3.1. Izbira mesta, vrste in količine vpenjalnih sil vpenjalni elementi

Pri pritrditvi obdelovanca v vpenjalo je treba upoštevati naslednja osnovna pravila:

· položaj obdelovanca, dosežen med njegovim temeljenjem, ne sme biti moten;

· pritrditev mora biti zanesljiva, da ostane položaj obdelovanca med obdelavo nespremenjen;

· zmečkanje površin obdelovanca, ki nastane pri pritrjevanju, ter njegova deformacija morata biti minimalna in v sprejemljivih mejah.

· Da bi zagotovili stik obdelovanca s podpornim elementom in preprečili morebiten premik med pritrjevanjem, mora biti vpenjalna sila usmerjena pravokotno na površino podporni element. V nekaterih primerih se lahko vpenjalna sila usmeri tako, da se obdelovanec hkrati pritisne na površine dveh nosilnih elementov;

· da bi preprečili deformacijo obdelovanca med pritrjevanjem, je treba točko uporabe vpenjalne sile izbrati tako, da linija njenega delovanja seka nosilno površino nosilnega elementa. Samo pri vpenjanju posebej togih obdelovancev lahko prehaja linija delovanja vpenjalne sile med nosilnimi elementi.

3.2. Določanje števila točk vpenjalne sile

Število točk delovanja vpenjalnih sil se določi posebej za vsak primer vpenjanja obdelovanca. Za zmanjšanje stiskanja površin obdelovanca med pritrjevanjem je treba zmanjšati specifični tlak na mestih stika vpenjalne naprave z obdelovancem z razpršitvijo vpenjalne sile.

To dosežemo z uporabo kontaktnih elementov ustrezne konstrukcije v vpenjalnih napravah, ki omogočajo enakomerno porazdelitev vpenjalne sile na dve ali tri točke, včasih pa jo tudi razpršijo po določeni razširjeni površini. TO Število vpenjalnih točk v veliki meri odvisno od vrste obdelovanca, načina obdelave, smeri rezalne sile. Za zmanjšanje vibracij in deformacije obdelovanca pod vplivom rezalne sile, je treba povečati togost sistema obdelovanec-naprava s povečanjem števila mest, kjer je obdelovanec vpet, in jih približati obdelovani površini.

3.3. Določitev vrste vpenjalnih elementov

Vpenjalni elementi vključujejo vijake, ekscentre, spone, čeljusti primeža, kline, bate, spone in trakove.

So vmesni členi v kompleksnih vpenjalnih sistemih.

3.3.1. Vijačne sponke

Vijačne sponke uporablja se v napravah z ročnim pritrjevanjem obdelovanca, v mehaniziranih napravah, pa tudi na avtomatskih linijah pri uporabi satelitskih naprav. So enostavni, kompaktni in zanesljivi pri delovanju.

riž. 3.1. Vijačne spone: a – s sferičnim koncem; b – z ravnim koncem; c – s čevljem.

Vijaki so lahko s sferičnim koncem (peti), ploščati ali s čevljem, ki preprečuje poškodbe površine.

Pri izračunu vijakov s kroglično peto se upošteva samo trenje v navoju.

Kje: L- dolžina ročaja, mm; - povprečni polmer niti, mm; - vodilni kot navoja.

Kje: S- korak navoja, mm; – zmanjšan kot trenja.

kjer: Pu 150 N.

Stanje samozaviranja: .

Pri standardnih metričnih navojih so torej vsi mehanizmi z metričnimi navoji samozaklepni.

Pri izračunu vijakov z ravno peto se upošteva trenje na koncu vijaka.

Za obročasto peto:

kjer je: D - zunanji premer nosilnega konca, mm; d - notranji premer nosilnega konca, mm; – koeficient trenja.

Z ravnimi konci:

Za vijak za čevlje:

Material: jeklo 35 ali jeklo 45 s trdoto HRC 30-35 in natančnim rezbarjem tretjega razreda.

3.3.2. Klinaste spone

Klin se uporablja v naslednjih možnostih oblikovanja:

1. Ploščati enojni poševni klin.

2. Dvojni poševni klin.

3. Okrogla zagozda.

riž. 3.2. Ploščat enojni poševni klin.

riž. 3.3. Dvojni poševni klin.

riž. 3.4. Okrogla zagozda.

4) ročični klin v obliki ekscentričnega ali ravnega odmikača z delovnim profilom, ki je obrisan vzdolž Arhimedove spirale;

riž. 3.5. Gonilka: a – v obliki ekscentra; b) – v obliki ploščatega nastavka.

5) vijačni klin v obliki končnega odmikača. Tukaj je klin z enim poševnim robom tako rekoč zvit v valj: osnova klina tvori oporo, njegova nagnjena ravnina pa tvori vijačni profil odmikača;

6) samocentrirni klinasti mehanizmi (vpenjalne glave, trni) ne uporabljajo sistemov treh ali več klinov.

3.3.2.1. Stanje samozaviranja klina

riž. 3.6. Pogoj samozaviranja klina.

kjer je: - kot trenja.

Kje: – koeficient trenja;

Za klin s trenjem samo na nagnjeni površini je pogoj samozaviranja:

s trenjem na dveh površinah:

Imamo: ; ali: ; .

Nato: pogoj samozaviranja klina s trenjem na dveh površinah:

za klin s trenjem samo na nagnjeni površini:

S trenjem na dveh površinah:

Samo s trenjem na nagnjeni površini:

3.3.3. Ekscentrične spone

riž. 3.7. Sheme za izračun ekscentrov.

Takšne spone so hitro delujoče, vendar razvijejo manjšo silo kot vijačne spone. Imajo samozavorne lastnosti. Glavna pomanjkljivost: ne morejo zanesljivo delovati z znatnimi razlikami v velikosti med montažnimi in vpenjalnimi površinami obdelovancev.

kjer je: ( - povprečna vrednost polmera, narisanega od središča vrtenja ekscentra do točke A vpenjala, mm; ( - povprečni kot dviga ekscentra na točki vpenjanja; (, (1 - drsno trenje) kota v točki A vpenjala in na ekscentrični osi.

Za izračun sprejemamo:

pri l 2D izračun je mogoče narediti po formuli:

Pogoj za ekscentrično samozaviranje:

Običajno sprejeto.

Material: jeklo 20X, karburizirano do globine 0,8–1,2 mm in kaljeno na HRC 50…60.

3.3.4. Vpenjalne klešče

Vpenjalne klešče so vzmetni rokavi. Uporabljajo se za namestitev obdelovancev na zunanje in notranje cilindrične površine.

Kje: Pz– sila pritrditve obdelovanca; Q – sila stiskanja lopatic vpenjalnih čavov; - torni kot med vpenjalno skobo in pušo.

riž. 3.8. Collet.

3.3.5. Naprave za vpenjanje delov, kot so vrtilna telesa

Poleg vpenjalnih klešč se za vpenjanje delov s cilindrično površino uporabljajo raztezni trni, vpenjalne puše s hidroplastiko, trni in vpenjalne glave s kolutastimi vzmetmi, membranske vpenjalne glave in drugi.

Konzolni in sredinski trni se uporabljajo za namestitev s sredinsko osnovno luknjo puš, obročev, zobnikov, obdelanih na večrezilnih brusilnih in drugih strojih.

Pri obdelavi serije takšnih delov je treba doseči visoko koncentričnost zunanjih in notranjih površin ter določeno pravokotnost koncev na os dela.

Glede na način namestitve in centriranja obdelovancev lahko konzolne in sredinske trne razdelimo na naslednje vrste: 1) toge (gladke) za namestitev delov z režo ali motnjami; 2) razširitvene vpenjalne vpenjale; 3) klin (bat, krogla); 4) s kolutastimi vzmetmi; 5) samozapenjanje (odmikač, valj); 6) s centrirno elastično pušo.

riž. 3.9. Oblike trna: A - gladek trn; b - trn z razcepljenim tulcem.

Na sl. 3,9, A prikazuje gladek trn 2, na katerega cilindrični del je nameščen obdelovanec 3 . Vleka 6 , pritrjen na palico pnevmatskega cilindra, ko se bat s palico premakne v levo, glava 5 pritisne na hitro menjalno podložko 4 in vpne del 3 na gladek trn 2 . Trn s stožčastim delom 1 je vstavljen v stožec vretena stroja. Pri vpenjanju obdelovanca na trn aksialna sila Q na palici mehaniziranega pogona povzroči 4 med koncema podložke , rame trna in obdelovanca 3 moment od sile trenja, večji od momenta M cut od rezalne sile P z. Odvisnost med trenutki:

od kod prihaja sila na palico mehaniziranega pogona:

Po prečiščeni formuli:

Kje je: - varnostni faktor; P z - navpična komponenta rezalne sile, N (kgf); D- zunanji premer površine obdelovanca, mm; D 1 - zunanji premer hitro zamenljive podložke, mm; d- premer cilindričnega pritrdilnega dela trna, mm; f = 0,1 - 0,15- koeficient trenja sklopke.

