Los elementos de sujeción sujetan la pieza pieza de trabajo del desplazamiento y las vibraciones que surgen bajo la acción de las fuerzas de corte.
Clasificación de los elementos de sujeción
Los elementos de sujeción de los accesorios se dividen en simples y combinados, es decir. formado por dos, tres o más elementos entrelazados.
Los simples incluyen cuña, tornillo, excéntrico, palanca, palanca articulada, etc. - se llaman abrazaderas
Los mecanismos combinados se suelen realizar como tornillo-
palanca, palanca excéntrica, etc. y se llaman tachuelas
Cuando se usa simple o combinado
mecanismos en diseños con accionamiento mecanizado
(neumáticos o no) se les llama mecanismos - amplificadores De acuerdo con el número de enlaces accionados, los mecanismos se dividen: 1. enlace único: sujeción de la pieza de trabajo en un punto;
2. dos enlaces: sujeción de dos piezas de trabajo o una pieza de trabajo en dos puntos;
3. enlace múltiple: sujeción de una pieza de trabajo en muchos puntos o varias piezas de trabajo simultáneamente con el mismo esfuerzo. Por grado de automatización:
1. manual - trabajando con un tornillo, cuña y otros
dispositivos;
2. mecanizado, en
subdividido en
a) hidráulica
b) neumático,
c) neumohidráulico,
d) mecanohidráulico,
e) eléctrico,
e) magnético,
g) electromagnético,
h) vacío.
3. automatizado, controlado desde los cuerpos de trabajo de la máquina. Son impulsados por la mesa de la máquina, el calibrador, el husillo y las fuerzas centrífugas de las masas giratorias.
Ejemplo: platos de energía centrífuga para tornos semiautomáticos.
Requisitos para dispositivos de sujeción
Deben tener un funcionamiento fiable, un diseño sencillo y un mantenimiento fácil; no debe causar deformación de las piezas de trabajo fijas y daño a sus superficies; la sujeción y el desprendimiento de las piezas de trabajo deben realizarse con un gasto mínimo de esfuerzo y tiempo de trabajo, especialmente cuando se fijan varias piezas de trabajo en accesorios de varios lugares, además, los dispositivos de sujeción no deben mover la pieza de trabajo durante su sujeción. En la medida de lo posible, las fuerzas de corte no deberían ser absorbidas por los dispositivos de sujeción. Deben ser percibidos por elementos de instalación más rígidos de los dispositivos. Para mejorar la precisión del procesamiento, se prefieren dispositivos que proporcionen un valor constante de las fuerzas de sujeción.
Hagamos una pequeña excursión a la mecánica teórica. ¿Cuál es el coeficiente de fricción?
Si un cuerpo que pesa Q se mueve a lo largo de un plano con una fuerza P, entonces la reacción a la fuerza P será la fuerza P 1 dirigida en la dirección opuesta, es decir
deslizar.
Coeficiente de fricción
Ejemplo: si f = 0,1; Q = 10 kg, luego P = 1 kg.
El coeficiente de fricción varía con la rugosidad de la superficie.
Método para calcular las fuerzas de sujeción
primer caso
segundo caso
La fuerza de corte P z y la fuerza de sujeción Q están dirigidas a una
En este caso Q => O
La fuerza de corte P g y la fuerza de sujeción Q están dirigidas en direcciones opuestas, luego Q \u003d k * P z
donde k - factor de seguridad k = 1,5 acabado k = 2,5 desbaste.
tercer caso
Las fuerzas se dirigen mutuamente perpendiculares. Fuerza de corte P, contrarrestando la fuerza de fricción en el soporte (instalación) Qf 2 y la fuerza de fricción en el punto de sujeción Q * f 1, luego Qf 1 + Qf 2 \u003d k * P z
GRAMO 
de f, y f 2 - coeficientes de fricción por deslizamiento Cuarto caso
La pieza de trabajo se procesa en un mandril de tres mordazas
En esta dirección, P, tiende a mover la pieza de trabajo en relación con las levas.
Cálculo de mecanismos de sujeción roscados Primer caso
Sujeción con tornillo de cabeza plana A partir de la condición de equilibrio 
donde P es la fuerza sobre el mango, kg; Q - fuerza de sujeción de la pieza, kg; R c.p. - radio medio de rosca, mm;
R es el radio del extremo del soporte;
Ángulo de hélice de la rosca;
Ángulo de fricción en conexión roscada 6; 
- condición de autofrenado; f es el coeficiente de fricción del tornillo sobre la pieza;
0.6 - coeficiente teniendo en cuenta la fricción de toda la superficie de la culata. El momento P*L supera el momento de la fuerza de sujeción Q, teniendo en cuenta las fuerzas de fricción en el par de tornillos y en el extremo del perno.
segundo caso
■ Sujeción con perno esférico
Con un aumento en los ángulos α y φ, la fuerza P aumenta, porque en este caso, la dirección de la fuerza asciende por el plano inclinado del hilo.
tercer caso
Este método de sujeción se utiliza cuando se procesan casquillos o discos en mandriles: tornos, cabezales divisores o mesas giratorias en fresadoras, ranuradoras u otras máquinas, tallado de engranajes, conformado de engranajes, taladradoras radiales, etc. Algunos datos de la guía:
Tornillo Ml6 con punta esférica con mango largo L = 190 mm y fuerza P = 8 kg, desarrolla una fuerza Q = 950 kg
Tornillo de sujeción M = 24 con extremo plano en L = 310 mm; P = 15 kg; Q=1550mm
Abrazadera con tuerca hexagonal Ml 6 llave L = 190 mm; P = 10 kg; Q = 700 kg.
Las mordazas excéntricas son de fácil fabricación por este motivo son muy utilizadas en máquinas herramienta. El uso de abrazaderas excéntricas puede reducir significativamente el tiempo de sujeción de la pieza de trabajo, pero la fuerza de sujeción es inferior a las abrazaderas roscadas.
