Dispozitive de prindere a mașinii

LA categorie:

Mașini de tăiat metale

Dispozitive de prindere a mașinii

Procesul de alimentare a mașinilor automate cu piese de prelucrat se realizează cu o interacțiune strânsă între dispozitivele de încărcare și automate dispozitive de prindere. În multe cazuri, dispozitivele automate de prindere fac parte din proiectarea mașinii sau o parte integrantă a acestuia. Prin urmare, în ciuda existenței unei literaturi speciale dedicate dispozitivelor de prindere, pare necesar să ne oprim pe scurt asupra unor modele caracteristice,

Elementele mobile ale dispozitivelor de prindere automate primesc mișcare de la antrenări controlate corespunzătoare, care pot fi antrenări controlate mecanic, care primesc mișcare de la antrenarea principală a corpului de lucru sau de la un motor electric independent, antrenări cu came, acții hidraulice, pneumatice și pneumohidraulice. Elementele de mișcare individuale ale dispozitivelor de prindere pot primi mișcare atât de la o acționare comună, cât și de la mai multe acționări independente.

Luarea în considerare a desenelor dispozitive speciale, care sunt determinate în principal de configurația și dimensiunile piesei de prelucrat specifice, nu sunt incluse în scopul acestei lucrări și ne vom limita la a ne familiariza cu unele dispozitive de prindere în scopuri generale.

Mandrine de prindere. Disponibil număr mare modele de mandrine cu autocentrare, în majoritatea cazurilor, cu antrenări hidraulice și pneumatice cu piston, care sunt utilizate la strunguri, turele și mașini de șlefuit. Aceste mandrine, deși asigură o prindere fiabilă și o bună centrare a piesei de prelucrat, au un consum redus de fălci, motiv pentru care, la trecerea de la prelucrarea unui lot de piese la altul, mandrina trebuie reconstruită și asigurată precizie ridicata procesul de centrare a suprafețelor de centrare ale camelor în loc; în acest caz, camele întărite sunt șlefuite, iar camele brute sunt răsucite sau găurite.

Unul dintre modelele obișnuite ale unei mandrine cu o antrenare pneumatică cu piston este prezentat în Fig. 1. Cilindrul pneumatic este asigurat cu o flanșă intermediară la capătul axului. Alimentarea cu aer a cilindrului pneumatic se realizează printr-o cutie de osie așezată pe rulmenți de pe tija capacului cilindrului. Pistonul cilindrului este conectat printr-o tijă la mecanismul de prindere al cartuşului. Mandrina pneumatică este atașată la o flanșă montată pe capătul frontal al arborelui. Capul, atașat la capătul tijei, are caneluri înclinate în care se potrivesc proeminențele în formă de L ale camelor. Când capul se mișcă înainte împreună cu tija, camele se apropie, iar când se deplasează înapoi, ele diverg.

Pe fălcile principale, care au caneluri în formă de T, sunt fixate fălci aeriene, care sunt instalate în conformitate cu diametrul suprafeței prinse a piesei de prelucrat.

Datorită numărului mic de legături intermediare care transmit mișcarea camelor și dimensiunii semnificative a suprafețelor de frecare, cartușele cu designul descris au o rigiditate și durabilitate relativ ridicate.

Orez. 1. Mandrină pneumatică.

O serie de modele de mandrine pneumatice folosesc angrenaje cu pârghie. Astfel de cartușe au o rigiditate mai mică și, datorită prezenței unui număr de articulații cu balamale, se uzează mai repede.

În loc de un cilindru pneumatic, se poate folosi o antrenare pneumatică cu diafragmă sau un cilindru hidraulic. Cilindrii care se rotesc cu axul, mai ales cand număr mare rotațiile axului necesită o echilibrare atentă, ceea ce este un dezavantaj al acestei opțiuni de proiectare.

Acționarea pistonului poate fi montată staționar coaxial cu axul, iar tija cilindrului este legată de tija de prindere printr-un cuplaj care asigură rotația liberă a tijei de prindere împreună cu axul. Tija cilindrului fix poate fi conectata si la tija de prindere printr-un sistem de transmisii mecanice intermediare. Astfel de scheme sunt aplicabile dacă există mecanisme de autofrânare în acționarea dispozitivului de strângere, deoarece în caz contrar, rulmenții axului vor fi încărcați cu forțe axiale semnificative.

Alături de mandrine cu autocentrare, se mai folosesc mandrine cu două fălci cu fălci speciale care primesc mișcare de la antrenările de mai sus și mandrine speciale.

Acționări similare sunt utilizate la fixarea pieselor pe diferite dornuri de expansiune.

Dispozitive de prindere a colilor. Dispozitivele de strângere a colțului sunt un element de proiectare al mașinilor cu turelă și al strungurilor automate concepute pentru fabricarea pieselor din tije. În același timp, sunt utilizate pe scară largă și în dispozitivele speciale de prindere.

Orez. 2. Dispozitive de prindere a colilor.

În practică, există trei tipuri de dispozitive de prindere a colțului.

Colierul, care are mai multe tăieturi longitudinale, este centrat cu coada sa cilindrică din spate în orificiul axului și cu coada sa conică frontală în orificiul capacului. La strângere, țeava mută mânerul înainte, iar partea sa conică frontală se potrivește în orificiul conic al capacului axului. În acest caz, manșonul este comprimat și prinde tija sau piesa de prelucrat. Acest tip de dispozitiv de prindere are o serie de dezavantaje semnificative.

Precizia de centrare a piesei de prelucrat este determinată în mare măsură de coaxialitatea suprafeței conice a capacului și de axa de rotație a axului. Pentru a face acest lucru, este necesar să se obțină coaxialitatea găurii conice a capacului și a suprafeței sale de centrare cilindrică, coaxialitatea gulerului de centrare și a axei de rotație a axului și un spațiu minim între suprafețele de centrare ale capacului și ax.

Întrucât îndeplinirea acestor condiții prezintă dificultăți semnificative, dispozitivele de prindere de acest tip nu asigură o centrare bună.

În plus, în timpul procesului de prindere, mânerul, în mișcare înainte, apucă tija, care se mișcă împreună cu clema, care poate

conduc la modificări ale dimensiunilor pieselor prelucrate pe lungime și la apariția unor presiuni mari pe opritor. În practică, există cazuri când o tijă rotativă, apăsată cu o forță mare împotriva unui opritor, este sudată de acesta din urmă.

Avantajul acestui design este posibilitatea de a utiliza un arbore cu diametru mic. Cu toate acestea, deoarece diametrul axului este determinat în mare măsură de alte considerente și în primul rând de rigiditatea acestuia, această circumstanță în majoritatea cazurilor nu este semnificativă.

Datorită acestor dezavantaje, această versiune a dispozitivului de prindere a clemei este de utilizare limitată.

Colierul are un con inversat, iar când materialul este prins, țeava trage mânerul în ax. Acest design asigură o bună centrare, deoarece conul de centrare este situat direct în ax. Dezavantajul designului este că materialul se mișcă împreună cu colțul în timpul procesului de strângere, ceea ce duce la o modificare a dimensiunilor piesei de prelucrat, dar nu provoacă sarcini axiale pe opritor. Unele dezavantaje este, de asemenea, slăbiciunea secțiunii în loc racord filetat. Diametrul axului crește ușor față de versiunea anterioară.

Datorită avantajelor remarcate și simplității designului, această opțiune este utilizată pe scară largă la mașinile cu turelă și la strungurile automate cu mai multe ax, ale căror fusuri trebuie să aibă un diametru minim.

Opțiunea prezentată în fig. 2, c, se deosebește de precedentul prin aceea că în timpul procesului de strângere manșonul, care lipește suprafața frontală de capac, rămâne nemișcat, iar manșonul se mișcă sub acțiunea țevii. Suprafața conică a manșonului este împinsă pe suprafața conică exterioară a manșonului, iar aceasta din urmă este comprimată. Deoarece clema rămâne nemișcată în timpul procesului de strângere, cu acest design nu există nicio deplasare a tijei prelucrate. Manșonul are o centrare bună în ax, iar asigurarea alinierii suprafețelor de centrare conice interioare și exterioare ale manșonului nu prezintă dificultăți tehnologice, datorită cărora acest design asigură o centrare destul de bună a tijei prelucrate.

Când mânerul este eliberat, țeava este retrasă spre stânga și manșonul se mișcă sub acțiunea arcului.

Pentru a se asigura că forțele de frecare care apar în timpul procesului de strângere pe suprafața de capăt a lamelor colțului nu reduc forța de strângere, suprafața de capăt primește o formă conică cu un unghi puțin mai mare decât unghiul de frecare.

Acest design este mai complex decât precedentul și necesită o creștere a diametrului axului. Cu toate acestea, datorită avantajelor remarcate, este utilizat pe scară largă pe mașinile cu un singur ax, unde o creștere a diametrului axului nu este semnificativă, și pe o serie de modele de mașini cu turelă.

Dimensiunile celor mai comune clede sunt standardizate de GOST-ul corespunzător. Mandele mari sunt realizate cu falci înlocuibile, ceea ce vă permite să reduceți numărul de baghete din set și, atunci când fălcile se uzează, să le înlocuiți cu altele noi.

Suprafața fălcilor colțurilor care funcționează sub sarcini mari are o crestătură, care asigură transferul de forțe mari către piesa prinsă.