Na sl. 3,9, b prikazuje trn 2 z razcepno pušo 6, na kateri je nameščen in vpet obdelovanec 3. Stožčasti del 1 trna 2 je vstavljen v stožec vretena stroja. Del je vpet in sproščen na trnu z uporabo mehaniziranega pogona. Pri prijavi stisnjen zrak v desno votlino pnevmatskega cilindra se bat, palica in palica 7 premaknejo v levo in glava 5 palice s podložko 4 premakne razcepni tulec 6 vzdolž stožca trna, dokler ne vpne dela na trn. Ko se stisnjen zrak dovaja v levo votlino pnevmatskega cilindra, bata, palice; in palica se premakne v desno, glava 5 s podložko 4 se odmakne od tulca 6 in del se sprosti.

Slika 3.10. Konzolni trn s kolutastimi vzmetmi (A) in diskasto vzmet (b).

Navor navpične rezalne sile P z mora biti manjši od momenta tornih sil na cilindrični površini razcepnega tulca 6 trni. Aksialna sila na palico motornega pogona (glej sliko 3.9, b).

kjer je: - polovica kota stožca trna, stopinje; - kot trenja na kontaktni površini trna z razcepno pušo, deg; f=0,15-0,2- koeficient trenja.

Trni in vpenjalne glave s kolutastimi vzmetmi se uporabljajo za centriranje in vpenjanje vzdolž notranje ali zunanje cilindrične površine obdelovancev. Na sl. 3.10, a, b prikazana sta konzolni trn s kolutastimi vzmetmi in kolutasta vzmet. Trn je sestavljen iz telesa 7, potisnega obroča 2, paketa diskastih vzmeti 6, tlačnega tulca 3 in palice 1, povezane s palico pnevmatskega cilindra. Trn se uporablja za namestitev in pritrditev dela 5 vzdolž notranje cilindrične površine. Ko se bat s palico in palico 1 premakne v levo, slednji z glavo 4 in pušo 3 pritisne na diskaste vzmeti 6. Vzmeti se poravnajo, njihov zunanji premer se poveča in notranji premer zmanjša, obdelovanec 5 je centriran in vpet.

Velikost pritrdilnih površin vzmeti med stiskanjem se lahko razlikuje glede na njihovo velikost za 0,1 - 0,4 mm. Zato mora imeti osnovna cilindrična površina obdelovanca točnost 2-3 razredov.

Ploščata vzmet z režami (slika 3.10, b) lahko obravnavamo kot niz dvoslojnih vzvodno-zgibnih mehanizmov dvojnega delovanja, razširjenih z aksialno silo. Po določitvi navora M res na rezalno silo P z in izbiro varnostnega faktorja TO, koeficient trenja f in polmer R montažne površine površine vzmetnega diska, dobimo enakost:

Iz enakosti določimo skupno radialno vpenjalno silo, ki deluje na pritrdilno površino obdelovanca:

Aksialna sila na palico motoriziranega pogona za diskaste vzmeti:

z radialnimi režami

brez radialnih rež

kjer je: - kot naklona kolutne vzmeti pri vpenjanju dela, stopinje; K=1,5 - 2,2- varnostni faktor; M res - navor od rezalne sile P z,Nm (kgf-cm); f=0,1-0,12- koeficient trenja med pritrdilno površino diskastih vzmeti in osnovno površino obdelovanca; R- polmer namestitvene površine kolutne vzmeti, mm; P z- navpična komponenta rezalne sile, N (kgf); R 1- polmer obdelane površine dela, mm.

Vpenjalne glave in trni s samocentrirnimi tankostenskimi pušami, polnjenimi s hidroplastiko, se uporabljajo za vgradnjo na zunanjo ali notranjo površino delov, ki se obdelujejo na stružnicah in drugih strojih.

Pri napravah s tankostensko pušo so obdelovanci z zunanjo ali notranjo površino nameščeni na valjasto površino puše. Ko se puša razširi s hidroplastiko, se deli centrirajo in vpnejo.

Oblika in mere tankostenske puše morajo zagotavljati zadostno deformacijo za zanesljivo vpenjanje dela na pušo pri obdelavi dela na stroju.

Pri načrtovanju vpenjal in trnov s tankostenskimi pušami s hidroplastiko se izračuna:

1. glavne mere tankostenskih puš;

2. mere tlačnih vijakov in batov za naprave z ročnim vpenjanjem;

3. velikosti bata, premera cilindra in giba bata za naprave na električni pogon.

riž. 3.11. Tankostenska puša.

Začetni podatki za izračun tankostenskih puš so premer D d lukenj ali premera in dolžine vratu obdelovanca l d luknje ali vratove obdelovanca.

Za izračun tankostenske samocentrirne puše (slika 3.11) bomo uporabili naslednji zapis: D- premer montažne površine centrirnega tulca 2, mm; h- debelina tankostenskega dela puše, mm; T - dolžina podpornih pasov puše, mm; t- debelina podpornih pasov puše, mm; - največja diametralna elastična deformacija puše (povečanje ali zmanjšanje premera v njenem srednjem delu) mm; S max- največja vrzel med pritrdilno površino puše in osnovno površino obdelovanca 1 v prostem stanju, mm; jaz za- dolžina kontaktnega odseka elastične puše z montažno površino obdelovanca po tem, ko je puša odpeta, mm; L- dolžina tankostenskega dela puše, mm; l d- dolžina obdelovanca, mm; D d- premer osnovne površine obdelovanca, mm; d- premer luknje nosilnih trakov puše, mm; R - hidravlični plastični tlak, potreben za deformacijo tankostenske puše, MPa (kgf / cm2); r 1 - polmer ukrivljenosti tulca, mm; M res =P z r - dovoljeni navor, ki izhaja iz rezalne sile, Nm (kgf-cm); Pz- rezalna sila, N (kgf); r je momentni krak rezalne sile.

Na sl. Slika 3.12 prikazuje konzolni trn s tankostenskim tulcem in hidroplastiko. Obdelovanec 4 je nameščen z osnovno luknjo na zunanji površini tankostenske puše 5. Ko se stisnjen zrak dovaja v votlino palice pnevmatskega cilindra, se bat s palico premakne v pnevmatskem cilindru v levo in palica skozi palico 6 in vzvod 1 premakne bat 2, ki pritiska na hidravlično plastiko 3 . Hidroplast enakomerno pritiska na notranjo površino tulca 5, tulec se razširi; Zunanji premer tulca se poveča, centrira in pritrdi obdelovanec 4.

riž. 3.12. Konzolni trn s hidroplastiko.

Membranske vpenjalne glave se uporabljajo za natančno centriranje in vpenjanje delov, obdelanih na stružnicah in brusilnih strojih. Pri membranskih vpenjalnih glavah so deli, ki jih je treba obdelati, nameščeni na zunanji ali notranji površini. Osnovne površine delov morajo biti obdelane v skladu z 2. razredom točnosti. Kartuše z membrano zagotavljajo natančnost centriranja 0,004-0,007 mm.

Membrane- to so tanki kovinski diski z ali brez rogov (obročaste membrane). Glede na učinek na membrano palice mehaniziranega pogona - vlečno ali potisno delovanje - so membranske kartuše razdeljene na razširitvene in vpenjalne.

V ekspandirani membranski rogi se pri nameščanju obročastega dela membrana z rogami in pogonsko palico upogne v levo proti vretenu stroja. V tem primeru se membranski rogovi z vpenjalnimi vijaki, nameščenimi na koncih rogov, konvergirajo proti osi vložka, obroč, ki se obdeluje, pa je nameščen skozi osrednjo luknjo v vložku.

Ko se pritisk na membrano ustavi pod vplivom elastičnih sil, se poravna, njeni rogovi z vijaki se oddaljijo od osi vložka in vpnejo obroč, ki se obdeluje, vzdolž notranje površine. Pri odprti vpenjalni glavi z vpenjalno membrano, ko je obročasti del nameščen na zunanji površini, je diafragma upognjena s pogonsko palico na desni strani vretena stroja. V tem primeru se rogovi membrane oddaljijo od osi vpenjalne glave in obdelovanec se sprosti. Nato se namesti naslednji obroč, pritisk na membrano se ustavi, ta se poravna in s svojimi rogovi in ​​vijaki vpne obroč, ki se obdeluje. Odprte vpenjalne glave za vpenjalne membrane z mehaniziranim pogonom so izdelane po MH 5523-64 in MH 5524-64 ter z ročni pogon po MN 5523-64.

