Elementos de sujeción- Se trata de mecanismos que se utilizan directamente para asegurar piezas de trabajo o eslabones intermedios de sistemas de sujeción más complejos.
Mayoría vista sencilla Las abrazaderas universales son aquellas que se activan mediante llaves, manijas o volantes montados en ellas.
Para evitar el movimiento de la pieza de trabajo sujeta y la formación de abolladuras debido al tornillo, así como para reducir la flexión del tornillo al presionar sobre una superficie que no es perpendicular a su eje, se colocan zapatas oscilantes en los extremos de los tornillos ( Figura 68, α).
Las combinaciones de dispositivos de tornillo con palancas o cuñas se denominan abrazaderas combinadas y una variedad de los cuales son abrazaderas de tornillo(Fig. 68, b), El dispositivo de las abrazaderas le permite moverlas o rotarlas para que pueda instalar más cómodamente la pieza de trabajo en el dispositivo.
En la Fig. 69 muestra algunos diseños abrazaderas de liberación rápida. Para fuerzas de sujeción pequeñas, se utiliza un dispositivo de bayoneta (Fig. 69, α), y para fuerzas significativas, un dispositivo de émbolo (Fig. 69, b). Estos dispositivos permiten mover el elemento de sujeción a una gran distancia de la pieza de trabajo; La fijación se produce como resultado de girar la varilla en un cierto ángulo. En la figura 2 se muestra un ejemplo de abrazadera con tope de plegado. 69, v. Después de aflojar la tuerca del mango 2, retire el tope 3 girándolo alrededor de su eje. A continuación se retira la barra de apriete 1 a una distancia h hacia la derecha. En la Fig. 69, d muestra un diagrama de un dispositivo de alta velocidad. tipo de palanca. Al girar el mango 4, el pasador 5 se desliza a lo largo de la barra 6 con un corte oblicuo, y el pasador 2 se desliza a lo largo de la pieza de trabajo 1, presionándola contra los topes ubicados debajo. La arandela esférica 3 sirve como bisagra.
La gran cantidad de tiempo y las importantes fuerzas necesarias para asegurar las piezas de trabajo limitan el ámbito de uso de las abrazaderas de tornillo y, en la mayoría de los casos, hacen preferibles las abrazaderas de liberación rápida. abrazaderas excéntricas . En la Fig. 70 muestra disco (α), cilíndrico con abrazadera en forma de L (b) y abrazaderas flotantes cónicas (c).
Las excéntricas son redondas, involutas y espirales (según la espiral de Arquímedes). EN dispositivos de sujeción Se utilizan dos tipos de excéntricas: redondas y curvas.
Excéntricas redondas(Fig. 71) son un disco o rodillo con el eje de rotación desplazado por el tamaño de excentricidad e; la condición de autofrenado se garantiza cuando la relación D/е≥ 4.
La ventaja de las excéntricas redondas es la facilidad de fabricación; La principal desventaja es la variabilidad del ángulo de elevación α y de las fuerzas de sujeción Q. Excéntricas curvilíneas, cuyo perfil de trabajo se realiza a lo largo de una involuta o una espiral de Arquímedes, tienen un ángulo de elevación constante α y, por tanto, aseguran una fuerza constante Q al sujetar cualquier punto del perfil.
Mecanismo de cuña Se utiliza como eslabón intermedio en sistemas de sujeción complejos. Es sencillo de fabricar, se coloca fácilmente en el dispositivo y permite aumentar y cambiar la dirección de la fuerza transmitida. En determinados ángulos, el mecanismo de cuña tiene propiedades autofrenantes. Para una cuña de un solo bisel (Fig.72, a) cuando se transmiten fuerzas en ángulo recto, se puede aceptar la siguiente relación (con ϕ1 = ϕ2 = ϕ3 = ϕ donde ϕ1…ϕ3 son ángulos de fricción):
P = Qtg (α ± 2ϕ),
donde P es la fuerza axial; Q - fuerza de sujeción. La autofrenada se producirá en α<ϕ1 + ϕ2.
Para una cuña de dos oblicuos (Fig.72, b) cuando se transmiten fuerzas en un ángulo β>90, la relación entre P y Q en un ángulo de fricción constante (ϕ1 = ϕ2 = ϕ3 = ϕ) se expresa mediante la siguiente fórmula:
P = Qsin(α + 2ϕ)/cos (90° + α - β + 2ϕ).
Abrazaderas de palanca Se utiliza en combinación con otras abrazaderas elementales, formando sistemas de sujeción más complejos. Con la palanca, puede cambiar la magnitud y la dirección de la fuerza transmitida, así como asegurar simultánea y uniformemente la pieza de trabajo en dos lugares. En la Fig. La Figura 73 muestra diagramas de la acción de fuerzas en mordazas rectas y curvas de un solo brazo y de dos brazos. Las ecuaciones de equilibrio para estos mecanismos de palanca son las siguientes; para una abrazadera de un solo brazo (Fig.73, α):
abrazadera directa de dos brazos (Fig.73, b):
abrazadera curva (para l1 donde p es el ángulo de fricción; ƒ - coeficiente de fricción. Los elementos de sujeción de centrado se utilizan como elementos de instalación para las superficies exteriores o interiores de cuerpos giratorios: pinzas, mandriles de expansión, casquillos de sujeción con hidroplástico, así como cartuchos de membrana. El ángulo del cono del manguito de compresión se hace 1° menor o mayor que el ángulo del cono de la pinza. Las pinzas garantizan una excentricidad de instalación (desviación) de no más de 0,02...0,05 mm. La superficie base de la pieza de trabajo debe procesarse según el grado de precisión 9.º...7.º. Mandriles expansibles Varios diseños (incluidos los diseños que utilizan hidroplástico) se clasifican como dispositivos de montaje y sujeción. Cartuchos de diafragma Se utiliza para centrar con precisión piezas de trabajo a lo largo de la superficie cilíndrica exterior o interior. El cartucho (Fig. 75) consta de una membrana redonda 1 atornillada a la placa frontal de la máquina en forma de placa con protuberancias-levas 2 ubicadas simétricamente, cuyo número se selecciona dentro del rango de 6...12. Un vástago de cilindro neumático 4 pasa por el interior del husillo. Cuando se enciende la neumática, la membrana se dobla, separando las levas. Cuando la varilla retrocede, la membrana, intentando volver a su posición original, comprime la pieza de trabajo 3 con sus levas. Abrazadera de piñón y cremallera(Fig. 76) consta de una cremallera 3, un engranaje 5 asentado sobre un eje 4 y una palanca de mango 6. Al girar el mango en sentido antihorario, baje la cremallera y la abrazadera 2 para asegurar la pieza de trabajo 1. La fuerza de sujeción Q depende de el valor de la fuerza P aplicada al mango. El dispositivo está equipado con un bloqueo que, al bloquear el sistema, evita la rotación inversa de la rueda. Los tipos de cerraduras más comunes son: Bloqueo de rodillos(Fig. 77, a) consta de un anillo impulsor 3 con un corte para el rodillo 1, que está en contacto con el plano de corte del rodillo. 2 marchas. El anillo de accionamiento 3 está fijado al mango del dispositivo de sujeción. Al girar el mango en la dirección de la flecha, la rotación se transmite al eje del engranaje a través del rodillo 1*. El rodillo está encajado entre la superficie del orificio de la carcasa 4 y el plano de corte del rodillo 2 e impide la rotación inversa. Bloqueo del rodillo de accionamiento directo El momento entre el conductor y el rodillo se muestra en la Fig. 77, b. La rotación desde el mango a través de la correa se transmite directamente al eje de la sexta rueda. El rodillo 3 se presiona a través del pasador 4 mediante un resorte débil 5. Dado que se seleccionan los espacios en los lugares donde el rodillo toca el anillo 1 y el eje 6, el sistema se atasca instantáneamente cuando se elimina la fuerza del mango 2. Al girar el mango en la En dirección opuesta, el rodillo se calza y gira el eje en el sentido de las agujas del reloj. Cerradura cónica(Fig.77, c) tiene un manguito cónico 1 y un eje con un cono 3 y un mango 4. Los dientes en espiral en el cuello medio del eje están acoplados con la cremallera 5. Este último está conectado al mecanismo de sujeción del actuador . Con un ángulo de diente de 45°, la fuerza axial sobre el eje 2 es igual (sin tener en cuenta la fricción) a la fuerza de sujeción. * Las cerraduras de este tipo se fabrican con tres rodillos situados en un ángulo de 