3.1. Izbira mesta delovanja vpenjalnih sil, vrste in števila vpenjalnih elementov

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

položaj obdelovanca, dosežen med njegovo podlago, ne sme biti porušen;

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

Drobljenje površin obdelovanca, ki se pojavi med pritrjevanjem, in njegova deformacija morata biti minimalna in v sprejemljivih mejah.

Da bi zagotovili stik obdelovanca s podpornim elementom in preprečili njegov 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 prečka podporno 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 uporabe vpenjalnih sil se določi posebej za vsak primer vpenjanja obdelovanca. Da bi zmanjšali drobljenje 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 izvedbe v vpenjalnih pripravah, ki omogočajo enakomerno porazdelitev vpenjalne sile na dve ali tri točke, včasih pa jo tudi razpršijo po določeni razširjeni površini. Za število vpenjalnih točk v veliki meri odvisno od vrste obdelovanca, načina obdelave, smeri rezalne sile. Za zmanjšanje vibracij in deformacij obdelovanca pod delovanjem rezalne sile, je treba povečati togost sistema pritrditve obdelovanca s povečanjem števila vpenjalnih točk obdelovanca in njihovim približevanjem površini obdelovanca.

3.3. Določitev vrste vpenjalnih elementov

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

So vmesni členi v kompleksnih vpenjalnih sistemih.

3.3.1. Vijačne sponke

Vijačne sponke uporablja se v vpenjalih z ročnim vpenjanjem obdelovanca, v vpenjalih mehaniziranega tipa, pa tudi na avtomatskih linijah pri uporabi satelitskih vpenjal. So enostavni, kompaktni in zanesljivi pri delovanju.

riž. 3.1. Vijačne spone: a - s sferičnim koncem; b - z ravnim koncem; v - s čevljem.

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

Pri izračunu vijakov s sferično peto se upošteva le trenje v navoju.

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

kje: S- korak navoja, mm; je zmanjšan kot trenja.

kjer: Pu 150 N.

Stanje samozaviranja: .

Za standardne metrične navoje, torej so 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 podpornega konca, mm; d je notranji premer podpornega konca, mm; je koeficient trenja.

Z ravnimi konci:

Za vijak za čevlje:

Material: jeklo 35 ali jeklo 45 s trdoto HRC 30-35 in natančnostjo navoja tretjega razreda.

3.3.2. Klinaste spone

Klin se uporablja v naslednjih možnostih oblikovanja:

1. Ploščati enostranski klin.

2. Dvojni klin.

3. Okrogla zagozda.

riž. 3.2. Ravna enostranska zagozda.

riž. 3.3. Dvojni klin.

riž. 3.4. Okrogla zagozda.

4) ročični klin v obliki ekscentra ali ploščatega odmikača z delovnim profilom, ki je obrisan v Arhimedovi spirali;

riž. 3.5. Zagozda ročice: a - v obliki ekscentra; b) - v obliki ploščatega odmikača.

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

6) sistemi treh ali več klinov se ne uporabljajo v samocentrirnih zagozdnih mehanizmih (vpenjalne glave, trni).

3.3.2.1. Stanje samozaviranja klina

riž. 3.6. Stanje 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.

Te spone so hitro delujoče, vendar razvijejo manjšo silo kot vijačne spone. Imajo lastnost samozaviranja. Glavna pomanjkljivost: ne morejo zanesljivo delovati z znatnimi dimenzijskimi nihanji med montažnimi in vpenjalnimi površinami obdelovancev.

kjer je: (- povprečna vrednost polmera, narisanega od središča vrtenja ekscentra do točke A spone, mm; (- povprečni kot dviga ekscentra na točki spone; (, (1 - kota drsnega trenja v točki A sponke in na osi ekscentra.

Za izračune vzemite:

pri l 2D izračun je mogoče narediti po formuli:

Pogoj samozaviranja ekscentra:

Običajno sprejeto.

Material: jeklo 20X z naogljičenjem do globine 0,8-1,2 mm in utrjevanjem 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 je sila stiskanja cvetnih listov vpenjalne čavle; je kot trenja med vpenjalko in pušo.

riž. 3.8. Collet.

3.3.5. Naprave za vpenjanje delov, kot so vrtilna telesa

Poleg vpenjalnega obroča za vpenjanje delov s cilindrično površino se uporabljajo raztegljivi trni, vpenjalne tulke s hidroplastiko, trni in vpenjalne glave z vzmetmi Belleville, membranske vpenjalne glave in drugi.

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

Pri obdelavi serije takih delov je potrebno 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 elastiko.

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

Na sl. 3.9 a prikazan je gladek trn 2, na katerega cilindrični del je pritrjen obdelovanec 3 . Potegnite 6 , pritrjen na palico pnevmatskega cilindra, ko se bat s palico premakne v levo, glava 5 pritisne 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 med koncema podložke 4 , rob trna in obdelovanca 3 moment od sile trenja, večji od momenta M cut od rezalne sile P z . Razmerje med trenutki:

kje je sila na palico mehaniziranega pogona:

Po popravljeni formuli:

Kje je: - varnostni faktor; P z - navpična komponenta rezalne sile, N (kgf); D- zunanji premer površine obdelovanca, mm; D1- zunanji premer podložke za hitro menjavo, mm; d- premer cilindričnega pritrdilnega dela trna, mm; f = 0,1 - 0,15 je koeficient trenja sklopke.

Na sl. 3.9 b prikazan je trn 2 z razcepno pušo 6, na katerega je nameščen in vpet obdelovanec 3. Stožčasti del 1 trna 2 je vstavljen v stožec vretena stroja. Vpenjanje in odpenjanje dela na trnu se izvaja z mehaniziranim pogonom. 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. Med dovajanjem stisnjenega zraka 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. Konzolna uta z vzmetmi Belleville (a) in izvir Belleville (b).