Las abrazaderas excéntricas están disponibles en combinación con abrazaderas y sin ellas.
Considere una abrazadera excéntrica con una abrazadera.
Las mordazas excéntricas no pueden funcionar con grandes desviaciones de tolerancia (±δ) de la pieza de trabajo. Con grandes desviaciones de tolerancia, la abrazadera requiere un ajuste constante con el tornillo 1.
Cálculo de la excéntrica
METRO
el material utilizado para la fabricación de la excéntrica son U7A, U8A con
tratamiento térmico hasta HR de 50....55 unidades, acero 20X con cementación a una profundidad de 0,8... 1,2 Con temple HR c 55...60 unidades. Considere el esquema de la excéntrica. ¿La línea KN divide la excéntrica en dos? mitades simétricas que consisten, por así decirlo, en 2
X cuñas atornilladas en el "círculo inicial".
El eje de rotación de la excéntrica se desplaza con respecto a su eje geométrico por la cantidad de excentricidad "e".
Para la sujeción se suele utilizar la sección Nm de la cuña inferior.
Considerando el mecanismo como uno combinado que consiste en una palanca L y una cuña con fricción en dos superficies en el eje y el punto "m" (punto de sujeción), obtenemos una dependencia de la fuerza para calcular la fuerza de sujeción.
donde Q es la fuerza de sujeción
P - fuerza en el mango
L - brazo del mango
r - distancia desde el eje de rotación de la excéntrica hasta el punto de contacto con
espacio en blanco
α - ángulo de inclinación de la curva
α 1 - ángulo de fricción entre la excéntrica y la pieza de trabajo
α 2 - ángulo de fricción en el eje de la excéntrica
Para evitar que la excéntrica se aleje durante la operación, es necesario observar la condición de autofrenado de la excéntrica.
La condición de autofrenado de la excéntrica. = 12R
sobre alguien con un expentoico
GRAMO
de a -
ángulo de fricción deslizante en el punto de contacto de la pieza ø -
coeficiente de fricción Para cálculos aproximados Q - 12P Consideremos el esquema de una abrazadera de doble cara con una excéntrica
Abrazaderas de cuña
Los dispositivos de sujeción de cuña se utilizan ampliamente en máquinas herramienta. Su elemento principal son las cuñas de uno, dos y tres biseles. El uso de tales elementos se debe a la simplicidad y compacidad de los diseños, la velocidad de acción y la confiabilidad en la operación, la posibilidad de usarlos como un elemento de sujeción que actúa directamente sobre la pieza a fijar, y como un enlace intermedio, por ejemplo, un enlace amplificador en otros dispositivos de sujeción. Normalmente se utilizan cuñas autofrenantes. La condición de autofrenado de una cuña de un solo lado se expresa por la dependencia
α >2ρ
donde α - ángulo de cuña
ρ - el ángulo de fricción en las superficies Г y Н del contacto de la cuña con las partes de contacto.
El frenado automático se proporciona en un ángulo α = 12°, sin embargo, para evitar que las vibraciones y las fluctuaciones de carga durante el uso de la abrazadera debiliten la fijación de la pieza de trabajo, a menudo se utilizan cuñas con un ángulo α.
Debido al hecho de que una disminución en el ángulo conduce a un aumento en
propiedades de autofrenado de la cuña, es necesario, al diseñar el accionamiento del mecanismo de cuña, proporcionar dispositivos que faciliten la extracción de la cuña del estado de trabajo, ya que es más difícil soltar la cuña cargada que ponerla en condiciones de trabajo.
Esto se puede lograr conectando el vástago del actuador a la cuña. Cuando la varilla 1 se mueve hacia la izquierda, pasa el camino "1" al ralentí, y luego golpea el pasador 2, presionado en la cuña 3, empuja este último. Durante la carrera inversa de la varilla, también empuja la cuña a la posición de trabajo con un golpe en el pasador. Esto debe tenerse en cuenta en los casos en que el mecanismo de cuña sea accionado por un actuador neumático o hidráulico. Luego, para asegurar la confiabilidad del mecanismo, es necesario crear diferentes presiones de líquido o aire comprimido desde diferentes lados del pistón de accionamiento. Esta diferencia al usar actuadores neumáticos se puede lograr usando una válvula reductora de presión en uno de los tubos que suministran aire o fluido al cilindro. En los casos en los que no se requiera el autofrenado, se recomienda utilizar rodillos en las superficies de contacto de la cuña con las contrapartes del dispositivo, facilitando así la introducción de la cuña en su posición original. En estos casos, el bloqueo de la cuña es obligatorio.
Considere el esquema de la acción de las fuerzas en un bisel simple, más comúnmente utilizado en accesorios, mecanismo de cuña
Construyamos un polígono de fuerzas.
Al transferir fuerzas en ángulo recto, tenemos la siguiente relación
+ clavar, - clavar
El autofrenado tiene lugar en α
pinzas
El mecanismo de sujeción del collar se conoce desde hace mucho tiempo. La sujeción de piezas de trabajo con pinzas ha demostrado ser muy conveniente en la creación de máquinas automatizadas porque solo se requiere un movimiento de traslación de la pinza sujetada para asegurar la pieza de trabajo.
Al operar mecanismos de pinza, se deben cumplir los siguientes requisitos.
Las fuerzas de sujeción deben proporcionarse de acuerdo con las fuerzas de corte emergentes y no permitir que la pieza de trabajo o la herramienta se muevan durante el proceso de corte.
El proceso de amarre en el ciclo total de maquinado es un movimiento auxiliar, por lo tanto, el tiempo de operación de la pinza debe ser mínimo.
Las dimensiones de los eslabones del mecanismo de sujeción deben determinarse a partir de las condiciones de su funcionamiento normal al sujetar piezas de trabajo de las dimensiones más grandes y más pequeñas.
