Конспект лекций и методические указания к выполнению контрольной работы к изучению курса




НазваниеКонспект лекций и методические указания к выполнению контрольной работы к изучению курса
страница3/8
Дата публикации10.11.2013
Размер0.86 Mb.
ТипКонспект
uchebilka.ru > Экономика > Конспект
1   2   3   4   5   6   7   8

^ 4.3 Проектирования приспособлений работающих за счет упругих деформаций

Вопросы, изложенные в этом разделе подробно описаны в [4].

С
интез схемы или выбор оптимальной структуры патрона (приспособления) в начальной стадии проектирования в зависимости от исходных данных не может быть выполнен без строгой обобщающей классификации. На рис. 5 приведена элементная структура зажимного патрона механического исполнения с указанием внешнпх и внутренних связей элементов: передаточно-усилительных звеньев (ПУЗ), зажимных (ЗЭ), упругих (УЭ), а также вспомогательных (В Э). Зажимные элементы ЗЭ могут располагаться в один, два и более рядов (для закрепления деталей типа тел вращения и хвостового режущего инструмента применяется одинарный и двойной зажимы). Различают ЗЭ основные (О), промежуточные (П), дополнительные (Д), фиксирующие или стопорящие (Ф) и их сочетания.
Основные ЗЭ связаны с приводом (с одной стороны) и с деталью (с другой стороны); иногда основной ^ ЗЭ связан с деталью через промежуточный ЗЭ. Промежуточный ЗЭ никогда не связан с приводом, так как не участвует в преобразовании сил и перемещений и остается неподвижным в осевом направлении, перемещаясь с основным ЗЭ (сменный элемент) или с деталью (плавающий элемент).

Дополнительные ЗЭ могут образовывать дополнительный ряд зажима, сдвинутый относительно основных ^ ЗЭ, или располагаться в одном ряду с основными ЗЭ, чередуясь. Дополнительные ЗЭ могут быть связаны с приводом самостоятельно или через основные ЗЭ. Связь дополнительных и основных ЗЭ может быть жесткая, через упругий элемент (УЭ) или о помощью байонетного замка. За счет регулировки или конструктивного исполнения основные и дополнительные ЗЭ работают независимо, последовательно, параллельно и параллельно-последовательно, что в каждом случае требует различного описания процесса зажима.

Фиксирующие ^ ЗЭ могут быть связаны с корпусом К или с другими ЗЭ. Эти элементы фиксируют положение объекта или стопорят его до закрепления.

УЭ могут быть связаны с ПУЗ, ЗЭ или корпусом К патрона (П) и выполнять различные функции. Вспомогательные элементы (ВЭ) определяют не столько принцип действия патрона, сколько его конструктивные особенности. К ним относятся фланцы, упоры, оси, втулки, уплотнения, демпферы и др.

^ Цанговые патроны

Область применения цанг увеличивается с повышением точности зажима, которая в свою очередь зависит от жесткости связи между зажимными элементами цанги и уменьшается с увеличением отклонений размеров зажимаемой детали. Цанги являются наиболее подходящим видом приспособления для установки и закрепления тонкостенных малоустойчивых деталей. Кроме выполнения этих функций, цанги служат для подачи и загрузки (подающие цанги), а также для установки обрабатываемой детали или режущего инструмента – центрируют ее по наружной или внутренней цилиндрической поверхности.

Цанговые патроны являются главным средством крепления инструмента с цилиндрическим хвостовиком.

Н
а рис. 6 приведены варианты конструктивных схем цангового зажима.

Основные элементы цанги (рис. 7) следующие: – рабочая часть – губка, образованная разрезами и служащая зажимным элементом (ЗЭ), включающая клиновое передаточно-усилительное звено (ПУЗ); II– упругая часть–лепесток, образованный разрезами, и переходной участок;  – присоединительная часть – направляющий поясок и резьбовая часть.

Некоторые элементы могут отсутствовать или, наоборот, могут быть дополнительные элементы.

Патрон (или приспособление) вместе с объектом закрепления (заготовка – деталь, режущий инструмент, подвижный рабочий орган) составляют систему П – Д (патрон – деталь или приспособление – деталь), основными характеристиками которой являются сила, жесткость, точность, прочность, долговечность, быстродействие, компактность, простота, защищенность от попадания стружки, эмульсии и др.