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

kjer je: - polovica kota stožca trna, deg; - 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 na notranjo ali zunanjo cilindrično površino obdelovancev. Na sl. 3.10, a, b prikazana sta konzolni trn z vzmetmi Belleville in vzmet Belleville. 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, zadnja glava 4 in tulec 3 pritisneta na Belleville vzmeti 6. Vzmeti se poravnajo, njihov zunanji premer se poveča, notranji pa zmanjša, obdelovanec 5 se centrira in vpeta.

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

Belleville vzmet z režami (slika 3.10, b) lahko obravnavamo kot niz dvočleničnih dvodelujočih vzvodno-tečajnih mehanizmov, razširjenih z aksialno silo. Določanje navora M res od rezalne sile P z in izbiro varnostnega faktorja Za, koeficient trenja f in polmer R montažno površino ploščate površine vzmeti, dobimo enakost:

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

Aksialna sila na drogu pogonskega pogona za vzmeti Belleville:

z radialnimi režami

brez radialnih rezov

kjer je: - kot naklona vzmeti Belleville pri vpenjanju dela, deg; K \u003d 1,5 - 2,2- varnostni faktor; M res - rezalni moment P z, N-m (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); R1- polmer obdelane površine dela, mm.

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

Pri vpenjalih s tankostensko pušo so obdelovanci, ki jih je treba obdelati z zunanjo ali notranjo površino, nameščeni na cilindrično površino puše. Ko je tulec razširjen s hidravlično plastiko, so deli centrirani in vpeti.

Oblika in dimenzije tankostenske puše morajo zagotavljati njeno zadostno deformacijo za zanesljivo vpenjanje obdelovanca na pušo pri obdelavi obdelovanca.

Pri načrtovanju vložkov in trnov s tankostenskimi pušami s hidroplastiko se izračunajo:

1. glavne mere tankostenskih puš;

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

3. Velikosti bata, izvrtina in gib za priključke na električni pogon.

riž. 3.11. Tanek stenski rokav.

Začetni podatki za izračun tankostenskih puš so premer D d premer in dolžina izvrtine ali vratu obdelovanca l d luknje ali vratove obdelovanca.

Za izračun tankostenskega samocentrirnega tulca (sl. 3.11) bomo upoštevali naslednji zapis: D- premer montažne površine centrirnega tulca 2, mm; h- debelina tankostenskega dela tulca, mm; T - dolžina podpornih pasov rokava, mm; t- debelina podpornih pasov puše, mm; - največja diametralna elastična deformacija puše (povečanje ali zmanjšanje premera v njenem srednjem delu) mm; Smax- največja razdalja med pritrdilno površino tulca in osnovno površino obdelovanca 1 v prostem stanju, mm; jaz za- dolžina kontaktne površine elastičnega tulca z montažno površino obdelovanca, potem ko je tulec odstranjen, mm; L- dolžina tankostenskega dela tulca, mm; l d- dolžina obdelovanca, mm; D d- premer osnovne površine obdelovanca, mm; d- premer luknje podpornih pasov puše, mm; R - hidroplastični tlak, potreben za deformacijo tankostenskega tulca, MPa (kgf / cm 2); r1- polmer puše, mm; M res \u003d P z r - dovoljeni navor, ki izhaja iz rezalne sile, Nm (kgf-cm); Pz- rezalna sila, N (kgf); r -rame momenta rezalne sile.

Na sl. 3.12 prikazuje konzolni trn s tankostenskim tulcem in hidroplastiko. Obdelovanec 4 z osnovno luknjo je nameščen na zunanji površini tankostenskega tulca 5. Ko se stisnjen zrak dovaja na konec 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 . Hidroplastika enakomerno pritisne na notranjo površino tulca 5, tulec je nesklenjen; zunanji premer tulca se poveča in centrira ter pritrdi obdelovanec 4.

riž. 3.12. Konzolni trn s hidroplastiko.

Membranske kartuše se uporabljajo za natančno centriranje in vpenjanje delov, obdelanih na stružnicah in brusilnikih. V membranskih kartušah so obdelovanci nameščeni na zunanji ali notranji površini. Osnovne površine delov morajo biti obdelane v skladu z 2. stopnjo natančnosti. Membranski vložki zagotavljajo natančnost centriranja 0,004-0,007 mm.

membrane- to so tanki kovinski diski z ali brez rogov (obročaste membrane). Glede na vpliv na membrano palice mehaniziranega pogona - vlečenje ali potiskanje - so membranske kartuše razdeljene na razširljive in vpenjalne.

Pri vpenjalni glavi z raztegljivo membrano se pri nameščanju obročastega dela, membrane z rogovi, pogonska palica upogne v levo proti vretenu stroja. V tem primeru se rogovi membrane z vpenjalnimi vijaki, nameščenimi na koncih rogov, zbližajo z osjo vložka, obroč, ki ga je treba obdelati, pa je nameščen s sredinsko 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. V odprti vpenjalni glavi z vpenjalno membrano, ko je obročasti del nameščen vzdolž zunanje površine, je diafragma upognjena s pogonsko palico desno od vretena stroja. V tem primeru se rogovi membrane oddaljijo od osi vložka in obdelovanec se sprosti. Nato se namesti naslednji obroč, pritisk na membrano se ustavi, poravna in z vijaki vpne obdelan obroč z rogovi. Vpenjalne membranske odprte vpenjalne glave z mehaniziranim pogonom so izdelane po MN 5523-64 in MN 5524-64 ter z ročni pogon po MN 5523-64.

Membranske kartuše so odprte in skodelice (obroče), izdelane so iz jekla 65G, ZOHGS s kaljenjem na trdoto HRC 40-50. Glavne dimenzije rogov in čašičnih membran so normalizirane.

