Upínacie prvky musia zabezpečiť spoľahlivý kontakt obrobku s nastavovacími prvkami a zabrániť jeho narušeniu pôsobením síl vznikajúcich pri spracovaní, rýchle a rovnomerné upnutie všetkých dielov a nespôsobovať deformácie a poškodenie dielov, ktoré sa majú upevniť.
Upínacie prvky sa delia na:
Podľa dizajnu - na skrutkové, klinové, excentrické, pákové, pákové kĺbové (používajú sa aj kombinované upínacie prvky - skrutka-páka, excentric-páka a pod.).
Podľa stupňa mechanizácie - na ručné a mechanizované s hydraulickým, pneumatickým, elektrickým alebo vákuovým pohonom.
Upínanie kožušín-môžeme byť automatizované.
Skrutkové svorky používa sa na priame upnutie alebo upnutie cez upínacie lišty, alebo cvočky jedného alebo viacerých dielov. Ich nevýhodou je, žeže oprava a oddelenie dielu zaberie veľa času.
Excentrické a klinové svorky, rovnako ako skrutkové, umožňujú fixáciu dielu priamo alebo cez upínacie lišty a páky.
Najrozšírenejšie sú kruhové excentrické svorky. Excentrická svorka je špeciálnym prípadom klinovej svorky a na zabezpečenie samobrzdenia by uhol klinu nemal presiahnuť 6-8 stupňov. Excentrické svorky sú vyrobené z vysoko uhlíkovej alebo kalenej ocele a tepelne spracované na tvrdosť HRC55-60. Excentrické svorky sú klasifikované ako rýchloupínače, pretože na upnutie otočte excentr pod uhlom 60-120 stupňov.
Prvky pákového závesu sa používajú ako hnacie a výstužné články upínacích mechanizmov. Dizajnovo sa delia na jednopákové, dvojpákové (jednostranné a dvojčinné - samostrediace a viacčlánkové). Pákové mechanizmy nemajú samobrzdiace vlastnosti. Najjednoduchším príkladom pákových kĺbových mechanizmov sú upínacie tyče zariadení, páky pneumatických kaziet atď.
Pružinové svorky používa sa na upnutie výrobkov s malým úsilím, ku ktorému dochádza pri stlačení pružiny.
Na vytvorenie konštantných a veľkých upínacích síl, skrátenie času upínania, diaľkové ovládanie svoriek, pneumatické, hydraulické a iné pohony.
Najbežnejšie pneumatické pohony sú piestové pneumatické valce a pneumatické komory s pružnou membránou, stacionárne, rotačné a oscilačné.
Ovládajú sa pneumatické pohony stlačený vzduch pri tlaku 4-6 kg / cm² Ak je potrebné použiť malé pohony a vytvoriť veľké upínacie sily, používajú sa hydraulické pohony, ktorých prevádzkový tlak oleja. dosahuje 80 kg/cm².
Sila na tyči pneumatického alebo hydraulického valca sa rovná súčinu pracovnej plochy piestu v cm2 a tlaku vzduchu alebo pracovnej tekutiny. V tomto prípade je potrebné vziať do úvahy straty trením medzi piestom a stenami valca, medzi tyčou a vodiacimi puzdrami a tesneniami.
Elektromagnetické upínacie zariadenia vykonávané vo forme dosiek a čelných dosiek. Sú určené na upínanie oceľových a liatinových obrobkov s rovnou základnou plochou pri brúsení alebo jemnom sústružení.
Magnetické upínacie zariadenia môžu byť vyrobené vo forme hranolov, ktoré slúžia na upevnenie valcových polotovarov. Objavili sa platne, v ktorých sa ako permanentné magnety používajú ferity. Tieto dosky sa vyznačujú vysokou prídržnou silou a menšou vzdialenosťou medzi pólmi.
Upínacie zariadenia pre obrábacie stroje
Komu kategória:
Stroje na rezanie kovov
Upínacie zariadenia pre obrábacie stroje
Proces zásobovania automatických obrábacích strojov polotovarmi sa uskutočňuje v úzkej interakcii nakladacích zariadení a automatických upínacích zariadení. V mnohých prípadoch sú automatické upínacie zariadenia konštrukčným prvkom stroja alebo jeho integrálnou súčasťou. Preto, napriek existencii špeciálnej literatúry o upínacích zariadeniach, sa zdá byť potrebné krátko sa zastaviť pri niektorých charakteristických dizajnoch,
Pohyblivé prvky automatických upínacích zariadení prijímajú pohyb zo zodpovedajúcich riadených pohonov, ktorými môžu byť mechanicky riadené pohony, ktoré prijímajú pohyb z hlavného pohonu pracovného telesa alebo z nezávislého elektromotora, vačkové pohony, hydraulické, pneumatické a pneumohydraulické pohony. Samostatné pohyblivé prvky upínacích zariadení môžu prijímať pohyb ako zo spoločného pohonu, tak aj z niekoľkých nezávislých pohonov.