120°. Dispositivos de sujeción combinados son una combinación de abrazaderas elementales de varios tipos. Se utilizan para aumentar la fuerza de sujeción y reducir las dimensiones del dispositivo, así como para crear una mayor facilidad de control. Los dispositivos de sujeción combinados también pueden asegurar la sujeción simultánea de una pieza de trabajo en varios lugares. Los tipos de abrazaderas combinadas se muestran en la Fig. 78. La combinación de una palanca curva y un tornillo (Fig.78, a) le permite fijar simultáneamente la pieza de trabajo en dos lugares, aumentando uniformemente las fuerzas de sujeción a un valor determinado. Una abrazadera giratoria convencional (Fig. 78, b) es una combinación de abrazaderas de palanca y tornillo. El eje de giro de la palanca 2 está alineado con el centro de la superficie esférica de la arandela 1, lo que libera de las fuerzas de flexión el pasador 3. La abrazadera con excéntrica que se muestra en la Fig. 78 es un ejemplo de abrazadera combinada de alta velocidad. Con una determinada relación del brazo de palanca, se puede aumentar la fuerza de sujeción o la carrera del extremo de sujeción de la palanca. En la Fig. 78, d muestra un dispositivo para asegurar una pieza de trabajo cilíndrica en un prisma usando una palanca de bisagra, y en la Fig. 78, d - diagrama de una abrazadera combinada de alta velocidad (palanca y excéntrica), que proporciona presión lateral y vertical de la pieza de trabajo contra los soportes del dispositivo, ya que la fuerza de sujeción se aplica en ángulo. Una condición similar la proporciona el dispositivo mostrado en la Fig. 78, e. Las abrazaderas de palanca articulada (Fig. 78, g, h, i) son ejemplos de dispositivos de sujeción de alta velocidad que se activan girando la manija. Para evitar la liberación automática, el mango se mueve a través de la posición muerta hasta el tope 2. La fuerza de sujeción depende de la deformación del sistema y de su rigidez. La deformación deseada del sistema se establece ajustando el tornillo de presión 1. Sin embargo, la presencia de una tolerancia para el tamaño H (Fig. 78, g) no garantiza una fuerza de sujeción constante para todas las piezas de un lote determinado. Los dispositivos de sujeción combinados se accionan manualmente o mediante unidades de potencia. Mecanismos de sujeción para múltiples accesorios. Debe proporcionar la misma fuerza de sujeción en todas las posiciones. El dispositivo multiposición más simple es un mandril en el que se instala un paquete de "anillos, discos" en blanco, asegurados a lo largo de los planos finales con una tuerca (esquema de transmisión secuencial de la fuerza de sujeción). En la Fig. 79, α muestra un ejemplo de un dispositivo de sujeción que funciona según el principio de distribución paralela de la fuerza de sujeción. Si es necesario asegurar la concentricidad de la base y las superficies mecanizadas y evitar la deformación de la pieza de trabajo, se utilizan dispositivos de sujeción elásticos, donde la fuerza de sujeción se transmite uniformemente mediante un relleno u otro cuerpo intermedio al elemento de sujeción de la dispositivo dentro de los límites de las deformaciones elásticas). Como cuerpo intermedio se utilizan muelles convencionales, caucho o hidroplástico. En la figura 2 se muestra un dispositivo de sujeción paralelo que utiliza hidroplástico. 79, b. En la Fig. 79, en muestra un dispositivo de acción mixta (series paralelas). En máquinas continuas (fresado con tambor, taladrado especial multihusillo) Las piezas de trabajo se instalan y retiran sin interrumpir el movimiento de avance. Si el tiempo auxiliar se superpone con el tiempo de la máquina, entonces se pueden utilizar varios tipos de dispositivos de sujeción para asegurar las piezas de trabajo. Para mecanizar los procesos productivos es recomendable utilizar Dispositivos de sujeción automáticos(continuo) impulsado por el mecanismo de alimentación de la máquina. En la Fig. 80, α muestra un diagrama de un dispositivo con un elemento cerrado flexible 1 (cable, cadena) para asegurar piezas de trabajo cilíndricas 2 en una fresadora de tambor al procesar superficies extremas, y en la Fig. 80, 6 - diagrama de un dispositivo para asegurar piezas de pistón en una perforadora horizontal de múltiples husillos. En ambos dispositivos, los operadores solo instalan y retiran la pieza de trabajo, y la pieza de trabajo se asegura automáticamente. Un dispositivo de sujeción eficaz para sujetar piezas de trabajo hechas de material de lámina delgada durante el acabado o el acabado es una abrazadera de vacío. La fuerza de sujeción está determinada por la fórmula: donde A es el área activa de la cavidad del dispositivo limitada por el sello; p = 10 5 Pa: la diferencia entre la presión atmosférica y la presión en la cavidad del dispositivo del que se extrae el aire. Dispositivos de sujeción electromagnéticos. Se utiliza para asegurar piezas de trabajo de acero y hierro fundido con una superficie de base plana. Los dispositivos de sujeción suelen fabricarse en forma de placas y mandriles, cuyo diseño toma como datos iniciales las dimensiones y configuración de la pieza de trabajo en planta, su espesor, material y la fuerza de sujeción necesaria. La fuerza de sujeción del dispositivo electromagnético depende en gran medida del espesor de la pieza de trabajo; en espesores pequeños, no todo el flujo magnético pasa a través de la sección transversal de la pieza y algunas de las líneas de flujo magnético se dispersan en el espacio circundante. Las piezas procesadas en placas o mandriles electromagnéticos adquieren propiedades magnéticas residuales: se desmagnetizan haciéndolas pasar a través de un solenoide alimentado por corriente alterna. En sujeción magnética En los dispositivos, los elementos principales son imanes permanentes, aislados entre sí mediante juntas no magnéticas y unidos en un bloque común, y la pieza de trabajo es una armadura a través de la cual se cierra el flujo de energía magnética. Para separar la pieza terminada, el bloque se mueve mediante un mecanismo excéntrico o de manivela, mientras que el flujo de fuerza magnética se cierra al cuerpo del dispositivo, sin pasar por la pieza. Página INTRODUCCIÓN El grupo principal de equipos tecnológicos está formado por dispositivos para la producción de conjuntos mecánicos. En ingeniería mecánica, los dispositivos son dispositivos auxiliares de los equipos tecnológicos utilizados al realizar operaciones de procesamiento, montaje y control. INFORMACIÓN GENERAL SOBRE DISPOSITIVOS. En ingeniería mecánica se utiliza ampliamente una variedad de equipos tecnológicos, que incluyen accesorios, herramientas auxiliares, de corte y de medición. Arroz. 1 – Clasificación de las máquinas herramienta Los dispositivos especiales no separables (NSD) se ensamblan a partir de piezas estándar y unidades de ensamblaje de uso general, como dispositivos irreversibles a largo plazo. Los elementos estructurales de los diseños incluidos en el sistema, por regla general, se utilizan hasta que están completamente desgastados y no se reutilizan. El diseño también se puede realizar construyendo un dispositivo a partir de dos partes principales: una parte base unificada (UB) y una configuración reemplazable (CH). Este diseño del NSP lo hace resistente a cambios en el diseño de las piezas que se procesan y a ajustes en los procesos tecnológicos. En estos casos, sólo se reemplaza el ajuste reemplazable en el dispositivo. ELEMENTOS PRINCIPALES DE LOS DISPOSITIVOS Existen los siguientes elementos de equipamiento: Elementos de sujeción de accesorios. 1 Finalidad de los elementos de sujeción Arroz. 2 - Diagrama de instalación de la pieza de trabajo En algunos casos se utilizan dispositivos de sujeción para garantizar la correcta instalación y centrado de la pieza de trabajo. En este caso, realizan la función de dispositivos de instalación y sujeción. Estos incluyen mandriles autocentrantes, abrazaderas de pinza, etc. 2 tipos de elementos de sujeción Arroz. 