Na sl. 3.13, a, b prikazuje strukturni diagram kartuše z membrano in rogom 1 . Pnevmatski pogon vpenjalne glave je nameščen na zadnjem "koncu vretena stroja. Ko se stisnjen zrak dovaja v levo votlino pnevmatskega cilindra, se bat s palico in palico 2 premakne v desno. Hkrati se palica 2 , pritiskanje na rogovo membrano 3, jo upogne, odmikači (rogovi) 4 se razhajajo in del 5 se sprosti (sl. 3.13, b). Med dovajanjem stisnjenega zraka v desno votlino pnevmatskega cilindra se njegov bat s palico in palico 2 premakne v levo in se odmakne od membrane 3. Membrana se poravna pod delovanjem notranjih elastičnih sil, odmikači 4 membrane konvergirajo in stisnejo del 5 vzdolž cilindrične površine (slika 3.13, a).

riž. 3.13. Shema kartuše z membranskim rogom

Osnovni podatki za izračun kartuše (slika 3.13, a) z rožnato membrano: rezalni moment M res, ki želi zavrteti obdelovanec 5 v čeljustih 4 vložka; premer d = 2b osnovna zunanja površina obdelovanca; razdalja l od sredine membrane 3 do sredine odmikov 4. Na sl. 3.13, v podana je računska shema obremenjene membrane. Okrogla, togo pritrjena na zunanjo površino membrane je obremenjena z enakomerno porazdeljenim upogibnim momentom M I, naneseno vzdolž koncentričnega kroga membrane polmera b osnovna površina obdelovanca. To vezje je rezultat prekrivanja dveh vezij, prikazanih na sl. 3.13, g, d, in M I \u003d M 1 + M 3. M res

Sile p povzroči trenutek, ki upogne membrano (glej sliko 3.13, v).

2. Kdaj v velikem številu navor vpenjalne čeljusti M str se lahko šteje, da enakomerno deluje na 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 \u003d t.

5. Trenutki M 1 in M 3 v delnicah M u (M u = 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
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. Kot (rad) sprostitve odmikačev pri pritrditvi dela z najmanjšo mejno 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 mehaniziranega pogona vložka, potrebna za odklon membrane in vzrejo odmikačev, ko je del razširjen, 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 delovanja vpenjalne sile izbrati tako, da njena linija delovanja seka podporno površino nastavitvenega elementa.

Število točk uporabe vpenjalnih sil se določi posebej za vsak primer vpenjanja obdelovanca, odvisno od vrste obdelovanca, načina obdelave, smeri rezalne sile. Za zmanjšanje vibracij in deformacij obdelovanca pod delovanjem rezalnih sil je potrebno povečati togost sistema obdelovanec - vpenjalo s povečanjem števila vpenjalnih točk obdelovanca zaradi uvedbe pomožnih nosilcev.

Vpenjalni elementi vključujejo vijake, ekscentre, spone, čeljusti primežev, kline, bate, trakove. So vmesni členi v kompleksnih vpenjalnih sistemih. Oblika delovne površine vpenjalnih elementov v stiku z obdelovancem je v osnovi enaka obliki nastavnih elementov. Grafično vpenjalni elementi so označeni v skladu s tabelo. 3.2.

Tabela 3.2 Grafična oznaka vpenjalnih elementov

Namen vpenjalne naprave- to je za zagotovitev zanesljivega stika obdelovanca z vgradnimi elementi in za preprečitev njegovega premikanja in vibracij med obdelavo. Slika 7.6 prikazuje nekatere vrste vpenjalnih naprav.

Zahteve za vpenjalne elemente:

Zanesljivost pri delu;

Enostavnost oblikovanja;

uporabnost;

Ne sme povzročiti deformacije obdelovancev in poškodbe njihovih površin;

Ne smejo premikati obdelovanca v procesu pritrditve z montažnih elementov;

Pritrjevanje in odpenjanje 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 hitrih sponk:

a - z razcepno podložko; b - z batno napravo; v - z zložljivim poudarkom; g - z vzvodno napravo

Ekscentrično spone, ki so okrogle, evolventne in spiralne (po Arhimedovi spirali) (sl. 7.8).

Slika 7.8. Vrste ekscentričnih sponk:

a - disk; b - cilindrična 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. 7.9 prikazuje konstrukcijsko shemo za delovanje sil v klinastem mehanizmu.

riž. 7.9. Shema oblikovanja sile v klinastem mehanizmu:

a - enostransko; b - dvostranski

Vzvodne spone se uporabljajo v kombinaciji z drugimi objemkami za oblikovanje kompleksnejših vpenjalnih sistemov. S pomočjo vzvoda je mogoče spreminjati tako velikost in smer vpenjalne sile kot tudi hkratno in enakomerno vpenjanje obdelovanca na dveh mestih. Na sl. 7.10 prikazuje diagram delovanja sil v vzvodnih objemkah.

riž. 7.10. Shema delovanja sil v vzvodnih sponkah.

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

riž. 7. 11. Vrste vpenjal:

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

Vpenjalne klešče zagotavljajo koncentričnost namestitve obdelovanca znotraj 0,02…0,05 mm. Osnovno površino obdelovanca za vpenjalne spone je treba obdelati v skladu z 2 ... 3 razredi točnosti. Vpenjalne palice so izdelane iz visokoogljičnih jekel tipa U10A z naknadno toplotno obdelavo do trdote HRC 58…62. Kot stožca vpenjalne palčke d = 30…40 0 . Pri manjših kotih je možno zagozditev vpenjalne palčke.

Razširitveni trni, katerih pogledi so prikazani na sl. 7.4.

rolo 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.