Zvažovanie návrhov špeciálnych prípravkov, ktoré sú determinované najmä konfiguráciou a rozmermi konkrétneho obrobku, je nad rámec tejto práce a obmedzíme sa na oboznámenie sa s niektorými širokoúčelovými upínacími prípravkami.
Upínacie skľučovadlá. Existuje veľké množstvo prevedení samostrediacich skľučovadiel, vo väčšine prípadov s piestovým hydraulickým a pneumatickým pohonom, ktoré sa používajú na sústruhoch, revolverových hlavách a brúskach. Tieto skľučovadlá, poskytujúce spoľahlivé upnutie a dobré centrovanie obrobku, majú malú spotrebu vačiek, kvôli čomu pri prechode z jednej série dielov na druhú je potrebné skľučovadlo prestavať a pre zabezpečenie vysokej presnosti centrovania opracovať centrovanie povrchov vačiek na mieste; súčasne sa kalené vačky brúsia a surové vačky sústružia alebo vyvrtávajú.
Jedna bežná konštrukcia skľučovadla s pneumatickým piestovým pohonom je znázornená na obr. 1. Pneumatický valec je upevnený pomocou medzipríruby na konci vretena. Prívod vzduchu do pneumatického valca je realizovaný cez nápravovú skriňu, ktorá je uložená na valivých ložiskách na drieku krytu valca. Piest valca je spojený tyčou s upínacím mechanizmom kazety. Pneumatické skľučovadlo je pripevnené k prírube namontovanej na prednom konci vretena. Hlava, namontovaná na konci tyče, má šikmé drážky, ktoré zahŕňajú výčnelky vačiek v tvare L. Pri pohybe hlavy spolu s driekom dopredu sa vačky približujú k sebe, pri pohybe dozadu sa rozchádzajú.
Na hlavných čeľustiach s T-drážkami sú upevnené horné čeľuste, ktoré sú inštalované v súlade s priemerom upínacej plochy obrobku.
Vďaka malému počtu medzičlánkov, ktoré prenášajú pohyb na vačky, a značnej veľkosti trecích plôch majú náboje opísanej konštrukcie relatívne vysokú tuhosť a životnosť.
Ryža. 1. Pneumatické skľučovadlo.
Množstvo konštrukcií pneumatických skľučovadiel používa spojenia. Takéto kazety majú menšiu tuhosť a v dôsledku prítomnosti množstva otočných kĺbov sa rýchlejšie opotrebúvajú.
Namiesto pneumatického valca je možné použiť pneumatický membránový pohon alebo hydraulický valec. Valce otáčajúce sa s vretenom, najmä pri vysokých otáčkach vretena, vyžadujú starostlivé vyváženie, čo je nevýhodou tejto konštrukčnej možnosti.
Pohon piestu môže byť pevne namontovaný koaxiálne s vretenom a tyč valca je s upínacou tyčou spojená spojkou, ktorá zabezpečuje voľné otáčanie upínacej tyče spolu s vretenom. Tyč stacionárneho valca môže byť tiež spojená s upínacou tyčou systémom medziľahlých mechanických prevodov. Takéto schémy sú použiteľné v prítomnosti samobrzdiacich mechanizmov v pohone upínacieho zariadenia, pretože inak budú ložiská vretena zaťažené značnými axiálnymi silami.
Spolu so samostrediacimi skľučovadlami sa používajú aj dvojčeľusťové skľučovadlá so špeciálnymi vačkami poháňanými vyššie uvedenými pohonmi a špeciálne skľučovadlá.
Podobné pohony sa používajú pri upevňovaní dielov na rôzne rozťahovacie tŕne.
Klieštinové upínacie zariadenia. Klieštinové upínacie zariadenia sú konštrukčným prvkom revolverových strojov a sústružníckych automatov určených na výrobu dielov z tyče. Široko sa však používajú v špeciálnych upínacích prípravkoch.
Ryža. 2. Klieštinové upínacie zariadenia.
V praxi existujú tri typy klieštinových upínacích zariadení.
Klieština, ktorá má niekoľko pozdĺžnych zárezov, je centrovaná zadným valcovým chvostom v otvore vretena a predným kužeľovým chvostom v otvore uzáveru. Pri upnutí rúra posúva klieštinu dopredu a jej predná kužeľová časť vstupuje do kužeľového otvoru uzáveru vretena. V tomto prípade je klieština stlačená a upne tyč alebo obrobok. Upínacie zariadenie tohto typu má množstvo významných nevýhod.