Colierele de prindere sunt fabricate din oțeluri U8A, U10A, 65G, 9ХС. Partea de lucru a colțului este călită la o duritate de HRC 58-62. Coadă

piesa este călită la o duritate de HRC 38-40. Oțelurile cementate sunt, de asemenea, utilizate pentru fabricarea cledelor, în special oțel 12ХНЗА.

Conducta care mișcă manșonul de prindere în sine primește mișcare de la unul dintre tipurile de antrenare enumerate printr-unul sau altul sistem de angrenaje intermediare. Unele modele de angrenaje intermediare pentru deplasarea conductei de prindere sunt prezentate în Fig. IV. 3.

Tubul de prindere primește mișcare de la cracarele, care fac parte din bucșă cu o proeminență care se potrivește în canelura axului. Biscuitele se sprijină pe proeminențele de coadă ale tubului de prindere, care le țin în poziția dorită. Crackerele primesc mișcare de la pârghii, ale căror capete în formă de L se potrivesc în locașul de capăt al manșonului 6 așezat pe ax. Când manșonul este prins, manșonul se deplasează spre stânga și, acționând cu suprafața sa conică interioară pe capetele pârghiilor, le întoarce. Rotația are loc în raport cu punctele de contact ale proeminențelor în formă de L ale pârghiilor cu adâncitura bucșei. În acest caz, călcâiele pârghiilor apasă pe biscuiți. Desenul prezintă mecanismele în poziția corespunzătoare capătului clemei. În această poziție, mecanismul este închis, iar bucșa este descărcată de forțele axiale.

Orez. 3. Mecanism de deplasare a tubului de prindere.

Forța de strângere este reglată cu ajutorul piulițelor care mișcă manșonul. Pentru a evita necesitatea creșterii diametrului axului, pe acesta este montat un inel filetat, care se sprijină pe jumătățile inele care se potrivesc în canelura arborelui.

În funcție de diametrul suprafeței de prindere, care poate varia în cadrul unei toleranțe, tubul de prindere va ocupa diferite poziții în direcția axială. Abaterile de poziție a țevii sunt compensate prin deformarea pârghiilor. În alte modele, sunt introduse compensatoare speciale cu arc.

Această opțiune este utilizat pe scară largă la strungurile automate cu un singur ax. Există numeroase modificări de design, care diferă prin forma pârghiilor.

Într-o serie de modele, pârghiile sunt înlocuite cu bile de sprijin sau role. La capătul țevii de prindere, o flanșă se așează pe un filet. Când clema este prinsă, flanșa împreună cu țeava se deplasează spre stânga. Flanșa primește mișcare de la manșon care acționează prin rola de pe disc. Pe măsură ce carcasa se deplasează spre stânga, suprafața sa conică interioară face ca rolele cilindrului să se deplaseze spre centru. În acest caz, rolele, care se deplasează de-a lungul suprafeței conice a șaibei, se deplasează spre stânga, mișcând discul și flanșa cu țeava de prindere în aceeași direcție. Toate piesele sunt montate pe o bucșă montată la capătul axului. Forța de strângere este reglată prin înșurubarea flanșei pe țeavă. În poziția dorită, flanșa este blocată cu un încuietor. Mecanismul poate fi echipat cu un compensator elastic sub formă de arcuri cu disc, ceea ce îi permite să fie utilizat pentru tijele de strângere cu toleranțe mari de diametru.

Manșoanele mobile care efectuează prindere primesc mișcare de la mecanismele cu came ale strungurilor automate sau de la antrenări cu piston. Tubul de prindere poate fi, de asemenea, conectat direct la antrenarea pistonului.

Acționări ale dispozitivelor de strângere ale mașinilor cu mai multe poziții. Fiecare dintre dispozitivele de prindere ale unei mașini cu mai multe stații poate avea propria sa antrenare, de obicei o antrenare cu piston, sau elementele mobile ale dispozitivului de prindere pot fi antrenate de un antrenament instalat la poziția de încărcare. În acest din urmă caz, mecanismele de prindere care cad în poziția de încărcare sunt conectate la mecanismele de antrenare. La capătul clemei, această conexiune este terminată.

Ultima opțiune este utilizată pe scară largă pe strungurile automate cu mai multe ax. În poziția în care tija este alimentată și prinsă, este instalat un glisor cu o proeminență. Când blocul axului este rotit, proeminența intră în canelura inelară a manșonului mobil al mecanismului de strângere și, la momentele corespunzătoare, mișcă manșonul în direcția axială.

Un principiu similar poate fi folosit în unele cazuri pentru a muta elementele mobile ale dispozitivelor de prindere instalate pe mese și tamburi cu mai multe poziții. Cercelul este prins între prismele fixe și mobile ale unui dispozitiv de prindere montat pe o masă cu mai multe poziții. Prisma primește mișcare de la o glisieră teșită. Când este prins, pistonul, pe care este tăiat cremaliera, se deplasează spre dreapta. Prin angrenajul dințat, mișcarea este transmisă glisorului, care mută prisma către prismă folosind o teșire cu pană. Când piesa prinsă este eliberată, pistonul se deplasează spre dreapta, care este, de asemenea, conectat la glisor printr-o roată dințată.

Pistonurile pot fi antrenate de dispozitive de acţionare cu piston montate în poziţia de încărcare sau de legăturile cu came corespunzătoare. Prinderea și eliberarea piesei se poate face și în timp ce masa se rotește. La strângere, un piston echipat cu o rolă merge împotriva unui pumn staționar instalat între pozițiile de încărcare și prima de lucru. Când este eliberat, pistonul intră în pumnul situat între ultima poziție de lucru și cea de încărcare. Pistonurile sunt amplasate în planuri diferite. Pentru a compensa abaterile de dimensiuni ale piesei prinse, se introduc compensatoare elastice.

Trebuie remarcat faptul că astfel de soluții simple nu sunt utilizate suficient la proiectarea dispozitivelor de prindere pentru mașini cu mai multe poziții la prelucrarea pieselor mici.

Orez. 4. Dispozitiv de prindere a mașinii cu mai multe poziții, alimentat de un antrenament instalat în poziția de încărcare.

Dacă există motoare cu piston individuale pentru fiecare dintre dispozitivele de prindere ale mașinii cu mai multe stații, masa rotativă sau tambur trebuie să fie furnizate cu aer comprimat sau ulei sub presiune. Dispozitivul de alimentare cu aer comprimat sau ulei este similar cu dispozitivul cu cilindru rotativ descris mai sus. Aplicarea rulmenților în în acest caz, inutil, deoarece viteza de rotație este mică.

Fiecare dispozitiv de fixare poate avea o supapă de control individuală sau bobină sau un dispozitiv comun de distribuție poate fi utilizat pentru toate corpurile de iluminat.

Orez. 5. Dispozitiv de distribuție pentru antrenările cu piston ale dispozitivelor de prindere a unei mese cu mai multe poziții.

Robinete individuale sau dispozitive de distribuție comutat de actionari auxiliare instalate in pozitia de incarcare.

Aparatul general de comutare conectează secvențial antrenările pistonului dispozitivelor pe măsură ce masa sau tamburul se rotesc. Un proiect aproximativ al unui astfel de dispozitiv de distribuție este prezentat în Fig. 5. Carcasa dispozitivului de distribuție, instalată coaxial cu axa de rotație a mesei sau a tamburului, se rotește împreună cu aceasta din urmă, iar bobinele, împreună cu axa, rămân staționare. Bobina controlează alimentarea cu aer comprimat către cavități, iar bobina controlează alimentarea cu aer comprimat către cavitățile cilindrilor de prindere.

Aerul comprimat intră prin canal în spațiul dintre bobine și este direcționat cu ajutorul acestora din urmă în cavitățile corespunzătoare ale cilindrilor de prindere. Aerul evacuat iese în atmosferă prin deschideri.

Aerul comprimat intră în cavitate prin orificiu, canelura arcului și orificii. Atâta timp cât găurile cilindrilor corespunzători coincid cu canelura arcului, aerul comprimat intră în cavitățile cilindrilor. Când, în timpul următoarei rotații a mesei, orificiul unuia dintre cilindri este aliniat cu orificiul, cavitatea acestui cilindru va fi conectată la atmosferă printr-o canelură inelară, un canal, un canal inelar și un canal.

Cavitățile acelor cilindri în care intră aer comprimat trebuie conectate la atmosferă. Cavitățile sunt conectate la atmosferă prin canale, canelura arcului, canale, canelura inelară și orificiul.

Aerul comprimat trebuie să intre în cavitatea cilindrului situat în poziția de încărcare, care este furnizat prin orificiu și canale.

Astfel, atunci când masa cu mai multe poziții este rotită, fluxurile de aer comprimat sunt comutate automat.

Un principiu similar este utilizat pentru a controla fluxul de ulei furnizat dispozitivelor de prindere ale mașinilor cu mai multe poziții.

Trebuie remarcat faptul că dispozitivele de distribuție similare sunt utilizate și pe mașinile de prelucrare continuă cu mese rotative sau tamburi.

Principii de determinare a fortelor care actioneaza in dispozitivele de prindere. Dispozitivele de prindere sunt de obicei proiectate în așa fel încât forțele generate în timpul procesului de tăiere să fie absorbite de elementele staționare ale dispozitivului de fixare. Dacă anumite forțe care apar în timpul procesului de tăiere sunt percepute de elementele în mișcare, atunci mărimea acestor forțe este determinată pe baza ecuațiilor staticii de frecare.