3 – Esquemas de abrazaderas de tornillo En la Fig. La Figura 4 muestra algunos diseños de abrazaderas de liberación rápida. Para fuerzas de sujeción pequeñas, se utiliza un dispositivo de bayoneta (Fig. 4, a), y para fuerzas significativas, un dispositivo de émbolo (Fig. 4, b). Estos dispositivos permiten mover el elemento de sujeción a una gran distancia de la pieza de trabajo; La fijación se produce como resultado de girar la varilla en un cierto ángulo. En la figura 2 se muestra un ejemplo de abrazadera con tope de plegado. 4, c. Después de aflojar la tuerca del mango 2, retire el tope 3 girándolo alrededor de su eje. A continuación se retira la barra de apriete 1 a una distancia h hacia la derecha. En la Fig. 4, d muestra un diagrama de un dispositivo tipo palanca de alta velocidad. Al girar el mango 4, el pasador 5 se desliza a lo largo de la barra 6 con un corte oblicuo, y el pasador 2 se desliza a lo largo de la pieza de trabajo 1, presionándola contra los topes ubicados debajo. La arandela esférica 3 sirve como bisagra. Arroz. 4 - Diseños de abrazaderas de liberación rápida La gran cantidad de tiempo y las importantes fuerzas necesarias para asegurar las piezas de trabajo limitan el ámbito de aplicación de las abrazaderas de tornillo y, en la mayoría de los casos, hacen preferibles las abrazaderas excéntricas de alta velocidad. En la Fig. La figura 5 muestra el disco (a), cilíndrico con abrazadera en forma de L (b) y abrazaderas flotantes cónicas (c). Arroz. 5 – Varios diseños de abrazaderas Arroz. 6 – Diagrama de una excéntrica redonda La ventaja de las excéntricas redondas es la facilidad de fabricación; la principal desventaja es la inconsistencia del ángulo de elevación a y las fuerzas de sujeción Q. Las excéntricas curvilíneas, cuyo perfil de trabajo se realiza según una espiral involuta o de Arquímedes, tienen un ángulo de elevación constante a y, por lo tanto, garantizan la constancia de la fuerza Q al sujetar cualquier punto del perfil. Donde P es la fuerza axial; P = Q sen (a + 2j/cos (90°+a-b+2j). Las abrazaderas de palanca se utilizan en combinación con otras abrazaderas elementales para formar sistemas de sujeción más complejos. Con la palanca, puede cambiar la magnitud y la dirección de la fuerza transmitida, así como asegurar simultánea y uniformemente la pieza de trabajo en dos lugares. Fig. 7 – Esquemas de una cuña de un solo bisel (a) y una cuña de doble bisel (b) La figura 8 muestra diagramas de la acción de fuerzas en mordazas rectas y curvas de un solo brazo y de dos brazos. Las ecuaciones de equilibrio para estos mecanismos de palanca son las siguientes: Arroz. 8 - Esquemas de acción de fuerzas en mordazas rectas y curvas de uno y dos brazos Los elementos de sujeción de centrado se utilizan como elementos de instalación para las superficies exteriores o interiores de cuerpos giratorios: pinzas, mandriles de expansión, casquillos de sujeción con hidroplástico, así como cartuchos de membrana. Arroz. 10 – Diagrama del cartucho de membrana Una abrazadera de piñón y cremallera (Fig. 11) consta de una cremallera 3, un engranaje 5 asentado sobre un eje 4 y una palanca de manija 6. Al girar la manija en sentido antihorario, baje la cremallera y la abrazadera 2 para asegurar la pieza de trabajo 1. La fuerza de sujeción Q depende del valor de la fuerza P aplicada al mango. El dispositivo está equipado con un bloqueo que, al bloquear el sistema, evita la rotación inversa de la rueda. Los tipos de cerraduras más comunes son: Arroz. 11 - Abrazadera de piñón y cremallera El bloqueo del rodillo (Fig. 12, a) consta de un anillo impulsor 3 con un corte para el rodillo 1, que está en contacto con el plano de corte del eje del engranaje 2. El anillo de accionamiento 3 está fijado al mango del dispositivo de sujeción. Al girar el mango en la dirección de la flecha, la rotación se transmite al eje del engranaje a través del rodillo 1. El rodillo está encajado entre la superficie del orificio de la carcasa 4 y el plano de corte del rodillo 2 y evita la rotación inversa. Arroz. 12 – Esquemas de varios diseños de cerraduras. En la figura se muestra un bloqueo de rodillo con transmisión directa de par desde el conductor al rodillo. 12, b. La rotación desde el mango a través de la correa se transmite directamente al eje de la sexta rueda. El rodillo 3 se presiona a través del pasador 4 mediante un resorte débil 5. Dado que se seleccionan los espacios en los lugares donde el rodillo toca el anillo 1 y el eje 6, el sistema se atasca instantáneamente cuando se elimina la fuerza del mango 2. Al girar el mango en la En dirección opuesta, el rodillo se calza y gira el eje en el sentido de las agujas del reloj. Arroz. 13 - Tipos de abrazaderas combinadas En la Fig. 13, d muestra un dispositivo para asegurar una pieza de trabajo cilíndrica en un prisma usando una palanca de bisagra, y en la Fig. 13, d - diagrama de una abrazadera combinada de alta velocidad (palanca y excéntrica), que proporciona presión lateral y vertical de la pieza de trabajo contra los soportes del dispositivo, ya que la fuerza de sujeción se aplica en ángulo. Una condición similar la proporciona el dispositivo mostrado en la Fig. 13, e. Arroz. 14 - Mecanismos de sujeción para múltiples dispositivos Como cuerpo intermedio se utilizan muelles convencionales, caucho o hidroplástico. En la figura 2 se muestra un dispositivo de sujeción paralelo que utiliza hidroplástico. 14, b. En la Fig. 14, c muestra un dispositivo de acción mixta (en series paralelas). Arroz. 15 - Dispositivos de sujeción automáticos Un dispositivo de sujeción eficaz para sujetar piezas de trabajo hechas de material de lámina delgada durante el acabado o el acabado es una abrazadera de vacío. La fuerza de sujeción está determinada por la fórmula Q=Ap, El objetivo principal de los dispositivos de sujeción es garantizar un contacto fiable de la pieza de trabajo con los elementos de montaje y evitar su desplazamiento y vibración durante el procesamiento. También se utilizan dispositivos de sujeción para garantizar el correcto posicionamiento y centrado de la pieza de trabajo. En este caso, las abrazaderas realizan la función de elementos de montaje y sujeción. Estos incluyen mandriles autocentrantes, abrazaderas de pinza y otros dispositivos. Es posible que la pieza de trabajo no se pueda asegurar si se procesa una pieza pesada (estable), en comparación con cuyo peso las fuerzas de corte son insignificantes; la fuerza generada durante el proceso de corte se aplica de tal forma que no perturbe la instalación de la pieza. Durante el procesamiento, pueden actuar sobre la pieza de trabajo las siguientes fuerzas: Fuerzas de corte, que pueden variar debido a diferentes tolerancias de procesamiento, propiedades del material y falta de filo de la herramienta de corte; Peso de la pieza de trabajo (con la pieza en posición vertical); Fuerzas centrífugas resultantes de un desplazamiento del centro de gravedad de una pieza con respecto al eje de rotación. Para los dispositivos de sujeción de útiles se aplican los siguientes requisitos básicos: Al asegurar la pieza de trabajo, no se debe violar su posición lograda durante la instalación; Las fuerzas de sujeción deben excluir la posibilidad de movimiento de la pieza y su vibración durante el procesamiento; La deformación de la pieza bajo la acción de las fuerzas de sujeción debe ser mínima. El aplastamiento de las superficies de la base debe ser mínimo, por lo que la fuerza de sujeción debe aplicarse de modo que la pieza quede presionada contra los elementos de montaje del dispositivo con una superficie de base plana, y no cilíndrica o con forma. Los dispositivos de sujeción deben ser de acción rápida, estar convenientemente ubicados, tener un diseño simple y requerir un esfuerzo mínimo por parte del trabajador. Los dispositivos de sujeción deben ser resistentes al desgaste y las piezas más desgastables deben poder reemplazarse. Las fuerzas de sujeción deben dirigirse hacia los soportes para no deformar la pieza, especialmente una no rígida. Materiales: acero 30ХГСА, 40Х, 45. La superficie de trabajo debe procesarse en 7 metros cuadrados. y más precisamente. Designación de terminales: Designación del dispositivo de sujeción: P – neumático H – hidráulico mi – eléctrico M – magnético EM – electromagnético G – hidroplástico En la producción individual se utilizan accionamientos manuales: tornillo, excéntrico, etc. En la producción en masa se utilizan accionamientos mecanizados. 