Presnosť centrovania obrobku je do značnej miery určená súososťou kužeľovej plochy uzáveru a osou otáčania vretena. K tomu je potrebné dosiahnuť súosovosť kužeľového otvoru uzáveru a jeho valcovej centrovacej plochy, súosovosť centrovacieho ramena a osi otáčania vretena a minimálnu medzeru medzi centrovacími plochami uzáveru a vreteno.
Pretože splnenie týchto podmienok predstavuje značné ťažkosti, klieštinové zariadenia tohto typu neposkytujú dobré centrovanie.
Okrem toho počas procesu upínania klieština, ktorá sa pohybuje dopredu, zachytáva tyč, ktorá sa pohybuje spolu s klieštinou, ktorá môže
viesť k zmene rozmerov obrobkov po dĺžke a k vzniku veľkých tlakov na doraz. V praxi existujú prípady, keď je k dorazu privarená otočná tyč, pritlačená veľkou silou na doraz.
Výhodou tejto konštrukcie je možnosť použitia vretena malého priemeru. Pretože je však priemer vretena do značnej miery určený inými úvahami a predovšetkým jeho tuhosťou, nie je táto okolnosť vo väčšine prípadov podstatná.
V dôsledku týchto nevýhod má tento variant klieštinového upínacieho zariadenia obmedzené použitie.
Klieština má spätný kužeľ a keď je materiál upnutý, potrubie vtiahne klieštinu do vretena. Táto konštrukcia poskytuje dobré centrovanie, pretože centrovací kužeľ je umiestnený priamo vo vretene. Nevýhodou konštrukcie je pohyb materiálu spolu s klieštinou pri procese upínania, čo vedie k zmene rozmerov obrobku, ale nespôsobuje žiadne axiálne zaťaženie dorazu. Určitou nevýhodou je aj slabosť sekcie pri závitovom spojení. Priemer vretena sa v porovnaní s predchádzajúcou verziou mierne zväčšuje.
Vzhľadom na uvedené výhody a jednoduchosť konštrukcie je táto možnosť široko používaná na revolverových strojoch a viacvretenových automatických sústruhoch, ktorých vretená musia mať minimálny priemer.
Možnosť znázornená na obr. 2, c, sa líši od predchádzajúceho v tom, že v procese upínania klieština, ktorá dosadá na prednú koncovú plochu proti uzáveru, zostáva nehybná a objímka sa pohybuje pôsobením rúrky. Kužeľový povrch objímky sa nasunie na vonkajší kužeľový povrch klieštiny a ten sa stlačí. Pretože klieština zostáva počas procesu upínania nehybná, táto konštrukcia nespôsobuje posunutie spracovávanej tyče. Objímka má dobré centrovanie vo vretene a zabezpečenie vyrovnania vnútornej kužeľovej a vonkajšej centrovacej plochy objímky nepredstavuje technologické ťažkosti, vďaka čomu táto konštrukcia poskytuje pomerne dobré centrovanie spracovávanej tyče.
Po uvoľnení klieštiny sa potrubie stiahne doľava a objímka sa pohybuje pôsobením pružiny.
Aby trecie sily vznikajúce počas upínacieho procesu na koncovom povrchu plátkov klieštiny neznižovali upínaciu silu, má koncový povrch kužeľovitý tvar s uhlom o niečo väčším, než je uhol trenia.
Tento dizajn je komplikovanejší ako predchádzajúci a vyžaduje zväčšenie priemeru vretena. Vzhľadom na uvedené výhody je však široko používaný na jednovretenových strojoch, kde zväčšenie priemeru vretena nie je významné, a na mnohých modeloch revolverových strojov.
Rozmery najbežnejších klieštin sú štandardizované zodpovedajúcim GOST. Klieštiny veľkých rozmerov sa vyrábajú s vymeniteľnými čeľusťami, čo umožňuje znížiť počet klieštin v súprave a pri opotrebovaní čeľustí ich nahradiť novými.
Povrch čeľustí klieštin pracujúcich pri veľkom zaťažení má zárez, ktorý zabezpečuje prenos vysokých síl upínaného dielu.
Upínacie klieštiny sú vyrobené z ocelí U8A, U10A, 65G, 9XC. Pracovná časť klieštiny je kalená na tvrdosť HRC 58-62. Chvost
diel je popustený na tvrdosť HRC 38-40. Na výrobu klieštin sa používajú aj cementované ocele, najmä oceľ 12ХНЗА.
Potrubie, ktoré samo o sebe pohybuje upínacou klieštinou, prijíma pohyb od jedného z uvedených typov pohonov cez ten či onen systém medziprevodov. Niektoré konštrukcie medziprevodov pre pohyb upínacej rúrky sú znázornené na obr. IV. 3.
