні елементи заготівлі.

Контактні елементи служать передачі затискного зусилля безпосередньо на заготівлю. Їх конструкції дозволяють розосереджувати зусилля, запобігаючи зім'яттю поверхонь заготовки, і розподіляти між кількома точками опор.

Відомо, що раціональний вибір пристрою скорочує допоміжний час. Допоміжний час можна скоротити, використовуючи механізовані приводи.

Механізовані приводи в залежності від типу і джерела енергії можуть бути поділені на такі основні групи: механічні, пневматичні, електромеханічні, магнітні, вакуумні та ін. . Найбільшого поширення набули приводи пневматичні, гідравлічні, електричні, магнітні та їх комбінації.

Пневматичні приводипрацюють за принципом подачі стисненого повітря. Як пневматичний привод можуть бути використані

пневматичні циліндри (двосторонньої та односторонньої дії) та пневматичні камери.

для порожнини циліндра зі штоком

для циліндрів односторонньої дії

До недоліків пневматичних приводів відносяться їх відносно більші габаритні розміри. Сила Q(H) у пневмоциліндрах залежить від їх типу і без урахування сил тертя її визначають за такими формулами:

Для пневмоциліндрів двосторонньої дії для лівої частини циліндра

де р – тиск стисненого повітря, МПа; тиск стисненого повітря зазвичай приймають рівним 0,4-0,63 МПа,

D – діаметр поршня, мм;

d- Діаметр штока, мм;

ή- ККД, що враховує втрати в циліндрі, при D = 150...200 мм =0,90...0,95;

q - Сила опору пружин, Н.

Пневматичні циліндри застосовують із внутрішнім діаметром 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300 мм. Посадка поршня в циліндрі при використанні ущільнювальних кілець або , а при ущільненні манжетами або .

Використання циліндрів діаметром менше 50 мм і більше 300 мм економічно невигідно, в цьому випадку треба використовувати інші види приводів,

Пневматичні камери мають низку переваг у порівнянні з пневмоциліндрами: довговічні, витримують до 600 тисяч включень (пневмоциліндри – 10 тисяч); компактні; мають невелику масу та простіше у виготовленні. До недоліків відносять невеликий хід штока і мінливість зусиль, що розвиваються.

Гідравлічні приводив порівнянні з пневматичними мають

такі переваги: розвиває великі сили (15 МПа та вище); їх робоча рідина (масло) практично стислива; забезпечують плавну передачу сил, що розвиваються силовим механізмом; можуть забезпечити передачу сили безпосередньо контактні елементи пристосування; мають широку область застосування, оскільки їх можна використовувати для точних переміщень робочих органів верстата і рухомих частин пристосувань; дозволяють застосовувати робочі циліндри невеликого діаметра (20, 30, 40, 50 мм v. більше), що забезпечує їхню компактність.

Пневмогідравлічні приводимають ряд переваг у порівнянні з пневматичними та гідравлічними: мають високі робочі сили, швидкість дії, низьку вартість та невеликі габарити. Розрахункові формули аналогічні до розрахунку гідроциліндрів.

Електромеханічні приводизнаходять широке застосування в токарних верстатах з ЧПУ, агрегатних верстатах, автоматичних лініях. Приводяться в дію від електродвигуна та через механічні передачі, сили передаються на контактні елементи затискного пристрою.

Електромагнітні та магнітні затискні пристроївиконують переважно у вигляді плит та планшайб для закріплення сталевих та чавунних заготовок. Використовується енергія магнітного поля електромагнітних котушок або постійних магнітів. Технологічні можливості застосування електромагнітних та магнітних пристроїв в умовах малосерійного виробництва та групової обробки значно розширюються при використанні швидкозмінних налагодок. Ці пристрої підвищують продуктивність праці за рахунок зниження допоміжного та основного часу (в 10-15 разів) за багатомісної обробки.

Вакуумні приводизастосовують для кріплення заготовок з різних матеріалів із плоскою або криволінійною поверхнею, що приймається за основну базу. Вакуумні затискні пристрої працюють за принципом використання атмосферного тиску.

Сила (Н),притискаюча заготовку до плити:

де F- площа порожнини пристосування, з якої видаляється повітря, см 2;

р - тиск (у заводських умовах зазвичай р = 0,01...0,015 МПа).

Тиск для індивідуальних та групових установок створюється одно- та двоступінчастими вакуумними насосами.

Силові механізми виконують роль підсилювача. Основна їх характеристика – коефіцієнт посилення:

де Р- сила закріплення, прикладена до заготівлі, Н;

Q - Сила, що розвивається приводом, Н.

Силові механізми часто виконують роль самогальмуючий елемент у разі раптового виходу з ладу приводу.

Деякі типові схеми конструкцій затискних пристроїв показано на рис. 5.

Малюнок 5 Схеми затискних пристроїв:

а- за допомогою кліпу; 6 - важелем, що коливається; в- самоцентруютьсяпризми

ЗМІСТ

Стор.

ВВЕДЕНИЕ………………….…………………………………… ……..…….....2

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ЗАСТОСУВАННЯ…………………………... …3

ОСНОВНІ ЕЛЕМЕНТИ ЗАСТОСУВАНЬ……………….…………...6

Затискні елементи пристосувань……………………………….……. …..6
1 Призначення затискних елементів……………………………… ………...6
2 Види затискних элементов……………………………………….…..…. .7
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ………………………………… ……………………..17

ВСТУП

Основну групу технологічного оснащення складають пристрої механозбірного виробництва. Пристроями в машинобудуванні називають допоміжні пристрої до технологічного обладнання, що використовуються при виконанні операцій обробки, збирання та контролю.
Застосування пристроїв дозволяє: усунути розмітку заготовок перед обробкою, підвищити її точність, збільшити продуктивність праці на операції, знизити собівартість продукції, полегшити умови роботи та забезпечити її безпеку, розширити технологічні можливості обладнання, організувати багатоверстатне обслуговування, застосувати технічно обґрунтовані норми часу, скоротити кількість робітників , необхідні випуску продукції.
Часта зміна об'єктів виробництва, пов'язана з наростанням темпів технологічного прогресу в епоху науково-технічної революції, вимагає від технологічної науки та практики створення конструкцій та систем пристроїв, методів їх розрахунку, проектування та виготовлення, що забезпечують скорочення термінів підготовки виробництва. У серійному виробництві необхідно використовувати спеціалізовані швидкопереналагоджувані та оборотні системи пристроїв. У дрібносерійному та одиничному виробництвах дедалі ширше застосовують систему універсально-збірних (УСП) пристосувань.
Нові вимоги до пристроїв визначені розширенням парку верстатів з ЧПУ, переналагодження яких на обробку нової заготівлі зводиться до заміни програми (що займає дуже мало часу) і до заміни або переналагодження пристосування для базування та закріплення заготовки (що також повинно займати мало часу) .
Вивчення закономірностей впливу пристосування на точність та продуктивність виконуваних операцій дозволить проектувати пристосування, що інтенсифікують виробництво та підвищують його точність. Робота з уніфікації та стандартизації елементів пристроїв створює основу для автоматизованого проектування пристроїв з використанням електронно-обчислювальної техніки та автоматів для графічного зображення. Це прискорює технологічну підготовку виробництва.