5. SUJECIÓN DE LA PIEZA. DATOS INICIALES PARA LA ELABORACIÓN DE UN ESQUEMA DE CÁLCULO DE LA FUERZA DE SUJECIÓN DE LA PIEZA. MÉTODO PARA DETERMINAR LA FUERZA DE SUJECIÓN DE UNA PIEZA EN UN DISPOSITIVO. DIAGRAMAS TÍPICOS PARA CÁLCULO DE FUERZA, FUERZA DE SUJECIÓN REQUERIDA. La magnitud de las fuerzas de sujeción requeridas se determina resolviendo el problema estático del equilibrio de un cuerpo rígido bajo la influencia de todas las fuerzas y momentos que se le aplican. Las fuerzas de sujeción se calculan en 2 casos principales: 1. cuando se utilizan dispositivos universales existentes con dispositivos de sujeción que desarrollan una determinada fuerza; 2. al diseñar nuevos dispositivos. En el primer caso, el cálculo de la fuerza de sujeción tiene carácter de prueba. La fuerza de sujeción necesaria, determinada a partir de las condiciones de procesamiento, debe ser menor o igual a la fuerza que desarrolla el dispositivo de sujeción del dispositivo universal utilizado. Si no se cumple esta condición, se cambian las condiciones de procesamiento para reducir la fuerza de sujeción requerida, seguido de un nuevo cálculo de verificación. En el segundo caso, el método para calcular las fuerzas de sujeción es el siguiente: 1. Se selecciona el esquema de instalación de piezas más racional, es decir. Se describen la posición y el tipo de soportes, los lugares de aplicación de las fuerzas de sujeción, teniendo en cuenta la dirección de las fuerzas de corte en el momento de procesamiento más desfavorable. 2. En el diagrama seleccionado, las flechas indican todas las fuerzas aplicadas a la pieza que tienden a alterar la posición de la pieza en el dispositivo (fuerzas de corte, fuerzas de sujeción) y fuerzas que tienden a mantener esta posición (fuerzas de fricción, reacciones de soporte). Si es necesario, también se tienen en cuenta las fuerzas de inercia. 3. Seleccione las ecuaciones de equilibrio estático aplicables al caso dado y determine el valor deseado de la fuerza de sujeción Q 1. 4. Habiendo aceptado el coeficiente de confiabilidad de la sujeción (factor de seguridad), cuya necesidad es causada por las fluctuaciones inevitables en las fuerzas de corte durante el procesamiento, se determina la fuerza de sujeción real requerida: El factor de seguridad K se calcula en relación con condiciones de procesamiento específicas. donde K 0 = 2,5 – factor de seguridad garantizado para todos los casos; K 1 – coeficiente que tiene en cuenta el estado de la superficie de la pieza de trabajo; K 1 = 1,2 – para superficie rugosa; К 1 = 1 – para acabado de superficie; K 2 – coeficiente que tiene en cuenta el aumento de las fuerzas de corte debido al embotamiento progresivo de la herramienta (K 2 = 1,0...1,9); K 3 – coeficiente que tiene en cuenta el aumento de las fuerzas de corte durante el corte intermitente; (K3 = 1,2). К 4 – coeficiente que tiene en cuenta la constancia de la fuerza de sujeción desarrollada por el accionamiento del dispositivo; K 4 = 1…1,6; K 5 – este coeficiente se tiene en cuenta sólo en presencia de pares que tienden a girar la pieza de trabajo; K 5 = 1…1,5. Diagramas típicos para calcular la fuerza de sujeción de una pieza y la fuerza de sujeción requerida: 1. La fuerza de corte P y la fuerza de sujeción Q están igualmente dirigidas y actúan sobre los soportes: A un valor constante de P, fuerza Q = 0. Este esquema corresponde a brochado, torneado en centros y escariado de jefes. 2. La fuerza de corte P está dirigida contra la fuerza de sujeción: 3. La fuerza de corte tiende a alejar la pieza de los elementos de montaje: Típico para fresado pendular y fresado de contornos cerrados. 4. La pieza de trabajo está instalada en el mandril y está bajo la influencia del momento y la fuerza axial: donde Q c es la fuerza de sujeción total de todas las levas: donde z es el número de mordazas del mandril. Teniendo en cuenta el factor de seguridad k, la fuerza requerida desarrollada por cada leva será: 5. Si se perfora un orificio en una pieza y la dirección de la fuerza de sujeción coincide con la dirección de perforación, entonces la fuerza de sujeción está determinada por la fórmula: k M = W f R W = k M / f R 6. Si se perforan varios orificios simultáneamente en una pieza y la dirección de la fuerza de sujeción coincide con la dirección de perforación, entonces la fuerza de sujeción está determinada por la fórmula: CONFERENCIA 3 3.1. Propósito de los dispositivos de sujeción. El objetivo principal de los dispositivos de sujeción de dispositivos es garantizar un contacto confiable (continuidad) de la pieza de trabajo o pieza ensamblada con los elementos de instalación, evitando su desplazamiento durante el procesamiento o montaje. El mecanismo de sujeción crea una fuerza para asegurar la pieza de trabajo, determinada a partir de la condición de equilibrio de todas las fuerzas que se le aplican. Durante el mecanizado la pieza de trabajo está sujeta a: 1) fuerzas y momentos de corte 2) fuerzas volumétricas: gravedad de la pieza, fuerzas centrífugas e inerciales. 3) fuerzas que actúan en los puntos de contacto de la pieza de trabajo con el dispositivo: fuerza de reacción del soporte y fuerza de fricción 4) fuerzas secundarias, que incluyen las fuerzas que surgen cuando la herramienta de corte (taladros, machos, escariadores) se retira de la pieza de trabajo. Durante el montaje, las piezas ensambladas están sujetas a fuerzas de montaje y fuerzas de reacción que surgen en los puntos de contacto de las superficies de contacto. Se aplican los siguientes requisitos a los dispositivos de sujeción:: 1) al sujetar, no se debe alterar la posición de la pieza de trabajo lograda mediante la base. Esto se consigue mediante una elección racional de la dirección y los lugares de aplicación de las fuerzas de sujeción; 2) la abrazadera no debe causar deformación de las piezas fijadas en el soporte ni dañar (aplastar) sus superficies; 3) la fuerza de sujeción debe ser la mínima necesaria, pero suficiente para garantizar una posición fija de la pieza de trabajo con respecto a los elementos de instalación de los dispositivos durante el procesamiento; 4) la fuerza de sujeción debe ser constante durante toda la operación tecnológica; la fuerza de sujeción debe ser ajustable; 5) la sujeción y separación de la pieza de trabajo debe realizarse con el mínimo esfuerzo y tiempo del trabajador. Cuando se utilizan abrazaderas manuales, la fuerza no debe exceder los 147 N; Duración media de la fijación: en un mandril de tres mordazas (con llave) - 4 s; abrazadera de tornillo (llave) - 4,5…5 s; volante - 2,5…3 s; girar la manija de la válvula neumática e hidráulica - 1,5 s; presionando un botón - menos de 1 s. 6) el mecanismo de sujeción debe ser de diseño simple, compacto y de funcionamiento lo más cómodo y seguro posible. Para ello, debe tener unas dimensiones totales mínimas y contener un número mínimo de piezas desmontables; El dispositivo de control del mecanismo de sujeción debe ubicarse del lado del trabajador. Se elimina la necesidad de utilizar dispositivos de sujeción en tres casos. 1) la pieza de trabajo tiene una masa grande, en comparación con la cual las fuerzas de corte son pequeñas. 2) las fuerzas que surgen durante el procesamiento se dirigen de tal manera que no puedan alterar la posición de la pieza de trabajo lograda durante el asentamiento. 