El error de ubicar las piezas de trabajo o herramientas fijas debe ser mínimo.
El diseño del mecanismo de sujeción debe proporcionar la menor compresión elástica durante el procesamiento de piezas de trabajo y tener una alta resistencia a la vibración.
Las partes de la pinza, y especialmente la pinza, deben tener una alta resistencia al desgaste.
El diseño del dispositivo de sujeción debe permitir su cambio rápido y un ajuste conveniente.
El diseño del mecanismo debe prever la protección de las pinzas contra virutas.
Prácticamente el tamaño mínimo permitido para la fijación es de 0,5 mm. Sobre el
máquinas de barra multihusillo, diámetros de barra y
en consecuencia, los agujeros de las pinzas alcanzan los 100 mm. Las pinzas con un diámetro de orificio grande se utilizan para sujetar tuberías de paredes delgadas, porque. la fijación relativamente uniforme en toda la superficie no provoca grandes deformaciones en la tubería.
El mecanismo de sujeción del collar permite sujetar piezas de trabajo de varias formas de sección transversal.
La resistencia de los mecanismos de sujeción de pinzas varía ampliamente y depende del diseño y la corrección de los procesos tecnológicos en la fabricación de las piezas del mecanismo. Por regla general, las pinzas de sujeción salen antes que otras. En este caso, el número de fijaciones con pinzas oscila entre uno (rotura de pinzas) y medio millón o más (desgaste de las mordazas). El trabajo de la pinza se considera satisfactorio si es capaz de contener al menos 100.000 piezas de trabajo.
Clasificación de pinzas
Todas las pinzas se pueden dividir en tres tipos:
1. Collets del primer tipo tienen un cono "recto", cuya parte superior está alejada del eje de la máquina.
Para la fijación, es necesario crear una fuerza que tire de la pinza hacia la tuerca atornillada en el husillo. Las cualidades positivas de este tipo de pinzas son que son estructuralmente bastante simples y funcionan bien en compresión (el acero templado tiene un mayor esfuerzo admisible en compresión que en tensión. A pesar de esto, las pinzas del primer tipo son actualmente de uso limitado debido a las desventajas Cuáles son estas desventajas:
a) la fuerza axial que actúa sobre la pinza tiende a desbloquearla,
b) al alimentar la barra, es posible el bloqueo prematuro de la pinza,
c) al fijar con una pinza de este tipo, un efecto nocivo sobre
d) hay un centrado insatisfactorio de la pinza en
husillo, ya que la cabeza está centrada en la tuerca, cuya posición está en
el eje no es estable debido a las roscas.
Collets del segundo tipo tienen un cono "inverso", cuya parte superior mira hacia el husillo. Para la fijación, es necesario crear una fuerza que atraiga la pinza hacia el orificio cónico del husillo de la máquina.
Las pinzas de este tipo proporcionan un buen centrado de las piezas a fijar, ya que el cono de la pinza se encuentra directamente en el husillo;
Si se produce un atasco, las fuerzas de trabajo axiales no abren la pinza, sino que la bloquean, lo que aumenta la fuerza de sujeción.
Al mismo tiempo, una serie de inconvenientes significativos reduce la eficacia de las pinzas de sujeción de este tipo. Debido a los numerosos contactos con la pinza, el orificio cónico del husillo se desgasta con relativa rapidez, la rosca de las pinzas a menudo falla, lo que no proporciona una posición estable de la barra a lo largo del eje cuando se sujeta, se aleja del tope. No obstante, las pinzas del segundo tipo se utilizan ampliamente en máquinas herramienta.
Los dispositivos de sujeción constan de tres partes principales: un accionamiento, un elemento de contacto y un mecanismo de potencia.
El accionamiento, al convertir cierto tipo de energía, desarrolla una fuerza Q que, con la ayuda de un mecanismo de potencia, se convierte en una fuerza de sujeción. R y se transmite a través de los elementos de contacto a la pieza de trabajo.
Los elementos de contacto se utilizan para transferir la fuerza de sujeción directamente a la pieza de trabajo. Sus diseños permiten dispersar las fuerzas, evitando el aplastamiento de las superficies de la pieza, y distribuirlas entre varios puntos de apoyo.
Se sabe que la elección racional del accesorio reduce el tiempo auxiliar. El tiempo auxiliar se puede reducir mediante el uso de accionamientos mecanizados.
Los accionamientos mecanizados, según el tipo y la fuente de energía, se pueden dividir en los siguientes grupos principales: mecánicos, neumáticos, electromecánicos, magnéticos, de vacío, etc. El alcance de los accionamientos mecánicos con control manual es limitado, ya que se requiere un tiempo considerable para ejecutarlos. instalar y quitar piezas de trabajo. Los accionamientos más utilizados son los neumáticos, hidráulicos, eléctricos, magnéticos y sus combinaciones.
Accionamientos neumáticos funcionan según el principio de suministro de aire comprimido. Se puede utilizar como actuador neumático.
cilindros neumáticos (de doble y simple efecto) y cámaras neumáticas.
para cavidad de cilindro con vástago
para cilindros de simple efecto
Las desventajas de los actuadores neumáticos incluyen sus dimensiones generales relativamente grandes. La fuerza Q(H) en los cilindros neumáticos depende de su tipo y, sin tener en cuenta las fuerzas de rozamiento, viene determinada por las siguientes fórmulas:
Para cilindros neumáticos de doble efecto para el lado izquierdo del cilindro
donde p - presión de aire comprimido, MPa; la presión del aire comprimido generalmente se toma igual a 0.4-0.63 MPa,
D - diámetro del pistón, mm;
d- diámetro de la varilla, mm;
ή- eficiencia, teniendo en cuenta las pérdidas en el cilindro, en D = 150 ... 200 mm ή = 0,90 ... 0,95;
q - fuerza de resistencia de los resortes, N.
