3.1. Voľba miesta pôsobenia upínacích síl, druhu a počtu upínacích prvkov

Pri upevňovaní obrobku v prípravku je potrebné dodržiavať tieto základné pravidlá:

poloha obrobku dosiahnutá pri jeho zakladaní by nemala byť narušená;

upevnenie musí byť spoľahlivé, aby počas spracovania zostala poloha obrobku nezmenená;

Drvenie povrchov obrobku, ku ktorému dochádza pri upevňovaní, ako aj jeho deformácia by mali byť minimálne a mali by byť v prijateľných medziach.

Aby sa zabezpečil kontakt obrobku s nosným prvkom a vylúčilo sa jeho možné posunutie pri upevňovaní, upínacia sila by mala smerovať kolmo k povrchu nosný prvok. V niektorých prípadoch môže byť upínacia sila nasmerovaná tak, že obrobok je súčasne pritlačený na povrchy dvoch nosných prvkov;

Aby sa vylúčila deformácia obrobku pri upevňovaní, musí byť miesto pôsobenia upínacej sily zvolené tak, aby línia jej pôsobenia pretínala nosnú plochu nosného prvku. Len pri upínaní obzvlášť tuhých obrobkov je možné nechať líniu pôsobenia upínacej sily prechádzať medzi nosnými prvkami.

3.2. Určenie počtu bodov upínacej sily

Počet bodov pôsobenia upínacích síl je určený špecificky pre každý prípad upnutia obrobku. Na zníženie drvenia povrchov obrobku pri upevňovaní je potrebné znížiť merný tlak v miestach styku upínacieho zariadenia s obrobkom rozptýlením upínacej sily.

Dosahuje sa to použitím kontaktných prvkov vhodnej konštrukcie v upínacích zariadeniach, ktoré umožňujú rovnomerne rozložiť zvieraciu silu medzi dva alebo tri body a niekedy ju dokonca rozložiť na určitú rozšírenú plochu. Komu počet upínacích bodov do značnej miery závisí od typu obrobku, spôsobu spracovania, smeru reznej sily. Na zníženie vibrácie a deformácie obrobku pri pôsobení reznej sily, je potrebné zvýšiť tuhosť systému uchytenia obrobku zvýšením počtu upínacích bodov obrobku a ich priblížením k povrchu obrobku.

3.3. Určenie typu upínacích prvkov

Medzi upínacie prvky patria skrutky, excentry, svorky, čeľuste zveráka, kliny, plunžery, svorky, lišty.

Sú medzičlánkami v zložitých upínacích systémoch.

3.3.1. Skrutkové svorky

Skrutkové svorky používa sa v prípravkoch s ručným upínaním obrobku, v prípravkoch mechanizovaného typu, ako aj na automatických linkách pri použití satelitných prípravkov. Sú jednoduché, kompaktné a spoľahlivé v prevádzke.

Ryža. 3.1. Skrutkové svorky: a - s guľovým koncom; b - s plochým koncom; v - s topánkou.

Skrutky môžu byť s guľovým koncom (piatym), plochým a s topánkou, ktorá zabraňuje poškodeniu povrchu.

Pri výpočte skrutiek s guľovou pätkou sa berie do úvahy iba trenie v závite.

kde: L- dĺžka rukoväte, mm; - priemerný polomer závitu, mm; - uhol závitu.

kde: S– stúpanie závitu, mm; je znížený uhol trenia.

kde: Pu 150 N.

Stav samobrzdenia: .

Pre štandardné metrické závity sú teda všetky mechanizmy s metrickým závitom samosvorné.

Pri výpočte skrutiek s plochou pätkou sa berie do úvahy trenie na konci skrutky.

Pre kruhovú pätu:

kde: D je vonkajší priemer konca podpery, mm; d je vnútorný priemer konca podpery, mm; je koeficient trenia.

S plochými koncami:

Pre skrutku do topánok:

Materiál: oceľ 35 alebo oceľ 45 s tvrdosťou HRC 30-35 a presnosťou závitu tretej triedy.

3.3.2. Klinové svorky

Klin sa používa v nasledujúcich možnostiach dizajnu:

1. Plochý jednostranný klin.

2. Dvojitý klin.

3. Okrúhly klin.

Ryža. 3.2. Plochý jednostranný klin.

Ryža. 3.3. Dvojitý klin.

Ryža. 3.4. Okrúhly klin.

4) kľukový klin vo forme excentra alebo plochej vačky s pracovným profilom načrtnutým v Archimedovej špirále;

Ryža. 3.5. Kľukový klin: a - vo forme excentra; b) - vo forme plochej vačky.

5) skrutkový klin vo forme koncovej vačky. Jednostranný klin je tu akoby zvinutý do valca: základňa klinu tvorí podperu a jeho naklonená rovina tvorí špirálový profil vačky;

6) systémy troch alebo viacerých klinov sa nepoužívajú v samostrediacich klinových mechanizmoch (skľučovadlá, tŕne).

3.3.2.1. Stav klinového samobrzdenia

Ryža. 3.6. Stav klinového samobrzdenia.

kde: - uhol trenia.

kde: – Koeficient trenia;

Pre klin s trením iba na naklonenom povrchu je samobrzdiaci stav:

s trením na dvoch povrchoch:

Máme: ; alebo: ; .

Potom: stav samobrzdenia pre klin s trením na dvoch povrchoch:

pre klin s trením len na naklonenej ploche:

S trením na dvoch povrchoch:

S trením iba na naklonenom povrchu:

3.3.3 Excentrické svorky

Ryža. 3.7. Schémy na výpočet excentrov.

Tieto svorky sú rýchlo pôsobiace, ale vyvíjajú menšiu silu ako skrutkové svorky. Majú vlastnosť samobrzdenia. Hlavná nevýhoda: nedokážu spoľahlivo pracovať pri výrazných rozmerových výkyvoch medzi montážnou a upínacou plochou obrobkov.

kde: (- priemerná hodnota polomeru nakreslená od stredu otáčania excentra k bodu A svorky, mm; (- priemerný uhol elevácie excentra v bode svorky; (, (1) - uhly klzného trenia v bode A svorky a na osi excentra.

Pre výpočty vezmite:

o l 2D výpočet je možné vykonať pomocou vzorca:

Stav samočinného brzdenia excentra:

Zvyčajne akceptované.

Materiál: oceľ 20X s nauhličením do hĺbky 0,8-1,2 mm a kalením na HRC 50…60.

3.3.4. Klieštiny

Klieštiny sú pružinové rukávy. Používajú sa na inštaláciu obrobkov na vonkajšie a vnútorné valcové plochy.

kde: Pz- upevňovacia sila obrobku; Q je sila kompresie okvetných lístkov klieštiny; je uhol trenia medzi klieštinou a objímkou.

Ryža. 3.8. Collet.

3.3.5. Zariadenia na upínanie častí, ako sú rotačné telesá

Okrem klieštiny na upínanie dielov s valcovou plochou sa používajú rozťahovacie tŕne, upínacie objímky s hydroplastom, tŕne a skľučovadlá s belleville pružinami, membránové skľučovadlá a iné.

Konzolové a stredové tŕne sa používajú na inštaláciu so stredovým základným otvorom puzdier, krúžkov, ozubených kolies spracovaných na viacrezových brúskach a iných strojoch.

Pri spracovaní dávky takýchto dielov je potrebné dosiahnuť vysokú sústrednosť vonkajších a vnútorných povrchov a danú kolmosť koncov na os dielu.

V závislosti od spôsobu inštalácie a centrovania obrobkov možno konzolové a stredové tŕne rozdeliť do nasledujúcich typov: 1) tuhé (hladké) na inštaláciu častí s medzerou alebo presahom; 2) rozširovacie klieštiny; 3) klin (piest, guľa); 4) s tanierovými pružinami; 5) samoupínacie (vačka, valček); 6) so strediacou elastickou manžetou.

Ryža. 3.9. Dizajn tŕňov: a - hladký tŕň; b - tŕň s deleným puzdrom.

Na obr. 3.9 a je znázornený hladký tŕň 2, na ktorého valcovej časti je namontovaný obrobok 3 . Potiahnite 6 , upevnený na tyči pneumatického valca, pri pohybe piestu s tyčou doľava hlava 5 stlačí rýchlovýmennú podložku 4 a upne diel 3 na hladký tŕň 2 . Tŕň s kužeľovou časťou 1 je vložený do kužeľa vretena stroja. Pri upnutí obrobku na tŕň pôsobí axiálna sila Q na tyč mechanizovaného pohonu medzi koncami podložky 4 , rímsy tŕňa a obrobku 3 moment od trecej sily, väčší ako moment M rezu od reznej sily P z . Vzťah medzi momentmi:

kde je sila na tyč mechanizovaného pohonu:

Podľa opraveného vzorca:

Kde: - bezpečnostný faktor; P z - vertikálna zložka reznej sily, N (kgf); D- vonkajší priemer povrchu obrobku, mm; D1- vonkajší priemer rýchlovýmennej podložky, mm; d- priemer valcovej montážnej časti tŕňa, mm; f = 0,1 - 0,15 je koeficient trenia spojky.