Vodila za orodje

Pri izvajanju nekaterih obdelovalnih operacij (vrtanje, vrtanje) je togost rezalnega orodja in tehnološki sistem na splošno je premalo. Za odpravo elastičnega pritiskanja orodja glede na obdelovanec se uporabljajo vodilni elementi (prevodne puše za vrtanje in vrtanje, kopirni stroji za obdelavo oblikovanih površin itd. (glej sliko 7.14).

Sl.7.14. Vrste vodnikov:

a - konstanta; b - zamenljiv; c - hitra menjava

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

Vodilni elementi naprav - kopirnih strojev - se uporabljajo pri obdelavi oblikovanih površin kompleksnega profila, 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 Civil Engineering

in arhitektura

METODOLOŠKA NAVODILA

na praktične vaje pri predmetu "Tehnološke osnove strojništva" na temo "Izračun napeljave"

Odobreno na sestanku oddelka "Avtomobili in avtomobilsko gospodarstvo" protokol št. _ iz leta 2005

Makeevka 2005

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.

Predstavljene so osnovne informacije o obdelovalnih strojih, konstrukciji, glavnih elementih, predstavljena je metodologija za računske naprave.

Sestavil: D.V. Popov, asist.

E.S. Savenko, pom.

Odgovoren za izdajo S.A. Gorozhankin, izredni profesor

priloge4

Elementi napeljave5

Namestitveni elementi napeljave6

Vpenjalni elementi napeljave9

Izračun sil za pritrjevanje obdelovancev12

Naprave za vodenje in pozicioniranje 13 rezalnih orodij

Ohišja in pomožni elementi naprav14

Splošna metodologija za izračun napeljave15

Izračun čeljustnih vpenjal na primeru struženja16

Literatura19

Aplikacije20

DODATKI

Vse naprave na tehnološki osnovi lahko razdelimo v naslednje skupine:

1. Strojni nastavki za montažo in pritrjevanje obdelovancev so glede na vrsto obdelave razdeljeni na napeljave za struženje, vrtanje, rezkanje, brušenje, večnamenske in druge stroje. Te naprave povezujejo obdelovanec s strojem.

2. Strojna vpenjala za namestitev in pritrditev delovnega orodja (imenujejo se tudi pomožno orodje) komunicirajo med orodjem in strojem. Sem spadajo vpenjalne glave za svedre, povrtala, navojne navoje; večvretensko vrtanje, rezkanje, revolverske glave; držala orodij, bloki itd.

S pomočjo naprav zgornjih skupin se nastavi sistem stroj - obdelovanec - orodje.

Montažne napeljave se uporabljajo za povezovanje parnih delov izdelka, uporabljajo se za pritrditev osnovnih delov, zagotavljajo pravilno namestitev povezanih elementov izdelka, predhodno montažo elastičnih elementov (vzmeti, razcepni obroči) itd .;

Krmilne naprave se uporabljajo za preverjanje odstopanja dimenzij, oblike in relativnega položaja površin, vmesnika montažnih enot in izdelkov ter za kontrolo konstrukcijskih parametrov, ki izhajajo iz procesa montaže.

Naprave za zajemanje, premikanje in prevračanje težkih, v avtomatizirani proizvodnji in FMS ter lahkih obdelovancev in sestavljenih izdelkov. Naprave so delovna telesa industrijskih robotov, vgrajenih v avtomatizirano proizvodnjo in v GPS.

Obstajajo številne zahteve za prijemalne naprave:

zanesljiv zajem in zadrževanje obdelovanca; stabilnost baze; univerzalnost; visoka fleksibilnost (enostavna in hitra ponovna nastavitev); majhne skupne dimenzije in teža. V večini primerov se uporabljajo mehanska prijemala. Primeri shem prijemal različnih prijemalnih naprav so prikazani na sl. 18.3. Veliko se uporabljajo tudi magnetna, vakuumska in elastična komorna prijemala.

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

Glede na stopnjo poenotenja in standardizacije v strojništvu in instrumentarstvu, v skladu z zahtevami Enotnega sistema tehnološke priprave proizvodnje (USTPP),

sedem standardni sistemi strojna orodja.

V praksi sodobne proizvodnje so se razvili naslednji sistemi naprav.

Univerzalne montažne naprave (USP) so sestavljene iz končnih zamenljivih standardnih univerzalnih elementov. Uporabljajo se kot posebne reverzibilne kratkotrajne naprave. Zagotavljajo namestitev in pritrditev različnih delov v okviru skupnih zmogljivosti kompleta USP.

Posebne zložljive naprave (PSA) so sestavljene iz standardnih elementov kot rezultat njihove dodatne strojne obdelave in se uporabljajo kot posebne dolgotrajne nepovratne naprave iz reverzibilnih elementov.

Neločljive posebne naprave (NSP) so sestavljene s standardnimi deli in sklopi za splošno uporabo kot nepovratne dolgotrajne naprave iz nepovratnih delov in sklopov. Sestavljeni so iz dveh delov: enotnega osnovnega dela in zamenljive šobe. Naprave tega sistema se uporabljajo pri ročni obdelavi delov.

Univerzalna vpenjala brez prilagajanja (UBP) so najpogostejši sistem v masovni proizvodnji. Te napeljave omogočajo namestitev in pritrditev obdelovancev vseh izdelkov majhnih in srednjih dimenzij. 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 (UNP) zagotavljajo namestitev s pomočjo posebnih nastavitev, pritrjevanje majhnih in srednje velikih obdelovancev in izvajanje širokega spektra obdelav.

Specializirane nastavitvene naprave (SNP) zagotavljajo v skladu z določenim osnovnim vzorcem s posebnimi prilagoditvami in pritrditev delov, ki so v konstrukciji povezani za tipično delovanje. Vsi našteti sistemi naprav spadajo v kategorijo poenotenih.