Membranske kartuše so rožičaste in čašaste (obročaste), izdelane so iz jekla 65G, ZOKHGS, kaljenega na trdoto HRC 40-50. Glavne mere membran rožiča in skodelice so normalizirane.

Na sl. 3.13, a, b prikazuje konstrukcijski diagram vpenjalne glave 1 z membrano . Na zadnjem koncu vretena stroja je nameščen pnevmatski pogon vpenjalne glave.Ko se stisnjen zrak dovaja v levo votlino pnevmatskega cilindra, se bat s palico in palico 2 premakne v desno.Hkrati palica 2, pritiska na rogovo membrano 3, jo upogne, odmikači (rogovi) 4 se razhajajo in del 5 se odpre (sl. 3.13, b). Ko se stisnjen zrak dovaja v desno votlino pnevmatskega cilindra, se njegov bat s palico in palico 2 premakne v levo in se odmakne od membrane 3. Membrana se pod delovanjem notranjih elastičnih sil poravna, odmikači 4 membrana konvergira in stisne del 5 vzdolž cilindrične površine (slika 3.13, a).

riž. 3.13. Shema vpenjalne glave z membrano

Osnovni podatki za izračun kartuše (slika 3.13, A) z membrano v obliki roga: rezalni moment M res, ki želi zavrteti obdelovanec 5 v odmikačih 4 vpenjalne glave; premer d = 2b osnovna zunanja površina obdelovanca; razdalja l od sredine membrane 3 do sredine odmikov 4. Na sl. 3.13, V podan je načrt zasnove obremenjene membrane. Okrogla membrana, togo pritrjena vzdolž zunanje površine, je obremenjena z enakomerno porazdeljenim upogibnim momentom M I, naneseno vzdolž koncentričnega kroga membrane polmera b osnovna površina obdelovanca. To vezje je rezultat superpozicije dveh vezij, prikazanih na sl. 3.13, g, d, in M I = M 1 + M 3. M res

Pooblastila P z povzroči trenutek, ki upogne membrano (glej sliko 3.13, V).

2. Kdaj velike količine moment vpenjalne čeljusti M str se lahko šteje, da deluje enakomerno po obodu polmera membrane b in povzroči, da se upogne:

3. Polmer A zunanja površina membrane (iz konstrukcijskih razlogov).

4. Odnos T polmer A membrane do polmera b montažna površina dela: a/b = t.

5. Trenutki M 1 in M 3 v delih M in (M in = 1) najdeno odvisno od m= a/b po naslednjih podatkih (tabela 3.1):

Tabela 3.1

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

6. Kot (rad) odpiranja odmikačev pri pritrditvi dela z najmanjšo največjo velikostjo:

7. Cilindrična togost membrane [N/m (kgf/cm)]:

kjer je: MPa - modul elastičnosti (kgf/cm 2); =0,3.

8. Kot največjega raztezanja odmikačev (rad):

9. Sila na palico motoriziranega pogona vpenjalne glave, potrebna za odklon membrane in širjenje odmikačev pri razširitvi dela, do največjega kota:

Pri izbiri točke uporabe in smeri vpenjalne sile je treba upoštevati naslednje: da zagotovite stik obdelovanca z nosilnim elementom in odpravite morebiten premik med pritrjevanjem, mora biti vpenjalna sila usmerjena pravokotno na površino podporni element; Da bi preprečili deformacijo obdelovanca med pritrjevanjem, je treba točko uporabe vpenjalne sile izbrati tako, da linija njenega delovanja seka nosilno površino pritrdilnega elementa.

Število točk uporabe vpenjalnih sil se določi posebej za vsak primer vpenjanja obdelovanca, odvisno od vrste obdelovanca, načina obdelave in smeri rezalne sile. Da bi zmanjšali vibracije in deformacije obdelovanca pod vplivom rezalnih sil, je treba povečati togost sistema obdelovanca in pritrditve s povečanjem števila vpenjalnih točk obdelovanca z uvedbo pomožnih nosilcev.

Vpenjalni elementi vključujejo vijake, ekscentre, spone, čeljusti primeža, kline, bate in trakove. So vmesni členi v kompleksnih vpenjalnih sistemih. Oblika delovne površine vpenjalnih elementov v stiku z obdelovancem je v osnovi enaka obliki vgradnih elementov. Grafično so vpenjalni elementi označeni po tabeli. 3.2.

Tabela 3.2 Grafična oznaka vpenjalnih elementov

Namen vpenjalnih naprav je zagotoviti zanesljiv stik obdelovanca z vgradnimi elementi in preprečiti njegovo premikanje in tresenje med obdelavo. Slika 7.6 prikazuje nekatere vrste vpenjalnih naprav.

Zahteve za vpenjalne elemente:

Zanesljivost v delovanju;

Enostavnost oblikovanja;

enostavnost vzdrževanja;

Ne sme povzročiti deformacije obdelovancev in poškodbe njihovih površin;

Obdelovanec se med pritrjevanjem z namestitvenih elementov ne sme premikati;

Pritrjevanje in odstranjevanje obdelovancev je treba izvesti z minimalni stroški delo in čas;

Vpenjalni elementi morajo biti odporni proti obrabi in po možnosti zamenljivi.

Vrste vpenjalnih elementov:

Vpenjalni vijaki, ki se vrtijo s ključi, ročaji ali ročnimi kolesi (glej sliko 7.6)

Slika 7.6 Vrste sponk:

a – vpenjalni vijak; b – vijačna sponka

Hitro delovanje sponke, prikazane na sl. 7.7.

Slika 7.7. Vrste sponk za hitro sprostitev:

a – z razcepno podložko; b – z batno napravo; c – z zložljivo zaporo; g – z vzvodno napravo

Ekscentrično sponke, ki so okrogle, evolventne in spiralne (vzdolž Arhimedove spirale) (sl. 7.8).

Slika 7.8. Vrste ekscentričnih sponk:

a - disk; b – valjast s sponko v obliki črke L; g – stožčasto plavajoče.

Klinaste spone– uporablja se učinek zagozdenja in se uporablja kot vmesni člen v kompleksnih vpenjalnih sistemih. Pri določenih kotih ima klinasti mehanizem lastnost samozaviranja. Na sl. Na sliki 7.9 je prikazan računski diagram delovanja sil v klinastem mehanizmu.

riž. 7.9. Shema izračuna sile v klinastem mehanizmu:

a- enostransko; b – dvojno poševno

Vzvodne spone uporablja se v kombinaciji z drugimi objemkami za oblikovanje kompleksnejših vpenjalnih sistemov. Z vzvodom lahko spreminjate tako velikost kot smer vpenjalne sile ter istočasno in enakomerno pritrdite obdelovanec na dveh mestih. Na sl. Slika 7.10 prikazuje diagram delovanja sil v vzvodnih sponkah.

riž. 7.10. Diagram delovanja sil v vzvodnih sponkah.

Vpenjalne klešče So razcepljene vzmetne tulke, katerih različice so prikazane na sliki 7.11.

riž. 7. 11. Vrste vpenjalnih sponk:

a – z napenjalno cevjo; b – z distančno cevjo; c – navpični tip

Vpenjalne klešče zagotavljajo koncentričnost namestitve obdelovanca znotraj 0,02...0,05 mm. Osnovna površina obdelovanca za vpenjalne vpenjače mora biti obdelana v skladu z razredi točnosti 2…3. Vpenjalne palice so izdelane iz visokoogljičnih jekel tipa U10A z naknadno toplotno obdelavo do trdote HRC 58...62. Kot stožca vpenjalne cevi d = 30…40 0 . Pri manjših kotih se lahko vpenjalna vpenjala zagozdi.

Razširitveni trni, katerih vrste so prikazane na sl. 7.4.

Valjčna ključavnica(slika 7.12)

riž. 7.12. Vrste valjčnih ključavnic

Kombinirane sponke– kombinacija elementarnih sponk različne vrste. Na sl. 7.13 prikazuje nekatere vrste takih vpenjalnih naprav.

riž. 7.13. Vrste kombiniranih vpenjalnih naprav.

Kombinirane vpenjalne naprave se upravljajo ročno ali z električnimi napravami.

Vodilni elementi naprav

Pri izvajanju določenih obdelovalnih operacij (vrtanje, vrtanje) je togost rezalnega orodja in tehnološki sistem na splošno se izkaže, da je premalo. Za odpravo elastičnega pritiskanja orodja glede na obdelovanec se uporabljajo vodilni elementi (vodilne puše pri vrtanju in vrtanju, kopirni stroji pri obdelavi oblikovanih površin itd. (glej sliko 7.14).

Sl.7.14. Vrste vodnikov:

a – konstanta; b – zamenljiv; c – hitro menjava

Vodilne puše so izdelane iz jekla razreda U10A ali 20X, kaljenega na trdoto HRC 60...65.