Los cilindros neumáticos se utilizan con un diámetro interior de 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300 mm. Montaje del pistón en el cilindro cuando se utilizan juntas tóricas 
o 
, y al sellar con puños 
o 
.
El uso de cilindros de diámetro inferior a 50 mm y superior a 300 mm no es rentable económicamente, en este caso se deben utilizar otros tipos de accionamientos,
Las cámaras neumáticas tienen una serie de ventajas en comparación con los cilindros neumáticos: duraderas, resisten hasta 600 mil inclusiones (cilindros neumáticos - 10 mil); compacto; son livianos y más fáciles de fabricar. Las desventajas incluyen un pequeño golpe de la varilla y la inconstancia de los esfuerzos desarrollados.
Accionamientos hidráulicos en comparación con el neumático
las siguientes ventajas: desarrolla grandes fuerzas (15 MPa y más); su fluido de trabajo (aceite) es prácticamente incompresible; proporcionar una transferencia suave de las fuerzas desarrolladas por el mecanismo de potencia; puede garantizar la transferencia de fuerza directamente a los elementos de contacto del dispositivo; tienen un amplio alcance, ya que pueden usarse para movimientos precisos de los cuerpos de trabajo de la máquina y las partes móviles de los accesorios; permiten el uso de cilindros de trabajo de pequeño diámetro (20, 30, 40, 50 mm v. más), lo que garantiza su compacidad.
Accionamientos neumohidráulicos tienen una serie de ventajas en comparación con los neumáticos e hidráulicos: tienen altas fuerzas de trabajo, velocidad de acción, bajo costo y pequeñas dimensiones. Las fórmulas de cálculo son similares al cálculo de cilindros hidráulicos.
Accionamientos electromecánicos son ampliamente utilizados en tornos CNC, máquinas modulares, líneas automáticas. Impulsadas por un motor eléctrico y mediante transmisión mecánica, las fuerzas se transmiten a los elementos de contacto del dispositivo de sujeción.
Dispositivos de sujeción electromagnéticos y magnéticos funcionan principalmente en forma de placas y placas frontales para la fijación de piezas brutas de acero y hierro fundido. Se utiliza la energía del campo magnético de bobinas electromagnéticas o imanes permanentes. Las posibilidades tecnológicas de usar dispositivos electromagnéticos y magnéticos en las condiciones de producción a pequeña escala y procesamiento grupal se amplían significativamente cuando se usan ajustes de cambio rápido. Estos dispositivos aumentan la productividad laboral al reducir el tiempo auxiliar y principal (entre 10 y 15 veces) durante el procesamiento en múltiples sitios.
Unidades de vacío utilizado para sujetar piezas de trabajo de varios materiales con una superficie plana o curva, tomada como base principal. Los dispositivos de sujeción por vacío funcionan según el principio de utilizar la presión atmosférica.
Fuerza (H) presionando la pieza de trabajo contra la placa:
donde F- el área de la cavidad del dispositivo, de la cual se elimina el aire, cm 2;
p - presión (en la fábrica, generalmente p \u003d 0.01 ... 0.015 MPa).
La presión para instalaciones individuales y grupales se crea mediante bombas de vacío de una y dos etapas.
Los mecanismos de potencia actúan como un amplificador. Su característica principal es la ganancia:
donde R- fuerza de fijación aplicada a la pieza de trabajo, N;
q - la fuerza desarrollada por el accionamiento, N.
Los mecanismos de potencia a menudo desempeñan el papel de un elemento de autofrenado en caso de una falla repentina del accionamiento.
Algunos diseños típicos de dispositivos de sujeción se muestran en la fig. 5.
Figura 5 Esquemas de dispositivos de sujeción:
un- con un clip 6 - palanca oscilante; en- egocéntricoprismas
El propósito de los dispositivos de sujeción es garantizar un contacto confiable de la pieza de trabajo con los elementos de montaje y evitar su desplazamiento y vibración durante el procesamiento. La Figura 7.6 muestra algunos tipos de dispositivos de sujeción.
Requisitos para los elementos de sujeción:
Confiabilidad en el trabajo;
Simplicidad de diseño;
Utilidad;
No debe causar deformación de las piezas de trabajo ni daños en sus superficies;
No deben mover la pieza de trabajo en el proceso de fijación de los elementos de montaje;
Los espacios en blanco para sujetar y desabrochar deben realizarse con un gasto mínimo de mano de obra y tiempo;
Los elementos de sujeción deben ser resistentes al desgaste y, si es posible, reemplazables.
Tipos de elementos de sujeción:
Tornillos de sujeción, que giran con llaves, manijas o volantes (ver Fig. 7.6)
Fig.7.6 Tipos de abrazaderas:
a - tornillo de sujeción; b - abrazadera de tornillo
Actuación rápida abrazaderas que se muestran en la fig. 7.7.
Figura 7.7. Tipos de abrazaderas rápidas:
a - con una arandela partida; b - con un dispositivo de émbolo; en - con un énfasis plegable; g - con un dispositivo de palanca
Excéntrico abrazaderas, que son redondas, involutas y espirales (según la espiral de Arquímedes) (Fig. 7.8).
Figura 7.8. Tipos de abrazaderas excéntricas:
a - disco; b - cilíndrico con abrazadera en forma de L; g - flotante cónica.
Abrazaderas de cuña- se aprovecha el efecto cuña y se utiliza como eslabón intermedio en sistemas de sujeción complejos. En ciertos ángulos, el mecanismo de cuña tiene la propiedad de autofrenarse. En la fig. 7.9 muestra el esquema de diseño para la acción de fuerzas en el mecanismo de cuña.
Arroz. 7.9. Esquema de cálculo de fuerzas en el mecanismo de cuña:
a - unilateral; b - dos caras
Abrazaderas de palanca se utilizan en combinación con otras abrazaderas para formar sistemas de sujeción más complejos. Con la palanca, puede cambiar tanto la magnitud como la dirección de la fuerza de sujeción, así como sujetar simultáneamente y de manera uniforme la pieza de trabajo en dos lugares. En la fig. 7.10 muestra un diagrama de la acción de las fuerzas en las abrazaderas de palanca.