Metoda de determinare a forțelor care acționează în mecanismele de pârghie ale dispozitivelor de strângere a colțului este similară cu metoda utilizată pentru determinarea forțelor de activare a ambreiajelor de fricțiune cu mecanisme de pârghie.

Design-urile dispozitivelor de prindere constau din trei părți principale: o unitate, un element de contact și un mecanism de alimentare.

Acționarea, transformând un anumit tip de energie, dezvoltă o forță Q, care este transformată într-o forță de strângere folosind un mecanism de putere Rși este transmisă prin elemente de contact piesei de prelucrat.

Elementele de contact servesc la transferul forței de strângere direct pe piesa de prelucrat. Designul lor permite dispersarea forțelor, prevenind strivirea suprafețelor piesei de prelucrat și distribuirea între mai multe puncte de sprijin.

Se știe că alegerea rațională a dispozitivelor reduce timpul auxiliar. Timpul auxiliar poate fi redus prin utilizarea acționărilor mecanizate.

Acționările mecanizate, în funcție de tipul și sursa de energie, pot fi împărțite în următoarele grupe principale: mecanice, pneumatice, electromecanice, magnetice, în vid etc. Domeniul de aplicare al acționărilor mecanice controlate manual este limitat, deoarece o cantitate semnificativă de este necesar timp pentru instalarea și îndepărtarea pieselor de prelucrat. Cele mai utilizate acționări sunt pneumatice, hidraulice, electrice, magnetice și combinațiile lor.

Actuatoare pneumatice funcționează pe principiul alimentării cu aer comprimat. Poate fi folosit ca antrenare pneumatică

cilindri pneumatici (cu dublu efect si simplu) si camere pneumatice.

pentru cavitatea cilindrului cu tija

pentru cilindri cu simpla actiune

Dezavantajele acționărilor pneumatice includ dimensiunile lor de gabarit relativ mari. Forța Q(H) în cilindrii pneumatici depinde de tipul acestora și, fără a lua în considerare forțele de frecare, este determinată de următoarele formule:

Pentru cilindri pneumatici cu dublă acțiune pentru partea stângă a cilindrului

unde p - presiunea aerului comprimat, MPa; presiunea aerului comprimat este de obicei considerată 0,4-0,63 MPa,

D - diametrul pistonului, mm;

d- diametrul tijei, mm;

ή- randament, tinand cont de pierderile in cilindru, la D = 150...200 mm ή =0,90...0,95;

q - forta de rezistenta a arcului, N.

Cilindrii pneumatici se folosesc cu un diametru interior de 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300 mm. Montarea pistonului în cilindru atunci când utilizați inele O sau , iar când este sigilat cu manșete sau .

Utilizarea cilindrilor cu un diametru mai mic de 50 mm și mai mare de 300 mm nu este profitabilă din punct de vedere economic; în acest caz, este necesar să se utilizeze alte tipuri de unități,

Camerele pneumatice au o serie de avantaje în comparație cu cilindrii pneumatici: sunt durabile, rezistă până la 600 de mii de porniri (cilindri pneumatici - 10 mii); compact; Sunt ușoare și mai ușor de fabricat. Dezavantajele includ cursa mică a tijei și variabilitatea forțelor dezvoltate.

Acționări hidraulice comparativ cu cele pneumatice pe care le au

următoarele avantaje: dezvoltă forțe mari (15 MPa și peste); fluidul lor de lucru (uleiul) este practic incompresibil; asigura o transmitere lină a forțelor dezvoltate de către mecanismul de putere; poate asigura transferul de forță direct la elementele de contact ale dispozitivului; au o gamă largă de aplicații, deoarece pot fi utilizate pentru mișcări precise ale părților de lucru ale mașinii și părților mobile ale dispozitivelor; permit folosirea cilindrilor de lucru cu diametru mic (20, 30, 40, 50 mm v. mai mult), ceea ce asigura compactitatea acestora.

Acționări pneumohidraulice au o serie de avantaje fata de cele pneumatice si hidraulice: au forta de munca mare, viteza de actiune, cost redus si dimensiuni reduse. Formulele de calcul sunt similare cu calculul cilindrilor hidraulici.

Acționări electromecanice sunt utilizate pe scară largă în strunguri CNC, mașini de agregat și linii automate. Acționate de un motor electric și prin transmisii mecanice, forțele sunt transmise elementelor de contact ale dispozitivului de strângere.

Dispozitive de prindere electromagnetice si magnetice Acestea sunt realizate în principal sub formă de plăci și plăci frontale pentru asigurarea pieselor din oțel și fontă. Se folosește energia câmpului magnetic de la bobine electromagnetice sau magneți permanenți. Capacitățile tehnologice de utilizare a dispozitivelor electromagnetice și magnetice în condiții de producție la scară mică și de procesare în grup sunt extinse semnificativ atunci când se utilizează configurații cu schimbare rapidă. Aceste dispozitive cresc productivitatea muncii prin reducerea timpului auxiliar și principal (de 10-15 ori) în timpul prelucrării pe mai multe locații.

Unități cu vid utilizat pentru fixarea pieselor de prelucrat din diverse materiale cu o suprafață plană sau curbată, luată ca bază principală. Dispozitivele de prindere cu vid funcționează pe principiul utilizării presiunii atmosferice.

Forta (N), apăsarea piesei de prelucrat pe placă:

Unde F- zona cavității dispozitivului din care este îndepărtat aerul, cm 2;

p - presiune (în condiții de fabrică de obicei p = 0,01 ... 0,015 MPa).

Presiunea pentru instalațiile individuale și de grup este creată de pompe de vid cu una și două trepte.

Mecanismele de putere acționează ca amplificatoare. Caracteristica lor principală este câștigul:

Unde R- forta de fixare aplicata piesei de prelucrat, N;

Q - forța dezvoltată de motor, N.

Mecanismele de putere acționează adesea ca un element de autofrânare în cazul unei defecțiuni bruște a unității.

Unele modele tipice ale dispozitivelor de prindere sunt prezentate în Fig. 5.

Figura 5 Diagramele dispozitivului de prindere:

A- folosind un clip; 6 - maneta de balansare; V- autocentrareaprisme

Scopul dispozitivelor de prindere este de a asigura contactul fiabil al piesei de prelucrat cu elementele de instalare și de a preveni deplasarea și vibrația acesteia în timpul prelucrării. Figura 7.6 prezintă câteva tipuri de dispozitive de prindere.

Cerințe pentru elementele de prindere:

Fiabilitate în exploatare;

Simplitatea designului;

Ușurință de întreținere;

Nu ar trebui să provoace deformarea pieselor de prelucrat și deteriorarea suprafețelor acestora;

Piesa de prelucrat nu trebuie deplasată în timpul fixării acesteia de elementele de instalare;

Fixarea și detașarea pieselor de prelucrat trebuie făcută cu cost minim munca si timpul;

Elementele de prindere trebuie să fie rezistente la uzură și, dacă este posibil, înlocuibile.

Tipuri de elemente de prindere:

Șuruburi de prindere, care sunt rotite cu chei, mânere sau roți de mână (vezi Fig. 7.6)

Fig.7.6 Tipuri de cleme:

a – șurub de strângere; b – clemă cu șurub

Acțiune rapidă clemele prezentate în fig. 7.7.

Fig.7.7. Tipuri de cleme cu eliberare rapidă:

a – cu șaibă despicată; b – cu dispozitiv cu piston; c – cu opritor rabatabil; g – s dispozitiv de pârghie

Excentric cleme, care sunt rotunde, evolvente și spiralate (de-a lungul spiralei lui Arhimede) (Fig. 7.8).

Fig.7.8. Tipuri de cleme excentrice:

a – disc; b – cilindric cu o clemă în formă de L; g – plutire conică.

Cleme cu pană– efectul de pană este utilizat și este folosit ca verigă intermediară în sistemele complexe de prindere. La anumite unghiuri, mecanismul de pană are proprietatea de a se autofrâna. În fig. Figura 7.9 prezintă diagrama calculată a acțiunii forțelor în mecanismul de pană.

Orez. 7.9. Diagrama de calcul a forțelor în mecanismul de pană:

a- unilateral; b – dublu oblic

Cleme de pârghie utilizat în combinație cu alte cleme pentru a forma sisteme de prindere mai complexe. Folosind pârghia, puteți modifica atât mărimea, cât și direcția forței de strângere, precum și asigurați simultan și uniform piesa de prelucrat în două locuri. În fig. Figura 7.10 prezintă o diagramă a acțiunii forțelor în clemele de pârghie.

Orez. 7.10. Diagrama acțiunii forțelor în clemele de pârghie.

clemele Acestea sunt mâneci de arc despicate, ale căror varietăți sunt prezentate în Fig. 7.11.

Orez. 7. 11. Tipuri de cleme:

a – cu tub de tensionare; b – cu tub distanțier; c – tip vertical

Mandrinele asigură concentricitatea instalării piesei de prelucrat în intervalul 0,02...0,05 mm. Suprafața de bază a piesei de prelucrat pentru clemele de prindere trebuie prelucrată conform claselor de precizie 2…3. Mandele sunt realizate din oțeluri cu conținut ridicat de carbon de tip U10A cu tratament termic ulterior la o duritate HRC 58...62. Unghiul conului colei d = 30…40 0 . La unghiuri mai mici, clema se poate bloca.

Mandrine de expansiune, ale căror tipuri sunt prezentate în Fig. 7.4.