Vodilni elementi naprav - kopirni stroji - se uporabljajo pri obdelavi oblikovanih površin kompleksnih profilov, katerih naloga je voditi rezalno orodje vzdolž površine obdelovanca, ki ga je treba obdelati, da se doseže določena natančnost poti njihovega gibanja.

MINISTRSTVO ZA IZOBRAŽEVANJE IN ZNANOST UKRAJINE

Donbass State Academy of Construction

in arhitektura

METODOLOŠKA NAVODILA

za praktični pouk pri predmetu "Tehnološke osnove strojništva" na temo "Izračun naprav"

Zapisnik št. 2005 je bil potrjen na seji oddelka "Avtomobili in avtomobilska industrija"

Makeevka 2005

Metodološka navodila za praktične vaje pri predmetu "Tehnološke osnove strojništva" na temo "Izračun naprav" (za študente specialnosti 7.090258 Avtomobili in avtomobilska industrija) / Komp. D.V. Popov, E.S. Savenko. - Makeevka: DonGASA, 2002. -24 str.

Predstavljeni so osnovni podatki o obdelovalnih strojih, konstrukciji, glavnih elementih in metodologija za izračun naprav.

Sestavil: D.V. Popov, asist.

E.S. Savenko, pom.

Odgovoren za izdajo S.A. Gorozhankin, izredni profesor

Naprave4

Elementi naprav5

Namestitveni elementi naprav6

Vpenjalni elementi napeljave9

Izračun sil za pritrditev obdelovancev12

Naprave za vodenje in določanje položaja 13 rezilnih orodij

Ohišja in pomožni elementi naprav14

Splošna metodologija za izračun naprav15

Izračun čeljustnih vpenjal na primeru struženja16

Literatura19

Aplikacije20

NAPRAVE

Vse naprave, ki temeljijo na tehnoloških značilnostih, lahko razdelimo v naslednje skupine:

1. Strojna orodja za namestitev in pritrditev obdelovancev, odvisno od vrste obdelave, so razdeljena na naprave za struženje, vrtanje, rezkanje, brušenje, večnamenske in druge stroje. Te naprave komunicirajo med obdelovancem in strojem.

2. Strojna orodja za namestitev in pritrditev delovnega orodja (imenujejo jih tudi pomožna orodja) komunicirajo med orodjem in strojem. Sem spadajo kartuše za svedre, povrtala, navojne navoje; večvretensko vrtanje, rezkanje, revolverske glave; držala orodja, bloki itd.

Z napravami zgornjih skupin se prilagodi sistem stroj-obdelovanec-orodje.

Montažne naprave se uporabljajo za povezovanje parnih delov izdelka, ki se uporabljajo za pritrditev osnovnih delov, zagotavljanje pravilne namestitve povezanih elementov izdelka, predhodno montažo elastičnih elementov (vzmeti, razcepni obroči) itd .;

Nadzorne naprave se uporabljajo za preverjanje odstopanj v velikosti, obliki in relativnem položaju površin, parjenje montažnih enot in izdelkov, kot tudi za nadzor projektnih parametrov, pridobljenih med postopkom montaže.

Naprave za zajemanje, premikanje in obračanje težkih ter v avtomatizirani proizvodnji GPS in lahkih obdelovancev in sestavljenih izdelkov. Naprave so delovni deli industrijskih robotov, vgrajenih v sisteme avtomatizirane proizvodnje in GPS.

Obstajajo številne zahteve za prijemalne naprave:

zanesljivost prijemanja in držanja obdelovanca; stabilnost baze; vsestranskost; visoka fleksibilnost (enostavna in hitra menjava); majhne skupne dimenzije in teža. V večini primerov se uporabljajo mehanske prijemalne naprave. Primeri prijemalnih diagramov za različne prijemalne naprave so prikazani na sl. 18.3. Široko se uporabljajo tudi magnetne, vakuumske in elastične prijemalne naprave.

Vse opisane skupine naprav so glede na vrsto proizvodnje lahko ročne, mehanske, polavtomatske in avtomatske, glede na stopnjo specializacije pa univerzalne, specializirane in posebne.

Odvisno od stopnje poenotenja in standardizacije v strojništvu in izdelavi instrumentov v skladu z zahtevami Enotnega sistema tehnološke priprave proizvodnje (USTPP), odobren

sedem standardni sistemi strojna orodja.

V praksi sodobne proizvodnje so se razvili naslednji sistemi naprav.

Univerzalne montažne naprave (USF) so sestavljene iz končno obdelanih zamenljivih standardnih univerzalnih elementov. Uporabljajo se kot posebne reverzibilne kratkodelujoče naprave. Omogočajo namestitev in pritrditev različnih delov v okviru dimenzijskih zmožnosti kompleta USP.

Posebne montažne naprave (SRP) so sestavljene iz standardnih elementov kot rezultat njihove dodatne mehanske obdelave in se uporabljajo kot posebne ireverzibilne dolgotrajne naprave iz reverzibilnih elementov.

Neločljive posebne naprave (NSD) so sestavljene iz standardnih delov in sklopov za splošno uporabo kot dolgotrajne ireverzibilne naprave iz nepovratnih delov in sklopov. Sestavljeni so iz dveh delov: enotnega osnovnega dela in zamenljive šobe. Naprave tega sistema se uporabljajo za ročno obdelavo delov.

Univerzalne neprilagodljive naprave (UPD) so najpogostejši sistem v pogojih množične proizvodnje. Te naprave omogočajo namestitev in pritrditev obdelovancev vseh majhnih in srednje velikih izdelkov. V tem primeru je namestitev dela povezana s potrebo po nadzoru in orientaciji v prostoru. Takšne naprave zagotavljajo širok spekter postopkov obdelave.

Univerzalne nastavitvene naprave (UNF) omogočajo namestitev s posebnimi nastavitvami, pritrjevanje obdelovancev majhnih in srednjih dimenzij in izvajanje širokega spektra obdelovalnih operacij.

Specializirane nastavitvene naprave (SAD) zagotavljajo v skladu z določeno osnovno shemo s posebnimi nastavitvami pritrditev delov, povezanih v konstrukciji, za izvedbo tipične operacije. Vsi našteti sistemi naprav spadajo v enotno kategorijo.

ELEMENTI NAPRAV

Glavni elementi naprav so namestitev, vpenjanje, vodila, delilni (rotacijski), pritrdilni elementi, ohišja in mehanizirani pogoni. Njihov namen je naslednji:

namestitveni elementi - za določitev položaja obdelovanca glede na vpenjalo in položaj obdelane površine glede na rezalno orodje;

vpenjalni elementi - za pritrditev obdelovanca;

vodilni elementi - za izvajanje zahtevane smeri gibanja orodja;

delilni ali vrtljivi elementi - za natančno spreminjanje položaja površine obdelovanca, ki se obdeluje glede na rezalno orodje;

pritrdilni elementi - za povezavo posamezne elemente med seboj;

ohišja naprav (kot osnovni deli) - za namestitev vseh elementov naprav nanje;

mehanizirani pogoni - za samodejno pritrjevanje obdelovanca.

Med elemente naprav spadajo tudi prijemala različnih naprav (roboti, GPS transportne naprave) za prijemanje, vpenjanje (odpenjanje) in premikanje obdelovancev, ki se obdelujejo ali sestavljajo sestavne enote.

1 Namestitveni elementi naprav

Vgradnja obdelovancev v napeljave ali na stroje, kot tudi montaža delov vključuje njihovo podlago in pritrditev.

Potreba po pritrditvi (prisilno zapiranje) pri obdelavi obdelovanca v vpenjalih je očitna. Za natančno obdelavo obdelovancev je potrebno: ​​izvesti njegovo pravilno lokacijo glede na naprave opreme, ki določajo poti gibanja orodja ali samega obdelovanca;

zagotoviti stalen stik podstavkov z referenčnimi točkami in popolno nepremičnost obdelovanca glede na vpenjalo med njegovo obdelavo.

Za popolno orientacijo je treba v vseh primerih pri pritrjevanju obdelovancu odvzeti vseh šest prostostnih stopenj (pravilo šestih točk v teoriji baziranja); V nekaterih primerih je možno odstopanje od tega pravila.

V ta namen se uporabljajo glavne podpore, katerih število mora biti enako številu prostostnih stopinj, ki so odvzete obdelovancu. Za povečanje togosti in odpornosti na vibracije obdelovancev, ki se obdelujejo, se v napeljavah uporabljajo pomožne nastavljive in samonaravnalne podpore.