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ЗАСТОСУВАННЯ.
ВИДИ ЗАСТОСУВАНЬ

У машинобудуванні широко застосовується різноманітне технологічне оснащення, до якого входять пристосування, допоміжний, ріжучий та вимірювальний інструмент.
Пристроями називаються додаткові пристрої, що використовуються для механічної обробки, збирання та контролю деталей, складальних одиниць та виробів. За призначенням пристосування поділяють такі виды:
1. Верстатні пристрої, що застосовуються для встановлення та закріплення на верстатах оброблюваних заготовок. Залежно від виду механічної обробки ці пристрої, у свою чергу, ділять на пристрої для свердлильних, фрезерних, розточувальних, токарних, шліфувальних верстатів та ін. Верстатні пристрої складають 80...90% загального парку технологічного оснащення.
Використання пристроїв забезпечує:
а) підвищення продуктивності праці завдяки скороченню часу на встановлення та закріплення заготовок при частковому або повному перекритті допоміжного часу машинним та зменшенні останнього за допомогою багатомісної обробки, суміщення технологічних переходів та підвищення режимів різання;
б) підвищення точності обробки завдяки усуненню вивірки при встановленні та пов'язаних з нею похибок;
в) полегшення умов праці верстатників;
г) розширення технологічних можливостей обладнання;
д) підвищення безпеки роботи.
2.Пристосування для встановлення та закріплення робочого інструменту, що здійснюють зв'язок між інструментом та верстатом, у той час як перший вид здійснює зв'язок заготівлі зі верстатом. За допомогою пристроїв першого та другого видів виконують налагодження технологічної системи.
3. Складальні пристосування для з'єднання деталей, що сполучаються, в складальні одиниці та вироби. Їх застосовують для кріплення базових деталей або складальних одиниць виробу, що збирається, забезпечення правильної установки з'єднуються елементів виробу, попередньої складання пружних елементів (пружин, розрізних кілець та ін), а також для виконання з'єднань з натягом.
4. Контрольні пристрої для проміжного та остаточного контролю деталей, а також для контролю зібраних частин машин.
5. Пристосування для захоплення, переміщення та перевертання оброблюваних заготовок та складальних одиниць, що використовуються при обробці та складанні важких деталей та виробів.
За експлуатаційною характеристикою верстатні пристрої підрозділяються на універсальні, призначені для обробки різноманітних заготовок (машинні лещата, патрони, ділильні головки, поворотні столи та ін.); спеціалізовані, призначені для обробки заготовок певного виду і являють собою змінні пристрої (спеціальні губки для лещат, фасонні кулачки до патронів тощо), та спеціальні, призначені для виконання певних операцій механічної обробки даної деталі. Універсальні пристрої застосовують в умовах одиничного або дрібносерійного виробництва, а спеціалізовані та спеціальні - в умовах великосерійного та масового виробництва.
Єдиною системою технологічної підготовки виробництва верстатні пристрої класифікують за певними ознаками (рис. 1).
Універсально-збірні пристрої (УСП) компонують із заздалегідь виготовлених стандартних елементів, деталей та складальних одиниць високої точності. Їх застосовують як спеціальні пристосування короткострокової дії для певної операції, після виконання якої їх розбирають, а елементи, що доставляють, надалі багаторазово використовують у нових компонуваннях і поєднаннях. Подальший розвиток УСП пов'язаний зі створенням агрегатів, блоків, окремих спеціальних деталей та складальних одиниць, що забезпечують компонування не лише спеціальних, а й спеціалізованих та універсально-налагоджувальних пристроїв короткострокової дії.
Збірно-розбірні пристрої (УРП) компонують також зі стандартних елементів, але менш точних, що допускають місцеве доопрацювання по посадкових місцях. Ці пристрої використовуються як спеціальні пристрої довгострокової дії. Після розбирання елементів можна створювати нові компонування.

Рис. 1 – Класифікація верстатних пристроїв

Нерозбірні спеціальні пристрої (НСП) компонують із стандартних деталей та складальних одиниць загального призначення, як незворотні пристрої довгострокової дії. Конструктивні елементи компоновок, що входять до складу системи, зазвичай експлуатуються до повного зносу і не застосовуються повторно. Компонування може здійснюватися також побудовою пристосування із двох основних частин: уніфікованої базової частини (УБ) та змінної налагодження (СН). Така конструкція НСП робить його стійким до змін конструкцій оброблюваних заготовок та до коригування технологічних процесів. У цих випадках у пристрої замінюють тільки змінну налагодження.
Універсальні безналагоджувальні пристрої (УБП) загального призначення найбільш поширені в умовах серійного виробництва. Їх застосовують для закріплення заготовок із профільного прокату та штучних заготовок. УБП є універсальними регульованими корпусами з постійними (незнімними) базовими елементами (патронами, лещатами тощо), що входять до комплекту верстата при його постачанні.
Спеціалізованими налагоджувальними пристосуваннями (СНП) оснащують операції обробки деталей, згрупованих за конструкторськими ознаками та схемами базування; компонування за схемою агрегатування є базовою конструкцією корпусу зі змінними наладками для груп деталей.
Універсальні налагоджувальні пристрої (УНП), як і СНП, мають постійні (корпус) і змінні частини. Однак змінна частина придатна для виконання лише однієї операції з обробки лише однієї деталі. При переході з однієї операції в іншу пристосування системи УНП оснащують новими змінними частинами (наладками).
Агрегатні засоби механізації затиску (АСМЗ) є комплексом універсальних силових пристроїв, виконаних у вигляді відокремлених агрегатів, що дозволяють у поєднанні з пристосуваннями механізувати і автоматизувати процес затиску оброблюваних заготовок.
Вибір конструкції пристрою багато в чому залежить від характеру виробництва. Так, у серійному виробництві застосовують порівняно прості пристрої, призначені в основному для досягнення заданої точності обробки заготовки. У масовому виробництві до пристосувань пред'являють високі вимоги щодо продуктивності. Тому такі пристосування, що забезпечують швидкодіючі затискачі, являють собою більш складні конструкції. Однак застосування навіть найдорожчих пристроїв економічно цілком виправдане.

ОСНОВНІ ЕЛЕМЕНТИ ЗАСТОСУВАНЬ

Існують такі елементи пристроїв:
настановні - визначення положення оброблюваної поверхні заготовки щодо ріжучого інструменту;
затискні - для закріплення заготовки, що обробляється;
напрямні - для надання необхідного напрямку руху ріжучого інструменту щодо оброблюваної поверхні;
корпуси пристроїв - основна частина, на якій розміщені всі елементи пристроїв;
кріпильні – для з'єднання окремих елементів між собою;
ділильні або поворотні, - для точної зміни положення оброблюваної поверхні заготовки щодо ріжучого інструменту;
механізовані приводи – для створення зусилля затиску. У деяких пристосуваннях установку і затискач заготовки виконують одним механізмом, званим установочно-затискним.

Затискні елементи пристроїв

1 Призначення затискних елементів
Основне призначення затискних пристроїв - забезпечити надійний контакт заготівлі з настановними елементами та запобігти її зміщенню щодо них та вібрації в процесі обробки. Введенням додаткових затискних пристроїв збільшують жорсткість технологічної системи і цим досягають підвищення точності та продуктивності обробки, зменшення шорсткості поверхні. На рис. 2 показана схема установки заготовки 1, яку, крім двох основних затискачів Q1, кріплять додатковим пристроєм Q2, що повідомляє системі велику жорсткість. Опора 2 самовстановлююча.