Na obr. 3.9 b je znázornený tŕň 2 s deleným puzdrom 6, na ktorom je nasadený a upnutý obrobok 3. Kužeľová časť 1 tŕňa 2 je vložená do kužeľa vretena stroja. Upínanie a odopínanie dielu na tŕň sa vykonáva mechanizovaným pohonom. Pri aplikácii stlačený vzduch do pravej dutiny pneumatického valca sa piest, tyč a tyč 7 pohybujú doľava a hlava 5 tyče s podložkou 4 posúva delenú objímku 6 pozdĺž kužeľa tŕňa, až kým nezovrie diel na tŕni. Počas prívodu stlačeného vzduchu do ľavej dutiny pneumatického valca, piestu, tyče; a tyč sa posunie doprava, hlava 5 s podložkou 4 sa odsunie od objímky 6 a časť sa uvoľní.

Obr.3.10. Konzolový altánok s pružinami Belleville (a) a Belleville jar (b).

Krútiaci moment od vertikálnej reznej sily P z musí byť menší ako moment od trecích síl na valcovej ploche deleného puzdra 6 tŕne. Axiálna sila na motorizovanú hnaciu tyč (pozri obr. 3.9, b).

kde: - polovica uhla kužeľa tŕňa, stupeň; - uhol trenia na styčnej ploche tŕňa s deleným puzdrom, deg; f=0,15-0,2- Koeficient trenia.

Tŕne a skľučovadlá s tanierovými pružinami sa používajú na centrovanie a upínanie na vnútornej alebo vonkajšej valcovej ploche obrobkov. Na obr. 3.10, a, b je znázornený konzolový tŕň s zvonovitými pružinami a zvončekovou pružinou. Tŕň pozostáva z telesa 7, prítlačného krúžku 2, zväzku tanierových pružín 6, prítlačnej objímky 3 a tyče 1 spojenej s tyčou pneumatického valca. Tŕň sa používa na inštaláciu a upevnenie časti 5 pozdĺž vnútorného valcového povrchu. Pri pohybe piestu s tyčou a tyčou 1 doľava tlačí posledná hlava 4 a objímka 3 na pružiny Belleville 6. Pružiny sa narovnávajú, ich vonkajší priemer sa zväčšuje a vnútorný sa zmenšuje, obrobok 5 sa vycentruje a upnutý.

Veľkosť montážnych plôch pružín pri stlačení sa môže meniť v závislosti od ich veľkosti o 0,1 - 0,4 mm. Preto musí mať základná valcová plocha obrobku presnosť 2. - 3. triedy.

Pružina Belleville so štrbinami (obr. 3.10, b) možno považovať za súpravu dvojčlánkových dvojčinných pákovo-kĺbových mechanizmov, rozšírených axiálnou silou. Určenie krútiaceho momentu M res od reznej sily P z a výberom bezpečnostného faktora Komu, Koeficient trenia f a polomer R montážnej plochy kotúčovej plochy pružiny získame rovnosť:

Z rovnosti určíme celkovú radiálnu upínaciu silu pôsobiacu na montážnu plochu obrobku:

Axiálna sila na vreteno servopohonu pre pružiny Belleville:

s radiálnymi štrbinami

bez radiálnych rezov

kde: - uhol sklonu pružiny Belleville pri upnutí dielu, stupeň; K \u003d 1,5 – 2,2- bezpečnostný faktor; M res - rezný moment P z N-m (kgf-cm); f=0,1-0,12- koeficient trenia medzi montážnou plochou tanierových pružín a základnou plochou obrobku; R- polomer montážnej plochy tanierovej pružiny, mm; P z- vertikálna zložka reznej sily, N (kgf); R1- polomer obrobenej plochy dielu, mm.

Skľučovadlá a tŕne so samostrediacimi tenkostennými puzdrami vyplnenými hydroplastom sa používajú na montáž na vonkajší alebo vnútorný povrch dielov obrábaných na sústruhoch a iných strojoch.

Na prípravkoch s tenkostenným puzdrom sú obrobky, ktoré sa majú obrábať, s vonkajším alebo vnútorným povrchom namontované na valcovom povrchu puzdra. Keď je objímka rozšírená hydraulickým plastom, sú diely vycentrované a upnuté.

Tvar a rozmery tenkostenného puzdra musia zabezpečiť jeho dostatočnú deformáciu pre spoľahlivé upnutie obrobku na puzdro pri obrábaní obrobku.

Pri navrhovaní kaziet a tŕňov s tenkostennými puzdrami s hydroplastmi sa počítajú:

1. hlavné rozmery tenkostenných puzdier;

2. veľkosti prítlačných skrutiek a plunžerov pre zariadenia s ručným upínaním;

3. Veľkosti piestu, vŕtanie a zdvih pre mechanicky ovládané prídavné zariadenia.

Ryža. 3.11. Objímka tenkej steny.

Počiatočné údaje pre výpočet tenkostenných puzdier sú priemer D d priemer a dĺžka otvoru alebo hrdla obrobku l d otvory alebo hrdlá obrobku.

Na výpočet tenkostenného samostrediaceho puzdra (obr. 3.11) použijeme nasledujúci zápis: D- priemer montážnej plochy centrovacieho puzdra 2, mm; h- hrúbka tenkostennej časti objímky, mm; T - dĺžka nosných pásov objímky, mm; t- hrúbka nosných pásov puzdra, mm; - najväčšia diametrálna elastická deformácia puzdra (zväčšenie alebo zmenšenie priemeru v jeho strednej časti) mm; Smax- maximálna vôľa medzi montážnou plochou objímky a základnou plochou obrobku 1 vo voľnom stave, mm; ja na- dĺžka kontaktnej plochy elastického puzdra s montážnou plochou obrobku po odopnutí puzdra, mm; L- dĺžka tenkostennej časti objímky, mm; l d- dĺžka obrobku, mm; D d- priemer základnej plochy obrobku, mm; d- priemer otvoru nosných pásov puzdra, mm; R - hydroplastický tlak potrebný na deformáciu tenkostenného puzdra, MPa (kgf / cm 2); r1- polomer puzdra, mm; M res \u003d P z r - prípustný krútiaci moment vyplývajúci z reznej sily, Nm (kgf-cm); Pz- rezná sila, N (kgf); r -rameno momentu reznej sily.

Na obr. 3.12 znázorňuje konzolový tŕň s tenkostenným puzdrom a hydroplastom. Obrobok 4 so základným otvorom je inštalovaný na vonkajšom povrchu tenkostenného puzdra 5. Pri privádzaní stlačeného vzduchu na koniec tyče pneumatického valca sa piest s tyčou pohybuje v pneumatickom valci doľava a tyč cez tyč 6 a páka 1 pohybuje piestom 2, ktorý tlačí na hydraulický plast 3 . Hydroplast rovnomerne tlačí na vnútorný povrch objímky 5, objímka je uvoľnená; vonkajší priemer objímky sa zväčší a vycentruje a upevní obrobok 4.

Ryža. 3.12. Konzolový tŕň s hydroplastom.

Membránové kazety sa používajú na presné centrovanie a upínanie dielov obrábaných na sústruhoch a brúskach. V membránových kazetách sú obrobky inštalované na vonkajšom alebo vnútornom povrchu. Základné plochy dielcov musia byť opracované podľa 2. stupňa presnosti. Membránové kazety poskytujú presnosť centrovania 0,004-0,007 mm.

membrány- sú to tenké kovové kotúče s rohmi alebo bez nich (prstencové membrány). V závislosti od nárazu na membránu tyče mechanizovaného pohonu - ťahanie alebo tlačenie - membránové kazety sa delia na expandovateľné a upínacie.

V rozširujúcom sa membránovom skľučovadle sa pri inštalácii prstencovej časti, membrány s rohmi, hnacia tyč ohýba doľava smerom k vretene stroja. V tomto prípade sa rohy membrány s upínacími skrutkami inštalovanými na koncoch rohov zbiehajú k osi kazety a krúžok, ktorý sa má obrábať, je inštalovaný stredovým otvorom v kazete.

Keď sa tlak na membránu zastaví pôsobením elastických síl, narovná sa, jej rohy so skrutkami sa odklonia od osi kazety a upnú obrábaný krúžok pozdĺž vnútorného povrchu. V skľučovadle s otvoreným koncom s upínacou membránou, keď je prstencová časť inštalovaná pozdĺž vonkajšieho povrchu, je membrána ohnutá hnacou tyčou vpravo od vretena stroja. V tomto prípade sa rohy membrány odchyľujú od osi kazety a obrobok je uvoľnený. Potom sa nainštaluje ďalší krúžok, tlak na membránu sa zastaví, narovná sa a upne spracovaný krúžok s rohmi pomocou skrutiek. Upínacie membránové otvorené skľučovadlá s mechanizovaným pohonom sú vyrábané podľa MN 5523-64 a MN 5524-64 as ručný pohon podľa MN 5523-64.