Материалом для цанг служат цементируемые или высокоуглеродистые стали, обладающие большой ударной вязкостью (упругостью) и позволяющие при закалке обеспечить высокую твердость рабочей поверхности, что существенно увеличивает сопротивляемость износу. По степени увеличения износостойкости марки сталей, применяемые для цанг, распределяются следующим образом: 65Г, 18ХГТ, У7А-У12А, 4ХС, 9ХС, Р9. По упругим свойствам (ударной вязкости) они располагаются в обратной последовательности.

В особых средах (высокая температура, коррозия и др.) могут применяться высоколегированные коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные (деформируемые стали и сплавы по ГОСТу 5632–72 *). Наиболее рекомендуется сталь 65Г (ГОСТ 1050–74 **). Выбор марки стали для цанг определяется их упругими и другими механическими свойствами, условиями работы конструкции приспособления, характером нагрузок и напряжений, износостойкостью. Для повышения износостойкости цанг их рабочую часть армируют твердым сплавом или выполняют специальное напыление.

В случае отсутствия в приспособлении принудительного раскрытия цанги, регулировка, жесткость и угол конуса цанги должны предусматривать ее саморазжим.

При выборе параметров зажимных цанг необходимо учитывать следующие соображения.

Число лепестков z для повышения точности зажима по диаметру следует выполнять нечетным, т. е. 3;5; 7; 9; 11. Чем выше диаметр зажимаемой детали, тем больше z.

Для цанг, зажимающих прутки диаметром до 50 мм, число лепестков z следует принимать равным трем, для зажима прутков и труб диаметром до 100-120 - пяти, а для зажима труб больших диаметров (например, до 500 мм в трубообрабатывающих станках) - свыше пяти (7-11и более).

С точки зрения технологичности изготовления z должно быть кратно 360°; т. е. 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 16 и т. д. Для гранных деталей z кратно или равно числу граней.

Угол разрезки  лепестков (или разброс размеров хорды) должен быть таким, чтобы отклонение упругости лепестков одной цанги не превышало ±10 %.

Диаметр do рабочего отверстия должен гарантировать натяг между цангой и зажимаемым прутком в пределах величины суммарных контактных сближений между губкой цанги, шпинделем (или нажимной втулкой) и прутком с учетом допуска на размер прутка.

В общем случае диаметр рабочего отверстия
do =dп-(hк+к+р)-d1-и,
где dп - номинальный диаметр заготовки; hк - контактное сближение в сопряжении острых кромок губки цанги с заготовкой; к - контактное сближение в сопряжении губки цанги со шпинделем (или нажимной втулкой); р - суммарная деформация губки цанги (как балки на двух опорах) и шпинделя (как толстостенного кольца); d1 - отклонение диаметра заготовки от номинального в меньшую сторону; и -конструктивный запас на изнашивание.

Для заготовок диаметром d 30-50 мм диаметр рабочего отверстия должен быть меньше минимального диаметра зажимаемого прутка и определен по эмпирическоп формуле do == 0,997 dп - d1 -и.

Рабочее отверстие цанг может быть не только круглым, но и шестигранным, квадратным и любой другой формы.

Для зажима заготовок сравнительно больших диаметров выполнение рабочего отверстия do меньшим минимального диаметра прутка при малом числе лепестков может привести к поломкам губки из-за значительного расстояния между точками контакта с заготовкой в поперечном сечении. В этих случаях целесообразно увеличивать число лепестков, выполнять дополнительные надрезы на губках цанги или дополнительно шлифовать губки цанг на оправке, диаметр которой на 0,05-0,1 мм больше максимального диаметра зажимаемой заготовки.

Угол  конусов в продольном сечении должен быть равен по номиналу половине угла конуса шпинделя (корпуса патрона или нажимной втулки), т. е. угловой зазор между конусами должен отсутствовать или быть предельно малым положительным (до 3-5'), что уменьшает неравномерность и увеличивает абсолютную величину жесткости зажима благодаря прилеганию губки цанги к конической поверхности шпинделя по всей длине образующей. Для уменьшения осевой силы, прилагаемой к цанге при зажиме, выгодно уменьшать угол . Для внутреннего зажима  = 5 - 15°. Конусность в эластичных цангах с большим числом прорезей с каждого торца выбирается 1:5. Однако при  = 12° разжим цанги за счет упругих свойств лепестков не всегда гарантируется. Поэтому при отсутствии принудительного разжима обычно принимают для наружного зажима  = 15°.