Рис. 2 - Схема встановлення заготівлі

Затискні пристрої у ряді випадків використовують, щоб забезпечити правильність встановлення та центрування заготовки. У цьому випадку вони виконують функцію настановно-затискних пристроїв. До них відносяться патрони, що самоцентруються, цангові затиски та ін.
Затискні пристрої не застосовують при обробці важких, стійких заготовок, порівняно з масою яких сили, що виникають у процесі різання, відносно невеликі та прикладені так, що не можуть порушити встановлення заготовки.
Затискні пристрої пристроїв повинні бути надійні в роботі, прості за конструкцією та зручні в обслуговуванні; вони не повинні викликати деформацій заготівлі, що закріплюється і псування її поверхні, не повинні зрушувати заготівлю в процесі її закріплення. На закріплення та відкріплення заготовок верстатник повинен витрачати мінімум часу і сил. Для спрощення ремонту деталі затискних пристроїв, що найбільш зношуються, доцільно робити змінними. При закріпленні заготовок у багатомісних пристосування їх затискають рівномірно; при обмеженому переміщенні затискного елемента (клин, ексцентрик) його хід має бути більшим за допуск на розмір заготівлі від настановної бази до місця застосування затискної сили.
Затискні пристрої конструюють з урахуванням вимог техніки безпеки.
Місце застосування затискної сили вибирають за умовою найбільшої жорсткості та стійкості кріплення та мінімальної деформації заготовки. При підвищенні точності обробки необхідно дотримуватись умов постійного значення затискної сили, напрямок якої має усвідомлювати з розташуванням опор.

2 Види затискних елементів
Затискні елементи - це механізми, що безпосередньо використовуються для закріплення заготовок, або проміжні ланки складніших затискних систем.
Найбільш простим видом універсальних затискачів є затискні гвинти, які приводять у дію насадженими на них ключами, ручками або маховичками.
Щоб запобігти переміщенню затисканої заготовки і утворення на ній вм'ятин від гвинта, а також зменшити вигин гвинта при натиску на поверхню, не перпендикулярну його осі, на кінці гвинтів поміщають черевики (мал. 3, а).
Комбінації гвинтових пристроїв з важелями чи клинами називаються комбінованими затискачами, різновидом яких є гвинтові прихвати (рис. 3, б). Пристрій прихватів дозволяє відсувати або повертати їх, щоб можна було зручніше встановлювати заготовку, що обробляється в пристосуванні.

Рис. 3 – Схеми гвинтових прихватів

На рис. 4 показані деякі конструкція швидкодіючих затискачів. Для невеликих затискних сил застосовують штиковий (рис. 4, а), а для значних сил - плунжерний пристрій (рис. 4, б). Ці пристрої дозволяють відводити елемент, що затискає, на велику відстань від заготовки; закріплення відбувається внаслідок повороту стрижня на деякий кут. Приклад затиску з відкидним упором показано на рис. 4 в. Послабивши гайку-рукоятку 2, відводять упор 3, обертаючи навколо осі. Після цього затискний стрижень 1 відводять праворуч на відстань h. На рис. 4, г наведена схема швидкодіючого пристрою важільного типу. При повороті рукоятки 4 штифт 5 ковзає по планці 6 з косим зрізом, а штифт 2 - по заготовці 1 притискаючи її до упорів, розташованим внизу. Сферична шайба 3 служить шарніром.

Рис. 4 - Конструкції швидкодіючих затискачів

Великі витрати часу і значні сили, потрібні для закріплення заготовок, що обробляються, обмежують область застосування гвинтових затискачів і в більшості випадків роблять переважними швидкодіючі ексцентрикові затискачі. На рис. 5 зображені дисковий (а), циліндричний з Г-подібним прихватом (б) та конічний плаваючий (в) затискачі.

Рис. 5 – Різні конструкції затискачів
Ексцентрики бувають круглі, евольвентні та спіральні (по спіралі Архімеда). У затискних пристроях застосовуються два різновиди ексцентриків: круглі та криволінійні.
Круглі ексцентрики (рис. 6) є диском або валиком з віссю обертання, зміщеною на розмір ексцентриситету е; умова самогальмування забезпечується при співвідношенні D/e? 4.

Рис. 6 – Схема круглого ексцентрика

Гідність круглих ексцентриків полягає у простоті їх виготовлення; основний недолік - непостійність кута підйому a і сил затиску Q. Криволінійні ексцентрики, робочий профіль яких виконується по евольвенті або спіралі Архімеда, мають постійний кут підйому a, отже, забезпечують сталість сили Q при затиску будь-якої точки профілю.
Клиновий механізм застосовують як проміжну ланку у складних затискних системах. Він простий у виготовленні, легко розміщується в пристосуванні, дозволяє збільшувати і змінювати напрямок сили, що передається. При певних кутах клиновий механізм має властивості самогальмування. Для однокосного клина (рис. 7 а) при передачі сил під прямим кутом може бути прийнята наступна залежність (при j1=j2=j3=j, де j1...j3 - кути тертя):
P=Qtg(±2j),

Де Р – осьова сила;
Q – сила затиску.
Самогальмування буде мати місце у a Для двокосного клина (рис.7, б) при передачі сил під кутом b>90° залежність між Р і Q при постійному куті тертя (j1=j2=j3=j) виражається такою формулою

Р = Q sin (a + 2j/cos (90 ° + a-b + 2j).

Важельні затискачі застосовують у поєднанні з іншими елементарними затискачами, утворюючи складніші затискні системи. За допомогою важеля можна змінювати величину і напрямок сили, що передається, а також здійснювати одночасне і рівномірне закріплення заготовки в двох місцях.

Рис.7 – Схеми однокосного клина (а) та двокосного клина (б)

На рис.8 наведено схеми дії сил в одноплечих і двоплечих прямих та вигнутих затискачах. Рівняння рівноваги для цих важільних механізмів мають такий вигляд:
для одноплечого затиску (рис.8, а)
,
для прямого двоплечого затиску (рис. 8, б)
,
для двоплечого вигнутого затискача (для l1 ,
де r – кут тертя;
f – коефіцієнт тертя.

Рис. 8 - Схеми дії сил в одноплечих та двоплечих прямих та вигнутих затискачах.

Як настановні елементи для зовнішніх або внутрішніх поверхонь тіл обертання застосовують центруючі затискні елементи: цанги, розтискні оправки, затискні втулки з гідропластом, а також мембранні патрони.
Цанги є розрізні пружні гільзи, конструктивні різновиди яких показані на рис. 9 (а - з натяжною трубкою; б - з розпірною трубкою; - вертикального типу). Їх виконують із високовуглецевих сталей, наприклад У10А, і термічно обробляють до твердості HRC 58...62 у затискній і до твердості HRC 40...44 у хвостовій частинах. Кут конуса цанги =30. . .40 °. При менших кутах можливе заклинювання цанги. Кут конуса стискає втулки роблять на 1° менше або більше кута конуса цанги. Цанги забезпечують ексцентричність установки (биття) трохи більше 0,02...0,05 мм. Базову поверхню заготовки слід обробляти за 9...7-м кваліфікацією точності.
Розтискні оправки різних конструкцій (включаючи конструкції із застосуванням гідропласту) відносяться до настановно-затискних пристроїв.
Мембранні патрони використовують для точного центрування заготовок зовнішньої або внутрішньої циліндричної поверхні. Патрон (рис. 10) складається з круглої, привертається до планшайби верстата мембрани 1 у формі пластини з симетрично розташованими виступами-кулачками 2 кількість яких вибирають в межах 6...12. Усередині шпинделя проходить шток 4 пневмоциліндри. При включенні пневматики мембрана прогинається розсуваючи кулачки. При відході штока назад мембрана, прагнучи повернутись у вихідне положення, стискає своїми кулачками заготовку 3.

Рис. 10 – Схема мембранного патрона

Рейково-важільний затискач (рис. 11) складається з рейки 3, зубчастого колеса 5, що сидить на валу 4, і важеля рукоятки 6. Обертаючи рукоятку проти годинникової стрілки, опускають рейку і прихватом 2 закріплюють оброблювану заготовку 1. Затискна сили Р, прикладеної до ручки. Пристрій забезпечується замком, який заклинюючи систему, попереджає зворотний поворот колеса. Найбільш поширені такі види замків.