Za namestitev obdelovanca v vpenjalo z ravno površino se uporabljajo standardizirani glavni nosilci v obliki zatičev s sferično, zarezano in ploščato glavo, podložke in podporne plošče. Če obdelovanca ni mogoče namestiti samo na glavne nosilce, se uporabijo pomožni nosilci. Kot slednje se lahko uporabijo standardizirani nastavljivi nosilci v obliki vijakov s sferično naležno površino in samonaravnalni nosilci.

Slika 1 Standardizirane podpore:

A-e- stalne podpore (zatiči): a- ravna površina; b- sferične; V- zarezan; G- ravno z vgradnjo v adapterski tulec; d- podporna podložka; e- osnovna plošča; in- nastavljiva podpora - samoporavnavna podpora

Spajanje nosilcev s sferičnimi, zarezanimi in ravnimi glavami s telesom naprave se izvede glede na prileganje oz . Montaža takih nosilcev se uporablja tudi preko vmesnih puš, ki se glede na prileganje spojijo z luknjami ohišja. .

Primeri standardiziranih glavnih in pomožnih nosilcev so prikazani na sliki 1.

Za namestitev obdelovanca vzdolž dveh cilindričnih lukenj in ravne površine, pravokotne na njuni osi, uporabite

Slika 2.Shemaglede na konec in luknjo:

a – na visokem prstu; b – na spodnjem prstu

standardizirane ploščate podpore in pritrdilne zatiče. Da bi se izognili zagozditvi obdelovancev pri namestitvi na prste vzdolž točno dveh lukenj (D7), mora biti eden od namestitvenih prstov odrezan, drugi pa valjast.

Namestitev delov na dva prsta in ravnino je našla široko uporabo pri obdelavi obdelovancev na avtomatskih in proizvodnih linijah, večnamenskih strojih in v GPS.

Sheme za podlago na ravnini in luknjah z uporabo montažnih prstov lahko razdelimo v tri skupine: na koncu in luknji (slika 2); vzdolž ravnine, konca in luknje (slika 3); vzdolž ravnine in dve luknji (slika 4).

riž. 19.4. Shema podlage na ravnini in dveh luknjah

Priporočljivo je, da obdelovanec namestite na en prst glede na prileganje oz , in na dva prsta - vsak .

IN
Iz slike 2 izhaja, da namestitev obdelovanca vzdolž izvrtine na dolg valjast neobrezan zatič odvzame štiri prostostne stopinje (dvojna vodilna podlaga), pri namestitvi na koncu pa eno prostostno stopnjo (podporna podlaga). Namestitev obdelovanca na kratek zatič mu odvzame dve prostostni stopnji (dvojno nosilno podnožje), konec pa je v tem primeru vgradni podstavek in odvzame obdelovancu tri prostostne stopinje. Za popolno podlago je potrebno ustvariti zapiranje s silo, to je uporabiti vpenjalne sile. Iz slike 3 sledi, da je ravnina podnožja obdelovanca vgradna podlaga, dolga luknja, v katero vstopi odrezan prst z osjo, vzporedno z ravnino, je vodilna podlaga (obdelovanec je prikrajšan za dve stopinji) in konec obdelovanca je podlaga.

Slika 3. Temelji naravnina, Slika 4 Na podlagi

konec in luknja ravnine ter dve luknji

Na sl. Slika 4 prikazuje obdelovanec, ki je nameščen vzdolž ravnine in dveh lukenj. Letalo je osnova namestitve. Luknje, centrirane z valjastim zatičem, so dvojna podporna osnova, tiste, centrirane z odrezanim zatičem, pa so podporna osnova. Uporabljene sile (prikazane s puščico na slikah 3 in 4) zagotavljajo natančnost poravnave.

Prst je dvojna podlaga, odrezani prst pa podlaga. Uporabljene sile (prikazane s puščico na slikah 3 in 4) zagotavljajo natančnost poravnave.

Za namestitev obdelovancev z zunanjo površino in končno površino, pravokotno na njegovo os, se uporabljajo nosilne in pritrdilne prizme (premične in fiksne), pa tudi puše in kartuše.

Elementi vpenjal vključujejo nastavitve in sonde za nastavitev stroja na zahtevano velikost. Tako so lahko standardizirane nastavitve za rezkarje na rezkalnih strojih:

stolpnica, visok konec, kotni in kotni konec.

Ploščate sonde so izdelane z debelino 3-5 mm, cilindrične s premerom 3-5 mm z natančnostjo 6. (h6) in utrjen 55-60 HRC 3, brušen (parameter hrapavosti Ra = 0,63 µm).

Aktivne površine vseh vgradnih elementov naprav morajo imeti visoko odpornost proti obrabi in visoko trdoto. Zato so izdelani iz konstrukcijskih in legiranih jekel 20, 45, 20Х, 12ХНЗА z naknadnim naogljičenjem in utrjevanjem na 55-60 HRC3 (nosilci, prizme, pritrdilni zatiči, središča) in orodnih jekel U7 in U8A z utrjevanjem na 50-55 HRG , ( nosilci s premerom manj kot 12 mm; pritrdilni zatiči s premerom manj kot 16 mm; instalacije in sonde).

Vpenjalni elementi so mehanizmi, ki se neposredno uporabljajo za pritrditev obdelovancev ali vmesni členi v kompleksnejših vpenjalnih sistemih.

večina preprost pogled univerzalne spone so tiste, ki se aktivirajo s ključi, ročaji ali ročnimi kolesi, nameščenimi na njih.

Da bi preprečili premikanje vpetega obdelovanca in nastanek vdolbin na njem zaradi vijaka ter zmanjšali upogibanje vijaka pri pritiskanju na površino, ki ni pravokotna na njegovo os, so na koncih vijakov nameščeni nihajni čevlji ( Slika 68, α).

Imenujejo se kombinacije vijačnih naprav z vzvodi ali klini kombinirane sponke in, od katerih so različne vijačne sponke(Sl. 68, b), Naprava sponk vam omogoča, da jih premikate ali vrtite, tako da lahko bolj priročno namestite obdelovanec v vpenjalo.

Na sl. 69 prikazuje nekaj modelov sponke za hitro sprostitev. Za majhne vpenjalne sile se uporablja bajonetna naprava (slika 69, α), za znatne sile pa se uporablja batna naprava (slika 69, b). Te naprave omogočajo umik vpenjalnega elementa dolga razdalja iz obdelovanca; pritrditev nastane kot posledica obračanja palice pod določenim kotom. Primer objemke z zložljivo zaporo je prikazan na sl. 69, v. Ko popustite matico ročaja 2, odstranite omejevalnik 3 in ga zavrtite okoli svoje osi. Po tem se vpenjalna palica 1 umakne v desno za razdaljo h. Na sl. 69, d prikazuje diagram naprave z vzvodom za visoke hitrosti. Pri obračanju ročaja 4 zatič 5 drsi vzdolž palice 6 s poševnim rezom, zatič 2 pa drsi vzdolž obdelovanca 1 in ga pritiska na omejevalce, ki se nahajajo spodaj. Sferična podložka 3 služi kot tečaj.

Veliko časa in znatne sile, potrebne za pritrditev obdelovancev, omejujejo obseg uporabe vijačne sponke in v večini primerov so prednostni tisti s hitrim delovanjem ekscentrične spone. Na sl. 70 prikazuje disk (α), cilindričen z objemko v obliki črke L (b) in stožčasto lebdečo (c) objemko.

Ekscentri so okrogli, evolventni in spiralni (vzdolž Arhimedove spirale). V vpenjalnih napravah se uporabljata dve vrsti ekscentrov: okrogli in ukrivljeni.

Okrogli ekscentri(slika 71) so disk ali valj z osjo vrtenja, premaknjeno za velikost ekscentričnosti e; stanje samozaviranja je zagotovljeno, ko je razmerje D/е≥ 4.

Prednost okroglih ekscentrov je enostavnost njihove izdelave; Glavna pomanjkljivost je variabilnost dvižnega kota α in vpenjalne sile Q. Krivolinijski ekscentri, katerih delovni profil poteka vzdolž evolventne ali Arhimedove spirale, imajo konstanten kot višine α in zato zagotavljajo konstantno silo Q pri vpenjanju katere koli točke profila.

Klinasti mehanizem uporablja se kot vmesni člen v kompleksnih vpenjalnih sistemih. Je preprost za izdelavo, enostavno nameščen v napravo in omogoča povečanje in spreminjanje smeri prenesene sile. Pri določenih kotih ima klinasti mehanizem samozavorne lastnosti. Za klin z enim stožcem (slika 72, a) pri prenosu sil pod pravim kotom lahko sprejmemo naslednje razmerje (z ϕ1 = ϕ2 = ϕ3 = ϕ, kjer so ϕ1…ϕ3 koti trenja):

P = Qtg (α ± 2ϕ),

kjer je P aksialna sila; Q - vpenjalna sila. Samozaviranje bo potekalo pri α<ϕ1 + ϕ2.