Arroz. 7.10. Esquema de acción de fuerzas en abrazaderas de palanca.
pinzas son manguitos de resorte divididos, cuyas variedades se muestran en la Fig. 7.11.
Arroz. 7. 11. Tipos de pinzas:
a - con un tubo de tensión; b - con tubo espaciador; c - tipo vertical
Las pinzas aseguran la concentricidad de la instalación de la pieza de trabajo dentro de 0,02…0,05 mm. La superficie base de la pieza de trabajo para pinzas de sujeción debe procesarse de acuerdo con 2 ... 3 clases de precisión. Las pinzas están hechas de aceros con alto contenido de carbono del tipo U10A con tratamiento térmico posterior hasta una dureza de HRC 58…62. Ángulo cónico de la pinza d = 30…40 0 . En ángulos más pequeños, es posible que se atasque la boquilla.
Mandriles de expansión, cuyas vistas se muestran en la Fig. 7.4.
bloqueo de rodillos(fig. 7.12)
Arroz. 7.12. Tipos de cerraduras de rodillos
Abrazaderas combinadas- una combinación de abrazaderas elementales de varios tipos. En la fig. 7.13 muestra algunos tipos de tales dispositivos de sujeción.
Arroz. 7.13. Tipos de dispositivos de sujeción combinados.
Los dispositivos de sujeción combinados son operados manualmente o por dispositivos eléctricos.
Guías de herramientas
Al realizar algunas operaciones de mecanizado (taladrado, mandrinado), la rigidez de la herramienta de corte y del sistema tecnológico en su conjunto es insuficiente. Para eliminar la presión elástica de la herramienta en relación con la pieza de trabajo, se utilizan elementos de guía (casquillos conductores para taladrar y taladrar, copiadoras para procesar superficies moldeadas, etc. (ver Fig. 7.14).
Figura 7.14. Tipos de casquillos conductores:
una constante; b - intercambiable; c - cambio rápido
Los casquillos guía están hechos de acero U10A o 20X, endurecido a HRC 60…65.
Los elementos de guía de los dispositivos (copiadoras) se utilizan en el procesamiento de superficies moldeadas de un perfil complejo, cuya tarea es guiar la herramienta de corte a lo largo de la superficie de la pieza a mecanizar para obtener una precisión determinada de la trayectoria de su movimiento.
4. El propósito de las abrazaderas y las características de sus diseños, según el esquema del dispositivo.
El objetivo principal de los dispositivos de sujeción es garantizar un contacto confiable de la pieza de trabajo con los elementos de ajuste y evitar su desplazamiento y vibración durante el procesamiento.
También se utilizan dispositivos de sujeción para asegurar el posicionamiento y centrado correctos de la pieza de trabajo. En este caso, las abrazaderas cumplen la función de elementos de montaje y sujeción. Estos incluyen mandriles autocentrantes, pinzas y otros dispositivos.
La pieza de trabajo no puede sujetarse si se mecaniza una pieza de trabajo pesada (estable), en comparación con el peso del cual las fuerzas de corte son insignificantes; la fuerza generada durante el proceso de corte se aplica de forma que no perturbe la instalación de la pieza.
Durante el mecanizado, las siguientes fuerzas pueden actuar sobre la pieza de trabajo:
Fuerzas de corte, que pueden ser variables debido a diferentes tolerancias de mecanizado, propiedades del material, desafilado de la herramienta de corte;
El peso de la pieza de trabajo (con la posición vertical de la pieza);
Fuerzas centrífugas resultantes del desplazamiento del centro de gravedad de la pieza con respecto al eje de rotación.
Los requisitos principales para los dispositivos de sujeción son:
Al fijar la pieza de trabajo, no se debe violar su posición alcanzada por la instalación;
Las fuerzas de sujeción deben excluir la posibilidad de movimiento de la pieza y su vibración durante el procesamiento;
La deformación de la pieza de trabajo bajo la acción de las fuerzas de sujeción debe ser mínima.
El aplastamiento de las superficies de ubicación debe ser mínimo, por lo que la fuerza de sujeción debe aplicarse de manera que la pieza quede presionada contra los elementos de montaje del accesorio con una superficie de ubicación plana, y no cilíndrica o con forma.
Los dispositivos de sujeción deben ser rápidos, estar convenientemente ubicados, tener un diseño simple y requerir un esfuerzo mínimo por parte del trabajador.
Los dispositivos de sujeción deben ser resistentes al desgaste y la mayoría de las piezas de desgaste deben ser reemplazables.
Las fuerzas de apriete deben estar dirigidas a los soportes para no deformar la pieza, especialmente la no rígida.
Materiales: acero 30HGSA, 40X, 45. La superficie de trabajo debe procesarse en 7 metros cuadrados. y más precisamente.
Designación de terminal:
Denominación del dispositivo de sujeción:
P - neumático
H - hidráulico
E - eléctrico
M - magnético
EM - electromagnético
G - hidroplástico
En la producción única, se utilizan accionamientos manuales: tornillo, excéntrico, etc. En la producción en serie, se utilizan accionamientos mecanizados.
5. SUJECIÓN DE LA PIEZA. DATOS INICIALES PARA DESARROLLAR UN ESQUEMA PARA EL CÁLCULO DE LA FUERZA DE SUJECIÓN DE LA PIEZA. MÉTODO DE DETERMINACIÓN DE LA FUERZA DE SUJECIÓN DE UNA PIEZA EN UN DISPOSITIVO. ESQUEMAS TÍPICOS PARA EL CÁLCULO DE LA FUERZA, EL VALOR REQUERIDO DE LA FUERZA DE SUJECIÓN.