Рис. 11 - Рейково-важільний затискач

Роликовий замок (рис. 12 а) складається з повідкового кільця 3 з вирізом для ролика 1, що стикається зі зрізаною площиною валика 2 зубчастого колеса. Повідкове кільце 3 скріплено з рукояткою затискного пристрою. Обертаючи рукоятку по стрілці, передають обертання на вал зубчастого колеса через ролик 1. Ролик заклинюється між поверхнею розточування корпусу 4 і площиною зрізаної валика 2 і перешкоджає зворотному обертанню.

Рис. 12 – Схеми різних конструкцій замків

Роликовий замок із прямою передачею моменту від повідця на валик показано на рис. 12, б. Обертання від рукоятки через повідець передається безпосередньо на вал 6 колеса. Ролик 3 через штифт 4 підібгати слабкою пружиною 5. Так як зазори в місцях торкання ролика з кільцем 1 і валом 6 при цьому вибирають, система миттєво заклинюється при знятті сили з рукоятки 2. Поворотом рукоятки у зворотний бік ролик розклинюється і обертає вал .
Конічний замок (рис. 12 в) має конічну втулку 1 і вал 2 з конусом 3 і рукояткою 4. Спіральні зубці на середній шийці валу знаходяться в зачепленні з рейкою 5. Остання пов'язана з виконавчим механізмом, що затискає. При куті нахилу зубів 45° осьова сила на валу 2 дорівнює (без урахування тертя) затискної сили.
Ексцентриковий замок (рис. 12, г) складається з валу 2 колеса, на якому заклинений ексцентрик 3. Вал приводиться в обертання кільцем 1, скріпленим з ручкою замка; кільце обертається у розточуванні корпусу 4, вісь якої зміщена від осі валу на відстань е. При зворотному обертанні рукоятки передача на вал відбувається через штифт 5. У процесі закріплення кільце 1 заклинюється між ексцентриком і корпусом.
Комбіновані затискні пристрої є поєднанням елементарних затискачів різного типу. Їх застосовують для збільшення затискної сили та зменшення габаритів пристосування, а також для створення найбільших зручностей керування. Комбіновані затискні пристрої можуть забезпечувати одночасне кріплення заготовки в декількох місцях. Види комбінованих затискачів наведено на рис. 13.
Поєднання вигнутого важеля і гвинта (рис. 13 а) дозволяє одночасно закріплювати заготівлю в двох місцях, рівномірно підвищуючи затискні сили до заданого значення. Звичайний поворотний прихват (рис. 13 б) являє собою поєднання важільного і гвинтового затискачів. Вісь хитання важеля 2 поєднана з центром сферичної поверхні шайби 1, яка розвантажує шпильку 3 згинальних зусиль. Показаний на рис. 13, прихват з ексцентриком є прикладом швидкодіючого комбінованого затиску. При певному співвідношенні плечей важеля можна збільшити затискну силу або хід кінця важеля, що затискає.

Рис. 13 - Види комбінованих затискачів

На рис. 13 г показано пристрій для закріплення в призмі циліндричної заготовки за допомогою накидного важеля, а на рис. 13, д - схема швидкодіючого комбінованого затиску (важіль і ексцентрик), що забезпечує бічне та вертикальне притискання заготовки до опор пристосування, оскільки сила затиску прикладена під кутом. Аналогічна умова забезпечується пристроєм, зображеним на рис. 13, е.
Шарнірно-важільні затискачі (рис. 13 ж, з, і) є прикладами швидкодіючих затискних пристроїв, що приводять в дію поворотом рукоятки. Для запобігання самовідкріплення ручку переводять через мертве положення до упору 2. Сила затиску залежить від деформації системи та її жорсткості. Бажану деформацію системи встановлюють регулюванням натискного гвинта 1. Однак наявність допуску на розмір Н (рис. 13 ж) не забезпечує сталості затискної сили для всіх заготовок даної партії.
Комбіновані затискні пристрої приводяться в дію вручну або від силових вузлів.
Затискні механізми для багатомісних пристроїв повинні забезпечувати однакову силу затискача на всіх позиціях. Найпростішим багатомісним пристроєм є оправлення, на яку встановлюють пакет заготовок (кільця, диски), що закріплюються по торцевих площинах однією гайкою (послідовна схема передачі затискної сили). На рис. 14 а показаний приклад затискного пристрою, що працює за принципом паралельного розподілу затискної сили.
Якщо потрібно забезпечити концентричність базової і оброблюваної поверхонь і запобігти деформування заготовки, що обробляється, застосовують пружні затискні пристрої, де затискне зусилля за допомогою заповнювача або іншого проміжного тіла рівномірно передається на затискний елемент пристосування (у межах пружних деформацій).

Рис. 14 - Затискні механізми для багатомісних пристроїв

Як проміжне тіло застосовують звичайні пружини, гуму або гідропласт. Затискний пристрій паралельної дії з використанням гідропласту показано на рис. 14, б. На рис. 14, наведено пристрій змішаного (паралельно- послідовного) дії.
На верстатах безперервної дії (барабанно-фрезерні, спеціальні багатошпиндельні свердлильні) заготовки встановлюють та знімають, не перериваючи руху подачі. Якщо допоміжний час перекривається машинним, для закріплення заготовок можна застосовувати затискні пристрої різних типів.
З метою механізації виробничих процесів доцільно використовувати затискні пристрої автоматизованого типу (безперервної дії), що приводяться в дію механізмом подачі верстата. На рис. 15 а наведена схема пристрою з гнучким замкнутим елементом 1 (трос, ланцюг) для закріплення циліндричних заготовок 2 на барабанно-фрезерному верстаті при обробці торцевих поверхонь, а на рис. 15 б - схема пристрою для закріплення заготовок поршнів на багатошпиндельному горизонтально-свердлильному верстаті. В обох пристроях оператори тільки встановлюють і знімають заготовку, а закріплення заготовки відбувається автоматично.

Рис. 15 - Затискні пристрої автоматизованого типу

Ефективним затискним пристроєм для утримання заготовок з тонколистового матеріалу при їх чистовій обробці або обробці є вакуумний притиск. Сила затиску визначається за формулою

Q=Ap,
де A – активна площа порожнини пристрою, обмеженої ущільненням;
p=10 5 Па - різниця атмосферного тиску та тиску в порожнині пристрою, з якого видаляється повітря.
Електромагнітні затискні пристрої застосовують для закріплення заготовок, що обробляються, зі сталі і чавуну з плоскою базовою поверхнею. Затискні пристрої зазвичай виконують у вигляді плит і патронів, при конструюванні яких як вихідні дані приймають розміри і конфігурацію оброблюваної заготовки в плані, її товщину, матеріал і необхідну утримуючу силу. Утримуюча сила електромагнітного пристрою значною мірою залежить від товщини оброблюваної деталі; при малих товщинах не весь магнітний потік проходить через поперечний переріз деталі, частина ліній магнітного потоку розсіюється в навколишній простір. Деталі, що обробляються на електромагнітних плитах або патронах, набувають залишкові магнітні властивості - їх розмагнічують, пропускаючи їх через соленоїд, що живиться змінним струмом.
У магнітних затискних пристроях основними елементами є постійні магніти, ізольовані один від одного немагнітними прокладками і скріплені в загальний блок, а заготовка є якір, через який замикається магнітний потік. Для відкріплення готової деталі блок зсувають за допомогою ексцентрикового або кривошипного механізму, при цьому магнітний потік сил замикається на корпус пристрою, минаючи деталь.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

[Введіть текст]

Важільні затискачі.Важельні затискачі (рисунок 2.16) застосовують у поєднанні з іншими елементарними затискачами, утворюючи складніші затискні системи. Вони дозволяють змінювати величину і напрямок сили, що передається.