Membránové patróny sú otvorené a kalichové (krúžkové), sú vyrobené z ocele 65G, ZOHGS s kalením na tvrdosť HRC 40-50. Hlavné rozmery rohoviny a membrány pohára sú normalizované.

Na obr. 3,13, a, b ukazuje konštrukčný diagram kazety 1 s membránou . Pneumatický pohon skľučovadla je inštalovaný na zadnom konci vretena stroja. Keď sa do ľavej dutiny pneumatického valca privádza stlačený vzduch, piest s tyčou a tyčou 2 sa pohybuje doprava. Súčasne tyč 2 , stlačením na membránu rohu 3 ju ohne, vačky (rohy) 4 sa rozídu a časť 5 sa uvoľní (obr. 3.13, b). Pri prívode stlačeného vzduchu do pravej dutiny pneumatického valca sa jeho piest s tyčou a tyčou 2 pohybuje doľava a odďaľuje sa od membrány 3. Membrána sa pôsobením vnútorných pružných síl narovnáva, vačky 4 membrány sa zbiehajú a zvierajú časť 5 pozdĺž valcovej plochy (obr. 3.13, a).

Ryža. 3.13. Schéma kazety s membránou

Základné údaje pre výpočet kazety (obr. 3.13, a) s horn membránou: rezný moment M res snaha o otočenie obrobku 5 v čeľustiach 4 kazety; priemer d = 2b základný vonkajší povrch obrobku; vzdialenosť l od stredu membrány 3 do stredu vačiek 4. Na obr. 3,13, v je uvedená schéma výpočtu zaťaženej membrány. Okrúhla, pevne pripevnená na vonkajšom povrchu membrány je zaťažená rovnomerne rozloženým ohybovým momentom M I, aplikovaný pozdĺž sústredného kruhu membrány polomeru b základný povrch obrobku. Tento obvod je výsledkom superponovania dvoch obvodov znázornených na obr. 3,13, g, d, a M I \u003d M 1 + M 3. M res

sily P spôsobiť moment, ktorý ohne membránu (pozri obr. 3.13, v).

2. Kedy vo veľkom počte krútiaci moment čeľuste skľučovadla M p možno považovať za rovnomerne pôsobiace na obvod membrány polomeru b a spôsobí, že sa ohne:

3. Polomer a vonkajší povrch membrány (z konštrukčných dôvodov) je špecifikovaný.

4. Postoj t polomer a membrány do polomeru b montážna plocha dielu: a / b \u003d t.

5. Momenty M 1 a M 3 v akciách z M u (M u = 1) nájdené v závislosti od m=a/b podľa nasledujúcich údajov (tabuľka 3.1):

Tabuľka 3.1

m=a/b	1,25	1,5	1,75	2,0	2,25	2,5	2,75	3,0
M1	0,785	0,645	0,56	0,51	0,48	0,455	0,44	0,42
M3	0,215	0,355	0,44	0,49	0,52	0,545	0,56	0,58

6. Uhol (rad) uvoľnenia vačiek pri upevňovaní dielu s najmenšou medznou veľkosťou:

7. Valcová tuhosť membrány [N/m (kgf/cm)]:

kde: MPa - modul pružnosti (kgf / cm 2); = 0,3.

8. Uhol maximálneho roztiahnutia vačiek (rad):

9. Sila pôsobiaca na tyč mechanizovaného pohonu nábojnice potrebná na vychýlenie membrány a vychýlenie vačiek pri roztiahnutí dielu do maximálneho uhla:

Pri voľbe miesta pôsobenia a smeru upínacej sily je potrebné dodržať nasledovné: pre zaistenie kontaktu obrobku s nosným prvkom a elimináciu jeho možného posunu pri upevňovaní by mala upínacia sila smerovať kolmo na povrch upínacieho prvku. nosný prvok; aby sa vylúčila deformácia obrobku pri upevňovaní, musí byť miesto pôsobenia upínacej sily zvolené tak, aby línia jej pôsobenia pretínala opornú plochu nastavovacieho prvku.

Počet bodov pôsobenia upínacích síl je určený špecificky pre každý prípad upnutia obrobku v závislosti od druhu obrobku, spôsobu spracovania, smeru reznej sily. Na zníženie vibrácií a deformácií obrobku pri pôsobení rezných síl je potrebné zvýšiť tuhosť systému obrobok - prípravok zvýšením počtu upínacích bodov obrobku v dôsledku zavedenia pomocných podpier.

Medzi upínacie prvky patria skrutky, excentry, svorky, čeľuste zveráka, kliny, plunžery, lišty. Sú medzičlánkami v zložitých upínacích systémoch. Tvar pracovnej plochy upínacích prvkov v kontakte s obrobkom je v podstate rovnaký ako u nastavovacích prvkov. Graficky sú upínacie prvky označené podľa tabuľky. 3.2.

Tabuľka 3.2 Grafické označenie upínacích prvkov

Účel upínacie prípravky- to má zabezpečiť spoľahlivý kontakt obrobku s inštalačnými prvkami a zabrániť jeho posunutiu a vibráciám počas spracovania. Obrázok 7.6 zobrazuje niektoré typy upínacích zariadení.

Požiadavky na upínacie prvky:

Spoľahlivosť v práci;

Jednoduchosť dizajnu;

použiteľnosť;

Nemalo by spôsobiť deformáciu obrobkov a poškodenie ich povrchov;

Nemali by posúvať obrobok v procese jeho upevnenia z montážnych prvkov;

Upevnenie a odopnutie obrobkov by sa malo vykonávať pomocou minimálne náklady práca a čas;

Upínacie prvky musia byť odolné voči opotrebovaniu a podľa možnosti vymeniteľné.

Typy upínacích prvkov:

Upínacie skrutky, ktoré sa otáčajú pomocou kľúčov, rukovätí alebo ručných kolies (pozri obr. 7.6)

Obr.7.6 Typy svoriek:

a - upínacia skrutka; b - skrutková svorka

Rýchle jednanie svorky znázornené na obr. 7.7.

Obr.7.7. Typy rýchlosvoriek:

a - s delenou podložkou; b - s piestovým zariadením; v - so skladacím dôrazom; g - s pákovým zariadením

Excentrický svorky, ktoré sú okrúhle, evolventné a špirálové (podľa Archimedovej špirály) (obr. 7.8).

Obr.7.8. Typy excentrických svoriek:

a - disk; b - valcový so svorkou v tvare L; g - kužeľovité plávajúce.

Klinové svorky- využíva sa klinový efekt a používa sa ako medzičlánok v zložitých upínacích systémoch. V určitých uhloch má klinový mechanizmus vlastnosť samobrzdenia. Na obr. 7.9 je znázornená konštrukčná schéma pôsobenia síl v klinovom mechanizme.

Ryža. 7.9. Dizajnová schéma sily v klinovom mechanizme:

a - jednostranný; b - obojstranné

Pákové svorky sa používajú v kombinácii s inými svorkami na vytvorenie zložitejších upínacích systémov. Pomocou páky možno meniť ako veľkosť a smer upínacej sily, tak aj súčasné a rovnomerné upnutie obrobku na dvoch miestach. Na obr. 7.10 je znázornená schéma pôsobenia síl v pákových svorkách.

Ryža. 7.10. Schéma pôsobenia síl v pákových svorkách.

Klieštiny sú delené pružinové objímky, ktorých varianty sú znázornené na obr. 7.11.

Ryža. 7. 11. Typy klieštin:

a - s napínacou trubicou; b - s dištančnou rúrkou; c - vertikálny typ

Klieštiny zabezpečujú sústrednosť inštalácie obrobku v rozmedzí 0,02…0,05 mm. Základná plocha obrobku pre upínacie klieštiny by mala byť spracovaná podľa 2 ... 3 tried presnosti. Klieštiny sú vyrobené z uhlíkových ocelí typu U10A s následným tepelným spracovaním na tvrdosť HRC 58…62. Uhol kužeľa klieštiny d = 30…40 0 . Pri menších uhloch je možné zaseknutie klieštiny.

Rozťahovacie tŕne, ktorého pohľady sú znázornené na obr. 7.4.

valčekový zámok(obr.7.12)

Ryža. 7.12. Typy valčekových zámkov

Kombinované svorky– kombinácia elementárnych svoriek rôzne druhy. Na obr. 7.13 ukazuje niektoré typy takýchto upínacích zariadení.

Ryža. 7.13. Typy kombinovaných upínacích zariadení.

Kombinované upínacie zariadenia sa ovládajú ručne alebo pomocou silových zariadení.

Vodidlá nástrojov

Pri vykonávaní niektorých obrábacích operácií (vŕtanie, vyvrtávanie) je tuhosť rezného nástroja a technologický systém vo všeobecnosti je nedostatočné. Na elimináciu elastického pritláčania nástroja voči obrobku sa používajú vodiace prvky (vodičové puzdrá na vŕtanie a vŕtanie, kopírky na opracovanie tvarových plôch a pod. (pozri obr. 7.14).