Upínacia trubica prijíma pohyb od sušienok, ktoré sú súčasťou objímky s výstupkom, ktorý vstupuje do drážky vretena. Krekry spočívajú na koncových výstupkoch upínacej trubice, ktoré ich držia na mieste. Krekry prijímajú pohyb pákami, ktorých konce v tvare L idú do koncovej drážky objímky 6, ktorá sedí na vretene. Pri upnutí klieštiny sa objímka pohybuje doľava a pôsobením na konce pák svojou vnútornou kužeľovou plochou ich otáča. Otáčanie nastáva vzhľadom na body kontaktu výstupkov v tvare L pák s podrezaním puzdra. Pätky pák zároveň tlačia na krekry. Na výkrese sú mechanizmy znázornené v polohe zodpovedajúcej koncu svorky. V tejto polohe je mechanizmus zatvorený a objímka je odľahčená od axiálnych síl.
Ryža. 3. Mechanizmus pohybu upínacej rúrky.
Upínacia sila je regulovaná maticami, pomocou ktorých sa puzdro pohybuje. Aby nebolo potrebné zväčšovať priemer vretena, je na ňom nasadený závitový krúžok, ktorý dosadá na polkrúžky, ktoré idú do drážky vretena.
V závislosti od priemeru upínacej plochy, ktorý sa môže meniť v rámci tolerancie, zaujme upínacia rúrka inú polohu v axiálnom smere. Odchýlky v polohe potrubia sú kompenzované deformáciou pák. V iných prevedeniach sú zavedené špeciálne pružinové kompenzátory.
Táto možnosť je široko používaná na jednovretenových automatických sústruhoch. Existuje množstvo dizajnových úprav, ktoré sa líšia tvarom pák.
V mnohých prevedeniach sú páky nahradené klinovými guličkami alebo valčekmi. Na závitovom konci upínacej rúrky je nasadená príruba. Pri upínaní klieštiny sa príruba pohybuje doľava spolu s rúrkou. Príruba prijíma pohyb od objímky pôsobiacej cez valček na kotúč. Keď sa objímka posunie doľava, jej vnútorný kužeľový povrch spôsobí pohyb valcových valcov smerom k stredu. V tomto prípade sa valčeky, ktoré sa pohybujú pozdĺž kužeľovej plochy podložky, posúvajú doľava, pričom pohybujú kotúč a prírubu s upínacou rúrkou v rovnakom smere. Všetky diely sú namontované na objímke namontovanej na konci vretena. Upínacia sila sa nastavuje naskrutkovaním príruby na rúrku. V požadovanej polohe je príruba zaistená zámkom. Mechanizmus môže byť vybavený elastickým kompenzátorom v podobe Belleville pružín, čo umožňuje jeho použitie na upínanie tyčí s veľkými toleranciami priemeru.
Pohyblivé objímky, ktoré vykonávajú upnutie, prijímajú pohyb z vačkových mechanizmov automatických sústruhov alebo z pohonov piestov. Upínaciu rúrku je možné pripojiť aj priamo k pohonu piestu.
Pohony upínacích zariadení viacpolohových strojov. Každé z upínacích zariadení viacpolohového stroja môže mať vlastný, zvyčajne piestový pohon, alebo pohyblivé prvky upínacieho zariadenia môžu prijímať pohyb z pohonu inštalovaného v nakladacej polohe. V druhom prípade sú upínacie mechanizmy, ktoré vstupujú do nakladacej polohy, spojené s hnacími mechanizmami. Na konci svorky je toto spojenie ukončené.
Posledná možnosť je široko používaná na viacvretenových automatických sústruhoch. V polohe, v ktorej prebieha posuv a upnutie tyče, je inštalovaný posúvač s rímsou. Pri otáčaní vretenovej jednotky výstupok vstupuje do prstencovej drážky pohyblivého puzdra upínacieho mechanizmu a vo vhodných momentoch posúva objímku v axiálnom smere.
Podobný princíp možno v niektorých prípadoch použiť aj na pohyb pohyblivých prvkov upínacích zariadení inštalovaných na viacpolohových stoloch a bubnoch. Náušnica sa upína medzi pevné a pohyblivé hranoly upínacieho zariadenia inštalovaného na viacpolohovom stole. Hranol prijíma svoj pohyb pomocou posúvača s klinovým skosením. Pri upnutí sa piest, na ktorom je vyrezaná ozubená tyč, pohybuje doprava. Cez ozubené koleso sa pohyb prenáša na posúvač, ktorý klinovým úkosom posúva hranol na hranol. Po uvoľnení upnutej časti sa piest posunie doprava, ktorý je tiež spojený s posúvačom pomocou ozubeného kolesa.
Plunžery môžu byť poháňané piestovými pohonmi namontovanými v nakladacej polohe alebo vhodnými vačkovými spojmi. Upínanie a uvoľňovanie obrobku sa môže vykonávať aj počas otáčania stola. Pri upnutí sa piest, vybavený valčekom, dostane do pevnej päste inštalovanej medzi nakladacou a prvou pracovnou polohou. Po uvoľnení sa piest dostane do pästi umiestnenej medzi poslednou pracovnou a nakladacou polohou. Piesty sú umiestnené v rôznych rovinách. Na kompenzáciu odchýlok v rozmeroch upnutého dielu sú zavedené elastické kompenzátory.