Клиновий механізм.Клин дуже широко використовують у затискних механізмах пристосувань, цим забезпечується простота та компактність конструкції, надійність у роботі. Клин може бути простим затискним елементом, що діє безпосередньо на заготівлю, так і входити в поєднання з будь-яким іншим простим при створенні комбінованих механізмів. Застосування в затискному механізмі клина забезпечує збільшення вихідної сили приводу, зміну напрямку вихідної сили, самогальмування механізму (здатність зберігати силу затиску при припиненні дії сили, що створюється приводом). Якщо клиновий механізм застосовують для зміни напряму сили затиску, то кут клина зазвичай дорівнює 45 °, а якщо для збільшення сили затиску або підвищення надійності, то кут клина приймають рівним 6 ... 15 ° (кути самогальмування).

o механізми з плоским однокосним клином (

o багатоклінові (багатоплунжерні) механізми;

o ексцентрики (механізми з криволінійним клином);

o торцеві кулачки (механізми з циліндричним клином).

11. Дія сил різання, затискачів та їх моментів на оброблювану деталь

У процесі обробки різальний інструмент здійснює певні рухи щодо заготівлі. Тому необхідне розташування поверхонь деталі можна забезпечити лише у таких випадках:

1) якщо заготівля займає певне положення у робочій зоні верстата;

2) якщо положення заготовки у робочій зоні визначено на початок обробки, з урахуванням цього можна коригувати руху формообразования.

Точне положення заготівлі в робочій зоні верстата досягається в процесі встановлення в пристосуванні. Процес установки включає базування (тобто надання заготівлі необхідного положення щодо обраної системи координат) і закріплення (тобто додаток сил і пар сил до заготівлі для забезпечення сталості та незмінності її положення, досягнутого при базуванні).

Фактичне положення заготовки, встановленої в робочій зоні верстата, відрізняється від необхідного, що обумовлюється відхиленням положення заготовки (у напрямку розміру, що витримується) в процесі установки. Це відхилення називають похибкою установки, що складається з похибки базування та похибки закріплення.

Поверхні, що належать до заготівлі та використовуються при її базуванні, називають технологічними базами, а використовувані для її вимірювань - вимірювальними базами.

Для встановлення заготівлі в пристрої зазвичай використовують кілька баз. Спрощено вважають, що заготівля стикається з пристосуванням у точках, які називаються опорними. Схему розташування опорних точок називають схемою базування. Кожна опорна точка визначає зв'язок заготівлі з обраною системою координат, у якій здійснюється обробка заготівлі.

1. При високих вимогах до точності обробки як технологічної бази слід використовувати точно оброблену поверхню заготівлі та прийняти таку схему базування, яка забезпечує найменшу похибку установки.

2. Одним із найпростіших способів підвищення точності базування є дотримання принципу суміщення баз.

3. Для підвищення точності обробки слід дотримуватися принципу сталості баз. Якщо це неможливо з будь-яких причин, необхідно, щоб нові бази були оброблені точніше попередніх.

4. Як бази слід використовувати прості формою поверхні (плоскі, циліндричні і конічні), у тому числі за необхідності можна створити комплект баз. У тих випадках, коли поверхні заготівлі не задовольняють вимогам, що пред'являються до баз (тобто за своїми розмірами, формою та розташуванням не можуть забезпечити задану точність, стійкість і зручність обробки), на заготівлі створюють штучні бази (центрові отвори, технологічні отвори , платики, виточки та ін.).

Основні вимоги до закріплення заготівель у пристроях такі.

1. Закріплення повинно забезпечити надійний контакт заготовки з опорами пристосувань та гарантувати незмінність положення заготовки щодо технологічного оснащення у процесі обробки або при відключенні енергії.

2. Закріплення заготовки необхідно застосовувати тільки в тих випадках, коли сила обробки або інші сили можуть змістити заготовку (наприклад, при протягуванні паза шпонки заготовку не закріплюють).

3. Сили закріплення не повинні викликати великих деформацій та зминання бази.

4. Закріплення та звільнення заготівлі повинні виконуватися з мінімальною витратою часу та зусиль з боку робітника. Найменшу похибку закріплення забезпечують затискні пристрої, що створюють

постійну силу закріплення (наприклад, пристрої з пневматичним або гідравлічним приводом).

5. Для зменшення похибки закріплення слід використовувати базові поверхні з низькою шорсткістю; застосовувати пристрої з приводом; встановлювати заготовки на опори з плоскою головкою або точно оброблені опорні пластини.

Квиток 13

Затискні механізми пристосувань Затискними називають механізми, що усувають можливість вібрації або зміщення заготовки щодо настановних елементів під дією власної ваги та сил, що виникають у процесі обробки (складання). Основне призначення затискних пристроїв – забезпечення надійного контакту заготівлі з настановними елементами, попередження її зміщення та вібрацій у процесі обробки, а також для забезпечення правильної установки та центрування заготівлі.

Розрахунок сил затиску

Розрахунок сил затиску може бути зведений до розв'язання задачі статики на рівновагу твердого тіла (заготівлі) під дією системи зовнішніх сил.

До заготівлі з одного боку прикладено силу тяжкості і сили, що виникають у процесі обробки, з іншого – шукані затискні сили – реакції опор. Під дією цих сил заготівля має зберегти рівновагу.

Приклад 1. Сила закріплення притискає заготовку до опор пристосування, а сила різання, що виникає при обробці деталей (рисунок 2.12,а) прагне зрушити заготовку вздовж опорної площини.

На заготівлю діють сили: на верхній площині сила затиску і сила тертя, що перешкоджає зсуву заготовки; по нижній площині сили реакції опор (на малюнку не показано) рівні силі затиску та сила тертя між заготовкою та опорами . Тоді рівняння рівноваги заготівлі буде

де - Коефіцієнт запасу;

– коефіцієнт тертя між заготівлею та затискним механізмом;

– коефіцієнт тертя між заготівлею та опорами пристосування.

Звідки

Рисунок 2.12 – Схеми розрахунку сил затискача

Приклад 2. Сила різання спрямована під кутом до сили закріплення (рисунок 2.12,б).

Тоді рівняння рівноваги заготівлі буде

З малюнок 2.12,б знайдемо складові зусилля різання

Підставляючи, отримаємо

Приклад 3. Заготівля обробляється на токарному верстаті та закріплюється у трикулачковому патроні. Сили різання створюють крутний момент, що прагнуть провернути заготівлю в кулачках. Сили тертя, що у точках контакту кулачків із заготівлею, створюють момент тертя , що перешкоджає повороту заготовки. Тоді умова рівноваги заготівлі буде

Момент різання визначиться за величиною вертикальної складової сили різання

Момент тертя

Елементарні затискні механізми

До елементарних затискних пристроїв відносяться найпростіші механізми, що використовуються для закріплення заготовок або виконують роль проміжних ланок у складних затискних системах:

гвинтові;

клинові;

ексцентрикові;

важільні;

центруючі;

рейково-важільні.

Гвинтові затискачі. Гвинтові механізми (рисунок 2.13) широко використовуються у пристосуваннях з ручним закріпленням заготовок, з механізованим приводом, а також на автоматичних лініях при використанні пристроїв-супутників. Перевагою їх є простота конструкції, невисока вартість та висока надійність у роботі.