Blocare cu role(Fig. 7.12)

Orez. 7.12. Tipuri de încuietori cu role

Cleme combinate– combinație de cleme elementare tipuri variate. În fig. 7.13 prezintă unele tipuri de astfel de dispozitive de prindere.

Orez. 7.13. Tipuri de dispozitive de prindere combinate.

Dispozitivele de prindere combinate sunt actionate manual sau cu dispozitive de putere.

Elementele de ghidare ale dispozitivelor

La efectuarea unor operaţii prelucrare(găurire, găurire) rigiditatea sculei de tăiere și sistem tehnologic in general se dovedeste a fi insuficient. Pentru a elimina presarea elastică a sculei în raport cu piesa de prelucrat, se folosesc elemente de ghidare (bucșe de ghidare la găurire și găurire, copiatoare la prelucrarea suprafețelor modelate etc. (vezi Fig. 7.14).

Fig.7.14. Tipuri de bucșe conductoare:

a – constantă; b – înlocuibil; c – schimbare rapidă

Bucșele de ghidare sunt fabricate din oțel de calitate U10A sau 20X, călit la o duritate HRC 60...65.

Elementele de ghidare ale dispozitivelor - copiatoare - sunt utilizate la prelucrarea suprafețelor modelate profil complex, a cărui sarcină este de a ghida unealta de tăiere de-a lungul suprafeței prelucrate a piesei de prelucrat pentru a obține precizia specificată a traiectoriei mișcării lor.

MINISTERUL EDUCAȚIEI ȘI ȘTIINȚEI DIN UCRAINA

Academia de Stat de Construcții Donbass

si arhitectura

INSTRUCȚIUNI METODOLOGICE

pentru ore practice la cursul „Fundamentele tehnologice ale ingineriei mecanice” pe tema „Calculul dispozitivelor”

Procesul-verbal nr. 2005 a fost aprobat în cadrul ședinței departamentului „Mașini și Industria Auto”.

Makeevka 2005

Instrucțiuni metodologice pentru orele practice din cadrul cursului „Fundamentele tehnologice ale ingineriei mecanice” cu tema „Calculul dispozitivelor” (pentru studenții specialității 7.090258 Automobile și industria auto) / Comp. D.V. Popov, E.S. Savenko. - Makeevka: DonGASA, 2002. -24 p.

Sunt prezentate informații de bază despre mașini-unelte, proiectare, elemente principale și este prezentată o metodologie de calcul a dispozitivelor.

Alcătuit de: D.V. Popov, asistent,

E.S. Savenko, asistent.

Responsabil de eliberare S.A. Gorozhankin, profesor asociat

Dispozitive4

Elementele dispozitivelor5

Elementele de instalare ale dispozitivelor6

Elemente de prindere ale corpurilor de fixare9

Calculul forțelor pentru fixarea pieselor de prelucrat12

Dispozitive pentru ghidarea și determinarea poziției a 13 scule de tăiere

Carcase și elemente auxiliare ale dispozitivelor14

Metodologia generală de calcul a dispozitivelor15

Calculul mandrinelor cu fălci folosind exemplul de strunjire16

Literatura19

Aplicații20

DISPOZITIVE

Toate dispozitivele bazate pe caracteristicile tehnologice pot fi împărțite în următoarele grupuri:

1. Mașinile-unelte pentru instalarea și fixarea pieselor de prelucrat, în funcție de tipul de prelucrare, sunt împărțite în dispozitive pentru strunjire, găurire, frezare, șlefuire, polivalente și alte mașini. Aceste dispozitive comunică piesa de prelucrat cu mașina.

2. Mașinile-unelte pentru instalarea și asigurarea sculei de lucru (se mai numesc și scule auxiliare) comunică între unealtă și mașină. Acestea includ cartușe pentru burghie, alezoare, robinete; capete de găurire, frezare, turelă multi-fus; suporturi de scule, blocuri etc.

Folosind dispozitivele grupelor de mai sus, se reglează sistemul mașină-piesă-uneltă.

Dispozitivele de asamblare sunt utilizate pentru conectarea pieselor de împerechere ale unui produs, utilizate pentru fixarea pieselor de bază, asigurând instalarea corectă a elementelor conectate ale unui produs, asamblarea preliminară a elementelor elastice (arcuri, inele despicate) etc.;

Dispozitivele de control sunt utilizate pentru verificarea abaterilor de dimensiune, formă și poziție relativă a suprafețelor, asortarea unităților de asamblare și a produselor, precum și pentru controlul parametrilor de proiectare obținuți în timpul procesului de asamblare.

Dispozitive pentru captarea, mutarea și întoarcerea grele, precum și în producția automată, GPS și piese ușoare și produse asamblate. Dispozitivele sunt părțile de lucru ale roboților industriali încorporați în producția automată și sistemele GPS.

Există o serie de cerințe pentru dispozitivele de prindere:

fiabilitatea prinderii și ținerii piesei de prelucrat; stabilitatea bazei; versatilitate; flexibilitate ridicată (schimbare ușoară și rapidă); dimensiuni generale și greutate reduse. În cele mai multe cazuri, se folosesc dispozitive mecanice de prindere. Exemple de diagrame de prindere pentru diferite dispozitive de prindere sunt prezentate în Fig. 18.3. Dispozitivele de prindere cu camere magnetice, cu vid și elastice sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă.

Toate grupele de dispozitive descrise, în funcție de tipul de producție, pot fi manuale, mecanice, semiautomate și automate, iar în funcție de gradul de specializare - universale, specializate și speciale.

În funcție de gradul de unificare și standardizare în inginerie mecanică și fabricarea instrumentelor în conformitate cu cerințele Sistemului Unificat de Pregătire Tehnologică a Producției (USTPP), aprobat

șapte sisteme standard de fixare a mașinii.

În practica producției moderne, s-au dezvoltat următoarele sisteme de dispozitive.

Dispozitivele prefabricate universale (USF) sunt asamblate din elemente universale standard interschimbabile prelucrate în final. Sunt folosite ca dispozitive speciale reversibile cu acțiune scurtă. Acestea asigură instalarea și fixarea diferitelor piese în cadrul capacităților dimensionale ale kitului USP.

Dispozitivele prefabricate speciale (SRP) sunt asamblate din elemente standard ca urmare a prelucrării lor mecanice suplimentare și sunt utilizate ca dispozitive speciale ireversibile pe termen lung, realizate din elemente reversibile.

Dispozitivele speciale neseparabile (NSD) sunt asamblate folosind piese și ansambluri standard pentru uz general ca dispozitive ireversibile pe termen lung, realizate din piese și ansambluri ireversibile. Acestea constau din două părți: o parte de bază unificată și o duză înlocuibilă. Dispozitivele acestui sistem sunt utilizate pentru prelucrarea manuală a pieselor.

Dispozitivele universale de non-ajustare (UPD) sunt cel mai comun sistem în condiții de producție de masă. Aceste dispozitive asigură instalarea și fixarea pieselor de prelucrat ale oricăror produse mici și mijlocii. În acest caz, instalarea unei piese este asociată cu nevoia de control și orientare în spațiu. Astfel de dispozitive oferă o gamă largă de operațiuni de procesare.

Dispozitivele universale de reglare (UNF) asigură instalarea folosind reglaje speciale, fixarea pieselor de prelucrat de dimensiuni mici și medii și efectuarea unei game largi de operațiuni de prelucrare.

Dispozitivele de reglare specializate (SAD) asigură, conform unei anumite scheme de bază, cu ajutorul unor ajustări speciale, fixarea pieselor legate de proiectare pentru a efectua o operațiune tipică. Toate sistemele de dispozitive enumerate aparțin categoriei unificate.

ELEMENTE DE DISPOZITIVE

Elementele principale ale dispozitivelor sunt instalarea, strângerea, ghidajele, divizoarele (rotative), elementele de fixare, carcasele și antrenările mecanizate. Scopul lor este următorul:

elemente de instalare - pentru a determina poziția piesei de prelucrat față de dispozitivul de fixare și poziția suprafeței prelucrate față de unealta de tăiere;

elemente de prindere - pentru fixarea piesei de prelucrat;

elemente de ghidare - pentru a implementa direcția necesară de mișcare a sculei;

elemente de divizare sau rotație - pentru a schimba cu precizie poziția suprafeței piesei de prelucrat în raport cu unealta de tăiere;

elemente de fixare - pentru conectarea elementelor individuale între ele;

carcase de dispozitive (ca piese de bază) - pentru plasarea tuturor elementelor dispozitivelor pe ele;

antrenări mecanizate - pentru asigurarea automată a piesei de prelucrat.

Elementele dispozitivelor includ, de asemenea, dispozitive de prindere ale diferitelor dispozitive (roboți, dispozitive de transport GPS) pentru prinderea, prinderea (desprinderea) și mutarea pieselor de prelucrat în curs de prelucrare sau asamblare a unităților de asamblare.

1 Elemente de instalare ale dispozitivelor

Instalarea pieselor de prelucrat în corpuri de fixare sau pe mașini, precum și asamblarea pieselor include bazarea și fixarea acestora.

Este evidentă necesitatea de fixare (închidere forțată) la prelucrarea unei piese de prelucrat în dispozitive de fixare. Pentru prelucrarea precisă a pieselor de prelucrat este necesar: să se efectueze locația corectă a acesteia în raport cu dispozitivele echipamentelor care determină traiectoria de mișcare a sculei sau a piesei în sine;

asigurați contactul constant al bazelor cu punctele de referință și imobilitatea completă a piesei de prelucrat față de dispozitiv în timpul prelucrării acestuia.