La magnitud de las fuerzas de sujeción requeridas se determina resolviendo el problema de la estática para el equilibrio de un cuerpo rígido bajo la acción de todas las fuerzas y momentos que se le aplican.
Las fuerzas de sujeción se calculan en 2 casos principales:
1. cuando se utilizan accesorios universales existentes con dispositivos de sujeción que desarrollan una cierta fuerza;
2. al diseñar nuevos dispositivos.
En el primer caso, el cálculo de la fuerza de apriete tiene carácter de verificación. La fuerza de sujeción requerida determinada a partir de las condiciones de mecanizado debe ser inferior o igual a la fuerza desarrollada por el dispositivo de sujeción de la herramienta universal utilizada. Si no se cumple esta condición, se cambian las condiciones de procesamiento para reducir la fuerza de sujeción requerida, seguido de un nuevo cálculo de verificación.
En el segundo caso, el método para calcular las fuerzas de sujeción es el siguiente:
1. Se selecciona el esquema más racional para instalar la pieza, es decir. se describen la posición y el tipo de soportes, los lugares de aplicación de las fuerzas de sujeción, teniendo en cuenta la dirección de las fuerzas de corte en el momento más desfavorable del procesamiento.
2. En el diagrama seleccionado, las flechas marcan todas las fuerzas aplicadas a la pieza, que tienden a perturbar la posición de la pieza en el dispositivo (fuerzas de corte, fuerzas de sujeción) y las fuerzas que intentan mantener esta posición (fuerzas de fricción, reacciones de apoyo). ). Si es necesario, también se tienen en cuenta las fuerzas de inercia.
3. Seleccione las ecuaciones de equilibrio estático aplicables a este caso y determine el valor deseado de las fuerzas de sujeción Q 1 .
4. Habiendo adoptado el factor de confiabilidad de sujeción (factor de reserva), cuya necesidad es causada por las inevitables fluctuaciones en las fuerzas de corte durante el procesamiento, se determina la fuerza de sujeción real requerida:
El factor de seguridad K se calcula en relación con las condiciones de procesamiento específicas
donde K 0 \u003d 2.5 - factor de seguridad garantizado para todos los casos;
K 1 - coeficiente teniendo en cuenta el estado de la superficie de las piezas de trabajo; K 1 \u003d 1.2 - para la superficie rugosa; K 1 \u003d 1 - para una superficie acabada;
K 2 - coeficiente que tiene en cuenta el aumento de las fuerzas de corte debido al despuntado progresivo de la herramienta (K 2 = 1.0 ... 1.9);
K 3 - coeficiente que tiene en cuenta el aumento de las fuerzas de corte durante el corte interrumpido; (K3 = 1,2).
K 4 - coeficiente teniendo en cuenta la constancia de la fuerza de sujeción desarrollada por el accionamiento de potencia del dispositivo; K 4 \u003d 1 ... 1.6;
K 5: este coeficiente se tiene en cuenta solo en presencia de pares que tienden a girar la pieza de trabajo; K 5 \u003d 1 ... 1.5.
Esquemas típicos para calcular la fuerza de sujeción de una pieza y el valor requerido de la fuerza de sujeción:
1. La fuerza de corte P y la fuerza de sujeción Q están igualmente dirigidas y actúan sobre los soportes:
A un valor constante de P, la fuerza Q \u003d 0. Este esquema corresponde a perforaciones, torneado en los centros y salientes de escariado.
2. La fuerza de corte P se dirige contra la fuerza de sujeción:
3. La fuerza de corte tiende a mover la pieza de trabajo de los elementos de ajuste:
Típico para fresado pendular, fresado de contornos cerrados.
4. La pieza de trabajo está instalada en el mandril y está bajo la acción del momento y la fuerza axial:
donde Q c es la fuerza de sujeción total de todas las mordazas:
donde z es el número de mordazas en el mandril.
Teniendo en cuenta el factor de seguridad k, la fuerza requerida desarrollada por cada leva será:
5. Si se taladra un orificio en la pieza y la dirección de la fuerza de sujeción coincide con la dirección de taladrado, la fuerza de sujeción se determina mediante la fórmula:
k METRO = W F R
W = k METRO / F R
6. Si se perforan varios orificios en la pieza al mismo tiempo y la dirección de la fuerza de sujeción coincide con la dirección de perforación, la fuerza de sujeción se determina mediante la fórmula:
MINISTERIO DE EDUCACIÓN Y CIENCIA DE UCRANIA
Academia Estatal de Ingeniería Civil de Donbass
y arquitectura
INSTRUCCIONES METODOLÓGICAS
a ejercicios prácticos en el curso "Fundamentos tecnológicos de ingeniería mecánica" sobre el tema "Cálculo de accesorios"
Aprobado en reunión del departamento "Automóviles y economía automotriz" protocolo No. _ de 2005
Makeevka 2005
Pautas para ejercicios prácticos en el curso "Fundamentos tecnológicos de la ingeniería mecánica" sobre el tema "Cálculo de dispositivos" (para estudiantes de la especialidad 7.090258 Automóviles e industria automotriz) / Comp. DV Popov, ES Savenko. - Makeevka: DonGASA, 2002. -24p.
Se presenta la información básica sobre máquinas herramientas, diseño, elementos principales, se presenta la metodología para el cálculo de dispositivos.
Compilado por: D.V. Popov, asistente,
ES Savenko, asistente.
Responsable de la liberación de S.A. Gorozhankin, Profesor Asociado
Archivos adjuntos4
Elementos de luminarias5
Elementos de instalación de luminarias6
Elementos de sujeción de accesorios9
Cálculo de fuerzas para la fijación de piezas de trabajo12
Dispositivos para guiar y posicionar 13 herramientas de corte
Estuches y elementos auxiliares de dispositivos14
Metodología general para el cálculo de fixtures15
Cálculo de mandriles de mordazas usando el ejemplo de torneado16
Literatura19
Aplicaciones20
ACCESORIOS
Todos los dispositivos sobre una base tecnológica se pueden dividir en los siguientes grupos:
1. Los accesorios de la máquina para montar y fijar piezas de trabajo, según el tipo de mecanizado, se dividen en accesorios para torneado, taladrado, fresado, rectificado, multiusos y otras máquinas. Estos dispositivos conectan la pieza de trabajo con la máquina.