Гвинтові механізми використовують як безпосереднього затиску, так у поєднанні з іншими механізмами. Силу на рукоятці, необхідну створення сили затиску , можна розрахувати по формуле:

де – середній радіус різьблення, мм;

- Виліт ключа, мм;

- Кут підйому різьблення;

Кут тертя в різьбовій парі.

Клиновий механізм. Клин дуже широко використовують у затискних механізмах пристосувань, цим забезпечується простота та компактність конструкції, надійність у роботі. Клин може бути простим затискним елементом, що діє безпосередньо на заготівлю, так і входити в поєднання з будь-яким іншим простим при створенні комбінованих механізмів. Застосування в затискному механізмі клина забезпечує збільшення вихідної сили приводу, зміну напрямку вихідної сили, самогальмування механізму (здатність зберігати силу затиску при припиненні дії сили, що створюється приводом). Якщо клиновий механізм застосовують для зміни напряму сили затиску, то кут клина зазвичай дорівнює 45 °, а якщо для збільшення сили затиску або підвищення надійності, то кут клина приймають рівним 6 ... 15 ° (кути самогальмування).

Клин застосовують у наступних конструктивних варіантах затискачів:

механізми з плоским однокосним клином (рисунок 2.14 б);

багатоклінові (багатоплунжерні) механізми;

ексцентрики (механізми з криволінійним клином);

торцеві кулачки (механізми з циліндричним клином).

На малюнок 2.14 а наведена схема двокутового клина.

При затиску заготівлі клин під дією сили рухається вліво, При русі клина на його площинах виникають нормальні сили та сили тертя (рисунок 2.14,б).

Істотним недоліком розглянутого механізму є низький коефіцієнт корисної дії (ККД) через втрати на тертя.

Приклад використання клина в пристрої показаний на
малюнку 2.14, р.

Для підвищення ККД клинового механізму тертя ковзання на поверхнях клину замінюють тертям кочення, застосовуючи опорні ролики (рис. 2.14 в).

Багатоклінові механізми бувають з одним, двома або більшим числом плунжерів. Одно- та двоплунжерні застосовують як затискні; багатоплунжерні використовують як самоцентруючі механізми.

Ексцентрикові затискачі. Ексцентрик є з'єднанням в одній деталі двох елементів – круглого диска (рисунок 2.15,д) і плоского однокосого клина. При повороті ексцентрика навколо осі обертання диска клин входить в зазор між диском і заготовкою і розвиває силу затиску.

Робоча поверхня ексцентриків може бути колом (кругові) або спіраллю (криволінійні).

Ексцентрикові затискачі є швидкодіючими з усіх ручних затискних механізмів. По швидкодії вони можна порівняти з пневмозажимами.

Недоліками ексцентрикових затискачів є:

мала величина робочого ходу;

обмежена величиною ексцентриситету;

підвищена стомлюваність робітника, тому що при відкріпленні заготовки робітнику необхідно прикладати силу, обумовлену властивістю самогальмування ексцентрика;

ненадійність затиску при роботі інструмента з ударами або вібраціями, оскільки це може призвести до самовідкріплення заготовки.

Незважаючи на ці недоліки ексцентрикові затискачі широко використовують у пристосуваннях (рисунок 2.15 б), особливо в дрібносерійному та середньосерійному виробництвах.

Для досягнення необхідної сили закріплення визначимо найбільший момент на ручці ексцентрика

де – сила на рукоятці,

- Довжина рукоятки;

- Кут повороту ексцентрика;

- Кути тертя.

Важільні затискачі. Важельні затискачі (рисунок 2.16) застосовують у поєднанні з іншими елементарними затискачами, утворюючи складніші затискні системи. Вони дозволяють змінювати величину і напрямок сили, що передається.

Конструктивних різновидів важільних затискачів багато, проте всі вони зводяться до трьох силових схем, показаних на малюнку 2.16, де наведено також формули розрахунку необхідної величини зусилля для створення сили затискача заготовки для ідеальних механізмів (без урахування сил тертя). Це зусилля визначається за умови рівності нулю моментів усіх сил щодо точки обертання важеля. На малюнку 2.17 показано конструктивні схеми важільних затискачів.

За виконання низки операцій механічної обробки жорсткість ріжучого інструменту та всієї технологічної системи загалом виявляється недостатньою. Для усунення відтискань та деформацій інструменту використовуються різні напрямні елементи. Основні вимоги до таких елементів: точність, зносостійкість, змінність. Такі пристрої називаються кондукторами або кондукторними втулкамиі використовуються при свердлильних та розточувальних роботах .

Конструкції та розміри кондукторних втулок для свердління стандартизовані (рис. 11.10). Втулки бувають постійними (рис. 11.10 а) та змінними

Рис. 11.10. Конструкції кондукторних втулок: а) постійні;

б) змінні; в) скорозмінні із замком

(Рис. 11.10 б). Постійні втулки використовують у одиничному виробництві для обробки одним інструментом. Змінні втулки використовують у серійному та масовому виробництві. Швидкозмінні втулки із замком (рис. 11.10 в) використовують при обробці отворів декількома інструментами, що послідовно змінюються.

При діаметрі отвору до 25 мм втулки виготовляють із сталі У10А, із загартуванням до 60...65. При діаметрі отвору більше 25 мм втулки виготовляють із сталі 20 (20Х), з наступною цементацією та загартуванням на ту ж твердість.

Якщо інструменти направляються у втулці не робочою частиною, а циліндричними ділянками, що центрують, то використовуються спеціальні втулки (рис. 11.11). На рис. 11.11 показана втулка для свердління отворів на накло-

15. Настроювальні елементи пристроїв.

-Настроювальні елементи (висотні та кутові установки) застосовують для контролю положення інструменту при налаштуванні верстата.)

- Настроювальні елементи , що забезпечують правильне положення ріжучого інструменту при налагодженні верстата для отримання заданих розмірів. Такими елементами є висотні та кутові установки фрезерних пристроїв, що застосовуються для контролю положення фрези при налагодженні та підналагодженні верстата.

Настроювальні елементи виконують такі функції : 1) Запобігають виведенню інструменту під час роботи. 2) Надають інструменту точного положення щодо пристосування, до них належать установи (габарити), копіри. 3) Виконують обидві функції, викладені вище, до них відносяться кондукторні втулки, що направляють втулки. Кондукторні втулки прим.при об-ці отворів свердлами, зенкерами, розгортками. Кондукторні втулки бувають: постійні, швидкозмінні та змінні. Постяные з буртиком і без прим-ся коли отвір обраб.одним інструментом. Вони запресовуються в частині корпусу-кондукторної плити Н7/n6. Зміні втулки застосовуються при обробці одним інструментом, але з урахуванням заміни внаслідок зносу. Коли отвір на операції обробляється послідовно декількома інструментами. Відрізняються від змінних наскрізним пазом у буртику. Застосовуються і спец.кондукторні втулки, що мають конструкцію, що відповідає особливостям заготівлі та операції. Подовжена втулка Втулка з похилим торцем Втулки, що направляють, виконують постійними тільки функцію запобігання відведення інструменту. Напр револьверних верстатах вона встановлюється в отвір шпинделя і обертається з ним. Отвір у напрямні втулки виконується Н7. Копіри-використовуються для точного розташування інструменту щодо пристосування при обробці криволінійних поверхонь. Копіри бувають накладні та вбудовані. Накладні накладаються на заготівлю та закріплюються разом з нею. Направляюча частина инструм.має безперервний контакт з Копіром, а ріжуча частина виконує необхідний профіль. Вбудовані копіри встановлюються на корпус пристрою. Копіром направляється копірний палець, який через спеціально вбудований пристрій в верстат передає шпинделю з інструментом соотв.рух для обробки криволінійного профілю. Установи бувають стандартні та спеціальні, висотні та кутові. Висотні установи орієнтують інструмент в одному напрямку, кутові за двома напрямками. Координація інструменту по установах проводиться за допомогою стандартних плоских щупів товщиною 1,3,5 мм або циліндричних діаметром3 або 5мм. Розташовуються установи на корпусі пристосування осторонь заготовки з урахуванням врізання інструменту і закріплюються гвинтами і фіксуються штифтами. Про використовуваному щупі для налаштування інструменту на установку на складальному кресленні пристосування вказується в тех.вимогах, допускається і графічно.