ELEMENTI NAPRAV

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

nastavitveni elementi - za določitev položaja obdelovanca glede na vpenjalo in položaj površine, ki jo je treba obdelati, glede na rezalno orodje;

vpenjalni elementi - za pritrditev obdelovanca;

vodilni elementi - za izvajanje zahtevane smeri gibanja orodja;

delilni ali rotacijski elementi - za natančno spreminjanje položaja površine obdelovanca, ki ga je treba obdelati, glede na rezalno orodje;

pritrdilni elementi - za povezavo posamezne elemente med seboj;

ohišja napeljave (kot osnovni deli) - za postavitev vseh elementov napeljave nanje;

mehanizirani pogoni - za samodejno vpenjanje obdelovanca.

Med elemente naprav sodijo tudi prijemala različnih naprav (roboti, GPS transportne naprave) za zajemanje, vpenjanje (odpenjanje) in premikanje obdelovancev ali sestavljenih montažnih enot.

1 Priključni elementi

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

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

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

Za popolno orientacijo je treba v vseh primerih pri fiksiranju 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 stopenj, ki so odvzete obdelovancu. Za povečanje togosti in odpornosti na vibracije obdelovancev se v napeljavah uporabljajo pomožne nastavljive in samonaravnalne opore.

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 h - samoporavnavna podpora

Spajanje nosilcev s sferičnimi, zarezanimi in ploščatimi glavami s telesom vpenjala se izvede s prileganjem oz . Namestitev takšnih nosilcev se uporablja tudi prek vmesnih puš, ki so povezane z luknjami telesa za prileganje .

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 čelno stran in luknjo:

a - na visokem prstu; b - na spodnjem prstu

standardizirane ploščate podpore in locirne zatiče. Da bi se izognili zagozditvi obdelovancev pri nameščanju na zatiče vzdolž natančnih dveh lukenj (D7), mora biti eden od pritrdilnih zatičev 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 poravnave vzdolž ravnine in lukenj z uporabo pritrdilnih zatičev lahko razdelimo v tri skupine: vzdolž konca in skozi luknjo (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 za pristanek oz , in na dveh prstih - naprej .

in
Iz slike 2 izhaja, da namestitev obdelovanca vzdolž luknje na dolg valjast nerazrezan prst odvzame štiri prostostne stopinje (dvojna vodilna podlaga), namestitev na koncu pa eno prostostno stopnjo (podporna podlaga). Namestitev obdelovanca na kratek prst mu odvzame dve prostostni stopnji (dvojna nosilna podlaga), čelna stran pa je v tem primeru vgradna podlaga in odvzame obdelovancu tri prostostne stopinje. Za popolno podlago je potrebno ustvariti vezje sile, tj. uporabiti vpenjalne sile. Iz slike 3 sledi, da je ravnina podnožja obdelovanca pritrdilna podlaga, dolga luknja, v katero vstopi odrezan prst z osjo, vzporedno z ravnino, vodilna podlaga (obdelovanec izgubi dve stopinji) in konec obdelovanca je podlaga.

Slika.3. Shema podlage naletalo, slika 4

konec in luknja letala ter dve luknji

Na sl. 4 prikazuje obdelovanec, ki je nameščen na ravnini in dve luknji. Letalo je osnova namestitve. Luknje, osredotočene na cilindrični zatič, so dvojna podporna podlaga, odrezane pa podporna podlaga. Uporabljene sile (prikazane s puščico na slikah 3 in 4) zagotavljajo natančnost baziranja.

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

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

Elementi vpetja vključujejo instalacijo in sonde za nastavitev stroja na zahtevano velikost. Torej so lahko standardizirane nastavitve rezkarjev 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 podvržen utrjevanju 55-60 HRC 3 , brušenje (parameter hrapavosti Ra = 0,63 µm).

Izvedbene površine vseh montažnih elementov napeljave morajo imeti visoko odpornost proti obrabi in visoko trdoto. Zato so izdelani iz konstrukcijskih in legiranih jekel 20, 45, 20X, 12XHZA, ki jim sledi naogljičenje in kaljenje na 55-60 HRC3 (nosilci, prizme, pritrdilni čepi, središča) ter orodnih jekel U7 in U8A s kaljenjem na 50-55. HRG, ( nosilci s premerom manj kot 12 mm; locirni zatiči s premerom manj kot 16 mm; nastavitve in sonde).

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

večina preprost pogled univerzalne sponke so tiste, ki aktivirajo na njih nameščene ključe, ročaje ali ročna kolesa.

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 vijaka nameščeni nihajni čevlji. vijaki (slika 68, α).

Imenujejo se kombinacije vijačnih naprav z vzvodi ali klini kombinirane sponke in, od katerih so različne vijačne sponke(Sl. 68, b), vpenjalna naprava 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 batna naprava (slika 69, b). Te naprave omogočajo umik vpenjalnega elementa dolga razdalja iz obdelovanca; pritrditev nastane kot posledica vrtenja palice pod določenim kotom. Primer objemke z zložljivo zaporo je prikazan na sl. 69, c. Po sprostitvi ročaja matice 2 se omejevalnik 3 umakne in ga vrti okoli 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. Ko je ročaj 4 obrnjen, zatič 5 drsi vzdolž droga 6 s poševnim rezom, zatič 2 pa drsi vzdolž obdelovanca 1 in ga pritisne na omejevalce, ki se nahajajo spodaj. Sferična podložka 3 služi kot tečaj.

Veliko časa in znatne sile, potrebne za pritrditev obdelovancev, omejujejo obseg vijačne sponke in v večini primerov delujejo hitro 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 (po Arhimedovi spirali). V vpenjalnih napravah se uporabljata dve vrsti ekscentrov: okrogli in ukrivljeni.