Za dvostranski klin (sl. 72, b) pri prenosu sil pod kotom β> 90 je razmerje med P in Q pri konstantnem kotu trenja (ϕ1 = ϕ2 = ϕ3 = ϕ) je izražena z naslednjo formulo:

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

Vzvodne spone uporablja se v kombinaciji z drugimi osnovnimi objemkami, ki tvorijo bolj zapletene vpenjalne sisteme. Z vzvodom lahko spremenite velikost in smer prenesene sile ter istočasno in enakomerno pritrdite obdelovanec na dveh mestih. Na sl. Slika 73 prikazuje diagrame delovanja sil v enokrakih in dvokrakih ravnih in ukrivljenih sponah. Ravnotežne enačbe za te vzvodne mehanizme imajo naslednji pogled; za enoročno objemko (slika 73, α):

neposredna dvokraka sponka (slika 73, b):

ukrivljena objemka (za l1

kjer je p torni kot; ƒ - koeficient trenja.

Kot namestitveni elementi za zunanje ali notranje površine vrtljivih teles se uporabljajo centrirni vpenjalni elementi: vpenjalne palice, ekspanzijski trni, vpenjalne puše s hidroplastiko, kot tudi membranski vložki.

Vpenjalne klešče Gre za razcepljene vzmetne rokave, katerih konstrukcijske različice so prikazane na sl. 74 (α - z napenjalno cevjo; 6 - z distančno cevjo; c - navpični tip). Izdelani so iz visokoogljičnih jekel, na primer U10A, in so toplotno obdelani do trdote HRC 58...62 v vpenjalnem delu in do trdote HRC 40...44 v repnih delih. Kot stožca vpenjalne cevi α = 30…40°. Pri manjših kotih se lahko vpenjalna vpenjala zagozdi.

Kot stožca kompresijske tulke je za 1° manjši ali večji od kota stožca vpenjalne palčke. Vpenjalne vložke zagotavljajo namestitveno ekscentričnost (odtekanje) največ 0,02...0,05 mm. Osnovna površina obdelovanca mora biti obdelana v skladu z 9....7. stopnjo točnosti.

Razširitveni trni različne izvedbe (vključno z izvedbami, ki uporabljajo hidroplast) so razvrščene kot naprave za montažo in vpenjanje.

Kartuše z membrano Uporablja se za natančno centriranje obdelovancev po zunanji ali notranji cilindrični površini. Kartuša (sl. 75) je sestavljena iz okrogle membrane 1, ki je privita na prednjo ploščo stroja v obliki plošče s simetrično nameščenimi izboklinami-odmikači 2, katerih število je izbrano v območju 6 ... 12. Palica pnevmatskega cilindra 4 poteka znotraj vretena. Ko je pnevmatika vklopljena, se membrana upogne in potisne odmikače narazen. Ko se palica premakne nazaj, membrana, ki se poskuša vrniti v prvotni položaj, stisne obdelovanec 3 s svojimi odmikači.

Objemka zobate letve(Sl. 76) je sestavljen iz letve 3, zobnika 5, ki sedi na gredi 4, in vzvoda ročaja 6. Z vrtenjem ročaja v nasprotni smeri urnega kazalca spustite stojalo in vpenjalo 2, da pritrdite obdelovanec 1. Vpenjalna sila Q je odvisna od vrednost sile P, ki deluje na ročaj. Naprava je opremljena s ključavnico, ki z zagozditvijo sistema preprečuje obratno vrtenje kolesa. Najpogostejše vrste ključavnic so: Valjčna ključavnica(Sl. 77, a) je sestavljen iz pogonskega obroča 3 z izrezom za valj 1, ki je v stiku z ravnino reza valja. 2 prestavi. Pogonski obroč 3 je pritrjen na ročaj vpenjalne naprave. Z vrtenjem ročaja v smeri puščice se vrtenje prenaša na gred zobnika preko kolesca 1*. Valj je zagozden med površino izvrtine ohišja 4 in ravnino reza valja 2 in preprečuje obratno vrtenje.

Valjčna ključavnica z neposrednim pogonom trenutek od voznika do valja je prikazan na sl. 77, b. Vrtenje z ročaja skozi povodec se prenaša neposredno na gred 6. kolesa. Valj 3 je skozi zatič 4 pritisnjen s šibko vzmetjo 5. Ker so izbrane reže na mestih, kjer se valj dotika obroča 1 in gredi 6, se sistem takoj zatakne, ko se sila odstrani iz ročaja 2. Z obračanjem ročaja v nasprotni smeri, valj zagozdi in vrti gred v smeri urinega kazalca.

Stožčasta ključavnica(Sl. 77, c) ima stožčasto pušo 1 in gred s stožcem 3 in ročajem 4. Spiralni zobje na srednjem vratu gredi so vpeti v stojalo 5. Slednji je povezan z vpenjalnim mehanizmom aktuatorja . Pri kotu zoba 45° je aksialna sila na gredi 2 enaka (brez upoštevanja trenja) vpenjalni sili.

* Ključavnice te vrste so izdelane s tremi valji, ki so nameščeni pod kotom 120°.

Odmična ključavnica(Sl. 77, d) je sestavljen iz kolesne gredi 2, na kateri je zataknjen ekscenter 3. Gred se poganja v vrtenje z obročem 1, pritrjenim na ročaj ključavnice; obroč se vrti v izvrtini ohišja 4, katerega os je odmaknjena od osi gredi za razdaljo e. Ko se ročaj vrti vzvratno, pride do prenosa na gred skozi zatič 5. Med postopkom pritrditve je obroč 1 zagozden med ekscentrično in ohišje.

Kombinirane vpenjalne naprave so kombinacija elementarnih sponk različnih vrst. Uporabljajo se za povečanje vpenjalne sile in zmanjšanje dimenzij naprave ter za večjo enostavnost upravljanja. Kombinirane vpenjalne naprave lahko zagotovijo tudi sočasno vpenjanje obdelovanca na več mestih. Vrste kombiniranih sponk so prikazane na sl. 78.

Kombinacija ukrivljene ročice in vijaka (slika 78, a) vam omogoča, da hkrati pritrdite obdelovanec na dveh mestih, enakomerno povečate vpenjalne sile na dano vrednost. Konvencionalna vrtljiva sponka (slika 78, b) je kombinacija vzvodnih in vijačnih sponk. Nihajna os vzvoda 2 je poravnana s središčem sferične površine podložke 1, ki razbremeni zatič 3 pred upogibnimi silami.Sponka z ekscentrom, prikazana na sliki 78, je primer kombinirane sponke za visoke hitrosti. Pri določenem razmerju rok vzvoda se lahko poveča vpenjalna sila ali hod vpenjalnega konca vzvoda.

Na sl. 78, d prikazuje napravo za pritrditev cilindričnega obdelovanca v prizmo s pomočjo tečajne ročice, na sl. 78, d - diagram hitre kombinirane spone (vzvod in ekscentrični), ki zagotavlja bočno in navpično stiskanje obdelovanca na nosilce naprave, saj se vpenjalna sila izvaja pod kotom. Podoben pogoj zagotavlja naprava, prikazana na sl. 78, e.

Objemke z vzvodom tečaja (slika 78, g, h, i) so primeri hitrih vpenjalnih naprav, ki se aktivirajo z vrtenjem ročaja. Da preprečite samosprostitev, se ročaj premakne skozi mrtvi položaj do zaustavitve 2. Vpenjalna sila je odvisna od deformacije sistema in njegove togosti. Želeno deformacijo sistema nastavite z nastavitvenim tlačnim vijakom 1. Vendar pa prisotnost tolerance za velikost H (slika 78, g) ne zagotavlja konstantne vpenjalne sile za vse obdelovance dane serije.

Kombinirane vpenjalne naprave se upravljajo ročno ali z agregati.

Vpenjalni mehanizmi za več napeljav mora zagotavljati enako vpenjalno silo v vseh položajih. Najenostavnejša večnamenska naprava je trn, na katerega je nameščen paket surovcev "obročev, diskov", pritrjenih vzdolž končnih ravnin z eno matico (shema zaporednega prenosa sile vpenjanja). Na sl. 79, α prikazuje primer vpenjalne naprave, ki deluje na principu vzporedne porazdelitve vpenjalne sile.

Če je treba zagotoviti sosežnost osnovne in obdelane površine ter preprečiti deformacijo obdelovanca, se uporabljajo elastične vpenjalne naprave, kjer se vpenjalna sila enakomerno prenaša s pomočjo polnila ali drugega vmesnega telesa na vpenjalni element obdelovanca. naprave v mejah elastičnih deformacij).