Для установки (налагодження) положення стола верстата разом із пристосуванням щодо ріжучого інструменту застосовуються спеціальні шаблони-установи, виконані у вигляді різних форм пластин, призм і косинців. Установи закріплюються на корпусі пристрою; їх еталонні поверхні повинні бути розташовані нижче оброблюваних поверхонь заготовки, щоб не заважати проходу різального інструменту. Найчастіше установи застосовують при обробці на фрезерних верстатах, налаштованих автоматичне отримання розмірів заданої точності.

Розрізняють висотні та кутові установи. Перші служать для правильного розташування деталі щодо фрези за висотою, другі – і за висотою та у бічному напрямку. Виготовляються зі сталі 20Х, з цементацією на глибину 0,8 – 1,2 мм з наступним загартуванням до твердості HRC 55…60 од.

Настроювальні елементи для різального інструменту (приклад)

Комплексне проведення виробничих досліджень точності роботи діючих автоматичних ліній, експериментальних досліджень та теоретичного аналізу має дати відповіді на такі основні питання проектування технологічних процесів виробництва корпусних деталей на автоматичних лініях а) обґрунтування для вибору технологічних методів та числа послідовно виконуваних переходів для обробки найбільш відповідальних поверхонь деталей з урахуванням заданих вимог точності б) встановлення оптимального ступеня концентрації переходів в одній позиції, виходячи з умов навантаження та необхідної точності обробки; в) вибір методів та схем установки при проектуванні настановних елементів пристроїв автоматичних ліній для забезпечення точності обробки що забезпечують напрямок та фіксацію ріжучих інструментів у зв'язку з вимогами точності обробки д) вибір методів налаштування верстатів на необхідні р е) обґрунтування вимог до точності верстатів та до точності складання автоматичної лінії за параметрами, що безпосередньо впливають на точність обробки; ж) обґрунтування вимог до точності чорних заготовок у зв'язку з точністю їх встановлення та уточненням у ході обробки, а також встановлення нормативних величин для розрахунку припусків на обробку; з) виявлення та формування методичних положень для точнісних розрахунків при проектуванні автоматичних ліній.

16. Пневматичні приводи. Призначення та вимоги до них.

Пневматичний привід (пневмопривід)- сукупність пристроїв, призначених для руху частин машин і механізмів за допомогою енергії стисненого повітря.

Пневмопривід, подібно до гідроприводу, є свого роду «пневматичну вставку» міжпривідним двигуном і навантаженням (машиною або механізмом) і виконує ті ж функції, що і механічна передача (редуктор, ременна передача, кривошипно-шатунний механізм і т. д.). Основне призначення пневмоприводу , як і механічної передачі, - перетворення механічної характеристики приводного двигуна відповідно до вимог навантаження (перетворення виду руху вихідної ланки двигуна, його параметрів, а також регулювання, захист від перевантажень та ін.). Обов'язковими елементами пневмоприводу є компресор (генератор пневматичної енергії) та пневмодвигун

Залежно від характеру руху вихідної ланки пневмодвигуна (валу пневмомотора або штокапневмоциліндра), і, характеру руху робочого органу пневмопривід може бути обертальним або поступальним. Пневмоприводи з поступальним рухом набули найбільшого поширення в техніці.

Принцип дії пневматичних машин

Загалом, передача енергії в пневмоприводі відбувається таким чином:

1. Привідний двигун передає крутний момент на вал компресора, який повідомляє енергію робочого газу.

2. Робочий газ після спеціальної підготовки по пневмолінії через регулюючу апаратуру надходить у пневмодвигун, де пневматична енергія перетворюється на механічну.

3. Після цього робочий газ викидається в навколишнє середовище, на відміну від гідроприводу, в якому робоча рідина по гідролініях повертається або в гідробак, або безпосередньо до насоса.

Багато пневматичних машин мають свої конструктивні аналоги серед об'ємних гідравлічних машин. Зокрема, широко застосовуються аксіально-поршневі пневмомотори та компресори, шестеренні та пластинчасті пневмомотори, пневмоциліндри.

Типова схема пневмоприводу

Типова схема пневмоприводу: 1 - повітрозабірник; 2 – фільтр; 3 – компресор; 4 – теплообмінник (холодильник); 5-вологовідділювач; 6 - повітрозбірник (ресивер); 7-запобіжний клапан; 8- Дросель; 9 - маслорозпилювач; 10 - редукційний клапан; 11 – дросель; 12 – розподільник; 13 пневмомотор; М – манометр.

Повітря до пневмосистеми надходить через повітрозабірник.

Фільтр здійснює очищення повітря з метою попередження пошкодження елементів приводу та зменшення їхнього зносу.

Компресор здійснює стиск повітря.

Оскільки, згідно із законом Шарля, стиснене в компресорі повітря має високу температуру, то перед подачею повітря споживачам (як правило, пневмодвигунам) повітря охолоджують у теплообміннику (у холодильнику).

Щоб запобігти зледеніння пневмодвигунів внаслідок розширення в них повітря, а також зменшення корозії деталей, в пневмосистемі встановлюють вологовідділювач.

Ресивер служить створення запасу стисненого повітря, і навіть для згладжування пульсацій тиску в пневмосистеме. Ці пульсації обумовлені принципом роботи об'ємних компресорів (наприклад, поршневих), що подають повітря систему порціями.

У маслорозпилювачі в стиснене повітря додається мастило, завдяки чому зменшується тертя між рухомими деталями пневмоприводу і запобігає їх заклиненню.

У пневмоприводі обов'язково встановлюється редукційний клапан, що забезпечує подачу до пневмодвигунів стисненого повітря при постійному тиску.

Розподільник керує рухом вихідних ланок пневмодвигуна.

У пневмодвигуні (пневмомоторі або пневмоциліндрі) енергія стисненого повітря перетворюється на механічну енергію.

Пневмаприводами оснащуються:

1. стаціонарні пристрої, що закріплюються на столах фрезерних, свердлильних та інших верстатів;

2. пристосування, що обертаються - патрони, оправки і т.д.

3) пристосування, що встановлюються на обертових і ділильних столах при безперервній та позиційній обробці.

Як робочий орган застосовуються пневматичні камери односторонньої та двосторонньої дії.

При двосторонній дії поршень переміщається в обидва боки стисненим повітрям.

При односторонній дії поршень під час закріплення заготовки переміщається стисненим повітрям, а при розкріпленні пружиною.

Для збільшення сили закріплення застосовуються двох і трипоршневі циліндри або двох і трикамерні пнемакамери. При цьому зусилля затискання збільшується в 2...3 рази

Збільшення сили закріплення можна домогтися вбудовуванням у пнемопривід важелів підсилювачів.

Необхідно відзначити деякі переваги пневматичних приводів пристроїв.

Порівняно з гідроприводом він відрізняється чистотою, не потрібно мати гідростанції для кожного пристрою, якщо верстат на якому встановлено пристрій не забезпечений гідростанцією.