Treba si uvedomiť, že takéto jednoduché riešenia nie sú dostatočne využívané pri konštrukcii upínacích zariadení pre viacpolohové stroje pri spracovaní stredne veľkých dielov.
Ryža. 4. Upínacie zariadenie viacpolohového stroja, poháňané pohonom inštalovaným v nakladacej polohe.
Pri individuálnych piestových motoroch musí byť každé zariadenie viacpolohového stroja zásobované stlačeným vzduchom alebo tlakovým olejom na točňu alebo bubon. Zariadenie na prívod stlačeného vzduchu alebo oleja je podobné vyššie opísanému zariadeniu s rotačným valcom. Použitie valivých ložísk je v tomto prípade zbytočné, pretože rýchlosť otáčania je nízka.
Každý z prípravkov môže mať samostatný riadiaci ventil alebo cievku, alebo môže byť pre všetky upínacie prípravky použité spoločné distribučné zariadenie.
Ryža. 5. Spínací prístroj pre piestové pohony upínacích zariadení viacpolohového stola.
Jednotlivé žeriavy alebo rozvádzače sú spínané pomocnými pohonmi inštalovanými v nakladacej polohe.
Spoločný rozvádzač spája piestové pohony prípravkov v sérii, keď sa stôl alebo bubon otáča. Príklad konštrukcie takéhoto rozvádzača je znázornený na obr. 5. Kryt rozvádzača, inštalovaný koaxiálne s osou otáčania stola alebo bubna, sa otáča spolu s ním a cievky spolu s osou zostávajú nehybné. Cievka riadi prívod stlačeného vzduchu do dutiny a cievka riadi dutinu upínacích valcov.
Stlačený vzduch vstupuje cez kanál do priestoru medzi cievkami a pomocou nich je smerovaný do zodpovedajúcich dutín upínacích valcov. Odpadový vzduch uniká cez otvory do atmosféry.
Stlačený vzduch vstupuje do dutiny cez otvor, oblúkovú drážku a otvory. Pokiaľ sa otvory príslušných valcov zhodujú s oblúkovou drážkou, stlačený vzduch vstupuje do dutín valcov. Keď pri ďalšom otočení stola bude otvor jedného z valcov zarovnaný s otvorom, dutina tohto valca bude spojená s atmosférou cez prstencovú drážku, kanál, prstencovú drážku a kanál.
Dutiny tých valcov, do ktorých dutín vstupuje stlačený vzduch, musia byť spojené s atmosférou. Dutiny sú spojené s atmosférou cez kanály, oblúkovú drážku, kanály, prstencovú drážku a otvor.
Dutina valca, ktorá je v nakladacej polohe, musí byť zásobovaná stlačeným vzduchom, ktorý je privádzaný cez otvor a kanály.
Pri otáčaní viacpolohového stola sa teda automaticky prepínajú prúdy stlačeného vzduchu.
Podobný princíp sa používa na reguláciu prietoku oleja dodávaného do prípravkov viacpolohových strojov.
Treba poznamenať, že podobné distribučné zariadenia sa používajú aj na strojoch na kontinuálne spracovanie s otočnými stolmi alebo bubnami.
Zásady určovania síl pôsobiacich v upínacích zariadeniach. Upínacie zariadenia sú zvyčajne konštruované tak, že sily vznikajúce pri procese rezania sú vnímané pevnými prvkami zariadení. Ak sú určité sily vznikajúce v procese rezania vnímané pohyblivými prvkami, potom je veľkosť týchto síl určená na základe rovníc statiky trenia.
Spôsob stanovenia síl pôsobiacich v pákových mechanizmoch klieštinových upínacích zariadení je podobný spôsobu používanému na určenie záberových síl trecích spojok s pákovými mechanizmami.
OBSAH
Stránka
ÚVOD ………………………..………………………………………………..…….....2
VŠEOBECNÉ INFORMÁCIE O ZARIADENIACH………………………………... …3HLAVNÉ PRVKY ZARIADENÍ……………….…………...6
Upínacie prvky prípravkov……………………………….……. …..61 Účel upínacích prvkov………………………………………...6
2 Typy upínacích prvkov……………………………………….…..…. .7
LITERATÚRA………………………………………………………………..17
ÚVOD
Hlavnú skupinu technologických zariadení tvoria prípravky pre mechanickú montážnu výrobu. Zariadenia v strojárstve sa nazývajú pomocné zariadenia pre technologické zariadenia používané pri vykonávaní spracovateľských, montážnych a kontrolných operácií.