Obr.7.14. Typy vodičových puzdier:

a - konštantný; b - zameniteľné; c - rýchla výmena

Vodiace puzdrá sú vyrobené z ocele U10A alebo 20X, kalenej na HRC 60…65.

Vodiace prvky zariadení - kopírky - sa používajú pri spracovaní tvarových plôch zložitého profilu, ktorých úlohou je viesť rezný nástroj po povrchu obrobku, ktorý sa má obrábať, pre získanie danej presnosti trajektórie ich pohybu.

MINISTERSTVO ŠKOLSTVA A VEDY UKRAJINY

Štátna stavebná akadémia Donbass

a architektúra

METODICKÉ POKYNY

na praktické cvičenia z predmetu "Technologické základy strojárstva" na tému "Výpočet prípravkov"

Schválený na porade katedry "Automobily a automobilová ekonomika" protokol č. _ z roku 2005

Makeevka 2005

Pokyny pre praktické cvičenia z predmetu "Technologické základy strojárstva" na tému "Výpočet zariadení" (pre študentov odboru 7.090258 Automobily a automobilový priemysel) / Comp. D.V. Popov, E.S. Savenko. - Makeevka: DonGASA, 2002. -24s.

Uvádzajú sa základné informácie o obrábacích strojoch, dizajne, hlavných prvkoch, uvádza sa metodika výpočtu zariadení.

Zostavil: D.V. Popov, asistent,

E.S. Savenko, asistent.

Zodpovedný za prepustenie S.A. Gorozhankin, docent

Prílohy4

Prvky svietidiel 5

Inštalačné prvky zariaďovacích predmetov6

Upínacie prvky prípravkov9

Výpočet síl na upevnenie obrobkov12

Zariadenia na vedenie a polohovanie 13 rezných nástrojov

Puzdrá a pomocné prvky zariadení14

Všeobecná metodika výpočtu svietidiel15

Výpočet čeľusťových skľučovadiel na príklade sústruženia16

Literatúra19

Prihlášky 20

DOPLNKY

Všetky zariadenia na technologickom základe možno rozdeliť do nasledujúcich skupín:

1. Strojové prípravky na osadenie a upevnenie obrobkov sa podľa druhu obrábania delia na prípravky pre sústružnícke, vŕtacie, frézovacie, brúsne, viacúčelové a iné stroje. Tieto zariadenia spájajú obrobok so strojom.

2. Prípravky stroja na inštaláciu a upevnenie pracovného nástroja (nazývajú sa aj pomocný nástroj) komunikujú medzi nástrojom a strojom. Patria sem skľučovadlá pre vŕtačky, výstružníky, závitníky; viacvretenové vŕtanie, frézovanie, revolverové hlavy; držiaky nástrojov, bloky atď.

Pomocou zariadení vyššie uvedených skupín sa nastavuje systém stroj - obrobok - nástroj.

Montážne prípravky sa používajú na spojenie protiľahlých častí výrobku, používajú sa na upevnenie základných častí, zabezpečujú správnu inštaláciu spájaných prvkov výrobku, predmontáž pružných prvkov (pružiny, delené krúžky) atď .;

Kontrolné zariadenia slúžia na kontrolu odchýlky rozmerov, tvaru a vzájomnej polohy plôch, rozhrania montážnych celkov a výrobkov, ako aj na kontrolu konštrukčných parametrov vyplývajúcich z procesu montáže.

Zariadenia na zachytávanie, presúvanie a prevracanie ťažkých a v automatizovanej výrobe a FMS a ľahkých obrobkov a montovaných výrobkov. Zariadenia sú pracovné orgány priemyselných robotov zabudované v automatizovanej výrobe a v GPS.

Existuje niekoľko požiadaviek na uchopovacie zariadenia:

spoľahlivé zachytenie a zadržanie obrobku; stabilita základne; univerzálnosť; vysoká flexibilita (jednoduché a rýchle opätovné nastavenie); malé celkové rozmery a hmotnosť. Vo väčšine prípadov sa používajú mechanické chápadlá. Príklady schém uchopovačov rôznych uchopovacích zariadení sú znázornené na obr. 18.3. Magnetické, vákuové a elastické komorové uchopovače sú tiež široko používané.

Všetky opísané skupiny zariadení v závislosti od typu výroby môžu byť ručné, mechanické, poloautomatické a automatické a v závislosti od stupňa špecializácie - univerzálne, špecializované a špeciálne.

V závislosti od stupňa unifikácie a štandardizácie v strojárstve a výrobe nástrojov, v súlade s požiadavkami Jednotného systému technologickej prípravy výroby (USTPP),

sedem štandardné systémy obrábacie stroje.

V praxi modernej výroby sa vyvinuli nasledujúce systémy zariadení.

Univerzálne prefabrikáty (USP) sú zostavené z hotových vymeniteľných štandardných univerzálnych prvkov. Používajú sa ako špeciálne reverzibilné krátkodobé zariadenia. Zabezpečujú montáž a fixáciu rôznych dielov v rámci celkových možností súpravy USP.

Špeciálne skladacie zariadenia (PSA) sú zostavené zo štandardných prvkov v dôsledku ich dodatočného opracovania a používajú sa ako špeciálne dlhodobo nevratné zariadenia z reverzibilných prvkov.

Nerozoberateľné špeciálne zariadenia (NSP) sa montujú pomocou štandardných dielov a zostáv na všeobecné použitie ako nevratné dlhodobé zariadenia z nevratných dielov a zostáv. Skladajú sa z dvoch častí: zjednotenej základnej časti a vymeniteľnej trysky. Zariadenia tohto systému sa používajú pri ručnom spracovaní dielov.

Univerzálne bezúpravové prípravky (UBP) sú najbežnejším systémom v sériovej výrobe. Tieto prípravky zabezpečujú inštaláciu a fixáciu obrobkov akýchkoľvek výrobkov malých a stredných rozmerov. V tomto prípade je inštalácia dielu spojená s potrebou kontroly a orientácie v priestore. Takéto zariadenia poskytujú širokú škálu operácií spracovania.

Univerzálne nastavovacie zariadenia (UNP) zabezpečujú inštaláciu pomocou špeciálnych nastavení, fixujú malé a stredne veľké obrobky a vykonávajú širokú škálu obrábacích operácií.

Špecializované nastavovacie zariadenia (SNP) zabezpečujú podľa určitého základného vzoru pomocou špeciálnych úprav a fixáciu konštrukčne súvisiacich dielov pre typickú prevádzku. Všetky uvedené systémy zariadení patria do kategórie unifikovaných.

PRVKY ZARIADENÍ

Hlavnými prvkami zariadení sú montáž, upínanie, vodidlá, delenie (otočné), upevňovacie prvky, kryty a mechanizované pohony. Ich účel je nasledovný:

nastavovacie prvky - na určenie polohy obrobku vzhľadom na prípravok a polohu obrábanej plochy vzhľadom na rezný nástroj;

upínacie prvky - na upevnenie obrobku;

vodiace prvky - na realizáciu požadovaného smeru pohybu nástroja;

deliace alebo rotačné prvky - na presnú zmenu polohy povrchu obrobku, ktorý sa má obrábať, vzhľadom na rezný nástroj;

upevňovacie prvky - na pripojenie jednotlivé prvky medzi sebou;

kryty svietidiel (ako základné časti) - umiestniť na ne všetky prvky svietidiel;

mechanizované pohony - na automatické upnutie obrobku.

Medzi prvky zariadení patria aj uchopovače rôznych zariadení (roboty, transportné zariadenia GPS) na zachytávanie, upínanie (uvoľňovanie) a presúvanie obrobkov alebo zostavených montážnych celkov.

1 Prídavné kovanie

Inštalácia prírezov v prípravkoch alebo na strojoch, ako aj montáž dielov zahŕňa ich založenie a upevnenie.

Potreba upevnenia (nútené uzavretie) pri spracovaní obrobku v prípravkoch je zrejmá. Pre presné spracovanie obrobkov je potrebné: ​​vykonať jeho správne umiestnenie vo vzťahu k zariadeniam, ktoré určujú trajektóriu pohybu nástroja alebo samotného obrobku;

aby sa zabezpečila stálosť kontaktu základov s referenčnými bodmi a úplná nehybnosť obrobku vzhľadom na prípravok počas jeho spracovania.

Pre úplnú orientáciu vo všetkých prípadoch musí byť obrobok pri upevňovaní zbavený všetkých šiestich stupňov voľnosti (pravidlo šiestich bodov v teórii základov); v niektorých prípadoch je možné sa od tohto pravidla odchýliť.

Na tento účel sa používajú hlavné podpery, ktorých počet by sa mal rovnať počtu stupňov voľnosti, o ktoré je obrobok zbavený. Na zvýšenie tuhosti a odolnosti obrobkov voči vibráciám sa v prípravkoch používajú pomocné nastaviteľné a samonastavovacie podpery.