Kot vmesno telo se uporabljajo običajne vzmeti, guma ali hidroplast. Vzporedna vpenjalna naprava z uporabo hidroplastike je prikazana na sl. 79, b. Na sl. 79, v prikazuje napravo mešanega (vzporedno-serijskega) delovanja.

Na neprekinjenih strojih (bobnasto rezkanje, specialno večvretensko vrtanje) obdelovanci se namestijo in odstranijo brez prekinitve podajalnega gibanja. Če se pomožni čas prekriva s časom stroja, lahko za pritrditev obdelovancev uporabite različne vrste vpenjal.

Za mehanizacijo proizvodnih procesov je priporočljivo uporabiti Avtomatske vpenjalne naprave(neprekinjeno), ki ga poganja podajalni mehanizem stroja. Na sl. 80, α prikazuje diagram naprave s prožnim zaprtim elementom 1 (kabel, veriga) za pritrditev cilindričnih obdelovancev 2 na bobnasti rezkalni stroj pri obdelavi končnih površin, na sl. 80, 6 - diagram naprave za pritrditev surovcev bata na vodoravnem vrtalnem stroju z več vreteni. Pri obeh napravah operater samo namesti in odstrani obdelovanec, obdelovanec pa se samodejno zavaruje.

Učinkovita vpenjalna naprava za držanje obdelovancev iz tankih pločevin med končno obdelavo ali končno obdelavo je vakuumska sponka. Vpenjalna sila je določena s formulo:

kjer je A aktivno območje votline naprave, omejeno s tesnilom; p = 10 5 Pa - razlika med atmosferskim tlakom in tlakom v votlini naprave, iz katere se odstrani zrak.

Elektromagnetne vpenjalne naprave uporablja se za pritrditev obdelovancev iz jekla in litega železa z ravno osnovno površino. Vpenjalne naprave so običajno izdelane v obliki plošč in vpenjal, katerih zasnova kot začetne podatke upošteva dimenzije in konfiguracijo obdelovanca v načrtu, njegovo debelino, material in potrebno držalno silo. Zadrževalna sila elektromagnetne naprave je v veliki meri odvisna od debeline obdelovanca; pri majhnih debelinah ves magnetni tok ne prehaja skozi presek dela, nekatere črte magnetnega pretoka pa so razpršene v okoliški prostor. Deli, obdelani na elektromagnetnih ploščah ali vpenjalnih glavah, pridobijo preostale magnetne lastnosti - razmagnetijo se tako, da jih spustimo skozi solenoid, ki ga napaja izmenični tok.

V magnetnem vpetju V napravah so glavni elementi trajni magneti, ki so drug od drugega izolirani z nemagnetnimi tesnili in pritrjeni v skupni blok, obdelovanec pa je armatura, skozi katero je zaprt tok magnetne moči. Za ločitev končnega dela se blok premakne z uporabo ekscentričnega ali ročičnega mehanizma, medtem ko je tok magnetne sile zaprt na telo naprave, mimo dela.

Konstrukcije vseh obdelovalnih strojev temeljijo na uporabi standardnih elementov, ki jih lahko razdelimo v naslednje skupine:

namestitveni elementi, ki določajo položaj dela v napeljavi;

vpenjalni elementi - naprave in mehanizmi za pritrjevanje delov ali gibljivih delov naprav;

elementi za vodenje rezalnega orodja in nadzor njegovega položaja;

pogonske naprave za proženje vpenjalnih elementov (mehanske, električne, pnevmatske, hidravlične);

ohišja naprav, na katerih so pritrjeni vsi drugi elementi;

pomožni elementi, ki služijo za spreminjanje položaja dela v vpenjalu glede na orodje, za povezovanje elementov vpenjal med seboj in uravnavanje njihovega relativnega položaja.

1.3.1 Tipični osnovni elementi naprav. Osnovni elementi vpenjal so deli in mehanizmi, ki zagotavljajo pravilno in enakomerno razporeditev obdelovancev glede na orodje.

Dolgoročno ohranjanje točnosti dimenzij teh elementov in njihovega relativnega položaja je najpomembnejša zahteva pri načrtovanju in izdelavi naprav. Skladnost s temi zahtevami ščiti pred napakami med obdelavo in zmanjša čas in denar, porabljen za popravilo naprave. Zato neposredna uporaba telesa vpenjala ni dovoljena za namestitev obdelovancev.

Podnožje oziroma vgradni elementi naprave morajo imeti visoko obrabno odpornost delovnih površin, zato so izdelani iz jekla in termično obdelani za doseganje zahtevane trdote površine.

Med montažo obdelovanec sloni na vgradnih elementih vpenjal, zato se ti elementi imenujejo nosilci. Nosilce lahko razdelimo v dve skupini: skupino glavnih in skupino pomožnih nosilcev.

Glavni nosilci so vgradni ali osnovni elementi, ki obdelovancu med obdelavo odvzamejo vse ali več prostostnih stopenj v skladu z zahtevami obdelave. Zatiči in plošče se pogosto uporabljajo kot glavni nosilci za nameščanje obdelovancev na ravne površine v vpenjalih.

riž. 12.

Zatiči (slika 12.) se uporabljajo z ravnimi, sferičnimi in zarezanimi glavami. Zatiči z ravno glavo (slika 12, a) so namenjeni za vgradnjo obdelovancev z obdelanimi ravninami, drugi in tretji (sl. 12, b in c) za vgradnjo na neobdelane površine, zatiči s sferično glavo, saj obrabijo več, se uporabljajo v primerih posebne potrebe , na primer pri nameščanju surovcev ozkih delov z neobdelano površino, da se doseže največja razdalja med podpornimi točkami. Zarezni zatiči se uporabljajo za namestitev delov na neobdelane stranske površine, ker zagotavljajo bolj stabilen položaj obdelovanca in zato v nekaterih primerih omogočajo uporabo manjše sile za njegovo vpenjanje.

V vpenjalu so zatiči običajno nameščeni v luknje z interferenčnim prileganjem stopnje 7 natančnosti. Včasih so utrjene prehodne puše vtisnjene v luknjo v telesu naprave (slika 12, a), v katero se zatiči prilegajo z majhno režo 7 kakovosti.

Najpogostejše oblike plošč so prikazane na sliki 13. Zasnova je ozka plošča, pritrjena z dvema ali tremi. Za lažje premikanje obdelovanca, pa tudi za varno ročno čiščenje naprave iz čipov, je delovna površina plošče obrobljena s posnetjem pod kotom 45 ° (slika 13, a). Glavni prednosti takih zapisov sta preprostost in kompaktnost. Glave vijakov, s katerimi je pritrjena plošča, so običajno zamaknjene 1-2 mm glede na delovno površino plošče.

riž. 13 Podporne plošče: a - ravna, b - s poševnimi utori.

Pri baziranju obdelovancev na cilindrično površino je obdelovanec nameščen na prizmo. Prizma je montažni element z delovno površino v obliki utora, ki ga tvorita dve ravnini, nagnjeni druga proti drugi pod kotom (slika 14). Prizme za montažo kratkih obdelovancev so standardizirane.

Naprave uporabljajo prizme s koti 60°, 90° in 120°. Najpogostejše so prizme z b = 90

riž. 14

Pri vgradnji obdelovancev s čisto obdelanimi podlagami se uporabljajo prizme s širokimi podpornimi površinami, pri grobih podlagah pa z ozkimi podpornimi površinami. Poleg tega se na grobih podlagah uporabljajo točkovni nosilci, vtisnjeni v delovne površine prizme (slika 15, b). V tem primeru obdelovanci z osno ukrivljenostjo, sodčasto obliko in drugimi napakami v obliki tehnološke osnove zavzamejo stabilen in določen položaj v prizmi.

Slika 15

Pomožni nosilci. Pri obdelavi netrdnih obdelovancev se poleg namestitvenih elementov pogosto uporabljajo dodatni ali priloženi nosilci, ki se pripeljejo na obdelovanec po tem, ko je ta na 6 točkah zasnovan in pritrjen. Število dodatnih nosilcev in njihova lokacija sta odvisna od oblike obdelovanca, mesta uporabe sil in rezalnih momentov.

1.3.2 Vpenjalni elementi in naprave. Vpenjalne naprave ali mehanizmi so mehanizmi, ki odpravljajo možnost vibracij ali premikanja obdelovanca glede na namestitvene elemente naprave pod vplivom lastne teže in sil, ki nastanejo med obdelavo (montažo).

Potreba po uporabi vpenjalnih naprav izgine v dveh primerih:

1. Ko se obdeluje (sestavlja) težak, stabilen obdelovanec (montažna enota), v primerjavi s težo katerega so obdelovalne (montažne) sile majhne;

2. Ko se sile, ki nastanejo med obdelavo (montažo), izvajajo tako, da ne morejo motiti položaja obdelovanca, doseženega z baziranjem.