Pentru o orientare completă în toate cazurile, la fixare, piesa de prelucrat trebuie să fie lipsită de toate cele șase grade de libertate (regula celor șase puncte în teoria de bază); În unele cazuri, este posibilă o abatere de la această regulă.

În acest scop, se folosesc suporturi principale, al căror număr trebuie să fie egal cu numărul de grade de libertate de care este lipsită piesa de prelucrat. Pentru a crește rigiditatea și rezistența la vibrații a pieselor de prelucrat, se folosesc suporturi auxiliare reglabile și auto-aliniate în dispozitive.

Pentru a instala o piesă de prelucrat într-un dispozitiv cu o suprafață plană, se folosesc suporturi principale standardizate sub formă de știfturi cu capete sferice, crestate și plate, șaibe și plăci de susținere. Dacă este imposibil să instalați piesa de prelucrat numai pe suporturile principale, se folosesc suporturi auxiliare. Ca acesta din urmă, pot fi utilizați suporturi reglabile standardizate sub formă de șuruburi cu suprafață de rezemare sferică și suporturi cu auto-aliniere.

Figura 1 Suporturi standardizate:

A-e- suporturi permanente (stifturi): a- suprafață plană; b- sferic; V- crestat; G- plat cu instalare în manșonul adaptor; d- saiba suport; e- placă de bază; și- suport reglabil - suport cu auto-aliniere

Împerecherea suporturilor cu capete sferice, crestate și plate cu corpul dispozitivului se realizează în funcție de potrivire sau . Instalarea unor astfel de suporturi se folosește și prin bucșe intermediare, care sunt cuplate cu orificiile carcasei în funcție de potrivire. .

Exemple de suporturi principale și auxiliare standardizate sunt prezentate în Figura 1.

Pentru a instala o piesă de prelucrat de-a lungul a două găuri cilindrice și o suprafață plană perpendiculară pe axele lor, utilizați

Figura 2.Sistembazat pe capăt și gaură:

a – pe degetul înalt; b – pe degetul mic

suporturi plate standardizate și știfturi de montaj. Pentru a evita blocarea pieselor de prelucrat la instalarea lor pe degete de-a lungul celor două orificii exacte (D7), unul dintre degetele de instalare trebuie tăiat, iar celălalt cilindric.

Instalarea pieselor pe două degete și un avion și-a găsit aplicație largă în prelucrarea pieselor de prelucrat pe linii automate și de producție, mașini multifuncționale și în GPS.

Schemele de bazare pe un plan și găuri folosind degetele de montare pot fi împărțite în trei grupe: pe capăt și gaură (Fig. 2); de-a lungul planului, capătului și găurii (Fig. 3); de-a lungul unui plan și a două găuri (Fig. 4).

Orez. 19.4. Schema de bazare pe un plan și două găuri

Se recomandă instalarea piesei de prelucrat pe un deget în funcție de potrivire sau , și pe două degete - fiecare .

ȘI
Din fig. 2 rezultă că instalarea piesei de prelucrat de-a lungul orificiului pe un știft lung cilindric netăiat o privează de patru grade de libertate (bază de ghidare dublă), iar instalarea la capăt o privează de un grad de libertate (bază de sprijin). Instalarea piesei de prelucrat pe un știft scurt o privează de două grade de libertate (bază de sprijin dublă), dar capătul în acest caz este o bază de instalare și privează piesa de prelucrat de trei grade de libertate. Pentru o bază completă este necesar să se creeze o forță de închidere, adică să se aplice forțe de strângere. Din fig. 3 rezultă că planul bazei piesei de prelucrat este baza de instalare, orificiul lung în care intră degetul tăiat cu o axă paralelă cu planul este baza de ghidare (piesa de prelucrat este lipsită de două grade) și capătul piesei de prelucrat este baza de sprijin.

Figura 3. Bazat peavion, Figura 4 Pe baza

capătul și gaura avionului și două găuri

În fig. Figura 4 prezintă o piesă de prelucrat care este instalată de-a lungul unui plan și a două găuri. Avionul este baza de instalare. Găurile centrate cu știftul cilindric sunt baza de sprijin dublă, iar cele centrate cu știftul tăiat sunt baza de sprijin. Forțele aplicate (indicate de săgeata din Fig. 3 și 4) asigură precizia de aliniere.

Degetul este o bază de sprijin dublă, iar degetul tăiat este baza de sprijin. Forțele aplicate (indicate de săgeata din Fig. 3 și 4) asigură precizia de aliniere.

Pentru a instala piesele de prelucrat cu suprafața exterioară și suprafața de capăt perpendiculară pe axa acesteia, se folosesc prisme de sprijin și de montare (mobile și fixe), precum și bucșe și cartușe.

Elementele de fixare includ setări și sonde pentru setarea mașinii dimensiunea cerută. Astfel, setările standardizate pentru frezele pe mașini de frezat pot fi:

high-rise, high-rise end, colț și capăt de colț.

Sondele plate sunt realizate cu grosimea de 3-5 mm, cele cilindrice cu diametrul de 3-5 mm cu o precizie de clasa a VI-a (h6) și supus la întărire 55-60 HRC 3, șlefuit (parametru de rugozitate Ra = 0,63 um).

Suprafețele de acționare ale tuturor elementelor de instalare ale dispozitivelor trebuie să aibă rezistență ridicată la uzură și duritate ridicată. Prin urmare, sunt fabricate din oțeluri structurale și aliate 20, 45, 20Х, 12ХНЗА cu carburare și întărire ulterioară la 55-60 HRC3 (suporturi, prisme, știfturi de montare, centre) și oțeluri pentru scule U7 și U8A cu călire la 50-55 HRG. , ( suporti cu diametrul mai mic de 12 mm; pini de montaj cu diametrul mai mic de 16 mm; instalatii si sonde).

Scopul principal al dispozitivelor de prindere a dispozitivelor de fixare este de a asigura contactul (continuitatea) fiabil al piesei de prelucrat sau al piesei asamblate cu elementele de instalare, prevenind deplasarea acestuia în timpul prelucrării sau asamblarii.

Cleme de pârghie. Clemele cu pârghie (Figura 2.16) sunt utilizate în combinație cu alte cleme elementare, formând sisteme de prindere mai complexe. Ele vă permit să schimbați mărimea și direcția forței transmise.

Mecanism cu pană. Penele sunt utilizate pe scară largă în mecanismele de strângere ale dispozitivelor, ceea ce asigură un design simplu și compact și o funcționare fiabilă. Pena poate fi fie un simplu element de prindere care acționează direct asupra piesei de prelucrat, fie poate fi combinată cu orice alt element simplu pentru a crea mecanisme combinate. Utilizarea unei pane în mecanismul de strângere asigură: o creștere a forței de antrenare inițiale, o schimbare a direcției forței inițiale, auto-frânarea mecanismului (capacitatea de a menține forța de strângere atunci când forța generată de antrenare încetează). Dacă mecanismul panei este utilizat pentru a schimba direcția forței de strângere, atunci unghiul panei este de obicei egal cu 45°, iar dacă pentru a crește forța de strângere sau pentru a crește fiabilitatea, atunci unghiul panei este luat egal cu 6...15. ° (unghiuri de autofrânare).

o mecanisme cu o pană plată cu o singură teșire (

o mecanisme multi-pene (multiplunger);

o excentrice (mecanisme cu pană curbată);

o came de capăt (mecanisme cu pană cilindrică).

11. Acțiunea forțelor de tăiere, a clemelor și a momentelor acestora asupra piesei de prelucrat

În timpul procesului de prelucrare, unealta de tăiere face anumite mișcări în raport cu piesa de prelucrat. Prin urmare, aranjarea necesară a suprafețelor piesei poate fi asigurată numai în următoarele cazuri:

1) dacă piesa de prelucrat ocupă o anumită poziție în Zona de lucru mașinărie;

2) dacă poziția piesei de prelucrat în zona de lucru este determinată înainte de începerea prelucrării, pe baza acesteia este posibilă corectarea mișcărilor de modelare.

Poziția exactă a piesei de prelucrat în zona de lucru a mașinii se realizează în timpul instalării acesteia în dispozitiv. Procesul de instalare include bazarea (adică acordarea piesei de prelucrat poziția necesară în raport cu sistemul de coordonate selectat) și asigurarea (adică aplicarea de forțe și perechi de forțe piesei de prelucrat pentru a asigura constanța și imuabilitatea poziției sale obținute în timpul bazei).

Poziția reală a piesei de prelucrat instalată în zona de lucru a mașinii diferă de cea necesară, care este cauzată de abaterea poziției piesei de prelucrat (în direcția dimensiunii menținute) în timpul procesului de instalare. Această abatere se numește eroare de instalare, care constă dintr-o eroare de bază și o eroare de fixare.

Suprafețele aparținând piesei de prelucrat și folosite la baza acesteia se numesc baze tehnologice, iar cele folosite pentru măsurătorile acesteia se numesc baze de măsurare.

Pentru a instala o piesă de prelucrat într-un dispozitiv de fixare, se folosesc de obicei mai multe baze. Pentru a spune simplu, piesa de prelucrat este considerată a fi în contact cu dispozitivul de fixare în puncte numite puncte de sprijin. Dispunerea punctelor de referință se numește schemă de bază. Fiecare punct de referință determină legătura piesei de prelucrat cu sistemul de coordonate selectat în care piesa de prelucrat este prelucrată.