Na inštaláciu obrobku do prípravku s rovným povrchom sa používajú štandardizované hlavné podpery vo forme kolíkov s guľovými, vrúbkovanými a plochými hlavami, podložky a podperné dosky. Ak nie je možné inštalovať obrobok iba na hlavné podpery, použijú sa pomocné podpery. Ako posledné možno použiť štandardizované nastaviteľné podpery vo forme skrutiek s guľovou dosadaciou plochou a samonastavovacie podpery.

Obrázok 1 Štandardizované podpery:

a-e- trvalé podpery (čapy): a- plochý povrch; b- sférický; v- vrúbkovaný; G- plochý s inštaláciou do objímky adaptéra; d- podporná podložka; e- Základná doska; a- nastaviteľná podpera h - samovyrovnávacia podpera

Párovanie podpier s guľovými, vrúbkovanými a plochými hlavami s telom prípravku sa vykonáva lícovaním alebo . Inštalácia takýchto podpier sa používa aj cez medziľahlé puzdrá, ktoré sú spojené s otvormi v tele .

Príklady štandardizovaných hlavných a pomocných podpier sú na obrázku 1.

Ak chcete obrobok nainštalovať pozdĺž dvoch valcových otvorov a rovnej plochy kolmej na ich osi, použite

Obrázok 2Schémana základe čelnej plochy a otvoru:

a - na vysokom prste; b - na dolnom prste

štandardizované ploché podpery a vodiace kolíky. Aby sa zabránilo zaseknutiu obrobkov pri ich inštalácii na kolíky pozdĺž presných dvoch otvorov (D7), jeden z upevňovacích kolíkov musí byť odrezaný a druhý - valcový.

Inštalácia dielov na dva prsty a rovinu našla široké uplatnenie pri spracovaní obrobkov na automatických a výrobných linkách, viacúčelových strojoch a v GPS.

Schémy zarovnania pozdĺž roviny a otvorov pomocou montážnych kolíkov možno rozdeliť do troch skupín: pozdĺž konca a cez otvor (obr. 2); pozdĺž roviny, konca a otvoru (obr. 3); pozdĺž roviny a dvoch otvorov (obr. 4).

Ryža. 19.4. Schéma založenia na rovine a dvoch otvoroch

Na pristátie sa odporúča nainštalovať obrobok na jeden prst alebo , a na dvoch prstoch - na .

A
Z obr. 2 vyplýva, že inštalácia obrobku pozdĺž otvoru na dlhom valcovom nezrezanom prste ho zbavuje štyroch stupňov voľnosti (dvojitá vodiaca základňa) a inštalácia na konci jedného stupňa voľnosti (nosná základňa). Inštalácia obrobku na krátky prst ho zbavuje dvoch stupňov voľnosti (dvojitá nosná základňa), ale koncová plocha je v tomto prípade základňou inštalácie a zbavuje obrobok troch stupňov voľnosti. Pre úplné založenie je potrebné vytvoriť silový obvod, t.j. použiť upínacie sily. Z obr.3 vyplýva, že rovinou základne obrobku je montážna základňa, dlhý otvor, do ktorého vchádza rezaný prst s osou rovnobežnou s rovinou, je vodiacou základňou (obrobok stráca dva stupne) a koniec obrobku je nosná základňa.

Obrázok.3. Schéma založenia narovina, obrázok 4

koniec a otvor roviny a dva otvory

Na obr. 4 znázorňuje obrobok, ktorý je inštalovaný na rovine a dva otvory. Inštalačná základňa je rovina. Otvory vycentrované valcovým kolíkom sú dvojitou nosnou základňou a strihané otvory sú nosnou základňou. Aplikované sily (znázornené šípkou na obr. 3 a 4) zabezpečujú presnosť základu.

Prst je dvojitá oporná základňa a odrezaný je oporná základňa. Aplikované sily (znázornené šípkou na obr. 3 a 4) zabezpečujú presnosť základu.

Na inštaláciu polotovarov s vonkajším povrchom a koncovým povrchom kolmým na jeho os sa používajú nosné a montážne hranoly (pohyblivé a pevné), ako aj puzdrá a kazety.

Prvky prípravkov zahŕňajú inštaláciu a sondy na nastavenie stroja na požadovanú veľkosť. Takže štandardizované nastavenia pre frézy na frézkach môžu byť:

výškový, výškový koniec, rohový a rohový koniec.

Ploché sondy sa vyrábajú s hrúbkou 3-5 mm, valcové - s priemerom 3-5 mm s presnosťou 6. (h6) a podrobená vytvrdzovaniu 55-60 HRC3, brúseniu (parameter drsnosti Ra = 0,63 um).

Vykonávacie povrchy všetkých montážnych prvkov svietidiel musia mať vysokú odolnosť proti opotrebovaniu a vysokú tvrdosť. Preto sa vyrábajú z konštrukčných a legovaných ocelí 20, 45, 20X, 12XHZA s následným nauhličením a kalením na 55-60 HRC3 (podpery, hranoly, montážne čapy, stredy) a nástrojových ocelí U7 a U8A s kalením na 50-55 HRG, ( podpery s priemerom menším ako 12 mm; polohovacie kolíky s priemerom menším ako 16 mm; nastavenia a sondy).

Upínacie prvky sú mechanizmy priamo používané na upínanie obrobkov, prípadne medzičlánkov v zložitejších upínacích systémoch.

Väčšina jednoduchý pohľad univerzálne svorky sú tie, ktoré ovládajú kľúče, rukoväte alebo ručné kolesá na nich namontované.

Aby sa zabránilo pohybu upnutého obrobku a vytvoreniu priehlbín na ňom od skrutky, ako aj aby sa znížilo ohýbanie skrutky pri lisovaní na povrch, ktorý nie je kolmý na jej os, na konce skrutky sú umiestnené hojdacie pätky. skrutky (obr. 68, α).

Kombinácie skrutkových zariadení s pákami alebo klinmi sa nazývajú kombinované svorky a ktorých sú rôzne skrutkové svorky(obr. 68, b), Upínacie zariadenie vám umožňuje ich posúvanie alebo otáčanie, aby ste mohli pohodlnejšie nainštalovať obrobok do upínadla.

Na obr. 69 s niektorými vzormi rýchloupínacie svorky. Pre malé upínacie sily sa používa bajonetové zariadenie (obr. 69, α) a pre významné sily piestové zariadenie (obr. 69, b). Tieto zariadenia umožňujú stiahnutie upínacieho prvku veľká vzdialenosť z obrobku; upevnenie nastáva v dôsledku otáčania tyče o určitý uhol. Príklad svorky so sklopnou zarážkou je na obr. 69, c. Po uvoľnení rukoväte matice 2 sa zarážka 3 stiahne a otáča sa okolo osi. Potom sa zvieracia tyč 1 stiahne doprava o vzdialenosť h. Na obr. 69, d je znázornená schéma vysokorýchlostného pákového zariadenia. Keď je rukoväť 4 otočená, kolík 5 kĺže pozdĺž tyče 6 so šikmým rezom a kolík 2 sa posúva pozdĺž obrobku 1, pričom ho tlačí proti dorazom umiestneným nižšie. Guľová podložka 3 slúži ako záves.

Veľké množstvo času a značné sily potrebné na zaistenie obrobkov obmedzujú rozsah skrutkové svorky a vo väčšine prípadov rýchlo pôsobia excentrické svorky. Na obr. 70 znázorňuje kotúč (a), cylindrický so svorkou (b) v tvare L a kužeľovou plávajúcou (c) svorkou.

Výstredníky sú okrúhle, evolventné a špirálové (podľa Archimedovej špirály). V upínacích zariadeniach sa používajú dva typy excentrov: okrúhle a zakrivené.

Okrúhle excentry(obr. 71) sú kotúč alebo valček s osou otáčania posunutou o veľkosť excentricity e; stav samobrzdenia je zabezpečený pri pomere D/e≥ 4.

Výhoda okrúhlych výstredníkov spočíva v jednoduchosti ich výroby; hlavnou nevýhodou je nekonzistentnosť elevačného uhla α a upínacích síl Q. Krivkové výstredníky, ktorých pracovný profil je vedený pozdĺž evolventy alebo Archimedovej špirály, majú konštantný elevačný uhol α, a preto zabezpečujú stálosť sily Q pri upnutí ktoréhokoľvek bodu profilu.

klinový mechanizmus používa sa ako medzičlánok v zložitých upínacích systémoch. Ľahko sa vyrába, ľahko sa umiestni do zariadenia, umožňuje zvýšiť a zmeniť smer prenášanej sily. V určitých uhloch má klinový mechanizmus samobrzdiace vlastnosti. Pre jednostranný klin (obr. 72, a), keď sú sily prenášané v pravom uhle, možno vziať nasledujúcu závislosť (pre ϕ1 = ϕ2 = ϕ3 = ϕ, kde ϕ1…ϕ3 sú uhly trenia):

P = Qtg (α ± 2ϕ),

kde P - axiálna sila; Q - upínacia sila. Samobrzdenie prebehne pri α<ϕ1 + ϕ2.