Okrogli ekscentri(slika 71) so disk ali valj z osjo vrtenja, premaknjeno z velikostjo ekscentričnosti e; pogoj samozaviranja je zagotovljen pri razmerju D/e≥ 4.

Prednost okroglih ekscentrov je v enostavnosti njihove izdelave; Glavna pomanjkljivost je neskladnost višinskega kota α in vpenjalnih sil Q. Krivolinijski ekscentri, katerih delovni profil je izveden vzdolž evolventne ali Arhimedove spirale, imajo konstanten kot višine α in s tem zagotavljajo konstantnost sile Q pri vpenjanju katere koli točke profila.

klinasti mehanizem uporablja se kot vmesni člen v kompleksnih vpenjalnih sistemih. Je enostaven za izdelavo, enostavno nameščen v napravi, omogoča povečanje in spreminjanje smeri prenesene sile. Pri določenih kotih ima klinasti mehanizem samozavorne lastnosti. Za enostranski klin (slika 72, a), ko se sile prenašajo pod pravim kotom, lahko vzamemo naslednjo odvisnost (za 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 dvojno poševni 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 ročico lahko spremenite velikost in smer prenesene sile ter izvedete hkratno in enakomerno vpenjanje obdelovanca na dveh mestih. Na sl. 73 prikazuje diagrame delovanja sil v enokrakih in dvokrakih ravnih in ukrivljenih sponkah. Ravnotežne enačbe za te vzvodne mehanizme imajo naslednji pogled; za eno ramensko objemko (slika 73, α):

neposredna dvoramna objemka (slika 73, b):

ukrivljena objemka (za l1

kjer je p kot trenja; ƒ - koeficient trenja.

Centrni vpenjalni elementi se uporabljajo kot pritrdilni elementi za zunanje ali notranje površine vrtilnih teles: vpenjalne vložke, raztezni trni, vpenjalne puše s hidroplastiko in tudi membranske kartuše.

Vpenjalne klešče so razcepljene vzmetne tulke, katerih konstrukcijske različice so prikazane na sl. 74 (α - z napenjalno cevjo; 6 - z distančno cevjo; v - navpični tip). Izdelani so iz visokoogljičnih jekel, na primer U10A, in toplotno obdelani do trdote HRC 58...62 v vpenjanju in do trdote HRC 40...44 v repnih delih. Kot stožca vpenjalne palčke α = 30…40°. Pri manjših kotih je možno zagozditev vpenjalne palčke.

Kot zožitve kompresijske tulke je za 1° manjši ali večji od kota zožitve vpenjalne vložke. Vpenjalne cevi zagotavljajo namestitveno ekscentričnost (odtekanje) največ 0,02 ... 0,05 mm. Osnovno površino obdelovanca je treba obdelati v skladu z 9. ... 7. stopnjo natančnosti.

Razširitveni trni različne izvedbe (vključno z izvedbami z uporabo hidroplastike) so razvrščene kot vpenjalne naprave.

Kartuše z membrano uporablja se za natančno centriranje obdelovancev na zunanji ali notranji cilindrični površini. Kartuša (slika 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. Znotraj vretena poteka palica 4 pnevmatskih valjev. 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 z zobato letvijo(Sl. 76) je sestavljen iz letve 3, zobnika 5, ki sedi na gredi 4, in ročaja 6. Z vrtenjem ročaja v nasprotni smeri urinega kazalca se letev spusti in obdelovanec 1 pritrdi s spono 2. Vpenjalna sila Q je odvisen od vrednosti sile P, ki deluje na ročaj. Naprava je opremljena s ključavnico, ki blokira sistem in preprečuje vrtenje kolesa nazaj. Najpogostejše vrste ključavnic so: rolo 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 skozi valj 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. 77b. 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 reže na stičnih točkah valja z obročem 1 in gredjo 6 izbrane, se sistem takoj zagozdi, ko se sila odstrani iz ročaja 2. Z obračanjem ročaja v nasprotni smeri se 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 tirnico 5. Slednji je povezan z vpenjalnim mehanizmom za aktiviranje . Ko je kot naklona zob 45 °, je aksialna sila na gredi 2 enaka (brez trenja) vpenjalni sili.

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

ekscentrična ključavnica(Sl. 77, d) je sestavljen iz kolesne gredi 2, na kateri je zagozden ekscenter 3. Gred poganja obroč 1, pritrjen na ročaj ključavnice; obroč se vrti v izvrtini telesa 4, katerega os je zamaknjena od osi gredi za razdaljo e. Ko se ročaj zavrti nazaj, se prenos na gred pojavi skozi zatič 5. V procesu pritrditev je obroč 1 zagozden med ekscentrom in telesom.

Kombinirane vpenjalne naprave so kombinacija elementarnih sponk različnih vrst. Uporabljajo se za povečanje vpenjalne sile in zmanjšanje dimenzij naprave ter za ustvarjanje največje enostavnosti 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 vnaprej določeno vrednost. Običajna vrtljiva sponka (slika 78, b) je kombinacija vzvodnih in vijačnih sponk. Os nihanja vzvoda 2 je poravnana s središčem sferične površine podložke 1, ki razbremeni zatič 3 pred upogibnimi silami. Z določenim razmerjem 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 vzvoda pokrovčka, na sl. 78, e - shema hitro delujočega kombiniranega vpenjanja (vzvod in ekscentrični), ki zagotavlja bočno in navpično stiskanje obdelovanca na nosilce vpenjala, saj se vpenjalna sila izvaja pod kotom. Podoben pogoj zagotavlja naprava, prikazana na sl. 78, e.

