Зажимные устройства приспособлений

Зажимные устройства предназначены для создания надежного контакта заготовки с установочными элементами приспособлений и предотвращения возможного смещения и вибрации заготовки в процессе выполнения операции. При проектировании зажимного устройства следует в первую очередь рассчитать необходимую силу зажима.

Для этого намечают схему установки заготовки и определяют направления действия силы резания и силы зажима.

Рис.8.1

Рассмотрим методику расчёта силы зажима для некоторых схем обработки. На рис. 8.1 показаны компоненты P₁ и P₂ силы резания; компонент P₁ направлен против нижних опор, компонент P₂ стремится сдвинуть заготовку. Сдвиг заготовки будет исключен при соблюдении неравенства

                                                                                (8.1)

где f ₁ и f ₂ – коэффициенты трения заготовки о зажимный и установочный элементы приспособления.

Вводя коэффициент запаса K >1, находим значение зажимной силы

                                                                          (8.2)

Коэффициент трения f можно принимать: при установке заготовки на плоские опоры – 0,16; при установке необработанными поверхностями на опоры со сферической головкой – 0,18 – 0,3; при установке на опоры с рифлёной головкой – 0,7 и более.

Коэффициент K зависит от конкретных условий обработки и закрепления заготовки и колеблется от 1,5 до 8, т. е. в довольно широком диапазоне. Существенное влияние на значение коэффи­циента К оказывают: обработка на черновом режиме заготовки, имеющей заметные неровности поверхности;  возрастание силы ре­зания в связи с износом режущего инструмента;  колебание разви­ваемой силы зажима;  нестабильность расположения точек контакта при установке заготовки на планки.

При установке и закреплении заготовки в трёхкулачковом пат­роне (рис.8.1, б) сила зажима одним кулачком рассчитывается по формуле (8.3).

                                                                                            (8.3)

где М – момент резания; f – коэффициент трения между кулач­ком и заготовкой; R – радиус заготовки.

При установке цилиндрической заготовки в призму с углом  (рис.8.1, в)  в случае сверления отверстия вдоль оси будут действо­вать момент резания М и осевая сила резания Р_о. Сила Р_о будет восприниматься упором приспособления, момент М – моментом трения в местах контакта заготовки с поверхностями призмы и в месте контакта заготовки с зажимным элементом.                    

Следовательно,      

Отсюда                        .                             (8.4)

На рис. 8.1, г показана схема одновременной расточки двух отверстий однорезцовыми скалками. Учитывая взаимное располо­жение резцов, можно ожидать появления наибольшей сдвигающей силы Р = P₁+P₂ или наибольшего момента М =P₁l₁+P₂l_2.Условия равновесия определятся из формул:

                                 (8.5)
                              .                                                                   (8.6)

При расчёте зажимного элемента принимается большее Q. Для снижения зажимной силы шпиндели должны вращаться в разном направлении. Определив необходимую зажимную силу Q, можно проектировать конструкцию зажимного элемента.

Для облегчения труда рабочего и обеспечения более быстрого и надёжного закрепления заготовок используют силовые сборочные единицы зажимных устройств. К ним относятся поршневые пневмо­приводы, пневмокамеры с упругими диафрагмами, поршневые гид­роприводы, пневмогидравлические приводы, электроприводы.

Рассмотрим конструктивные схемы наиболее распространённых зажимных элементов и основные расчетные зависимости. Винтовые зажимы (рис. 8.2,а) применяют в качестве самостоятельного за­жимного устройства с ручным закреплением, а также в сочетании с рычажным механизмом (прихваты). Момент на винте с гайкой (рукоятке) для обеспечения необходимой силы закрепления Q  определяют по формуле:

                                     (8.7)

 где r _ср – средний радиус резьбы; – угол подъема резьбы;  –приведенный угол трения; f - коэффициент трения; D - диаметр опорной поверхности гайки; d - диаметр резьбы. Приближенно М  0,22 dQ.