Pre dvojito skosený klin (obr. 72, b) pri prenose síl pod uhlom β> 90 platí, že vzťah medzi P a Q pri konštantnom uhle trenia (ϕ1 = ϕ2 = ϕ3 = ϕ) sa vyjadruje nasledujúcim vzorcom:

P = Qsin(a + 2ϕ)/cos(90° + a - β + 2ϕ).

Pákové svorky používa sa v kombinácii s inými elementárnymi upínačmi, tvoriacimi zložitejšie upínacie systémy. Pomocou páky môžete meniť veľkosť a smer prenášanej sily, ako aj vykonávať súčasné a rovnomerné upnutie obrobku na dvoch miestach. Na obr. 73 sú znázornené schémy pôsobenia síl v jednoramenných a dvojramenných priamych a zakrivených svorkách. Rovnovážne rovnice pre tieto pákové mechanizmy majú ďalší pohľad; pre jednu ramennú svorku (obr. 73, α):

priama dvojramenná svorka (obr. 73, b):

zakrivená svorka (pre l1

kde p je uhol trenia; ƒ - koeficient trenia.

Strediace upínacie prvky sa používajú ako montážne prvky na vonkajšie alebo vnútorné plochy rotačných telies: klieštiny, rozpínacie tŕne, upínacie puzdrá s hydroplastom, ale aj membránové kartuše.

Klieštiny sú delené pružinové objímky, ktorých konštrukčné varianty sú znázornené na obr. 74 (α - s napínacou rúrkou; 6 - s rozpernou rúrkou; in - zvislý typ). Vyrábajú sa z ocele s vysokým obsahom uhlíka, napr. U10A, tepelne spracované na tvrdosť HRC 58...62 v upínaní a na tvrdosť HRC 40...44 v koncových častiach. Uhol kužeľa klieštiny α = 30…40°. Pri menších uhloch je možné zaseknutie klieštiny.

Uhol kužeľa kompresného puzdra je o 1° menší alebo väčší ako uhol skosenia klieštiny. Klieštiny poskytujú excentricitu inštalácie (hádzanie) nie viac ako 0,02 ... 0,05 mm. Základná plocha obrobku by mala byť opracovaná podľa 9. ... 7. stupňa presnosti.

Rozťahovacie tŕne rôzne prevedenia (vrátane prevedení s použitím hydroplastu) sú klasifikované ako upínacie prípravky.

Membránové kazety slúži na presné centrovanie obrobkov na vonkajšom alebo vnútornom valcovom povrchu. Náplň (obr. 75) pozostáva z okrúhlej membrány 1 priskrutkovanej k čelnej doske stroja vo forme dosky so symetricky umiestnenými výstupkami-vačkami 2, ktorých počet je zvolený v rozsahu 6 ... 12. Vo vnútri vretena prechádza tyč 4 pneumatických valcov. Keď je pneumatika zapnutá, membrána sa ohne a odtlačí vačky od seba. Keď sa tyč pohybuje späť, membrána, ktorá sa pokúša vrátiť do svojej pôvodnej polohy, stláča obrobok 3 svojimi vačkami.

svorka hrebeňa a pastorka(obr. 76) pozostáva z hrebeňa 3, ozubeného kolesa 5 usadeného na hriadeli 4 a páky rukoväte 6. Otáčaním rukoväte proti smeru hodinových ručičiek sa hrebeň spustí a obrobok 1 sa upevní svorkou 2. Upínacia sila Q závisí od hodnoty sily P pôsobiacej na rukoväť. Zariadenie je vybavené zámkom, ktorý zablokovaním systému zabraňuje spätnému otáčaniu kolesa. Najbežnejšie typy zámkov sú: valčekový zámok(obr. 77, a) pozostáva z hnacieho krúžku 3 s výrezom pre valček 1, ktorý je v kontakte s rovinou rezu valčeka. 2 prevodové stupne. Hnací krúžok 3 je upevnený na rukoväti upínacieho zariadenia. Otáčaním rukoväte v smere šípky sa otáčanie prenáša na hriadeľ prevodovky cez valček 1*. Valec je vklinený medzi povrch otvoru krytu 4 a rovinu rezu valca 2 a zabraňuje spätnému otáčaniu.

Roller Lock s priamym pohonom moment z pohonu na valec je znázornený na obr. 77b. Otáčanie z rukoväte cez vodítko sa prenáša priamo na hriadeľ 6 kolesa. Valec 3 je pretlačený cez kolík 4 slabou pružinou 5. Keďže medzery v miestach kontaktu valčeka s krúžkom 1 a hriadeľom 6 sú zvolené, systém sa okamžite zaklinuje, keď je sila odstránená z rukoväte 2. Otáčaním rukoväte v opačnom smere valček zaklinuje a otáča hriadeľ v smere hodinových ručičiek.

kužeľový zámok(obr. 77, c) má kužeľovú objímku 1 a hriadeľ s kužeľom 3 a rukoväťou 4. Špirálové zuby na strednom hrdle hriadeľa sú v zábere s koľajnicou 5. Tá je spojená s ovládacím upínacím mechanizmom . Keď je uhol sklonu zubov 45°, axiálna sila na hriadeli 2 sa rovná (bez trenia) zvieracej sile.

* Zámky tohto typu sa vyrábajú s tromi valčekmi umiestnenými pod uhlom 120°.

excentrický zámok(obr. 77, d) pozostáva z hriadeľa 2 kolesa, na ktorom je zaklinený excentr 3. Hriadeľ je poháňaný krúžkom 1 upevneným na kľučke zámku; krúžok sa otáča vo vývrte telesa 4, ktorého os je odsadená od osi hriadeľa o vzdialenosť e. Pri spätnom otáčaní rukoväte dochádza k prenosu na hriadeľ cez čap 5. V procese pri upevňovaní je krúžok 1 vklinený medzi excentr a teleso.

Kombinované upínacie zariadenia sú kombináciou elementárnych svoriek rôznych typov. Používajú sa na zvýšenie upínacej sily a zmenšenie rozmerov zariadenia, ako aj na vytvorenie maximálnej jednoduchosti ovládania. Kombinované upínacie zariadenia môžu zabezpečiť aj súčasné upnutie obrobku na viacerých miestach. Typy kombinovaných svoriek sú znázornené na obr. 78.

Kombinácia zakrivenej páky a skrutky (obr. 78, a) umožňuje súčasne fixovať obrobok na dvoch miestach, rovnomerne zvyšuje upínacie sily na vopred stanovenú hodnotu. Obvyklá rotačná svorka (obr. 78, b) je kombináciou pákových a skrutkových svoriek. Os výkyvu páky 2 je zarovnaná so stredom guľovej plochy podložky 1, ktorá odľahčuje kolík 3 od ohybových síl. Pri určitom pomere ramena páky je možné zvýšiť upínaciu silu alebo zdvih upínacieho konca páky.

Na obr. 78, d znázorňuje zariadenie na upevnenie valcového obrobku v hranole pomocou klobúčkovej páky a na obr. 78, e - schéma rýchločinnej kombinovanej svorky (páková a excentrická), ktorá zabezpečuje bočné a vertikálne pritlačenie obrobku k podperám upínacieho zariadenia, pretože upínacia sila pôsobí pod uhlom. Podobný stav poskytuje zariadenie znázornené na obr. 78, napr.

Kĺbové svorky (obr. 78, g, h a) sú príklady rýchločinných upínacích zariadení poháňaných otáčaním rukoväte. Aby sa zabránilo samovoľnému uvoľneniu, rukoväť sa pohybuje cez mŕtvu polohu, kým sa nezastaví 2. Upínacia sila závisí od deformácie systému a jeho tuhosti. Požadovaná deformácia systému sa nastavuje nastavením prítlačnej skrutky 1. Prítomnosť tolerancie pre veľkosť H (obr. 78, g) však nezabezpečuje stálosť upínacej sily pre všetky obrobky danej šarže.

Kombinované upínacie zariadenia sa ovládajú ručne alebo z pohonných jednotiek.

Upínacie mechanizmy pre viaceré prípravky musí poskytovať rovnakú upínaciu silu vo všetkých polohách. Najjednoduchším viacmiestnym zariadením je tŕň, na ktorom je nainštalovaný balík polotovarov „krúžky, disky“, upevnené pozdĺž koncových rovín jednou maticou (schéma prenosu sériovej upínacej sily). Na obr. 79, a znázorňuje príklad upínacieho zariadenia pracujúceho na princípe paralelného rozloženia zvieracej sily.

Ak je potrebné zabezpečiť sústrednosť základnej a opracovanej plochy a zabrániť deformácii obrobku, používajú sa elastické upínacie zariadenia, kde sa upínacia sila rovnomerne prenáša na upínací prvok upínacieho prípravku pomocou výplne alebo iného medzitelesa. v medziach elastických deformácií).

Ako medziteleso sa používajú bežné pružiny, guma alebo hydroplast. Paralelne pôsobiace upínacie zariadenie využívajúce hydraulický plast je znázornené na obr. 79b. Na obr. 79 je znázornené zariadenie so zmiešaným (paralelno-sériovým) pôsobením.