Použitie zariadení vám umožňuje: eliminovať značenie obrobkov pred spracovaním, zvýšiť jeho presnosť, zvýšiť produktivitu práce v prevádzkach, znížiť náklady na výrobok, uľahčiť pracovné podmienky a zaistiť jeho bezpečnosť, rozšíriť technologické možnosti zariadenia, organizovať údržbu viacerých strojov , uplatňovať technicky správne časové normy, znižovať počet pracovníkov potrebných na výrobu.
Častá obmena výrobných zariadení, spojená so zrýchľovaním tempa technologického pokroku v ére vedecko-technickej revolúcie, si vyžaduje, aby technologická veda a prax vytvárali štruktúry a systémy zariadení, spôsoby ich výpočtu, projektovania a výroby, zabezpečovanie skrátenie času prípravy výroby. V sériovej výrobe je potrebné použiť špecializované rýchlonastaviteľné a reverzibilné upínacie systémy. V malosériovej a kusovej výrobe sa stále viac uplatňuje systém univerzálne prefabrikovaných (USP) prípravkov.
Nové požiadavky na prípravky sú dané rozšírením flotily CNC obrábacích strojov, ktorých výmena na spracovanie nového obrobku spočíva v zmene programu (ktorá zaberie veľmi málo času) a vo výmene alebo prestavbe zariadenia na umiestnenie a upevnenie. obrobok (čo by tiež malo trvať málo času) .
Štúdium zákonitostí vplyvu zariadenia na presnosť a produktivitu vykonávaných operácií nám umožní navrhnúť zariadenia, ktoré zintenzívnia výrobu a zvýšia jej presnosť. Práca na unifikácii a štandardizácii prvkov svietidiel vytvára základ pre automatizovaný návrh svietidiel pomocou elektronických počítačov a automatov na grafické znázornenie. Urýchľuje to technologickú prípravu výroby.
VŠEOBECNÉ INFORMÁCIE O ZARIADENIACH.
TYPY ZARIADENÍ
V strojárstve má široké uplatnenie rôzne technologické zariadenia, ktoré zahŕňajú prípravky, pomocné, rezné a meracie nástroje.
Zariadenia sa nazývajú prídavné zariadenia používané na obrábanie, montáž a kontrolu dielov, montážnych celkov a výrobkov. Podľa účelu sú zariadenia rozdelené do nasledujúcich typov:
1. Upínacie prostriedky stroja používané na inštaláciu a upevnenie obrobkov na obrábacích strojoch. Podľa druhu obrábania sa tieto zariadenia zase delia na zariadenia na vŕtanie, frézovanie, vyvrtávanie, sústruženie, brúsky a pod. Obrábacie stroje tvoria 80 ... 90 % z celkových zásob technologických zariadení.
Použitie zariadení poskytuje:
a) zvýšenie produktivity práce skrátením času na nastavenie a upevnenie obrobkov s čiastočným alebo úplným prekrytím pomocného času so strojovým časom a jeho skrátením prostredníctvom spracovania na viacerých miestach, kombinovaním technologických prechodov a zvýšením rezných podmienok;
b) zvýšenie presnosti spracovania vďaka eliminácii zarovnania pri inštalácii a s tým spojených chýb;
c) uľahčenie pracovných podmienok operátorom strojov;
d) rozšírenie technologických možností zariadení;
e) zvýšenie bezpečnosti práce.
2. Zariadenia na inštaláciu a upevnenie pracovného nástroja, ktoré komunikujú medzi nástrojom a strojom, pričom prvý typ spája obrobok so strojom. Pomocou zariadení prvého a druhého typu sa upravuje technologický systém.
3. Montážne zariadenia na spájanie protiľahlých dielov do montážnych celkov a výrobkov. Používajú sa na upevnenie základných dielov alebo montážnych celkov montovaného výrobku, zabezpečenie správnej inštalácie spájaných prvkov výrobku, predmontáž pružných prvkov (pružiny, delené krúžky a pod.), ako aj na vytváranie spojov s presahujúcim uložením.
4. Riadiace zariadenia na medzi a konečnú kontrolu súčiastok, ako aj na ovládanie montovaných častí strojov.
5. Zariadenia na uchopenie, premiestňovanie a prevracanie obrobkov a montážnych jednotiek používaných pri spracovaní a montáži ťažkých dielov a výrobkov.
Podľa prevádzkových charakteristík sú obrábacie stroje rozdelené na univerzálne, určené na spracovanie rôznych obrobkov (zverák, skľučovadlá, deliace hlavy, otočné stoly atď.); špecializované, určené na spracovanie obrobkov určitého typu a predstavujú vymeniteľné zariadenia (špeciálne čeľuste zveráka, tvarované vačky do skľučovadiel a pod.), a špeciálne, určené na vykonávanie určitých operácií obrábania daného dielu. Univerzálne zariadenia sa používajú v podmienkach jednorazovej alebo malosériovej výroby a špecializované a špeciálne zariadenia sa používajú v podmienkach veľkosériovej a hromadnej výroby.