3) la pieza de trabajo instalada en el dispositivo está privada de todos los grados de libertad. Por ejemplo, al perforar un agujero en una tira rectangular colocada en una plantilla de caja. 3.2. Clasificación de dispositivos de sujeción. Los diseños de los dispositivos de sujeción constan de tres partes principales: un elemento de contacto (CE), un accionamiento (P) y un mecanismo de potencia (SM). Los elementos de contacto sirven para transferir directamente la fuerza de sujeción a la pieza de trabajo. Su diseño permite dispersar las fuerzas evitando que se aplasten las superficies de la pieza. El accionamiento sirve para convertir un determinado tipo de energía en fuerza inicial. R y transmitido al mecanismo de potencia. Se requiere un mecanismo de fuerza para convertir la fuerza de sujeción inicial resultante R y en fuerza de sujeción R z. La transformación se realiza mecánicamente, es decir. según las leyes de la mecánica teórica. De acuerdo con la presencia o ausencia de estos componentes en el dispositivo, los dispositivos de sujeción de los dispositivos se dividen en tres grupos. A primero El grupo incluye dispositivos de sujeción (Fig. 3.1a), que incluyen todas las partes principales enumeradas: un mecanismo de potencia y un accionamiento, que asegura el movimiento del elemento de contacto y crea la fuerza inicial. R y, convertido por el mecanismo de potencia en fuerza de sujeción R z . En segundo El grupo (Fig. 3.1b) incluye dispositivos de sujeción que consisten únicamente en un mecanismo de potencia y un elemento de contacto, que es accionado directamente por el trabajador que aplica la fuerza inicial. R y sobre el hombro yo. Estos dispositivos a veces se denominan dispositivos de sujeción manuales (producción única y a pequeña escala). A tercero Este grupo incluye dispositivos de sujeción que no tienen un mecanismo de potencia, y los accionamientos utilizados solo pueden denominarse accionamientos condicionalmente, ya que no provocan el movimiento de los elementos del dispositivo de sujeción y solo crean una fuerza de sujeción. R z, que en estos dispositivos es el resultado de una carga uniformemente distribuida q, que actúa directamente sobre la pieza de trabajo y se crea como resultado de la presión atmosférica o mediante un flujo de fuerza magnética. Este grupo incluye dispositivos magnéticos y de vacío (Fig. 3.1c). Utilizado en todo tipo de producción. Arroz. 3.1. Diagramas del mecanismo de sujeción. Un mecanismo de sujeción elemental es parte de un dispositivo de sujeción que consta de un elemento de contacto y un mecanismo de potencia. Los elementos de sujeción se denominan: tornillos, excéntricos, abrazaderas, mordazas, cuñas, émbolos, abrazaderas, listones. Son eslabones intermedios en sistemas de sujeción complejos. En mesa 2 muestra la clasificación de los mecanismos de sujeción elementales. Tabla 2 Clasificación de mecanismos de sujeción elementales. Según la fuente de energía del accionamiento (aquí no estamos hablando del tipo de energía, sino de la ubicación de la fuente), los accionamientos se dividen en manuales, mecanizados y automatizados. Los mecanismos de sujeción manuales son accionados por la fuerza muscular del trabajador. Los mecanismos de sujeción motorizados funcionan desde un accionamiento neumático o hidráulico. Los dispositivos automatizados se mueven desde los componentes móviles de la máquina (husillo, corredera o mandriles con mordazas). En este último caso, la pieza de trabajo se sujeta y la pieza procesada se suelta sin la participación de un trabajador. 3.3. Elementos de sujeción 3.3.1. Terminales de tornillo Las abrazaderas de tornillo se utilizan en dispositivos con fijación manual de la pieza de trabajo, en dispositivos mecanizados, así como en líneas automáticas cuando se utilizan dispositivos satelitales. Son de funcionamiento sencillo, compacto y fiable. Arroz. 3.2. Terminales de tornillo: a – con un extremo esférico; b – con un extremo plano; c – con un zapato. Leyenda: R y- fuerza aplicada al final del mango; R z- fuerza de sujecion; W.– fuerza de reacción del suelo; yo- Longitud de la manija; d- diámetro de la abrazadera de tornillo. Cálculo del tornillo EZM. Con una fuerza conocida P 3, se calcula el diámetro nominal del tornillo. donde d es el diámetro del tornillo, mm; R 3- fuerza de sujeción, N; σr- tensión de tracción (compresión) del material del tornillo, MPa Los elementos de sujeción deben garantizar un contacto confiable de la pieza de trabajo con los elementos de instalación y evitar su interrupción bajo la influencia de las fuerzas que surgen durante el procesamiento, una sujeción rápida y uniforme de todas las piezas y no causar deformaciones ni daños a las superficies de las piezas sujetas. Los elementos de sujeción se dividen en:
Por diseño -
para tornillo, cuña, excéntrica, palanca, palanca-bisagra (también se utilizan elementos de sujeción combinados: tornillo-palanca, excéntrica-palanca, etc.). Según el grado de mecanización -
manuales y mecanizados con accionamiento hidráulico, neumático, eléctrico o por vacío. Los fuelles de sujeción se pueden automatizar. Terminales de tornillo Se utiliza para sujeción directa o sujeción a través de barras de sujeción, o para sujetar una o más piezas. Su desventaja es que que sujetar y soltar la pieza requiere mucho tiempo. Abrazaderas excéntricas y de cuña, Al igual que los de tornillo, permiten fijar la pieza directamente o mediante barras y palancas de sujeción. Las abrazaderas excéntricas circulares son las más utilizadas. Una abrazadera excéntrica es un caso especial de abrazadera de cuña y, para garantizar el frenado automático, el ángulo de la cuña no debe exceder los 6-8 grados. Las abrazaderas de leva están hechas de acero con alto contenido de carbono o endurecido y tratadas térmicamente hasta alcanzar una dureza de HRC55-60. Las abrazaderas excéntricas son abrazaderas de acción rápida porque... necesario para sujetar Gire la excéntrica en un ángulo de 60 a 120 grados. Elementos con bisagras de palanca Se utilizan como eslabones impulsores y de refuerzo de los mecanismos de sujeción. Por diseño, se dividen en monomando y doble palanca (simple y doble efecto, autocentrante y multibrazo). Los mecanismos de palanca no tienen propiedades autofrenantes. El ejemplo más simple de mecanismos con bisagras de palanca son las barras de sujeción de dispositivos, palancas de cartuchos neumáticos, etc. Abrazaderas de resorte Se utiliza para sujetar productos con poco esfuerzo que se produce cuando se comprime el resorte. Para crear fuerzas de sujeción altas y constantes, reducir el tiempo de sujeción e implementar el control remoto de las abrazaderas, utilice
accionamientos neumáticos, hidráulicos y otros. Los accionamientos neumáticos más habituales son los cilindros neumáticos de pistón y las cámaras neumáticas de diafragma elástico, estacionarios, giratorios y basculantes. Los actuadores neumáticos son accionados
aire comprimido a una presión de 4-6 kg/cm². Si es necesario utilizar accionamientos de tamaño pequeño y crear grandes fuerzas de sujeción, utilice accionamientos hidráulicos, cuya presión de funcionamiento del aceite. alcanza los 80 kg/cm². La fuerza sobre el vástago de un cilindro neumático o hidráulico es igual al producto del área de trabajo del pistón en cm cuadrados por la presión del aire o fluido de trabajo. En este caso, es necesario tener en cuenta las pérdidas por fricción entre el pistón y las paredes del cilindro, entre el vástago y los casquillos guía y las juntas. Dispositivos de sujeción electromagnéticos. Se fabrican en forma de losas y placas frontales. Están diseñados para sujetar piezas de trabajo de acero y hierro fundido con una superficie de base plana para rectificado o torneado fino. Dispositivos de sujeción magnéticos Se puede fabricar en forma de prismas que sirven para fijar piezas de trabajo cilíndricas. Hay placas que utilizan ferritas como imanes permanentes. Estas placas se caracterizan por una gran fuerza de sujeción y una distancia más pequeña entre los polos.