Na kontinuálnych strojoch (bubnové frézovanie, špeciálne viacvretenové vŕtanie) obrobky sa inštalujú a odoberajú bez prerušenia posuvu. Ak sa pomocný čas prekrýva so strojovým časom, potom je možné na upevnenie obrobkov použiť rôzne typy upínacích zariadení.

Za účelom mechanizácie výrobných procesov je vhodné použiť upínacie zariadenia automatizovaného typu(kontinuálne pôsobenie), poháňané podávacím mechanizmom stroja. Na obr. 80 a znázorňuje schému zariadenia s pružným uzavretým prvkom 1 (lano, reťaz) na upevnenie valcových obrobkov 2 na bubnovej fréze pri opracovaní koncových plôch a na obr. 80, 6 je schéma zariadenia na upevnenie polotovarov piestov na viacvretenovej horizontálnej vŕtačke. V oboch zariadeniach operátori iba inštalujú a odoberajú obrobok a k upnutiu obrobku dochádza automaticky.

Účinným upínacím zariadením na uchytenie tenkých plechových obrobkov pri ich dokončovaní alebo dokončovaní je vákuová svorka. Upínacia sila je určená vzorcom:

kde A je aktívna oblasť dutiny zariadenia obmedzená tesnením; p= 10 5 Pa - rozdiel medzi atmosférickým tlakom a tlakom v dutine zariadenia, z ktorého sa odstraňuje vzduch.

Elektromagnetické upínacie zariadenia sa používajú na upevnenie obrobkov z ocele a liatiny s rovnou základnou plochou. Upínacie zariadenia sa zvyčajne vyrábajú vo forme dosiek a kaziet, pri konštrukcii ktorých sa ako počiatočné údaje berú rozmery a usporiadanie obrobku v pôdoryse, jeho hrúbka, materiál a požadovaná prídržná sila. Prídržná sila elektromagnetického zariadenia do značnej miery závisí od hrúbky obrobku; pri malých hrúbkach nie celý magnetický tok prechádza prierezom dielca a časť magnetických siločiar je rozptýlená do okolitého priestoru. Diely spracované na elektromagnetických platniach alebo kazetách získavajú zvyškové magnetické vlastnosti – prechodom cez solenoid napájaný striedavým prúdom sa demagnetizujú.

V magnetických skľučovadlách zariadenia, hlavnými prvkami sú permanentné magnety, navzájom izolované nemagnetickými rozperami a upevnené do spoločného bloku a obrobok je kotva, cez ktorú sa uzatvára tok magnetickej sily. Na uvoľnenie hotového dielu sa blok posúva pomocou excentrického alebo kľukového mechanizmu, zatiaľ čo tok magnetickej sily sa uzatvára do tela zariadenia a obchádza diel.

Konštrukcie všetkých obrábacích strojov sú založené na použití typických prvkov, ktoré možno rozdeliť do nasledujúcich skupín:

inštalačné prvky, ktoré určujú polohu dielu v prípravku;

upínacie prvky - zariadenia a mechanizmy na upevnenie častí alebo pohyblivých častí prípravkov;

prvky na vedenie rezného nástroja a ovládanie jeho polohy;

silové zariadenia na ovládanie upínacích prvkov (mechanické, elektrické, pneumatické, hydraulické);

puzdrá zariadení, na ktorých sú pripevnené všetky ostatné prvky;

pomocné prvky, ktoré slúžia na zmenu polohy dielca v prípravku voči nástroju, na vzájomné spojenie prvkov prípravku a reguláciu ich vzájomnej polohy.

1.3.1 Typické základné prvky zariaďovacích predmetov. Základnými prvkami prípravkov sú časti a mechanizmy, ktoré zabezpečujú správne a rovnomerné usporiadanie obrobkov vzhľadom na nástroj.

Dlhodobé zachovanie presnosti rozmerov týchto prvkov a ich vzájomnej polohy je najdôležitejšou požiadavkou pri návrhu a výrobe prípravkov. Dodržiavanie týchto požiadaviek chráni pred manželstvom počas spracovania a znižuje čas a náklady vynaložené na opravu príslušenstva. Preto na inštaláciu obrobkov nie je povolené priame použitie tela upínadla.

Umiestňovacie alebo montážne prvky upínadla musia mať vysokú odolnosť pracovných plôch proti opotrebovaniu, a preto sú vyrobené z ocele a podrobené tepelnému spracovaniu na dosiahnutie požadovanej tvrdosti povrchu.

Počas inštalácie sa obrobok opiera o inštalačné prvky svietidiel, preto sa tieto prvky nazývajú podpery. Podpery možno rozdeliť do dvoch skupín: skupina hlavných a skupina pomocných podpier.

Hlavné podpery sa nazývajú montážne alebo základné prvky, ktoré zbavujú obrobok počas spracovania všetkých alebo niekoľkých stupňov voľnosti v súlade s požiadavkami na spracovanie. Čapy a dosky sa často používajú ako hlavné podpery na upevnenie obrobkov s rovnými povrchmi v prípravkoch.

Ryža. 12.

Čapy (obr. 12.) sa používajú s plochou, guľovou a vrúbkovanou hlavou. Čapy s plochou hlavou (obr. 12, a) sú určené na inštaláciu obrobkov s opracovanými rovinami, druhý a tretí (obr. 12, b a c) na inštaláciu s neupravenými povrchmi a kolíky s guľovou hlavou, ako viac nositeľné, sa používajú v prípadoch špeciálnej potreby, napríklad pri inštalácii prírezov úzkych dielov so surovým povrchom, aby sa dosiahla maximálna vzdialenosť medzi referenčnými bodmi. Vrúbkované kolíky sa používajú na inštaláciu dielov na surové bočné povrchy, pretože poskytujú stabilnejšiu polohu obrobku, a preto v niektorých prípadoch umožňujú použiť menšiu silu na jeho upnutie.

V zariadení sú kolíky zvyčajne inštalované s interferenčným uložením s presnosťou 7 stupňov v otvoroch. Niekedy sa do otvoru telesa zariadenia vtlačia prechodové kalené puzdrá (obr. 12, a), do ktorých vstupujú čapy lícovaním s malou medzerou kvality 7.

Najbežnejšie vzory dosiek sú znázornené na obrázku 13. Dizajn je úzka doska, upevnená dvoma alebo tromi. Na uľahčenie pohybu obrobku, ako aj na bezpečné čistenie zariadenia od triesok ručne, je pracovná plocha dosky ohraničená skosením pod uhlom 45 ° (obr. 13, a). Hlavnými výhodami takýchto záznamov sú jednoduchosť a kompaktnosť. Hlavy skrutiek, ktoré upevňujú platňu, zvyčajne klesajú o 1-2 mm vzhľadom na pracovnú plochu platne.

Ryža. 13 Nosné dosky: a - ploché, b - so šikmými drážkami.

Pri zakladaní obrobkov na valcovej ploche je obrobok nasadený na hranol. Hranol je inštalačný prvok s pracovnou plochou v tvare drážky tvorenej dvoma rovinami navzájom naklonenými pod uhlom (obr. 14). Hranoly na uchytenie krátkych obrobkov sú štandardizované.

V svietidlách sa používajú hranoly s uhlami b rovnými 60°, 90° a 120°. Najpoužívanejšie hranoly s b = 90

Ryža. štrnásť

Pri inštalácii prírezov s čisto opracovanými základňami sa používajú hranoly so širokými dosadacími plochami a s hrubými základňami s úzkymi nosnými plochami. Okrem toho sa na ťahových základniach používajú bodové podpery, vtlačené do pracovných plôch hranola (obr. 15, b). V tomto prípade obrobky s osovým zakrivením, tvarom suda a inými chybami v tvare technologickej základne zaujímajú v hranole stabilnú a určitú polohu.

Obr.15

Pomocné podpery. Pri opracovaní nepevných obrobkov sa okrem montážnych prvkov často používajú prídavné alebo dodávané podpery, ktoré sa po založení na 6 bodoch privedú k obrobku a zaistia. Počet prídavných podpier a ich umiestnenie závisí od tvaru obrobku, miesta pôsobenia síl a rezných momentov.

1.3.2 Upínacie prvky a zariadenia. Upínacie zariadenia alebo mechanizmy sa nazývajú mechanizmy, ktoré eliminujú možnosť vibrácií alebo posunutia obrobku vzhľadom na montážne prvky upínadla pôsobením vlastnej hmotnosti a síl vznikajúcich v procese spracovania (montáže).

Potreba používať upínacie zariadenia zmizne v dvoch prípadoch:

1. Pri spracovaní (montáži) ťažkého, stabilného obrobku (montážnej jednotky), v porovnaní s hmotnosťou ktorého sú sily obrábania (montáže) malé;

2. Keď sily vznikajúce pri spracovaní (montáži) pôsobia tak, že nemôžu narušiť polohu obrobku dosiahnutú zakladaním.

Požiadavky na upínacie zariadenia sú nasledovné:

1. Pri upínaní by nemala byť narušená poloha obrobku dosiahnutá zakladaním. Tomu vyhovuje racionálna * voľba smeru a miesta pôsobenia upínacej sily.