Pri jednotnom systéme technologickej prípravy výroby sa obrábacie stroje klasifikujú podľa určitých kritérií (obr. 1).
Univerzálne prefabrikované prípravky (USP) sú zostavené z prefabrikovaných štandardných prvkov, dielov a vysoko presných montážnych jednotiek. Používajú sa ako špeciálne krátkodobé zariadenia pre konkrétnu operáciu, po ktorej sa demontujú a výdajné prvky sa následne znovu použijú v nových usporiadaniach a kombináciách. Ďalší rozvoj USP je spojený s vytváraním agregátov, blokov, jednotlivých špeciálnych dielov a montážnych celkov, ktoré zabezpečujú usporiadanie nielen špeciálnych, ale aj špecializovaných a univerzálnych krátkodobých nastavovacích zariadení,
Skladacie zariadenia (PSA) sú tiež zostavené zo štandardných prvkov, ale sú menej presné, čo umožňuje miestne zdokonalenie sedadiel. Tieto zariadenia sa používajú ako špeciálne dlhodobé zariadenia. Po demontáži je možné z prvkov vytvárať nové rozloženia.
Ryža. 1 - Klasifikácia obrábacích strojov
Neoddeliteľné špeciálne zariadenia (NSP) sú zostavené zo štandardných dielov a montážnych celkov pre všeobecné účely ako nevratné dlhodobé zariadenia. Konštrukčné prvky dispozícií, ktoré sú súčasťou systému, sú spravidla prevádzkované až do úplného opotrebovania a nie sú opätovne použité. Usporiadanie je možné vytvoriť aj zostavením zariadenia z dvoch hlavných častí: zjednotenej základnej časti (UB) a vymeniteľnej zostavy (SN). Táto konštrukcia NSP ho robí odolným voči zmenám v konštrukcii spracovávaných obrobkov a úpravám technologických procesov. V týchto prípadoch sa v prípravku nahradí iba výmenné nastavenie.
Univerzálne nenastavovacie zariadenia (UBD) na všeobecné účely sú najbežnejšie v sériovej výrobe. Používajú sa na upevnenie prírezov z tvarových valcovaných výrobkov a kusových prírezov. UBP sú univerzálne nastaviteľné kryty s trvalými (neodnímateľnými) základnými prvkami (kazety, zverák atď.), ktoré sú súčasťou súpravy stroja pri dodaní.
Špecializované nastavovacie zariadenia (SNP) sa používajú na vybavenie operácií na spracovanie častí zoskupených podľa konštrukčných prvkov a základných schém; dispozícia podľa agregačnej schémy je základným prevedením bývania s výmenným nastavením pre skupiny dielov.
Univerzálne nastavovacie zariadenia (UNP), ako aj SNP, majú trvalé (telo) a vymeniteľné časti. Náhradný diel je však vhodný len na jednu operáciu obrábania iba na jednom diele. Pri prechode z jednej prevádzky na druhú sú prístroje systému UNP vybavené novými vymeniteľnými dielmi (úpravami).
Agregátne prostriedky upínacej mechanizácie (AMZ) sú komplexom univerzálnych výkonových zariadení vyrobených vo forme samostatných celkov, ktoré v kombinácii so zariadeniami umožňujú mechanizáciu a automatizáciu procesu upínania obrobkov.
Výber dizajnu svietidla do značnej miery závisí od charakteru výroby. V hromadnej výrobe sa teda používajú relatívne jednoduché prípravky, určené hlavne na dosiahnutie danej presnosti pri spracovaní obrobku. Pri hromadnej výrobe sú na prípravky kladené vysoké nároky z hľadiska produktivity. Preto sú takéto zariadenia vybavené rýchlymi svorkami zložitejšie. Použitie aj tých najdrahších zariadení je však ekonomicky opodstatnené.
HLAVNÉ PRVKY ZARIADENÍ
Existujú nasledujúce zariadenia:
nastavenie - na určenie polohy povrchu obrobku, ktorý sa má obrábať, vzhľadom na rezný nástroj;
upínanie - na upevnenie obrobku;
vodidlá - na udelenie požadovaného smeru pohybu rezného nástroja vzhľadom na obrábaný povrch;
telo zariadení - hlavná časť, na ktorej sú umiestnené všetky prvky zariadení;
upevňovacie prvky - na vzájomné spojenie jednotlivých prvkov;
deliace alebo rotačné, - na presnú zmenu polohy povrchu obrobku, ktorý sa má obrábať, vzhľadom na rezný nástroj;
mechanizované pohony - na vytvorenie zvieracej sily. V niektorých zariadeniach sa inštalácia a upnutie obrobku, ktorý sa má spracovať, vykonáva jedným mechanizmom, ktorý sa nazýva inštalačný-upínací mechanizmus.