Pinzas Son manguitos de resorte divididos, cuyas variantes de diseño se muestran en la Fig. 74 (α - con tubo tensor; 6 - con tubo espaciador; c - tipo vertical). Están fabricados de aceros con alto contenido de carbono, por ejemplo U10A, y tratados térmicamente hasta alcanzar una dureza de HRC 58...62 en la parte de sujeción y una dureza de HRC 40...44 en las partes traseras. Ángulo del cono de la pinza α = 30…40°. En ángulos más pequeños, la pinza puede atascarse.
Bloqueo de leva(Fig. 77, d) consta de un eje de rueda 2 en el que está atascada una excéntrica 3. El eje es accionado en rotación mediante un anillo 1 unido a la manija de la cerradura; el anillo gira en el orificio de la carcasa 4, cuyo eje se desplaza del eje del eje una distancia e. Cuando el mango gira en sentido inverso, la transmisión al eje se produce a través del pasador 5. Durante el proceso de fijación, el anillo 1 queda encajado entre la excéntrica y la carcasa.
CONTENIDO INTRODUCCIÓN…………………….…………………………………… ……..…….....2
INFORMACIÓN GENERAL SOBRE DISPOSITIVOS…………………………... …3 ELEMENTOS PRINCIPALES DE LOS DISPOSITIVOS……………….………………...6
Elementos de sujeción de dispositivos……………………………….……. …..6
1 Propósito de los elementos de sujeción…………………………………………...6
2 Tipos de elementos de sujeción………………………………………….…….…. .7
REFERENCIAS…………………………………… …………………..17
El uso de dispositivos le permite: eliminar el marcado de las piezas de trabajo antes del procesamiento, aumentar su precisión, aumentar la productividad laboral en las operaciones, reducir los costos de producción, facilitar las condiciones de trabajo y garantizar su seguridad, ampliar las capacidades tecnológicas de los equipos, organizar el mantenimiento de múltiples máquinas. , aplicar normas de tiempo técnicamente sólidas, reducir el número de trabajadores necesarios para la producción.
El cambio frecuente de instalaciones de producción, asociado al ritmo cada vez mayor del progreso tecnológico en la era de la revolución científica y tecnológica, requiere ciencia y práctica tecnológicas para crear estructuras y sistemas de dispositivos, métodos para su cálculo, diseño y fabricación, asegurando una reducción de tiempo de preparación de la producción. En la producción en masa, es necesario utilizar sistemas de fijación especializados, rápidamente ajustables y reversibles. En la producción individual y a pequeña escala, se utiliza cada vez más el sistema de dispositivos prefabricados universales (USP).
Los nuevos requisitos para los dispositivos están determinados por la expansión del parque de máquinas CNC, cuyo reajuste para procesar una nueva pieza se reduce a reemplazar el programa (lo que lleva muy poco tiempo) y reemplazar o reajustar el dispositivo para basar y asegurar la pieza. (que también debería llevar poco tiempo).
El estudio de los patrones de influencia de los dispositivos en la precisión y productividad de las operaciones realizadas permitirá diseñar dispositivos que intensifiquen la producción y aumenten su precisión. El trabajo de unificación y estandarización de elementos de luminarias crea la base para el diseño automatizado de luminarias utilizando computadoras electrónicas y máquinas automáticas para visualización gráfica. Esto acelera la preparación tecnológica de la producción.
TIPOS DE DISPOSITIVOS
Los dispositivos son dispositivos adicionales que se utilizan para el mecanizado, montaje y control de piezas, unidades de montaje y productos. Según su finalidad, los dispositivos se dividen en los siguientes tipos:
1. Máquinas herramienta utilizadas para instalar y asegurar piezas procesadas en máquinas. Dependiendo del tipo de mecanizado, estos dispositivos, a su vez, se dividen en dispositivos de taladrado, fresado, mandrinado, torneado, rectificado, etc. Las máquinas herramienta constituyen el 80...90% del parque total de equipos tecnológicos.
El uso de dispositivos garantiza:
a) aumentar la productividad laboral reduciendo el tiempo de instalación y fijación de piezas de trabajo con superposición parcial o total del tiempo auxiliar con el tiempo de la máquina y reduciendo este último mediante el procesamiento en múltiples lugares, combinando transiciones tecnológicas y aumentando las condiciones de corte;
b) aumentar la precisión del procesamiento debido a la eliminación de la alineación durante la instalación y los errores asociados;
c) facilitar las condiciones de trabajo de los operadores de máquinas;
d) ampliar las capacidades tecnológicas de los equipos;
e) aumentar la seguridad en el trabajo.
2. Dispositivos para instalar y asegurar una herramienta de trabajo, comunicando entre la herramienta y la máquina, mientras que el primer tipo comunica la pieza con la máquina. Utilizando dispositivos del primer y segundo tipo, se ajusta el sistema tecnológico.
3. Dispositivos de ensamblaje para conectar piezas coincidentes en unidades y productos de ensamblaje. Se utilizan para sujetar piezas de base o unidades de montaje de un producto ensamblado, asegurar la correcta instalación de los elementos conectados del producto, preensamblar elementos elásticos (resortes, anillos partidos, etc.), así como para realizar conexiones de tensión.
4. Dispositivos de inspección para la inspección intermedia y final de piezas, así como para la inspección de piezas ensambladas de máquinas.
5. Dispositivos para capturar, mover y voltear piezas de trabajo y unidades de ensamblaje utilizadas en el procesamiento y ensamblaje de piezas y productos pesados.
Según sus características operativas, las máquinas herramienta se dividen en universales, diseñadas para procesar una variedad de piezas de trabajo (mordazas de máquina, mandriles, cabezales divisores, mesas giratorias, etc.); especializado, destinado a procesar piezas de trabajo de un determinado tipo y que representa dispositivos reemplazables (mordazas especiales para un tornillo de banco, mordazas perfiladas para mandriles, etc.), y especial, destinado a realizar determinadas operaciones de mecanizado de una determinada pieza. Los dispositivos universales se utilizan en condiciones de producción individual o en pequeña escala, y los dispositivos especializados y especiales se utilizan en condiciones de producción a gran escala y en masa.
Utilizando un sistema unificado de preparación tecnológica de la producción, las máquinas herramienta se clasifican según determinados criterios (Fig. 1).
Los dispositivos prefabricados universales (USF) se ensamblan a partir de elementos estándar prefabricados, piezas y unidades de ensamblaje de alta precisión. Se utilizan como dispositivos especiales de corta duración para una operación específica, después de lo cual se desmontan y los elementos de entrega se reutilizan posteriormente en nuevas disposiciones y combinaciones. Un mayor desarrollo de la USP está asociado con la creación de unidades, bloques, piezas especiales individuales y unidades de ensamblaje que garantizan el diseño no solo de dispositivos de ajuste especiales, sino también especializados y universales para operaciones a corto plazo.