Длина а конусной части (см. рис. 7 и 8) и ее положение должны выбираться так, чтобы результирующая реакция со стороны шпинделя проходила через рабочую часть губки, что очень важно с точки зрения повышения радиальной точности и жесткости, особенно при угле конуса губки г, большем угла конуса шпинделя . В этом случае при диаметре прутка d > d0 осевое смещение прутка уменьшается при увеличении я, т. е. когда конусная часть сдвинута относительно передней части на длину т технологического конуса. Для обеспечения стабильности силы зажима и для перемещения контакта к передней части головки цанги заднюю часть конической поверхности рекомендуется выполнять со сферической образующей или с увеличенным углом ц2 на длину примерно 0,25 a. При этом конус образующей или угол а выбирается так, чтобы максимальный зазор между образующими шпинделя и цанги не превышал 0,05- 0,2 мм. Обычно а = (0,55 - 1) d, причем большие значения для меньших d.

Д
лина b рабочей части губки при одинарном зажиме не превышает (1,5-2) d и ограничена габаритом узла шпинделя по диаметру. С целью повышения жесткости зажима длину губки при заданном габарите патрона можно увеличить изменением длины aТ установкой дополнительных губок или второй цанги. Для увеличения силы сцепления цанги с прутком на рабочей поверхности губок делают насечки различной формы. Эффективным является также выполнение камеры шириной (0,25 - 0,4) b со смещением ее в сторону лепестков для перераспределения контакта и увеличения силы зажима на задней части губки.

С увеличением длины губки b и конусной части а радиальные биения и конусность зажатой оправки уменьшаются, причем минимальные значения они составляют при d = dо.

Длина лепестка 1л определяется исходя из допускаемых нормальных напряжений на изгиб и в сечении, соответствующем концу разрезки лепестка, причем наибольшие напряжения возникают в крайних внутренних или наружных волокнах при зажиме прутка минимального диаметра.

При определении 1л необходимо также учитывать запас на износ рабочего отверстия и = 0,05-0,4 мм, причем, чем больше диаметр рабочего отверстия, тем большее значение и следует принимать. С увеличением длины лепестка заметно возрастают сила и жесткость зажима и уменьшается осевое смещение прутка при зажиме. Длину лепестка целесообразно увеличивать до некоторого предела, который, например, для трехлепестковых цанг составляет полторы-две длины губки. При большей длине лепестка можно зажимать up утки с большими отклонениями диаметра.

Уменьшение длины лепестка и габаритов цанги может быть достигнуто за счет выполнения лепестков по винтовой линии.

Чтобы деформация заделки лепестка не влияла на направляющий поясок, расстояние lн до направляющего пояска должно быть примерно равным участку затухания.

Для расширения технологических возможностей цанги используются сменные вкладыши на различный диаметр заготовки, что, однако, снижает жесткость зажима, но зато избавляет от расхода металла на изготовление комплекта цельных цанг.

Формулы для определения осевой силы Q2 приведены в табл. 4.

Таблица 4 – Формулы для ориентировочного определения осевой силы Q2 при (d=d0) при одинарном зажиме


Схема

Формула для расчета

Примечание, обозначение

1

2

3



Q2=T tg (  + пр )

пр - приведенный угол трения между цангой и шпинделем



Q2=T [tg (  + пр ) + 2]

2 - коэффициент сцепления в осевом направлении между цангой и заготовкой



Q2=T [tg (  + пр ) + f]

f – коэффициент трения между цангами



Q2=T tg (  + пр )

-



Q2=T [tg (  + пр ) +К12]

К1 =0,3…0,1 - коэффициент, зависящий от жесткости упора



Q2=T

 - угол трения между цангой и упорной гайкой



Q2=T

-



Q2=T

 - угол конуса упорный (обычно 10 - 12)



Q2=T

-





1 - коэффициент трения упорной гайки о цангу;

 - угол подъема резьбы;

 - угол подъема в резьбе.