Preklopne spone (slika 78, g, h in) so primeri hitro delujočih vpenjalnih naprav, ki jih poganja vrtenje ročaja. Da preprečimo samoodstranitev, se ročaj premakne skozi mrtvi položaj, dokler se ne ustavi 2. Vpenjalna sila je odvisna od deformacije sistema in njegove togosti. Želeno deformacijo sistema nastavite z nastavitvijo tlačnega vijaka 1. Vendar pa prisotnost tolerance za velikost H (slika 78, g) ne zagotavlja konstantnosti vpenjalne sile za vse obdelovance dane serije.

Kombinirane vpenjalne naprave se upravljajo ročno ali iz agregatov.

Vpenjalni mehanizmi za več napeljav mora zagotavljati enako vpenjalno silo v vseh položajih. Najenostavnejša večnamenska naprava je trn, na katerega je nameščen paket surovcev "obroči, diski", pritrjen vzdolž končnih ravnin z eno matico (serijska shema prenosa vpenjalne sile). 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 na vpenjalni element vpenjala s pomočjo polnila ali drugega vmesnega telesa. v mejah elastičnih deformacij).

Kot vmesno telo se uporabljajo običajne vzmeti, guma ali hidroplast. Vpenjalna naprava z vzporednim delovanjem, ki uporablja hidravlično plastiko, je prikazana na sl. 79b. Na sl. 79 je prikazana naprava 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 vpenjalne naprave avtomatskega tipa(neprekinjeno delovanje), 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 in na sl. 80, 6 je diagram naprave za pritrjevanje surovcev bata na vodoravnem vrtalnem stroju z več vreteni. Pri obeh napravah operater samo namesti in odstrani obdelovanec, vpenjanje obdelovanca pa poteka samodejno.

Učinkovita vpenjalna naprava za držanje obdelovancev iz tanke pločevine med njihovo 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 je odstranjen zrak.

Elektromagnetne vpenjalne naprave se uporabljajo za pritrjevanje obdelovancev iz jekla in litega železa z ravno osnovno površino. Vpenjalne naprave so običajno izdelane v obliki plošč in kartuš, pri načrtovanju katerih se kot začetni podatki vzamejo dimenzije in konfiguracija obdelovanca v tlorisu, njegova debelina, material in zahtevana držalna sila. Zadrževalna sila elektromagnetne naprave je v veliki meri odvisna od debeline obdelovanca; pri majhnih debelinah ne gre ves magnetni tok skozi presek dela, del linij magnetnega pretoka pa se razprši v okoliški prostor. Deli, obdelani na elektromagnetnih ploščah ali kartušah, pridobijo preostale magnetne lastnosti - razmagnetijo se tako, da jih spustimo skozi solenoid, ki ga napaja izmenični tok.

V magnetnih vpenjalih naprave, glavni elementi so trajni magneti, ki so drug od drugega izolirani z nemagnetnimi distančniki in pritrjeni v skupni blok, obdelovanec pa je sidro, skozi katerega se zapira magnetni tok moči. Za odpenjanje končnega dela se blok premakne z ekscentričnim ali ročičnim mehanizmom, medtem ko se tok magnetne sile zapre k telesu naprave in obide del.

Konstrukcije vseh strojnih orodij temeljijo na uporabi tipičnih 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 napeljave;

elementi za vodenje rezalnega orodja in nadzor njegovega položaja;

močnostne 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 vpenjalnih elementov med seboj in uravnavanje njihovega relativnega položaja.

1.3.1 Tipični osnovni elementi napeljave. 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 napeljave. Skladnost s temi zahtevami ščiti pred poroko med obdelavo in zmanjšuje čas in stroške, porabljene za popravilo napeljave. Zato za vgradnjo obdelovancev neposredna uporaba telesa vpenjala ni dovoljena.

Pritrdilni ali montažni elementi vpenjala morajo imeti visoko obrabno odpornost delovnih površin, zato so izdelani iz jekla in izpostavljeni toplotni obdelavi, da se doseže zahtevana trdota površine.

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

Glavni nosilci se imenujejo pritrdilni ali osnovni elementi, ki obdelovancu med obdelavo odvzamejo vse ali več stopenj svobode v skladu z zahtevami za obdelavo. Zatiči in plošče se pogosto uporabljajo kot glavni nosilci za pritrditev obdelovancev z ravnimi površinami v vpenjala.

riž. 12.

Zatiči (slika 12.) se uporabljajo s ploščato, sferično in narebričeno glavo. 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 z neobdelanimi površinami in zatiči s sferično glavo, kot več nosljivi, se uporabljajo v primerih posebne potrebe, na primer pri nameščanju surovcev ozkih delov z neobdelano površino, da se doseže največja razdalja med referenčnimi točkami. Narebričeni 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 napravi so zatiči običajno nameščeni z interferenčnim prileganjem 7 stopinj natančnosti v luknje. Včasih so prehodno utrjene puše vtisnjene v luknjo telesa naprave (slika 12, a), v katero zatiči vstopajo s prileganjem z majhno vrzeljo 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 posnetim robom pod kotom 45 ° (slika 13, a). Glavni prednosti takih zapisov sta preprostost in kompaktnost. Glave vijakov, s katerimi je pritrjena plošča, se običajno ugreznejo 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 vgradni element z delovno površino v obliki utora, ki ga tvorita dve ravnini, nagnjeni druga proti drugi pod kotom (slika 14). Prizme za držanje kratkih obdelovancev so standardizirane.