2. Los accesorios de la máquina para instalar y fijar una herramienta de trabajo (también se les llama herramienta auxiliar) se comunican entre la herramienta y la máquina. Estos incluyen mandriles para taladros, escariadores, grifos; taladrado multihusillo, fresado, cabezales de torreta; portaherramientas, bloques, etc.
Con la ayuda de los dispositivos de los grupos anteriores, se ajusta el sistema máquina - pieza - herramienta.
Los accesorios de montaje se utilizan para conectar las partes de acoplamiento del producto, se utilizan para sujetar las partes de la base, garantizar la correcta instalación de los elementos conectados del producto, el premontaje de elementos elásticos (muelles, anillos divididos), etc .;
Los dispositivos de control se utilizan para verificar la desviación de las dimensiones, la forma y la posición relativa de las superficies, el acoplamiento de las unidades de ensamblaje y los productos, así como para controlar los parámetros de diseño resultantes del proceso de ensamblaje.
Dispositivos para capturar, mover y volcar piezas pesadas y en producción automatizada y FMS y piezas de trabajo ligeras y productos ensamblados. Los dispositivos son los cuerpos de trabajo de los robots industriales integrados en la producción automatizada y en el GPS.
Hay una serie de requisitos para los dispositivos de agarre:
captura y retención confiables de la pieza de trabajo; estabilidad básica; universalidad; alta flexibilidad (reajuste fácil y rápido); pequeñas dimensiones totales y peso. En la mayoría de los casos, se utilizan pinzas mecánicas. Los ejemplos de esquemas de pinzas de varios dispositivos de agarre se muestran en la fig. 18.3. Las pinzas de cámara magnéticas, de vacío y elásticas también se utilizan ampliamente.
Todos los grupos de dispositivos descritos, según el tipo de producción, pueden ser manuales, mecánicos, semiautomáticos y automáticos, y según el grado de especialización: universal, especializado y especial.
Según el grado de unificación y estandarización en ingeniería mecánica e instrumentación, de acuerdo con los requisitos del Sistema Unificado de Preparación Tecnológica de la Producción (USTPP),
siete sistemas estándar de accesorios de máquinas.
En la práctica de la producción moderna, se han desarrollado los siguientes sistemas de dispositivos.
Los dispositivos prefabricados universales (USP) se ensamblan a partir de elementos universales estándar intercambiables terminados. Se utilizan como dispositivos especiales reversibles a corto plazo. Brindan instalación y fijación de varias partes dentro de las capacidades generales del kit USP.
Los dispositivos plegables especiales (PSA) se ensamblan a partir de elementos estándar como resultado de su procesamiento mecánico adicional y se utilizan como dispositivos irreversibles a largo plazo especiales a partir de elementos reversibles.
Los dispositivos especiales no separables (NSP) se ensamblan utilizando piezas y conjuntos estándar de uso general como dispositivos irreversibles a largo plazo a partir de piezas y conjuntos irreversibles. Constan de dos partes: una parte base unificada y una boquilla reemplazable. Los dispositivos de este sistema se utilizan en el procesamiento manual de piezas.
Los accesorios universales sin ajuste (UBP) son el sistema más común en la producción en masa. Estos accesorios proporcionan instalación y fijación de piezas de trabajo de cualquier producto de pequeñas y medianas dimensiones. En este caso, la instalación de la pieza está asociada a la necesidad de control y orientación en el espacio. Dichos dispositivos proporcionan una amplia gama de operaciones de procesamiento.
Los dispositivos de ajuste universal (UNP) brindan instalación con la ayuda de ajustes especiales, fijando piezas de trabajo pequeñas y medianas y realizando una amplia gama de operaciones de mecanizado.
Los dispositivos de ajuste especializados (SNP) proporcionan, de acuerdo con un cierto patrón de base con la ayuda de ajustes especiales, y la fijación de piezas relacionadas en el diseño para una operación típica. Todos los sistemas de dispositivos enumerados pertenecen a la categoría de unificados.
ELEMENTOS DE DISPOSITIVOS
Los elementos principales de los dispositivos son el montaje, la sujeción, las guías, la división (giratoria), los sujetadores, las carcasas y los accionamientos mecanizados. Su finalidad es la siguiente:
elementos de ajuste: para determinar la posición de la pieza de trabajo en relación con el accesorio y la posición de la superficie a mecanizar en relación con la herramienta de corte;
elementos de sujeción - para fijar la pieza de trabajo;
elementos de guía: para implementar la dirección de movimiento requerida de la herramienta;
elementos divisorios o giratorios: para cambiar con precisión la posición de la superficie de la pieza de trabajo a mecanizar en relación con la herramienta de corte;
sujetadores: para conectar elementos individuales entre sí;
carcasas de accesorios (como partes básicas): para colocar todos los elementos de los accesorios en ellos;
accionamientos mecanizados - para la sujeción automática de la pieza de trabajo.
Los elementos de dispositivos también incluyen dispositivos de agarre de varios dispositivos (robots, dispositivos de transporte GPS) para capturar, sujetar (liberar) y mover piezas de trabajo o unidades de ensamblaje ensambladas.
1 Herrajes de fijación
La instalación de espacios en blanco en accesorios o en máquinas, así como el ensamblaje de piezas, incluye su base y fijación.
La necesidad de sujeción (cierre forzado) cuando se procesa una pieza de trabajo en accesorios es obvia. Para un procesamiento preciso de las piezas de trabajo, es necesario: realizar su ubicación correcta en relación con los dispositivos del equipo que determinan la trayectoria del movimiento de la herramienta o la pieza de trabajo en sí;
para garantizar la constancia de contacto de las bases con los puntos de referencia y la completa inmovilidad de la pieza de trabajo en relación con el accesorio durante su procesamiento.