Los dispositivos plegables (CDF) también se ensamblan a partir de elementos estándar, pero menos precisos, lo que permite modificaciones locales según los asientos. Estos dispositivos se utilizan como dispositivos especiales de larga duración. Después de desmontar los elementos, puedes crear nuevos diseños.
Los dispositivos universales sin ajuste (UPD) para uso general son los más comunes en condiciones de producción en masa. Se utilizan para asegurar piezas de perfiles laminados y piezas de trabajo. Las UBP son carcasas ajustables universales con elementos básicos permanentes (no extraíbles) (mandriles, mordazas, etc.), incluidos con la máquina en el momento de la entrega.
Los dispositivos de ajuste especializados (SAD) se utilizan para equipar operaciones de procesamiento de piezas agrupadas según características de diseño y esquemas de base; la disposición según el esquema de montaje es el diseño básico de la carcasa con ajustes intercambiables para grupos de piezas.
Los dispositivos de ajuste universal (UND), como SNP, tienen piezas permanentes (cuerpo) y reemplazables. Sin embargo, la pieza de repuesto es adecuada para realizar sólo una operación para procesar sólo una pieza. Al pasar de una operación a otra, los dispositivos del sistema UNP están equipados con nuevas piezas reemplazables (ajustes).
Los medios agregados de sujeción mecanizada (ASMZ) son un conjunto de dispositivos de potencia universales, fabricados en forma de unidades separadas, que, en combinación con dispositivos, permiten mecanizar y automatizar el proceso de sujeción de piezas de trabajo.
La elección del diseño del dispositivo depende en gran medida de la naturaleza de la producción. Por lo tanto, en la producción en masa se utilizan dispositivos relativamente simples, diseñados principalmente para lograr la precisión especificada en el procesamiento de la pieza de trabajo. En la producción en masa también se imponen altas exigencias a las luminarias en términos de rendimiento. Por lo tanto, estos dispositivos equipados con abrazaderas de liberación rápida son diseños más complejos. Sin embargo, el uso de incluso los dispositivos más caros está económicamente justificado.
instalación: para determinar la posición de la superficie de la pieza de trabajo que se está procesando en relación con la herramienta de corte;
sujeción - para asegurar la pieza de trabajo que se está procesando;
guías: para dar la dirección requerida al movimiento de la herramienta de corte con respecto a la superficie que se está procesando;
carcasas de dispositivos: la parte principal en la que se encuentran todos los elementos de los dispositivos;
fijación - para conectar elementos individuales entre sí;
divisorio o giratorio, - para cambiar con precisión la posición de la superficie de la pieza de trabajo que se está procesando en relación con la herramienta de corte;
accionamientos mecanizados: para crear fuerza de sujeción. En algunos dispositivos, la instalación y sujeción de la pieza de trabajo se realiza mediante un mecanismo, llamado instalación-sujeción.
El objetivo principal de los dispositivos de sujeción es garantizar un contacto fiable de la pieza de trabajo con los elementos de montaje y evitar su desplazamiento con respecto a ellos y vibraciones durante el procesamiento. Al introducir dispositivos de sujeción adicionales, se aumenta la rigidez del sistema tecnológico y esto da como resultado una mayor precisión y productividad del procesamiento, y una reducción de la rugosidad de la superficie. En la Fig. La figura 2 muestra un esquema de instalación de la pieza 1, que además de las dos abrazaderas principales Q1, se fija con un dispositivo adicional Q2, que confiere mayor rigidez al sistema. El soporte 2 es autoalineante.
Los dispositivos de sujeción no se utilizan cuando se procesan piezas de trabajo pesadas y estables, en comparación con cuya masa las fuerzas que surgen durante el proceso de corte son relativamente pequeñas y se aplican de tal manera que no pueden perturbar la instalación de la pieza de trabajo.
Los dispositivos de sujeción de los dispositivos deben tener un funcionamiento confiable, un diseño simple y un fácil mantenimiento; no deben causar deformación de la pieza a sujetar ni dañar su superficie, y no deben mover la pieza durante el proceso de fijación. El operador de la máquina debe dedicar un mínimo de tiempo y esfuerzo a asegurar y soltar las piezas de trabajo. Para simplificar las reparaciones, es aconsejable sustituir las piezas más desgastadas de los dispositivos de sujeción. Al asegurar piezas de trabajo en múltiples dispositivos, se sujetan de manera uniforme; con movimiento limitado del elemento de sujeción (cuña, excéntrica), su carrera debe ser mayor que la tolerancia para el tamaño de la pieza de trabajo desde la base de montaje hasta el lugar donde se aplica la fuerza de sujeción.
Los dispositivos de sujeción están diseñados teniendo en cuenta los requisitos de seguridad.
El lugar donde se aplica la fuerza de sujeción se selecciona de acuerdo con las condiciones de mayor rigidez y estabilidad de la fijación y mínima deformación de la pieza de trabajo. Al aumentar la precisión del procesamiento, es necesario cumplir con las condiciones de un valor constante de la fuerza de sujeción, cuya dirección debe ser coherente con la ubicación de los soportes.
Los elementos de sujeción son mecanismos que se utilizan directamente para asegurar piezas de trabajo o eslabones intermedios en sistemas de sujeción más complejos.
El tipo más simple de abrazaderas universales son los tornillos de sujeción, que se activan mediante llaves, manijas o volantes montados en ellos.
Para evitar el movimiento de la pieza de trabajo sujeta y la formación de abolladuras debido al tornillo, así como para reducir la flexión del tornillo al presionar sobre una superficie que no es perpendicular a su eje, se colocan zapatas oscilantes en los extremos de los tornillos ( Figura 3, a).
Las combinaciones de dispositivos de tornillo con palancas o cuñas se denominan abrazaderas combinadas, un tipo de las cuales son abrazaderas de tornillo (Fig. 3, b). El dispositivo de las abrazaderas le permite alejarlas o girarlas para que sea más conveniente instalar la pieza de trabajo en el dispositivo.
Las excéntricas son redondas, involutas y espirales (según la espiral de Arquímedes). En los dispositivos de sujeción se utilizan dos tipos de excéntricas: redondas y curvas.
Las excéntricas redondas (Fig. 6) son un disco o rodillo con un eje de rotación desplazado por el tamaño de excentricidad e; ¿La condición de autofrenado está asegurada en la relación D/e? 4.
El mecanismo de cuña se utiliza como eslabón intermedio en sistemas de sujeción complejos. Es sencillo de fabricar, se coloca fácilmente en el dispositivo y permite aumentar y cambiar la dirección de la fuerza transmitida. En determinados ángulos, el mecanismo de cuña tiene propiedades autofrenantes. Para una cuña de un solo bisel (Fig. 7, a) cuando se transmiten fuerzas en ángulo recto, se puede aceptar la siguiente dependencia (con j1=j2=j3=j, donde j1...j3 son los ángulos de fricción):
P=Qtg(a±2j),
Q - fuerza de sujeción.
La autofrenada se producirá a una
para abrazadera de un solo brazo (Fig.8, a)
,
para abrazadera directa de dos brazos (Fig.8, b)
,
para abrazadera curva de doble brazo (para l1
donde r es el ángulo de fricción;
f es el coeficiente de fricción.
Las pinzas son manguitos de resorte divididos, cuyas variantes de diseño se muestran en la Fig. 9 (a - con tubo tensor; b - con tubo espaciador; c - tipo vertical). Están fabricados de aceros con alto contenido de carbono, por ejemplo U10A, y tratados térmicamente hasta alcanzar una dureza de HRC 58...62 en la parte de sujeción y una dureza de HRC 40...44 en las partes traseras. Ángulo del cono de la pinza a=30. . .40°. En ángulos más pequeños, la pinza puede atascarse. El ángulo del cono del manguito de compresión se hace 1° menor o mayor que el ángulo del cono de la pinza. Las pinzas garantizan una excentricidad de instalación (desviación) de no más de 0,02...0,05 mm. La superficie base de la pieza de trabajo debe procesarse según el grado de precisión 9.º...7.º.