Vpenjala uporabljajo prizme s koti b enakimi 60°, 90° in 120°. Najbolj razširjene prizme z b = 90

riž. štirinajst

Pri vgradnji surovcev s čisto obdelanimi podlagami se uporabljajo prizme s širokimi naležnimi površinami, pri grobih podlagah pa z ozkimi naležnimi površinami. Poleg tega se na osnutkih uporabljajo točkovni nosilci, stisnjeni v delovne površine prizme (slika 15, b). V tem primeru obdelovanci z ukrivljenostjo osi, 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 pritrdilnih elementov pogosto uporabljajo dodatni ali priloženi nosilci, ki se pripeljejo do obdelovanca, potem 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 se imenujejo mehanizmi, ki odpravljajo možnost vibracij ali premikanja obdelovanca glede na pritrdilne elemente vpenjala pod vplivom lastne teže in sil, ki nastanejo v procesu obdelave (montaže).

Potreba po uporabi vpenjalnih naprav izgine v dveh primerih:

1. Pri obdelavi (sestavljanju) težkega, stabilnega obdelovanca (montažne enote), v primerjavi s težo katerega so sile obdelave (montaže) majhne;

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

Zahteve za vpenjalne naprave so naslednje:

1. Pri vpenjanju ne smemo motiti položaja obdelovanca, ki ga dosežemo 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 poškodb (zrušitve) njihovih površin.

3. Vpenjalna sila mora biti najmanjša potrebna, vendar zadostna za zagotovitev varnega položaja obdelovanca glede na nastavitvene elemente vpenjal med obdelavo.

4. Vpenjanje in ločevanje obdelovanca mora biti izvedeno z minimalno porabo truda in časa delavca. Pri uporabi ročnih sponk sila roke ne sme presegati 147 N (15 kgf).

5. Rezalnih sil 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 uporaba vijačnih naprav je razložena z njihovo relativno preprostostjo, vsestranskostjo in nemotenim delovanjem. Vendar pa najpreprostejša spona v obliki posameznega vijaka, ki deluje neposredno na del, ni priporočljiva, saj se del deformira na mestu delovanja in poleg tega pod vplivom momenta trenja, ki se pojavi na koncu vijak, lahko pride do motenj v položaju obdelovanca v vpenjalu glede na orodje.

Pravilno zasnovana najpreprostejša vijačna objemka, razen vijaka 3 (slika 16, a), mora biti 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, z večjo trdnostjo konca vijaka, saj je premer vratu vijaka za konice (sl. 16, b in e) 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 tako kot konica, prikazana na sl. 16, a, lahko prosto namestite na sam obdelovanec. Konica (slika 16, e) je prosto 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 prepreči njegovo aksialno premikanje. Toge, natančno usmerjene konice (slika 16, f, g in h) je priporočljivo uporabljati v primerih, ko se med obdelavo pojavijo sile, ki premaknejo obdelovanec v smeri, pravokotni na os vijaka. Konice za zibanje (sl. 16, a-d) je treba uporabiti v primerih, ko se takšne sile ne pojavijo.

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 zobnika II in glavo s štirimi rezili III se uporablja pri krmiljenju vijaka z eno roko in s silo vpenjanja v območju 50 - 100 N (5 - 10 kg).

Glava matice 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, tudi togo pritrjen vodoravni ročaj; krmilna glava IV s štirimi privijačenimi ali stisnjenimi ročaji (slika 17). IV glava je najbolj zanesljiva in priročna pri delu.

riž. 17.

1.3.3 Trupi. Ohišja napeljave so glavni del napeljave, na katerega so pritrjeni vsi ostali elementi. Zaznavajo vse sile, ki delujejo na del med njegovim pritrjevanjem in obdelavo, ter zagotavljajo določeno relativno razporeditev vseh elementov in naprav naprav, ki jih združujejo v eno celoto. Ohišja napeljav so opremljena z pritrdilnimi elementi, ki zagotavljajo napeljavo, tj. njeno 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 telo zaznava sile, ki nastanejo med vpenjanjem in obdelavo obdelovanca, mora biti močno, togo, odporno proti obrabi, primerno za odstranjevanje 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, montažna z vijaki ali z zagotovljeno tesnostjo.

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 obdelovancev majhnih in srednjih velikosti. Litoželezni trupi imajo prednosti pred jeklenimi trupi: so cenejši, lažje jih je oblikovati v kompleksnejše oblike in lažji za izdelavo. Pomanjkljivost ohišij iz litega železa je možnost upogibanja, zato so po predhodni mehanski obdelavi izpostavljeni toplotni obdelavi (naravno ali umetno staranje).

Varjeno jekleno ohišje (slika 18, b) je manj težko izdelati, a tudi manj tog kot litoželezni. Podrobnosti za takšne primere so izrezane iz jekla z debelino 8 ... 10 mm. Ohišja iz varjenega jekla so lažja od ohišij iz litega železa.

riž. osemnajst. Primeri naprav: a - odlitek; b - varjene; c - montažni; g - kovani

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

Na sl. 18c prikazuje ohišje, sestavljeno iz različnih elementov. Je manj zapleten, manj tog od litega ali varjenega, zanj je značilna nizka delovna intenzivnost izdelave. Telo je mogoče razstaviti in uporabiti v celoti ali kot posamezne dele v drugih oblikah.

Na sl. 18, d prikazuje telo napeljave, izdelano s kovanjem. Njegova izdelava je manj zahtevna kot lita, hkrati pa ohranja lastnosti togosti. Kovana jeklena telesa se uporabljajo za obdelavo majhnih obdelovancev preproste oblike.

Za delovanje naprave je pomembna kakovost izdelave njihovih delovnih površin. Obdelati jih je treba s površinsko hrapavostjo Ra 2,5 ... 1,25 µm; 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 nameščeni deli usmerjeni vzdolž njihovih simetričnih ravnin. Mehanizmi, ki se uporabljajo v ta namen, običajno ne le 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 simetrični ravnini, drugi pa po dveh med seboj pravokotnih ravninah.

Skupina samocentrirnih mehanizmov vključuje različne izvedbe vložkov in trnov.

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