Пневмапривід характерний швидкістю дії, він перевершує не тільки ручні, але багато механізованих приводів. Якщо, наприклад, швидкість течії масла, що знаходиться під тиском у трубопроводі гідравлічного пристрою, становить 2,5...4,5 м/сек, максимально можлива - 9м/сек, то повітря, перебуваючи по тиску 4...5 МПа, поширюється трубопроводами зі швидкістю до 180 м/сек і більше. Тому протягом 1 години можна здійснити до 2500 спрацьовувань пневмапривода.

До переваг пневмаприводу слід віднести те, що його працездатність не залежить від коливань температури навколишнього середовища. Велика перевага полягає в тому, що пневмапривід забезпечують безперервну дію затискної сили, наслідком чого ця сила може бути значно меншою, ніж при ручному приводі. Ця обставина дуже важлива при обробці тонкостінних заготовок, схильних до деформації при закріпленні.

Переваги

· На відміну від гідроприводу - відсутність необхідності повертати робоче тіло (повітря) назад до компресора;

· менша вага робочого тіла порівняно з гідроприводом (актуально для ракетобудування);

· менша вага виконавчих пристроїв порівняно з електричними;

· можливість спростити систему за рахунок використання як джерела енергії балона зі стисненим газом, такі системи іноді використовують замість піропатронів, є системи, де тиск у балоні досягає 500 МПа;

· Простота і економічність, зумовлені дешевизною робочого газу;

· Швидкість спрацьовування та великі частоти обертання пневмомоторів (до декількох десятків тисяч обертів за хвилину);

· Пожежна безпека та нейтральність робочого середовища, що забезпечує можливість застосування пневмоприводу в шахтах та на хімічних виробництвах;

· Порівняно з гідроприводом - здатність передавати пневматичну енергію на великі відстані (до декількох кілометрів), що дозволяє використовувати пневмопривід як магістральний в шахтах і на рудниках;

· На відміну від гідроприводу, пневмопривід менш чутливий до зміни температури навколишнього середовища внаслідок меншої залежності ККДот витоків робочого середовища (робочого газу), тому зміна зазорів між деталями пневмоустаткування та в'язкості робочого середовища не надають серйозного впливу на робочі параметри пневмоприводу; це робить пневмопривід зручним для використання у гарячих цехах металургійних підприємств.

Недоліки

· Нагрівання та охолодження робочого газу в процесі стиску в компресорах і розширення в пневмомоторах; цей недолік обумовлений законами термодинаміки, і призводить до таких проблем:

· Можливість обмерзання пневмосистем;

· конденсація водяної пари з робочого газу, і у зв'язку з цим необхідність його осушення;

· Висока вартість пневматичної енергії в порівнянні з електричною (приблизно в 3-4 рази), що важливо, наприклад, при використанні пневмоприводу в шахтах;

· Ще нижчий ККД, ніж у гідроприводу;

· Низькі точність спрацьовування та плавність ходу;

· Можливість вибухового розриву трубопроводів або виробничого травматизму, через що в промисловому пневмоприводі застосовуються невеликі тиски робочого газу (зазвичай тиск у пневмосистемах не перевищує 1 МПа, хоча відомі пневмосистеми з робочим тиском до 7 МПа - наприклад, на атомних електростанціях), і, як наслідок, зусилля на робочих органах значно менші порівняно з гідроприводом). Там, де такої проблеми немає (на ракетах і літаках) або розміри систем невеликі, тиск може досягати 20 МПа і навіть вище.

· Для регулювання величини повороту штока приводу необхідно використання дорогих пристроїв – позиціонерів.

Затискні елементи повинні забезпечити надійний контакт оброблюваної деталі з установочними елементами і перешкоджати порушенню його під дією зусиль, що виникають при обробці, швидкий і рівномірний затискач всіх деталей і не викликати деформації і псування пов-тей деталей, що закріплюються.

Затискні елементи поділяються:

За конструкцією – на гвинтові, клинові, ексцентрикові, важільні, важільно-шарнірні (застосовуються також комбіновані затискні елементи – винторичажні, ексцентрико-важільні тощо).

За ступенем механізації - на ручні та механізовані з гідравлічним, пневматичним, електричним або вакуумним приводом.

Затискні мех-ми можуть бути автоматизованими.

Гвинтові затискачівикористовують для безпосереднього затиску або затиску через притискні планки або прихвати однієї або декількох деталей. Недоліком їх є те,що для закріплення та відкріплення деталі доводиться витрачати багато часу.

Ексцентрикові та клинові затискачі,також як гвинтові, дозволяють закріплювати деталь безпосередньо або через притискні планки та важелі.

Найбільшого поширення набули кругові ексцентрикові затискачі. Ексцентриковий затискач є окремим випадком клинового затиску, причому для забезпечення самогальмування кут клина не повинен перевищувати 6-8 град. Ексцентрикові затискачі виготовляють із високовуглецевої або цементованої сталі та термічно обробляють до твердості HRC55-60. Ексцентрикові затискачі відносяться до швидкодіючих затискачів, т.к. для затиску необхідно. повернути ексцентрик на кут 60-120 град.

Важельно-шарнірні елементизастосовуються як приводні та підсилювальні ланки затискних механізмів. За конструкцією вони діляться на одноважільні, двоважільні (односторонньої та двосторонньої дії – самоцентруючі та багатоланкові). Важельні механізми не володіють самогальмуючими властивостями. Найбільш простим прикладом важільно-шарнірних мех-мов є притискні планки пристроїв, важелі пневматичних патронів і т.д.

Пружинні затискачізастосовують для затиску виробів з невеликими зусиллями, що виникають під час стиснення пружини.

Для створення постійних та великих затискних зусиль, скорочення часу затиску, здійснення дистанційного керування затискачами застосовують пневматичні, гідравлічні та інші приводи.

Найбільш поширеними пневматичними приводами явл-ся поршневі пневматичні циліндри і пневматичні камери з пружною діафрагмою, стаціонарні, що обертаються і гойдаються.

Пневматичні приводи наводяться в дію стисненим повітрям під тиском 4-6 кг/см.² При необхідності застосування малогабаритних приводів та створення великих затискних зусиль використовують гідравлічні приводи, робочий тиск олії в котор. досягає 80 кг/см².

Зусилля на штоку пневматичного або гідравлічного циліндра дорівнює добутку робочої площі поршня в квадратних см. на тиск повітря або робочої рідини. При цьому необхідно враховувати втрати на тертя між поршнем і стінками циліндра між штоком і направляючими втулками і ущільненнями.

Електромагнітні затискні пристроївиконують у вигляді плит та планшайб. Вони призначені для закріплення сталевих і чавунних заготовок з базовою плоскою поверхнею при шліфуванні або чистовому точенні.

Магнітні затискні пристроїможуть бути виконані у вигляді призм, що служать для закріплення циліндричних заготовок. З'явилися плити, у яких як постійні магніти використовують ферити. Ці плити відрізняються великою силою, що утримує, і меншою відстанню між полюсами.

Схожі статті

Обговорюють:

Простий і надійний металошукач своїми руками Металошукач на одній мікросхемі к561ла7:Нескладний металошукач схема Щас починається весна.
Чи можливе встановлення лічильника тепла в квартиру?:Наприкінці минулого року Мінбуд запропонував внести відповідні поправки до...
Шпигунати за користувачем Вконтакте Дізнатися все про людину вконтакті:Пошук будь-якого користувача та інформації про нього є досить...
Що таке «Сторінку видалено»?:Багато користувачів соціальної мережі ВКонтакте з вини тих чи інших...