Los mandriles expansibles de diversos diseños (incluidos los diseños que utilizan hidroplástico) se clasifican como dispositivos de montaje y sujeción.
Los cartuchos de diafragma se utilizan para centrar con precisión las piezas de trabajo a lo largo de la superficie cilíndrica exterior o interior. El cartucho (Fig. 10) consta de una membrana redonda 1 atornillada a la placa frontal de la máquina en forma de placa con protuberancias-levas 2 ubicadas simétricamente, cuyo número se selecciona en el rango de 6...12. Un vástago de cilindro neumático 4 pasa por el interior del husillo. Cuando se enciende la neumática, la membrana se dobla, separando las levas. Cuando la varilla retrocede, la membrana, intentando volver a su posición original, comprime la pieza de trabajo 3 con sus levas.
La cerradura cónica (Fig.12, c) tiene un manguito cónico 1 y un eje 2 con un cono 3 y un mango 4. Los dientes en espiral en el cuello medio del eje están acoplados con la cremallera 5. Este último está conectado a el mecanismo de sujeción del actuador. Con un ángulo de diente de 45°, la fuerza axial sobre el eje 2 es igual (sin tener en cuenta la fricción) a la fuerza de sujeción.
Una cerradura excéntrica (Fig. 12, d) consta de un eje de rueda 2 en el que se atasca una excéntrica 3. El eje es accionado en rotación mediante un anillo 1 unido a la manija de la cerradura; el anillo gira en el orificio de la carcasa 4, cuyo eje se desplaza del eje del eje una distancia e. Cuando el mango gira en sentido inverso, la transmisión al eje se produce a través del pasador 5. Durante el proceso de fijación, el anillo 1 queda encajado entre la excéntrica y la carcasa.
Los dispositivos de sujeción combinados son una combinación de abrazaderas elementales de varios tipos. Se utilizan para aumentar la fuerza de sujeción y reducir las dimensiones del dispositivo, así como para crear una mayor facilidad de control. Los dispositivos de sujeción combinados también pueden asegurar la sujeción simultánea de una pieza de trabajo en varios lugares. Los tipos de abrazaderas combinadas se muestran en la Fig. 13.
La combinación de una palanca curva y un tornillo (Fig. 13, a) le permite fijar simultáneamente la pieza de trabajo en dos lugares, aumentando uniformemente las fuerzas de sujeción a un valor determinado. Una abrazadera giratoria convencional (Fig. 13, b) es una combinación de abrazaderas de palanca y tornillo. El eje de giro de la palanca 2 está alineado con el centro de la superficie esférica de la arandela 1, lo que libera al pasador 3 de las fuerzas de flexión. Mostrado en la Fig. 13, en una abrazadera excéntrica, es un ejemplo de una abrazadera combinada de alta velocidad. Con una determinada relación del brazo de palanca, se puede aumentar la fuerza de sujeción o la carrera del extremo de sujeción de la palanca.
Las abrazaderas de palanca de bisagra (Fig. 13, g, h, i) son ejemplos de dispositivos de sujeción de alta velocidad que se activan girando la manija. Para evitar la liberación automática, el mango se mueve a través de la posición muerta hasta el tope 2. La fuerza de sujeción depende de la deformación del sistema y de su rigidez. La deformación deseada del sistema se establece ajustando el tornillo de presión 1. Sin embargo, la presencia de una tolerancia para el tamaño H (Fig. 13, g) no garantiza una fuerza de sujeción constante para todas las piezas de un lote determinado.
Los dispositivos de sujeción combinados se accionan manualmente o mediante unidades de potencia.
Los mecanismos de sujeción para múltiples accesorios deben proporcionar la misma fuerza de sujeción en todas las posiciones. El dispositivo multiposición más simple es un mandril en el que se instala un paquete de espacios en blanco (anillos, discos), asegurados a lo largo de los planos de los extremos con una tuerca (esquema de transmisión secuencial de la fuerza de sujeción). En la Fig. 14a muestra un ejemplo de un dispositivo de sujeción que funciona según el principio de distribución paralela de la fuerza de sujeción.
Si es necesario garantizar la concentricidad de la base y las superficies de la pieza de trabajo y evitar la deformación de la pieza de trabajo, se utilizan dispositivos de sujeción elásticos, donde la fuerza de sujeción se transmite uniformemente por medio de un relleno u otro cuerpo intermedio al elemento de sujeción de la dispositivo (dentro de los límites de las deformaciones elásticas).
En máquinas continuas (fresadora de tambores, taladrado especial multihusillo), las piezas se instalan y retiran sin interrumpir el movimiento de avance. Si el tiempo auxiliar se superpone con el tiempo de la máquina, entonces se pueden utilizar varios tipos de dispositivos de sujeción para asegurar las piezas de trabajo.
Para mecanizar los procesos productivos es recomendable utilizar dispositivos de sujeción automatizados (acción continua), accionados por el mecanismo de avance de la máquina. En la Fig. 15, a muestra un diagrama de un dispositivo con un elemento cerrado flexible 1 (cable, cadena) para asegurar piezas de trabajo cilíndricas 2 en una fresadora de tambor al procesar superficies extremas, y en la Fig. 15, b - diagrama de un dispositivo para asegurar piezas de pistón en una perforadora horizontal de múltiples husillos. En ambos dispositivos, los operadores solo instalan y retiran la pieza de trabajo, y la pieza de trabajo se asegura automáticamente.
donde A es el área activa de la cavidad del dispositivo limitada por el sello;
p=10 5 Pa: la diferencia entre la presión atmosférica y la presión en la cavidad del dispositivo del que se extrae el aire.
Los dispositivos de sujeción electromagnéticos se utilizan para fijar piezas de acero y hierro fundido con una superficie de base plana. Los dispositivos de sujeción suelen fabricarse en forma de placas y mandriles, cuyo diseño toma como datos iniciales las dimensiones y configuración de la pieza de trabajo en planta, su espesor, material y la fuerza de sujeción necesaria. La fuerza de sujeción del dispositivo electromagnético depende en gran medida del espesor de la pieza de trabajo; en espesores pequeños, no todo el flujo magnético pasa a través de la sección transversal de la pieza y algunas de las líneas de flujo magnético se dispersan en el espacio circundante. Las piezas procesadas en placas o mandriles electromagnéticos adquieren propiedades magnéticas residuales: se desmagnetizan haciéndolas pasar a través de un solenoide alimentado por corriente alterna.
En los dispositivos de sujeción magnéticos, los elementos principales son imanes permanentes, aislados entre sí mediante juntas no magnéticas y unidos en un bloque común, y la pieza de trabajo es una armadura a través de la cual se cierra el flujo de energía magnética. Para separar la pieza terminada, el bloque se mueve mediante un mecanismo excéntrico o de manivela, mientras que el flujo de fuerza magnética se cierra al cuerpo del dispositivo, sin pasar por la pieza.BIBLIOGRAFÍA
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MECANISMOS DE SUJECIÓN ELEMENTALES SIMPLE TORNILLO Tornillos de sujeción
Con arandela partida o tira
Bayoneta o émbolo
EXCÉNTRICO Excéntricas redondas
Involuta curvilínea
Curvilínea según la espiral de Arquímedes
CUÑA Con cuña plana de un solo bisel
Con rodillo de apoyo y cuña
Con cuña de doble bisel
PALANCA Un solo brazo
Doble brazo
Brazos dobles curvados
CONJUNTO ELEMENTOS DE SUJECIÓN DE CENTRADO Pinzas
Mandriles expansibles
Manguitos de sujeción con hidroplástico.
Mandriles y mandriles con ballestas
Cartuchos de diafragma
ABRAZADERAS DE RACK Y PALANCA Con abrazadera de rodillo y bloqueo.
Con dispositivo de bloqueo cónico
Con dispositivo de bloqueo excéntrico
DISPOSITIVOS DE SUJECIÓN COMBINADOS Combinación de palanca y tornillo
Combinación de palanca y excéntrica.
Mecanismo de palanca articulada
ESPECIAL Acción multilugar y continua