На рис. 9 показан пружинно-пневматический цанговый патрон для пруткового материала; зажим осуществляется сильной пружиной, а раскрепление - сжатым воздухом. Внутри цилиндра 4, прикрепленного винтами 3 к передней бабке станка, помещен поршень 5, соединенный с пустотелым штоком 10. На рабочий конец шпинделя станка навинчена гильза 1, в которой перемещается втулка 13, сжимающая сменную цангу. Ввинченная в гильзу круглая гайка 12 предохраняет цангу от выпадения, а стопорный винт 11 фиксирует ее в отрегулированном положении. Управление патроном при раскреплении осуществляется с помощью золотника 16. При нажиме на кнопку 15 золотник перемещается, и сжатый воздух через штуцер 17 поступает в полость цилиндра. При перемещении поршня 5 влево шток 10 нажимает на кольцо 9 и, преодолевая силу упру гости пружины 2, перемещает втулку 13 при помощи поводковых пальцев 8, в результате чего цанга под действием сил упругости ее стенок разжимается, и пруток освобождается. для очередного закрепления прутка кнопку 15 оттягивают, золотник возвращается в исходное положение, при котором сжатый воздух из полости цилиндра свободно выходит в атмосферу, а поршень, шток, кольцо с поводковыми пальцами и втулка 13, под действием пружины 2 перемещаясь вправо, сжимает цангу, которая, упираясь в гайку 12, производит зажим обрабатываемого материала. Под действием четырех пружин 14 поршень со штоком получает дополнительное перемещение вправо, в результате которого образуется зазор между торцом кольца 9 и штоком 10, предохраняющий от возникновения между ними трения. Крышка, в которой предусмотрено уплотнение 7, присоединена винтами б к цилиндру 4. Преимущества патрона: 1) постоянство силы зажима и безопасность в эксплуатации, так как во время обработки сжатый воздух в полости отсутствует и возможное падение давления в сети не влияет на зажим; 2) сравнительная простота схемы пневмопривода (не нужны обратный клапан и реле давления); 3) полость шпинделя свободна от тяги или толкателя, необходимых в обычных конструкциях пневмопривода.
1   2   3   4   5   6   7   8

Похожие:

Конспект лекций и методические указания к выполнению контрольной работы к изучению курса iconМетодические указания к выполнению контрольной работы по предмету «организация производства»
Методические указания к выполнению контрольной работы по предмету «Организация производства» для студентов фпо и зо спец. 070106...

Конспект лекций и методические указания к выполнению контрольной работы к изучению курса iconРабочая программа и методические указания к выполнению контрольной работы по курсу “
Рабочая программа и методические указания к выполнению контрольной работы по курсу “Тепловые процессы в технологических системах”...

Конспект лекций и методические указания к выполнению контрольной работы к изучению курса iconМетодические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине...
Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Локальные информационные сети» для студентов специальности 090803...

Конспект лекций и методические указания к выполнению контрольной работы к изучению курса iconМетодические рекомендации к выполнению контрольной работы и задание по курсу «Прогнозирование»
Методические указания к выполнению контрольной работы и задания по курсу „Прогнозирование” (для студентов 3, 4 курсов заочной формы...

Конспект лекций и методические указания к выполнению контрольной работы к изучению курса iconМетодические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине...
Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Основы программирования и алгоритмические языки» для студентов...

Конспект лекций и методические указания к выполнению контрольной работы к изучению курса iconМетодические указания к выполнению контрольной работы по курсу «Теория...
Методические указания к выполнению контрольной работы по курсу «Теория вероятностей и математическая статистика» для студентов экономических...

Конспект лекций и методические указания к выполнению контрольной работы к изучению курса iconМетодические указания к выполнению контрольной работы (ргр) по дисциплине...
Методические указания к выполнению контрольной работы (ргр) по дисциплине «Объектно-ориентированное программирование» (для студентов...

Конспект лекций и методические указания к выполнению контрольной работы к изучению курса iconМетодические указания к выполнению контрольной работы для студентов...

Конспект лекций и методические указания к выполнению контрольной работы к изучению курса iconМетодические указания к изучению курса «Финансы предприятий» ивыполнению курсового проекта
Методические указания к изучению курса «Финансы предприятий» и выполнению курсового проекта (для студентов 4, 5 курсов специальностей...

Конспект лекций и методические указания к выполнению контрольной работы к изучению курса iconМетодические указания к выполнению контрольной работы Общие положения
Выполнение контрольной работы является составной частью учебного процесса, активной формой самостоятельной работы студентов

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
uchebilka.ru
Главная страница


<