1. Dacă există cerințe ridicate pentru precizia prelucrării, suprafața prelucrată cu precizie a piesei de prelucrat trebuie utilizată ca bază tehnologică și ar trebui adoptată o schemă de bază care să asigure cea mai mică eroare de instalare.

2. Una dintre cele mai multe moduri simple creșterea preciziei bazei este să adere la principiul combinării bazelor.

3. Pentru a crește acuratețea procesării, trebuie respectat principiul constanței bazelor. Dacă acest lucru nu este posibil din anumite motive, atunci este necesar ca noile baze de date să fie procesate cu mai multă acuratețe decât cele anterioare.

4. Ca baze, ar trebui să folosiți suprafețe de formă simplă (plate, cilindrice și conice), din care, dacă este necesar, puteți crea un set de baze. În cazurile în care suprafețele piesei de prelucrat nu îndeplinesc cerințele pentru baze (adică, dimensiunea, forma și locația lor nu pot oferi precizia, stabilitatea și ușurința de prelucrare specificate), pe piesa de prelucrat sunt create baze artificiale (găuri centrale, găuri tehnologice). , plăci, subtăieri etc.).

Cerințele de bază pentru fixarea pieselor de prelucrat în dispozitive de fixare sunt următoarele.

1. Fixarea trebuie să asigure contact de încredere piesele de prelucrat cu suporturi de fixare și asigurați-vă că poziția piesei de prelucrat rămâne neschimbată în raport cu echipamentul tehnologic în timpul prelucrării sau în timpul unei întreruperi de curent.

2. Fixarea piesei de prelucrat trebuie utilizată numai în cazurile în care forța de prelucrare sau alte forțe ar putea deplasa piesa de prelucrat (de exemplu, la tragere canalul cheii piesa de prelucrat nu este asigurată).

3. Forțele de fixare nu trebuie să provoace deformări mari și prăbușirea bazei.

4. Asigurarea și eliberarea piesei de prelucrat trebuie făcută cu un minim de timp și efort din partea lucrătorului. Cea mai mică eroare de fixare este asigurată de dispozitivele de prindere care creează

forță de strângere constantă (de exemplu, dispozitive cu acționare pneumatică sau hidraulică).

5. Pentru a reduce eroarea de prindere, trebuie utilizate suprafețe de bază cu rugozitate redusă; utilizați dispozitive acționate; Așezați piesele de prelucrat pe suporturi pentru cap plat sau pe plăci suport prelucrate cu precizie.

Biletul 13

Mecanisme de prindere a dispozitivelor de fixare Mecanismele de prindere sunt numite mecanisme care elimină posibilitatea vibrațiilor sau deplasării piesei de prelucrat în raport cu elementele de instalare sub influența propriei greutăți și a forțelor care apar în timpul prelucrării (asamblarii). Scopul principal al dispozitivelor de prindere este de a asigura contactul fiabil al piesei de prelucrat cu elementele de montare, de a preveni deplasarea și vibrația acesteia în timpul prelucrării, precum și de a asigura instalare corectăși centrarea piesei de prelucrat.

Calculul forțelor de strângere

Calculul forțelor de strângere poate fi redus la rezolvarea unei probleme de statică pentru echilibru solid(spaturi) sub influența unui sistem de forțe externe.

Pe de o parte, gravitația și forțele care apar în timpul prelucrării sunt aplicate piesei de prelucrat, pe de altă parte, forțele de strângere necesare - reacția suporturilor. Sub influența acestor forțe, piesa de prelucrat trebuie să mențină echilibrul.

Exemplul 1. Forța de fixare apasă piesa de prelucrat pe suporturile dispozitivului, iar forța de tăiere care apare în timpul prelucrării pieselor (Figura 2.12a) tinde să deplaseze piesa de prelucrat de-a lungul planului de susținere.

Forțele care acționează asupra piesei de prelucrat sunt: ​​în planul superior, forța de strângere și forța de frecare, care împiedică deplasarea piesei de prelucrat; de-a lungul planului inferior, forțele de reacție ale suporturilor (neprezentate în figură) sunt egale cu forța de strângere și forța de frecare dintre piesa de prelucrat și suporturi. Atunci ecuația de echilibru a piesei de prelucrat va fi

,

unde este factorul de siguranță;

– coeficientul de frecare dintre piesa de prelucrat si mecanismul de prindere;

– coeficientul de frecare între piesa de prelucrat și suporturile de fixare.

Unde

Figura 2.12 – Scheme de calcul al forțelor de strângere

Exemplul 2. Forța de tăiere este direcționată într-un unghi față de forța de fixare (Figura 2.12b).

Atunci ecuația de echilibru a piesei de prelucrat va fi

Din figura 2.12b găsim componentele forței de tăiere

Înlocuind, obținem

Exemplul 3. Piesa de prelucrat este prelucrată pe strungși este fixat într-o mandrina cu trei fălci. Forțele de tăiere creează cuplu, având tendința de a roti piesa de prelucrat în fălci. Forțele de frecare care apar în punctele de contact dintre fălci și piesa de prelucrat creează un moment de frecare care împiedică rotirea piesei de prelucrat. Atunci starea de echilibru a piesei de prelucrat va fi

.

Cuplul de tăiere va fi determinat de mărimea componentei verticale a forței de tăiere

.

Moment de frecare

.

Mecanisme elementare de prindere

Dispozitivele de prindere elementare includ cele mai simple mecanisme utilizate pentru fixarea pieselor de prelucrat sau care acționează ca verigi intermediare în sistemele de prindere complexe:

şurub;

pană;

excentric;

pârghie;

centrare;

cremalieră și pârghie.

Borne cu șuruburi. Mecanismele cu șurub (Figura 2.13) sunt utilizate pe scară largă în dispozitivele cu fixare manuală a pieselor de prelucrat, cu o antrenare mecanizată, precum și pe liniile automate atunci când se utilizează dispozitive satelit. Avantajul lor este simplitatea designului, costul redus și fiabilitatea operațională ridicată.

Mecanismele cu șurub sunt utilizate atât pentru prindere directă, cât și în combinație cu alte mecanisme. Forța pe mâner necesară pentru a crea forța de strângere poate fi calculată folosind formula:

,

unde este raza medie a filetului, mm;

– offset cheie, mm;

– unghiul de trecere a firului;

Unghi de frecare într-o pereche filetată.

Mecanism cu pană. Penele sunt utilizate pe scară largă în mecanismele de strângere ale dispozitivelor, ceea ce asigură un design simplu și compact și o funcționare fiabilă. Pena poate fi fie un simplu element de prindere care acționează direct asupra piesei de prelucrat, fie poate fi combinată cu orice alt element simplu pentru a crea mecanisme combinate. Utilizarea unei pane în mecanismul de strângere asigură: o creștere a forței de antrenare inițiale, o schimbare a direcției forței inițiale, auto-frânarea mecanismului (capacitatea de a menține forța de strângere atunci când forța generată de antrenare încetează). Dacă mecanismul panei este utilizat pentru a schimba direcția forței de strângere, atunci unghiul panei este de obicei egal cu 45°, iar dacă pentru a crește forța de strângere sau pentru a crește fiabilitatea, atunci unghiul panei este luat egal cu 6...15. ° (unghiuri de autofrânare).

Pena este utilizată în următoarele opțiuni de proiectare pentru cleme:

mecanisme cu o pană plată cu o singură teșire (Figura 2.14b);

mecanisme multi-pene (multi-plonjor);

excentrici (mecanisme cu pană curbată);

came de capăt (mecanisme cu pană cilindrice).

Figura 2.14a prezintă o diagramă a unei pane cu unghi dublu.

La prinderea unei piese de prelucrat, pana se deplasează spre stânga sub influența forței.Când pana se mișcă, pe planurile sale apar forțe normale și forțe de frecare (Figura 2.14, b).

Un dezavantaj semnificativ al mecanismului considerat este coeficientul scăzut de eficiență (COP) din cauza pierderilor prin frecare.

Un exemplu de utilizare a unei pane într-un dispozitiv de fixare este prezentat în
Figura 2.14, d.

Pentru a crește eficiența mecanismului de pană, frecarea de alunecare pe suprafețele penei este înlocuită cu frecarea de rulare folosind role de sprijin (Figura 2.14, c).

Mecanismele multi-pene vin cu una, două sau un numar mare plungeri. Cele cu piston simplu și dublu sunt folosite ca cele de prindere; cele cu mai multe pistoane sunt folosite ca mecanisme de autocentrare.

Cleme excentrice. Un excentric este o conexiune dintr-o parte din două elemente - un disc rotund (Figura 2.15e) și o pană plată cu un singur teșit. Când excentricul se rotește în jurul axei de rotație a discului, pana intră în spațiul dintre disc și piesa de prelucrat și dezvoltă o forță de strângere.

Suprafața de lucru a excentricelor poate fi un cerc (circular) sau o spirală (curbilinie).

Clemele cu came sunt cele mai rapide dintre toate mecanismele de prindere manuală. În ceea ce privește viteza, acestea sunt comparabile cu clemele pneumatice.

Dezavantajele clemelor excentrice sunt:

lovitură mică;

limitat de mărimea excentricității;

oboseală crescută lucrător, deoarece la desfacerea unei piese de prelucrat, lucrătorul trebuie să aplice forță datorită proprietății de autofrânare a excentricului;

nefiabilitatea clemei atunci când unealta funcționează cu șocuri sau vibrații, deoarece aceasta poate duce la autodetașarea piesei de prelucrat.