2. Upínač by nemal spôsobiť deformáciu obrobkov upevnených v upínacom prípravku alebo poškodenie (zrútenie) ich povrchov.

3. Upínacia sila by mala byť minimálna potrebná, ale dostatočná na zaistenie bezpečnej polohy obrobku vzhľadom na nastavovacie prvky prípravkov počas spracovania.

4. Upínanie a oddeľovanie obrobku sa musí vykonávať s minimálnym vynaložením úsilia a času pracovníka. Pri použití ručných svoriek nesmie sila ruky prekročiť 147 N (15 kgf).

5. Rezné sily by podľa možnosti nemali zachytávať upínacie zariadenia.

6. Upínací mechanizmus by mal mať jednoduchý dizajn, čo najpohodlnejší a najbezpečnejší v prevádzke.

Splnenie väčšiny týchto požiadaviek je spojené so správnym určením veľkosti, smeru a umiestnenia upínacích síl.

Široké používanie skrutkových zariadení sa vysvetľuje ich relatívnou jednoduchosťou, všestrannosťou a bezproblémovou prevádzkou. Neodporúča sa však najjednoduchšia svorka v podobe jednotlivej skrutky pôsobiacej priamo na súčiastku, pretože súčiastka sa deformuje v mieste svojho pôsobenia a navyše vplyvom trecieho momentu, ktorý vzniká na konci skrutkou, môže byť narušená poloha obrobku v upínacom prípravku vzhľadom na nástroj.

Správne navrhnutá najjednoduchšia skrutková svorka, okrem skrutky 3 (obr. 16, a), by mala pozostávať z vodiaceho závitového puzdra 2 so zarážkou 5, ktorá bráni jej svojvoľnému odskrutkovaniu, hrotu 1 a matice s rukoväťou alebo hlavou 4 .

Prevedenia hrotov (obr. 16, b - e) sa líšia od vyhotovenia znázorneného na obr. 18, a, väčšou pevnosťou konca skrutky, pretože priemer hrdla skrutky pre hroty (obr. 16, b a e) sa môže považovať za vnútorný priemer závitovej časti skrutky a pre hroty (obr. 16, c a d) sa tento priemer môže rovnať vonkajšiemu priemeru skrutky. Hroty (obr. 16, b-d) sa naskrutkujú na závitový koniec skrutky a rovnako ako hrot znázornený na obr. 16, a, môžu byť voľne inštalované na samotnom obrobku. Hrot (obr. 16, e) sa voľne nasadí na guľový koniec skrutky a pridrží sa na ňom špeciálnou maticou.

Ryža. 16.

Hroty (obr. 16, e-h) sa od predchádzajúcich líšia tým, že sú presne vedené cez otvory v tele prístroja (alebo v objímke zalisovanej do tela) a naskrutkované priamo na upínaciu skrutku 15, ktorá. v tomto prípade je zablokovaný, aby sa zabránilo jeho axiálnemu pohybu. Pevné, presne nasmerované hroty (obr. 16, f, g a h) sa odporúčajú používať v prípadoch, keď pri obrábaní vznikajú sily, ktoré posúvajú obrobok v smere kolmom na os skrutky. V prípadoch, keď takéto sily nevznikajú, by sa mali použiť kývacie hroty (obr. 16, a-d).

Rukoväte na ovládanie skrutky sú vyrobené vo forme odnímateľných hlavíc rôzneho prevedenia (obr. 17) a sú umiestnené na závitovom, fazetovanom alebo valcovom konci skrutky s kľúčom, na ktorom sú zvyčajne aretované čapom. Valcová hlava I (obr. 17, a) s vrúbkovanou "jahňacou" hlavou ozubeného kolesa II a štvorčepelovou hlavou III sa používajú pri ovládaní skrutky jednou rukou a upínacou silou v rozsahu 50 - 100 N (5 - 10 kg).

Hlava matice VI s krátkou naklonenou rukoväťou pevne upevnenou v nej; hlava VII so sklopnou rukoväťou, ktorej pracovná poloha je fixovaná odpruženou guľou; hlavica V s cylindrickým otvorom pre kľúč, tiež pevne upevnená horizontálna rukoväť; hlava riadenia IV so štyrmi priskrutkovanými alebo nalisovanými rukoväťami (obr. 17). IV hlava je najspoľahlivejšia a najpohodlnejšia v práci.

Ryža. 17.

1.3.3 Trupy. Telesá svietidiel sú hlavnou časťou svietidiel, na ktorých sú pripevnené všetky ostatné prvky. Vnímajú všetky sily pôsobiace na diel pri jeho upevnení a spracovaní a poskytujú dané relatívne usporiadanie všetkých prvkov a zariadení zariadení a spájajú ich do jedného celku. Kryty prípravkov sú vybavené montážnymi prvkami, ktoré zaisťujú umiestnenie prípravku, t.j. jeho požadovanú polohu na stroji bez vyrovnania.

Kryty zariadení sú vyrobené z liatiny, zvárané z ocele alebo prefabrikované z jednotlivých prvkov upevnených skrutkami.

Pretože telo vníma sily, ktoré vznikajú pri upínaní a spracovaní obrobku, musí byť pevné, tuhé, odolné voči opotrebovaniu, vhodné na odstraňovanie chladiacej kvapaliny a čistenie triesok. Tým, že sa zabezpečí, aby bol prípravok namontovaný na stroji bez zarovnania, telo musí zostať stabilné v rôznych polohách. Puzdrá môžu byť liate, zvárané, kované, prefabrikované skrutkami alebo so zaručenou tesnosťou.

Liate telo (obr. 18, a) má dostatočnú tuhosť, ale je náročné na výrobu.

Puzdrá z liatiny SCH 12 a SCH 18 sa používajú v prípravkoch na spracovanie obrobkov malých a stredných rozmerov. Liatinové trupy majú oproti oceľovým trupy výhody: sú lacnejšie, ľahšie sa tvarujú do zložitejších tvarov a ľahšie sa vyrábajú. Nevýhodou liatinových puzdier je možnosť deformácie, preto sú po predbežnom mechanickom spracovaní podrobené tepelnému spracovaniu (prirodzené alebo umelé starnutie).

Zvárané oceľové puzdro (obr. 18, b) je menej náročné na výrobu, ale aj menej tuhé ako liatina. Podrobnosti pre takéto prípady sú vyrezané z ocele s hrúbkou 8 ... 10 mm. Zvárané oceľové kryty sú ľahšie ako liatinové kryty.

Ryža. osemnásť. Puzdrá zariadení: a - odliatok; b - zvárané; c - prefabrikované; g - kované

Nevýhodou zváraných puzdier je deformácia pri zváraní. Zvyškové napätia vznikajúce v častiach karosérie ovplyvňujú presnosť zvaru. Na zmiernenie týchto napätí sú puzdrá žíhané. Pre väčšiu tuhosť sú k zváraným telesám privarené rohy, ktoré slúžia ako výstuhy.

Na obr. 18c znázorňuje kryt zostavený z rôznych prvkov. Je menej zložitý, menej pevný ako odlievaný alebo zváraný a vyznačuje sa nízkou pracovnou náročnosťou výroby. Telo je možné rozobrať a použiť úplne alebo ako jednotlivé diely v iných prevedeniach.

Na obr. 18, d je znázornené teleso upínadla vyrobené kovaním. Jeho výroba je menej prácna ako odlievaná pri zachovaní vlastností tuhosti. Kované oceľové telesá sa používajú na spracovanie malých obrobkov s jednoduchým tvarom.

Pre prácu prístroja je dôležitá kvalita spracovania ich pracovných plôch. Musia byť spracované s drsnosťou povrchu Ra 2,5 ... 1,25 µm; prípustná odchýlka od rovnobežnosti a kolmosti pracovných plôch puzdier je 0,03. ..0,02 mm na dĺžke 100 mm.

1.3.4 Orientačné a samostrediace mechanizmy. V niektorých prípadoch musia byť inštalované časti orientované pozdĺž ich rovín symetrie. Mechanizmy používané na tento účel zvyčajne nielen orientujú, ale aj upínajú diely, preto sa nazývajú montážne-upínacie.

Ryža. 19.

Montážne a upínacie mechanizmy sa delia na orientačné a samostrediace. Prvé orientujú časti len pozdĺž jednej roviny symetrie, druhé pozdĺž dvoch vzájomne kolmých rovín.

Skupina samostrediacich mechanizmov zahŕňa rôzne prevedenia nábojníc a tŕňov.

Na orientáciu a centrovanie nekruhových častí sa často používajú mechanizmy s pevnými (GOST 12196--66), montážnymi (GOST 12194--66) a pohyblivými (GOST 12193--66) hranolmi. V orientačných mechanizmoch je jeden z hranolov pevne pripevnený - pevný alebo montážny a druhý je pohyblivý. V samostrediacich mechanizmoch sa oba hranoly pohybujú súčasne.