 Винтовые зажимы непроизводительны, не обеспечивают постоян­ство зажимной силы, требуют затраты мускульной силы рабочего. При выборе длины рукоятки захвата для гайки следует учесть, что усилие на рукоятке не должно быть более 150 H.

Эксцентриковые зажимы (рис. 8.2) быстродействующие, но уступают винтовым в силе зажима. Момент на рукоятке для обес­печения силы закрепления Q определяют по формуле:

         ,                                              (8.8)

где  радиус круга трения цапфы; , f ¹  - коэффициент трения в цапфе; e – эксцентриситет эксцентрика.

 

На рис 8.2, б:  R  –  радиус  эксцентрика; О - ось эксцентрика; О₁ – ось цапфы.

  Стандартные эксцентрики являются самотормозящими.

Клиновые зажимы (рис.8.2, в) обычно используют как промежуточное звено в комбинированных зажимных устройствах. Эти зажимы позволяют увеличивать и изменять направление передаваемой силы, они компактны и просты в изготовлении. Необходимую силу N для перемещения клина определяют по формуле:

                                                                                                                                  (8.9)

Рычажные зажимы применяют в сочетании с другими элементарными зажимами. Действуя рычагом, можно изменить и направление передаваемой силы. На рис. 8.2, г показан рычажный зажимный элемент. Силу на штоке N в зависимости от необходимой силы зажима при l ₂ > l ₁ определяют по формуле:

                                                   (8.10)

Где l ₁ и l ₂ – плечи прихвата; значение – см. формулу (8.8).        

Винтовой прихват – сочетание рычага и винтового зажима.

Рис.8.2

На рис. 8.2, д показан винтовой прихват с рычагом 2 для закреп­ления заготовки 1. Силу зажима Q определяют по формуле:

                                                                                        (8.11)

где N – cила прижима рычага 2 гайкой; Q ^'– реакция силы Q в опоре
рычага.                     

Цанговый зажим (рис.8.2, e) относится к группе центрирующе-зажимных элементов. При зажиме заготовок цанговым устрой­ством возможно осевое смещение заготовки. Для обеспечения ее точной установки по длине применяют упоры. Необходимую силу N осевой подачи цанги при отсутствии упора определяют по формуле:

                                                              (8.12)

где  – угол трения.                                       

 

 

Поршневые пневматические устройства бывают двустороннего действия (рис. 8.2, ж), когда перемещение поршня в обе стороны происходит от сжатого воздуха, и одностороннего действия, когда обратный ход поршня осуществляется под давлением пружины. Диаметр поршня в первом случае определяется по формуле:

                          ,                                                   (8.13)

а во втором случае      

                        .                                                  (8.14)

Где D – диаметр цилиндра; p – давление сжатого воздуха, равное 0,4÷0,6 МПа; – КПД поршневого цилиндра ; P _пр – сила на преодоление сопротивления возвратной пружины.

 Для приспособлений небольших размеров пневмоцилиндры оказываются слишком громоздкими и вместо них удобнее применять пневмокамеры.

 Применение пневматических зажимных устройств по сравнению с ручным зажимом сокращает время на закрепление заготовок в 5–10 раз.

На станках с гидравлическим приводом применяют гидравлические зажимные устройства. По принципу работы они не отличаются от пневматических устройств, но более компактны, поскольку давление масла достигает 6–8 МПа. Но гидравлические зажимы сложнее в эксплуатации.

В настоящее время получают распространение пневмогидравлические зажимные устройства, представляющие собой механизм-усилитель. На рис.8.2, з показана схема гидравлического усилителя. Сжатый воздух из цеховой сети поступает в пнемоцилиндр диаметром D. Сидящий на одном штоке с поршнем этого цилиндра поршень меньшего диаметра d сжимает масло. На поршень D ₁ гидроусилителя будет действовать удельное давление, превышающее давление воздуха в пневмосети на значение . Большим преимуществом применения гидроусилителей является отсутствие сложной системы гидропривода.

---

Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 196; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!