În ciuda acestor neajunsuri cleme excentrice utilizat pe scară largă în dispozitive (Figura 2.15, b), în special în producția la scară mică și medie.

Pentru a obține forța de prindere necesară, determinăm momentul maxim pe mânerul excentric

unde este forța pe mâner,

– lungimea manerului;

– unghi de rotație excentric;

– unghiuri de frecare.

Cleme de pârghie. Clemele cu pârghie (Figura 2.16) sunt utilizate în combinație cu alte cleme elementare, formând sisteme de prindere mai complexe. Ele vă permit să schimbați mărimea și direcția forței transmise.

Există multe variante de proiectare de cleme de pârghie, cu toate acestea, toate se reduc la trei circuite de putere prezentate în Figura 2.16, care oferă, de asemenea, formule pentru calcularea cantității necesare de forță pentru a crea o forță de strângere a piesei de prelucrat pentru mecanisme ideale(fără a lua în considerare forțele de frecare). Această forță este determinată din condiția ca momentele tuturor forțelor raportate la punctul de rotație al pârghiei să fie egale cu zero. Figura 2.17 arată diagrame de proiectare cleme de pârghie.

La efectuarea unui număr de operațiuni de prelucrare, rigiditatea sculei de tăiere și a întregului sistem tehnologic se dovedește a fi insuficientă. Pentru a elimina deformarile si deformarile sculei, se folosesc diverse elemente de ghidare. Cerințe de bază pentru astfel de elemente: precizie, rezistență la uzură, înlocuire. Se numesc astfel de dispozitive conductoare sau bucșe conductoareși sunt utilizate pentru lucrări de foraj și foraj .

Proiectele și dimensiunile bucșelor conductoare pentru găurire sunt standardizate (Fig. 11.10). Bucșele sunt permanente (Fig. 11.10 a) și înlocuibile

Orez. 11.10. Proiectări bucşe conductoare: a) permanente;

b) înlocuibil; c) schimbare rapidă cu încuietoare

(Fig. 11.10 b). Bucșele permanente sunt utilizate într-o singură producție atunci când se prelucrează cu o singură unealtă. Bucșe de schimb sunt utilizate în serie și productie in masa. Bucșe cu schimbare rapidă cu blocare (Fig. 11.10 c) sunt utilizate la prelucrarea găurilor cu mai multe scule înlocuite secvenţial.

Cu diametrul găurii de până la 25 mm, bucșele sunt din oțel U10A, călit la 60...65. Cu un diametru al găurii de peste 25 mm, bucșele sunt realizate din oțel 20 (20X), urmate de cementare și călire la aceeași duritate.

Dacă sculele sunt ghidate în bucșă nu de partea de lucru, ci de secțiuni de centrare cilindrice, atunci se folosesc bucșe speciale (Fig. 11.11). În fig. 11.11a prezintă o bucșă pentru găurirea pe o înclinare

15. Elemente de reglare a dispozitivelor.

-Elemente de setare (setările de înălțime și unghiular) sunt utilizate pentru a controla poziția uneltelor la instalarea mașinii.)

- Elemente de setare , furnizarea pozitia corecta instrument de tăiere la instalarea (reglarea) mașinii pentru a obține dimensiunile specificate. Astfel de elemente sunt instalații înalte și unghiulare ale dispozitivelor de frezat, folosit pentru a controla pozitia masinii de taiere in timpul setarii si subajustarii masinii.Utilizarea lor faciliteaza si accelereaza setarea masinii la prelucrarea pieselor prin obtinerea automata a dimensiunilor specificate

Elementele de setare îndeplinesc următoarele funcții : 1) Preveniți deplasarea sculei în timpul funcționării. 2) Ele oferă instrumentului o poziție exactă față de dispozitiv, acestea includ setări (dimensiuni), copiatoare. 3) Efectuați ambele funcții menționate mai sus, acestea includ bucșe conductoare și bucșe de ghidare. Bucșele conductoare sunt utilizate la găurirea cu burghie, freze și alezoare. Există diferite tipuri de bucșe conductoare: permanente, cu schimbare rapidă și înlocuibile. Constant cu guler și fără etanșare atunci când gaura este prelucrată cu o singură unealtă. Ele sunt presate într-o parte a corpului - placa conductorului H7/n6. Bucșele înlocuibile sunt utilizate la prelucrarea cu o singură unealtă, dar ținând cont de înlocuirea din cauza uzurii. Schimbarea rapidă a notelor atunci când o gaură dintr-o operație este procesată secvenţial cu mai multe unelte. Ele diferă de cele înlocuibile printr-o canelură prin guler. Se mai folosesc bucse conductoare speciale, avand un design corespunzator caracteristicilor piesei de prelucrat si functionarii. Bucșă extinsă Bucșă cu capăt înclinat Bucșele de ghidare care îndeplinesc numai funcția de a preveni retragerea sculei sunt permanente. De exemplu, la mașinile cu turelă este instalat în orificiul axului și se rotește odată cu acesta. Orificiul din bucsele de ghidare este realizat conform H7. Copiatoarele sunt utilizate pentru poziționarea precisă a sculei în raport cu dispozitivul de fixare atunci când se prelucrează suprafețe curbe. Copiatoarele sunt disponibile în tipuri aeriene și încorporate. Facturile sunt plasate pe piesa de prelucrat și asigurate împreună cu aceasta. Partea de ghidare a sculei are contact continuu cu copiatorul, iar partea de tăiere realizează profilul necesar. Pe corpul dispozitivului sunt instalate copiatoare încorporate. Un deget de urmărire este ghidat de-a lungul copiatorului, care, printr-un dispozitiv special încorporat în mașină, transmite mișcarea corespunzătoare axului cu instrumentul de prelucrare a profilului curbat. Instalațiile sunt standard și speciale, înalte și pe colț. Instalațiile înalte orientează unealta într-o direcție, unghiulară în 2 direcții. Coordonarea instrumentului în funcție de setări se realizează folosind sonde plate standard cu o grosime de 1,3,5 mm sau sonde cilindrice cu un diametru de 3 sau 5 mm. Instalațiile sunt amplasate pe corpul dispozitivului departe de piesa de prelucrat, ținând cont de pătrunderea sculei, și sunt fixate cu șuruburi și fixate cu știfturi. Sonda utilizată pentru reglarea sculei pentru instalare pe desenul de ansamblu al dispozitivului este indicată în cerințele tehnice și este permisă și grafic.

Pentru a seta (regla) poziția mesei mașinii împreună cu dispozitivul față de unealta de tăiere se folosesc șabloane speciale de instalare, realizate sub formă de plăci, prisme și pătrate de diferite forme. Unitățile sunt fixate pe corpul dispozitivului; suprafețele lor de referință trebuie să fie situate sub suprafețele piesei de prelucrat pentru a nu interfera cu trecerea sculei de tăiere. Cel mai adesea, instalațiile sunt folosite la procesare mașini de frezat, configurat pentru a obține automat dimensiuni cu o anumită precizie.

Există instalații înalte și de colț. Primele servesc pentru locația corectă piese relativ la freza în înălțime, a doua – atât în ​​înălțime, cât și în direcția laterală. Fabricat din oțel 20X, cementat la o adâncime de 0,8 - 1,2 mm, urmat de călire la o duritate de HRC 55...60 unități.

Elemente de reglare pentru unelte de tăiere (exemplu)

Cercetarea cuprinzătoare a producției privind acuratețea funcționării liniilor automate existente, cercetarea experimentală și analiza teoretică ar trebui să ofere răspunsuri la următoarele întrebări de bază în proiectarea proceselor tehnologice pentru producția de părți ale corpului pe linii automate: a) justificarea alegerii tehnologice; metodele și numărul de tranziții efectuate secvențial pentru prelucrarea celor mai critice suprafețe ale pieselor, ținând cont de cerințele de precizie specificate b) stabilirea gradului optim de concentrare a tranzițiilor într-o singură poziție, pe baza condițiilor de încărcare și a preciziei de prelucrare necesare c) selecție a metodelor și schemelor de instalare la proiectarea elementelor de instalare a dispozitivelor de linie automată pentru a asigura precizia prelucrării d) recomandări pentru utilizarea și proiectarea unităților de linie automată, oferind direcția și fixarea sculelor de tăiere în legătură cu cerințele de precizie a prelucrării e) selectarea metodelor pentru setarea mașinilor la dimensiunile cerute și selectarea mijloacelor de control pentru menținerea fiabilă a mărimii de reglare f) justificarea cerințelor pentru precizia mașinilor și pentru acuratețea asamblarii unei linii automate în funcție de parametrii care afectează în mod direct prelucrarea cu precizie g) justificarea cerințe pentru acuratețea pieselor negre în legătură cu precizia instalării și clarificării lor în timpul prelucrării, precum și stabilirea valorilor standard pentru calcularea cotelor pentru prelucrare h) identificarea și formarea prevederilor metodologice pentru calculele de precizie la proiectarea liniilor automate .

16. Acționări pneumatice. Scopul și cerințele pentru acestea.

Acționare pneumatică (acționare pneumatică)- un ansamblu de dispozitive concepute pentru a antrena părți ale mașinilor și mecanismelor folosind energia aerului comprimat.