Para una orientación completa en todos los casos, al fijar, la pieza de trabajo debe estar privada de los seis grados de libertad (la regla de los seis puntos en la teoría de la base); en algunos casos es posible desviarse de esta regla.
Para este propósito, se utilizan los soportes principales, cuyo número debe ser igual al número de grados de libertad de los que se priva a la pieza de trabajo. Para aumentar la rigidez y la resistencia a la vibración de las piezas de trabajo, se utilizan soportes auxiliares ajustables y autoalineables en los accesorios.
Para instalar la pieza de trabajo en el accesorio con una superficie plana, se utilizan soportes principales estandarizados en forma de pasadores con cabezas esféricas, muescas y planas, arandelas y placas de soporte. Si es imposible instalar la pieza de trabajo solo en los soportes principales, se utilizan soportes auxiliares. Como estos últimos, se pueden utilizar soportes regulables estandarizados en forma de tornillos con superficie de apoyo esférica y soportes autoalineables.
Figura 1 Soportes estandarizados:
un-mi- soportes permanentes (pasadores): a- superficie plana; b- esférico; en- mellado; GRAMO- plano con instalación en el manguito adaptador; d- arandela de apoyo; mi- plato base; bien- soporte ajustable h - soporte autoalineante
Los emparejamientos de soportes con cabezas esféricas, muescas y planas con el cuerpo de la luminaria se realizan por ajuste. 
o 
. La instalación de dichos soportes también se utiliza a través de casquillos intermedios, que se acoplan con los orificios del cuerpo para su ajuste. 
.
En la Figura 1 se muestran ejemplos de soportes principales y auxiliares estandarizados.
Para instalar la pieza de trabajo a lo largo de dos orificios cilíndricos y una superficie plana perpendicular a sus ejes, aplique
Figura 2.Esquemaen base a la cara frontal y el agujero:
a - en un dedo alto; b - en el dedo inferior
soportes planos estandarizados y pasadores de posicionamiento. Para evitar que las piezas de trabajo se atasquen al instalarlas en los pasadores a lo largo de los dos orificios exactos (D7), uno de los pasadores de montaje debe cortarse y el otro debe ser cilíndrico.
La instalación de piezas en dos dedos y un plano ha encontrado una amplia aplicación en el procesamiento de piezas de trabajo en líneas automáticas y de producción, máquinas multipropósito y en GPS.
Los esquemas de alineación a lo largo del plano y los orificios con pasadores de montaje se pueden dividir en tres grupos: a lo largo del extremo y a través del orificio (Fig. 2); a lo largo del plano, extremo y orificio (Fig. 3); a lo largo del plano y dos agujeros (Fig. 4).
Arroz. 19.4. El esquema de basarse en un plano y dos agujeros.
Se recomienda instalar la pieza de trabajo en un dedo para aterrizar 
o 
, y en dos dedos - en 
.
Y 
De la Fig. 2 se deduce que la instalación de la pieza de trabajo a lo largo del orificio en un dedo cilíndrico largo sin cortar la priva de cuatro grados de libertad (base de guía doble) y la instalación en el extremo de un grado de libertad (base de apoyo). La instalación de la pieza de trabajo en un dedo corto la priva de dos grados de libertad (doble base de apoyo), pero la cara del extremo en este caso es la base de instalación y priva a la pieza de trabajo de tres grados de libertad. Para una base completa, es necesario crear un circuito de fuerza, es decir, aplicar fuerzas de sujeción. De la Fig. 3 se deduce que el plano de la base de la pieza de trabajo es la base de montaje, el orificio largo, en el que entra el pasador cortado con el eje paralelo al plano, es la base de guía (la pieza de trabajo pierde dos grados) y el extremo de la pieza de trabajo es la base de apoyo.
Figura 3. El esquema de basarse enavión, figura 4
extremo y agujero del avión y dos agujeros
En la fig. 4 muestra la pieza de trabajo, que está instalada en un plano y dos agujeros. El plano es la base de instalación. Los agujeros centrados por el pasador cilíndrico son la base de apoyo doble, y los cizallados son la base de apoyo. Las fuerzas aplicadas (mostradas por la flecha en las Figs. 3 y 4) aseguran la precisión de la base.
Un dedo es una base de apoyo doble, y uno cortado es una base de apoyo. Las fuerzas aplicadas (mostradas por la flecha en las Figs. 3 y 4) aseguran la precisión de la base.
Para instalar los espacios en blanco con la superficie exterior y la superficie final perpendicular a su eje, se utilizan prismas de soporte y montaje (móviles y fijos), así como casquillos y cartuchos.
Los elementos de fijación incluyen instalación y sondas para ajustar la máquina al tamaño requerido. Por lo tanto, los ajustes estandarizados para fresas en fresadoras pueden ser:
high-rise, high-rise end, corner y corner end.
Las sondas planas están hechas con un grosor de 3-5 mm, cilíndricas, con un diámetro de 3-5 mm con una precisión de sexto grado. (h6) y sometido a endurecimiento 55-60 HRC 3 , rectificado (parámetro de rugosidad Real academia de bellas artes = 0,63 micras).
Las superficies de ejecución de todos los elementos de montaje de los accesorios deben tener una alta resistencia al desgaste y una alta dureza. Por lo tanto, se fabrican con aceros estructurales y aleados 20, 45, 20X, 12XHZA, seguidos de cementación y temple a 55-60 HRC3 (soportes, prismas, pernos de montaje, centros) y aceros para herramientas U7 y U8A con temple a 50-55. HRG, (soportes con un diámetro inferior a 12 mm; pasadores de posicionamiento con un diámetro inferior a 16 mm; ajustes y sondas).