Za vpenjalne naprave veljajo naslednje zahteve:

1. Pri vpenjanju ne smete motiti položaja obdelovanca, ki ga dosežete z bazo. To se doseže z racionalno * izbiro smeri in točke delovanja vpenjalne sile.

2. Objemka ne sme povzročiti deformacije obdelovancev, pritrjenih v vpenjalo, ali poškodbe (zdrobitev) njihovih površin.

3. Vpenjalna sila mora biti najmanjša potrebna, vendar zadostna za zagotovitev zanesljivega položaja obdelovanca glede na namestitvene elemente napeljave med obdelavo.

4. Vpenjanje in ločevanje obdelovanca mora potekati z minimalnim naporom in delovnim časom. Pri uporabi ročnih sponk sila roke ne sme presegati 147 N (15 kgf).

5. Rezalne sile naj, če je le mogoče, ne prevzamejo vpenjalne naprave.

6. Vpenjalni mehanizem mora biti preprost, čim bolj priročen in varen pri delovanju.

Izpolnjevanje večine teh zahtev je povezano s pravilno določitvijo velikosti, smeri in lokacije vpenjalnih sil.

Široka razširjenost vijačnih naprav je razložena z njihovo primerjalno preprostostjo, vsestranskostjo in nemotenim delovanjem. Vendar pa najpreprostejša objemka v obliki posameznega vijaka, ki deluje neposredno na del, ni priporočljiva, saj se na mestu delovanja del deformira in poleg tega pod vplivom tornega momenta, ki nastane na koncu vijaka, se lahko poruši položaj obdelovanca v vpenjalu glede na orodje.

Pravilno oblikovana preprosta vijačna sponka mora biti poleg vijaka 3 (slika 16, a) sestavljena iz vodilne navojne puše 2 z zamaškom 5, ki preprečuje njegovo samovoljno odvijanje, konico 1 in matico z ročajem ali glavo. 4.

Zasnove konic (sl. 16, b - e) se razlikujejo od zasnove, prikazane na sl. 18, a, v tem, da je konec vijaka bolj trpežen, saj je premer vratu vijaka za konice (sl. 16, b in d) se lahko vzame enak notranjemu premeru navojnega dela vijaka, za konice (sl. 16, c in d) pa je lahko ta premer enak zunanjemu premeru vijaka. Konice (sl. 16, b-d) se privijejo na navojni konec vijaka in na enak način kot konica, prikazana na sl. 16, a, lahko prosto namestite na obdelovanec. Konica (slika 16, d) je ohlapno nameščena na sferičnem koncu vijaka in na njej pritrjena s posebno matico.

riž. 16.

Konice (sl. 16, e-h) se od prejšnjih razlikujejo po tem, da so natančno vodene skozi luknje v telesu naprave (ali v tulcu, vtisnjenem v telo) in privijačene neposredno na vpenjalni vijak 15, ki. v tem primeru je zaklenjen, da se prepreči njegovo osno premikanje. Toge, natančno usmerjene konice (slika 16, f, g in h) se priporočajo za uporabo v primerih, ko med obdelavo nastanejo sile, ki premaknejo obdelovanec v smeri, pravokotni na os vijaka. Nihajne konice (sl. 16, a-e) je treba uporabiti v primerih, ko takšne sile ne nastanejo.

Ročaji za krmiljenje vijaka so izdelani v obliki odstranljivih glav različnih izvedb (slika 17) in so nameščeni na navojnem, fasetiranem ali cilindričnem koncu vijaka s ključem, na katerem so običajno zaklenjeni z zatičem. Cilindrična glava I (slika 17, a) z narebričeno "jagnjetino" glavo zvezde II in glavo s štirimi rezili III se uporablja pri upravljanju vijaka z eno roko in s silo vpenjanja v območju 50–100 N (5– 10 kg).

Glava matica VI s kratkim nagnjenim ročajem, togo pritrjenim v njej; glava VII z zložljivim ročajem, katerega delovni položaj je fiksiran z vzmetno obremenjeno kroglo; glava V s cilindrično luknjo za ključ, prav tako togo pritrjena z vodoravnim ročajem; krmilna glava IV s štirimi privijačenimi ali stisnjenimi ročaji (slika 17). Head IV je najbolj zanesljiv in enostaven za uporabo.

riž. 17.

1.3.3 Ohišja. Tela napeljave so glavni del napeljave, na katerega so pritrjeni vsi drugi elementi. Zaznava vse sile, ki delujejo na del med njegovim pritrjevanjem in obdelavo, ter zagotavlja določeno relativno razporeditev vseh elementov in naprav naprav, ki jih združuje v eno celoto. Vpenjalna telesa so opremljena z vgradnimi elementi, ki zagotavljajo vpenjalo, tj. njegovo zahtevano lego na stroju brez poravnave.

Ohišja naprav so izdelana iz litega železa, varjena iz jekla ali montažna iz posameznih elementov, pritrjenih s sorniki.

Ker ohišje absorbira sile, ki nastanejo pri pritrditvi in ​​obdelavi obdelovanca, mora biti močno, togo, odporno proti obrabi, priročno za odvajanje hladilne tekočine in čiščenje odrezkov. Če zagotovite, da je vpenjalo nameščeno na stroj brez poravnave, mora telo ostati stabilno v različnih položajih. Ohišja so lahko lita, varjena, kovana, sestavljena z vijaki ali z zajamčenim posegom.

Lito telo (slika 18, a) ima zadostno togost, vendar ga je težko izdelati.

Ohišja iz litega železa SCh 12 in SCh 18 se uporabljajo v napravah za obdelavo majhnih in srednje velikih obdelovancev. Litoželezna telesa imajo prednosti pred jeklenimi: cenejši so, lažje jim je dati kompleksnejše oblike in jih je lažje izdelati. Pomanjkljivost teles iz litega železa je možnost upogibanja, zato jih po predhodni mehanski obdelavi podvržemo toplotni obdelavi (naravno ali umetno staranje).

Varjeno jekleno telo (slika 18, b) je manj težko izdelati, a tudi manj togo kot lito železo. Deli za takšne primere so izrezani iz jekla z debelino 8 ... 10 mm. Ohišja iz varjenega jekla so lažja od ohišij iz litega železa.

riž. 18. Ohišja naprav: a - cast; b - varjene; c - montažni; g - kovani

Pomanjkljivost zvarjenih teles je deformacija med varjenjem. Zaostale napetosti, ki nastanejo v delih telesa, vplivajo na natančnost zvara. Za razbremenitev teh napetosti so ohišja žarjena. Za večjo togost so vogali privarjeni na varjena ohišja, ki služijo kot ojačitve.

Na sl. 18b prikazuje telo, sestavljeno iz različnih elementov. Je manj kompleksen, manj tog od litega ali varjenega in zanj je značilna nizka delovna intenzivnost izdelave. Ohišje je mogoče razstaviti in uporabiti v celoti ali kot ločene dele v drugih strukturah.

Na sl. 18, d prikazuje telo naprave, izdelano s kovanjem. Njegova proizvodnja je manj delovno intenzivna kot lita, hkrati pa ohranja lastnosti togosti. Kovana jeklena telesa se uporabljajo za obdelavo majhnih obdelovancev enostavne oblike.

Kakovost izdelave njihovih delovnih površin je pomembna za delovanje naprave. Obdelati jih je treba s površinsko hrapavostjo Ra 2,5 ... 1,25 mikronov; dopustno odstopanje od vzporednosti in pravokotnosti delovnih površin ohišij je 0,03. ..0,02 mm na dolžini 100 mm.

1.3.4 Mehanizmi za orientacijo in samocentriranje. V nekaterih primerih morajo biti deli, ki jih je treba namestiti, usmerjeni vzdolž svojih simetričnih ravnin. Mehanizmi, ki se uporabljajo v ta namen, običajno ne samo usmerjajo, ampak tudi vpenjajo dele, zato se imenujejo vpenjalni vgradnji.

riž. 19.

Montažni in vpenjalni mehanizmi so razdeljeni na orientacijske in samocentrirne. Prvi usmerjajo dele samo po eni ravnini simetrije, drugi pa po dveh medsebojno pravokotnih ravninah.

Skupina samocentrirnih mehanizmov vključuje vse vrste izvedb vložkov in trnov.

Za usmerjanje in centriranje nekrožnih delov se pogosto uporabljajo mehanizmi s fiksnimi (GOST 12196--66), namestitvenimi (GOST 12194--66) in premičnimi (GOST 12193--66) prizmami. V orientacijskih mehanizmih je ena od prizem togo pritrjena - fiksna ali pozicionirna, druga pa je premična. Pri samocentrirnih mehanizmih se obe prizmi premikata hkrati.