O acționare pneumatică, ca și o acționare hidraulică, este un fel de „inserție pneumatică” între motorul de antrenare și sarcină (mașină sau mecanism) și îndeplinește aceleași funcții ca și o transmisie mecanică (cutie de viteze, transmisie prin curea, mecanism cu manivelă etc.) . Scopul principal al acționării pneumatice , precum și o transmisie mecanică, - transformarea caracteristicilor mecanice ale motorului de antrenare în conformitate cu cerințele sarcinii (transformarea tipului de mișcare a legăturii de ieșire a motorului, parametrii acesteia, precum și reglarea, protecția la suprasarcină, etc.). Elementele obligatorii ale unei acționări pneumatice sunt un compresor (generator pneumatic de energie) și un motor pneumatic

În funcție de natura mișcării legăturii de ieșire a motorului pneumatic (arborele motorului pneumatic sau tija-cilindrul pneumatic) și, în consecință, de natura mișcării elementului de lucru, antrenamentul pneumatic poate fi rotativ sau translativ. Actuatoarele pneumatice cu mișcare de translație sunt cele mai utilizate pe scară largă în tehnologie.

Principiul de funcționare al mașinilor pneumatice

În termeni generali, transferul de energie într-o acţionare pneumatică are loc după cum urmează:

1. Motorul de antrenare transmite cuplul arborelui compresorului, care imprimă energie gazului de lucru.

2. Gazul de lucru, după o pregătire specială, curge prin linii pneumatice prin echipamente de control în motorul pneumatic, unde energia pneumatică este transformată în energie mecanică.

3. După aceasta, gazul de lucru este eliberat în mediu, spre deosebire de acţionarea hidraulică, în care fluid de lucru se întoarce prin conducte hidraulice fie la rezervorul hidraulic, fie direct la pompă.

Multe mașini pneumatice au analogii lor de proiectare printre mașinile hidraulice volumetrice. În special, motoarele și compresoarele pneumatice cu piston axial, motoarele pneumatice cu angrenaje și palete, cilindrii pneumatici sunt utilizate pe scară largă...

Diagrama tipică de antrenare pneumatică

Schema de antrenare pneumatică tipică: 1 - admisie aer; 2 - filtru; 3 - compresor; 4 - schimbător de căldură (frigider); 5 - separator de umiditate; 6 - colector de aer (receptor); 7 - supapa de siguranta; 8- Accelerație; 9 - pulverizator de ulei; 10 - supapă reducătoare de presiune; 11 - accelerație; 12 - distribuitor; 13 motor pneumatic; M - manometru.

Aerul intră în sistemul pneumatic prin admisia de aer.

Filtrul curăță aerul pentru a preveni deteriorarea elementelor de antrenare și pentru a reduce uzura acestora.

Compresorul comprimă aerul.

Întrucât, conform legii lui Charles, aerul comprimat în compresor are temperatura ridicata, apoi înainte de a furniza aer consumatorilor (de obicei motoare cu aer), aerul este răcit într-un schimbător de căldură (într-un frigider).

Pentru a preveni înghețarea motoarelor pneumatice din cauza expansiunii aerului în ele, precum și pentru a reduce coroziunea pieselor, în sistemul pneumatic este instalat un separator de umiditate.

Receptorul servește la crearea unei surse de aer comprimat, precum și la netezirea pulsațiilor de presiune în sistemul pneumatic. Aceste pulsații se datorează principiului de funcționare al compresoarelor volumetrice (de exemplu, compresoare cu piston), care furnizează aer în sistem în porțiuni.

Într-un pulverizator de ulei, la aerul comprimat se adaugă lubrifiant, reducând astfel frecarea dintre părțile mobile ale acționării pneumatice și împiedicând blocarea acestora.

În acţionarea pneumatică trebuie instalată o supapă de reducere a presiunii, care să asigure alimentarea cu aer comprimat la motoarele pneumatice la presiune constantă.

Distribuitorul controlează mișcarea legăturilor de ieșire ale motorului pneumatic.

Într-un motor cu aer (motor pneumatic sau cilindru pneumatic), energia aerului comprimat este transformată în energie mecanică.

Servomotoarele pneumatice sunt echipate cu:

1. dispozitive staționare montate pe mese de frezat, găurit și alte mașini;

2. dispozitive rotative - mandrine, dornuri etc.

3) dispozitive instalate pe mese rotative și despărțitoare pentru prelucrare continuă și pozițională.

Ca corp de lucru sunt folosite camere pneumatice cu acțiune simplă și dublă.

Cu acțiune dublă, pistonul se mișcă în ambele direcții aer comprimat.

Cu acțiune unilaterală, pistonul este deplasat de aer comprimat la fixarea piesei de prelucrat și de un arc la desfacerea acesteia.

Pentru a crește forța de fixare, se folosesc cilindri cu două și trei pistoane sau camere de aer cu două și trei camere. În acest caz, forța de strângere crește de 2... 3 ori

O creștere a forței de fixare poate fi obținută prin integrarea pârghiilor amplificatoarelor în acționarea pneumatică.

Este necesar să rețineți câteva avantaje ale acționărilor pneumatice ale dispozitivelor.

În comparație cu o acționare hidraulică, este curată; nu este nevoie să aveți o stație hidraulică pentru fiecare dispozitiv dacă mașina pe care este instalat dispozitivul nu este echipată cu o stație hidraulică.

Acționarea pneumatică se caracterizează prin viteza sa de acțiune; depășește nu numai cele manuale, ci și multe acționări mecanizate. Dacă, de exemplu, debitul de ulei sub presiune în conducta unui dispozitiv hidraulic este de 2,5...4,5 m/sec, maximul posibil este de 9m/sec, atunci aerul, fiind la o presiune de 4... 5 MPa, se răspândește prin conducte la viteze de până la 180 m/sec sau mai mult. Prin urmare, în decurs de 1 oră este posibil să se efectueze până la 2500 de operații ale actuatorului pneumatic.

Avantajele antrenării pneumatice includ faptul că performanța sa nu depinde de fluctuațiile de temperatură mediu inconjurator. Marele avantaj este că antrenarea pneumatică asigură acțiunea continuă a forței de strângere, drept urmare această forță poate fi semnificativ mai mică decât în ​​cazul acționare manuală. Această circumstanță este foarte importantă atunci când se prelucrează piese de prelucrat cu pereți subțiri care sunt predispuse la deformare în timpul fixării.

Avantaje

· spre deosebire de acţionarea hidraulică, nu este nevoie să returnaţi fluidul de lucru (aerul) înapoi la compresor;

· greutate mai mică a fluidului de lucru în comparație cu o acționare hidraulică (relevant pentru știința rachetelor);

· greutate mai mică a actuatoarelor comparativ cu cele electrice;

· capacitatea de simplificare a sistemului prin utilizarea unei butelii de gaz comprimat ca sursă de energie; astfel de sisteme sunt uneori folosite în locul squibs; există sisteme în care presiunea în butelie ajunge la 500 MPa;

· simplitate și eficiență datorită costului scăzut al gazului de lucru;

· viteza de răspuns și viteze mari de rotație ale motoarelor pneumatice (până la câteva zeci de mii de rotații pe minut);

· siguranța la incendiu și neutralitatea mediului de lucru, asigurându-se posibilitatea utilizării unui antrenament pneumatic în mine și în funcțiune producție chimică;

· în comparație cu o acționare hidraulică - capacitatea de a transmite energie pneumatică pe distanțe lungi (până la câțiva kilometri), ceea ce permite utilizarea unei acționări pneumatice ca motor principal în mine și mine;

· spre deosebire de o acţionare hidraulică, o acţionare pneumatică este mai puţin sensibilă la schimbările de temperatură ambiantă datorită dependenţei mai mici a eficienţei de scurgerile mediului de lucru (gaz de lucru), prin urmare modificări ale golurilor dintre părţile echipamentelor pneumatice şi vâscozitatea acestuia. mediul de lucru nu are un impact grav asupra parametrilor de funcționare ai acționării pneumatice; acest lucru face ca acționarea pneumatică să fie convenabilă pentru utilizare în magazinele fierbinți ale întreprinderilor metalurgice.

Defecte

· încălzirea și răcirea gazului de lucru în timpul compresiei în compresoare și expansiunii în motoarele pneumatice; această deficiență se datorează legilor termodinamicii și duce la următoarele probleme:

· posibilitatea de înghețare a sistemelor pneumatice;

· condensarea vaporilor de apă din gazul de lucru, iar în legătură cu aceasta necesitatea uscarii acestuia;

· costul ridicat al energiei pneumatice în comparație cu energia electrică (de aproximativ 3-4 ori), ceea ce este important, de exemplu, atunci când se folosește o acționare pneumatică în mine;

· randament chiar mai mic decat cel al unei actionari hidraulice;

· precizie scăzută de operare și funcționare lină;

· posibilitatea ruperii explozive a conductelor sau leziuni industriale, din cauza cărora sunt utilizate presiuni mici ale gazului de lucru într-o acţionare pneumatică industrială (de obicei presiunea în sistemele pneumatice nu depăşeşte 1 MPa, deşi sistemele pneumatice cu o presiune de lucru de până la 7 MPa sunt cunoscute - de exemplu, în centralele nucleare) și, ca urmare, forțele asupra pieselor de lucru sunt semnificativ mai mici în comparație cu o acționare hidraulică). Acolo unde nu există o astfel de problemă (la rachete și avioane) sau dimensiunea sistemelor este mică, presiunile pot ajunge la 20 MPa și chiar mai mari.

· pentru reglarea cantității de rotație a tijei actuatorului, este necesar să se utilizeze dispozitive scumpe - poziționare.