Upínacie prípravky
1 Účel upínacích prvkov
Hlavným účelom upínacích zariadení je zabezpečiť spoľahlivý kontakt obrobku s montážnymi prvkami a zabrániť jeho posunutiu voči nim a vibráciám počas spracovania. Zavedením prídavných upínacích zariadení sa zvyšuje tuhosť technologického systému a tým sa dosahuje zvýšenie presnosti a produktivity spracovania a zníženie drsnosti povrchu. Na obr. 2 je znázornená schéma inštalácie obrobku 1, ktorý je okrem dvoch hlavných svoriek Q1 upevnený pomocou prídavného zariadenia Q2, ktoré dodáva systému väčšiu tuhosť. Podpora 2 je samonastavovacia.
Ryža. 2 - Schéma nastavenia obrobku
Na zabezpečenie správnej inštalácie a centrovania obrobku sa v niektorých prípadoch používajú upínacie zariadenia. V tomto prípade vykonávajú funkciu montážnych a upínacích zariadení. Patria sem samostrediace skľučovadlá, klieštiny atď.
Upínacie zariadenia sa nepoužívajú pri obrábaní ťažkých, stabilných obrobkov, v porovnaní s hmotnosťou ktorých sú sily vznikajúce pri procese rezania relatívne malé a pôsobia tak, že nenarúšajú inštaláciu obrobku.
Upínacie zariadenia prípravkov musia byť spoľahlivé v prevádzke, musia mať jednoduchý dizajn a musia sa ľahko udržiavať; nemali by spôsobovať deformácie upevneného obrobku a poškodenie jeho povrchu, nemali by posúvať obrobok v procese jeho upevnenia. Operátor stroja musí vynaložiť minimum času a úsilia na upevňovanie a odoberanie obrobkov. Pre zjednodušenie opravy je vhodné, aby boli najviac opotrebované časti upínacích zariadení vymeniteľné. Pri upevňovaní obrobkov vo viacmiestnych prípravkoch sú upnuté rovnomerne; pri obmedzenom pohybe upínacieho prvku (klin, excentr) musí byť jeho zdvih väčší ako tolerancia pre veľkosť obrobku od montážnej základne po miesto pôsobenia upínacej sily.
Upínacie zariadenia sú navrhnuté s ohľadom na bezpečnostné požiadavky.
Miesto pôsobenia upínacej sily sa volí podľa podmienky najväčšej tuhosti a stability upevnenia a minimálnej deformácie obrobku. Pri zvyšovaní presnosti spracovania je potrebné dodržať podmienky pre konštantnú hodnotu zvieracej sily, ktorej smer je potrebné rozoznať s usporiadaním podpier.
2 Typy upínacích prvkov
Upínacie prvky sú mechanizmy priamo používané na upínanie obrobkov, prípadne medzičlánkov v zložitejších upínacích systémoch.
Najjednoduchším typom univerzálnych svoriek sú upínacie skrutky, ktoré sú poháňané kľúčmi, rukoväťami alebo ručnými kolesami na nich namontovanými.
Aby sa zabránilo pohybu upnutého obrobku a vytvoreniu priehlbín od skrutky, ako aj aby sa znížilo ohýbanie skrutky pri stlačení na povrch, ktorý nie je kolmý na jej os, sú na konce skrutiek umiestnené hojdacie pätky ( Obr. 3, a).
Kombinácie skrutkových zariadení s pákami alebo klinmi sa nazývajú kombinované svorky, ktorých variáciou sú skrutkové svorky (obr. 3, b). Upínacie zariadenie vám umožňuje ich posúvanie alebo otáčanie, aby ste mohli pohodlnejšie nainštalovať obrobok do upínadla.
Ryža. 3 - Schémy skrutkových svoriek
Na obr. 4 znázorňuje niektoré konštrukcie rýchloupínačov. Pre malé upínacie sily sa používa bajonetové zariadenie (obr. 4, a) a pre významné sily piestové zariadenie (obr. 4, b). Tieto zariadenia umožňujú stiahnutie upínacieho prvku na veľkú vzdialenosť od obrobku; upevnenie nastáva v dôsledku otáčania tyče o určitý uhol. Príklad svorky so sklopnou zarážkou je na obr. 4, c. Po uvoľnení rukoväte matice 2 sa doraz 3 zasunie a otáča sa okolo osi. Potom sa zvieracia tyč 1 stiahne doprava o vzdialenosť h. Na obr. 4, d je znázornená schéma vysokorýchlostného pákového zariadenia. Pri otáčaní rukoväte 4 sa kolík 5 kĺže pozdĺž tyče 6 so šikmým rezom a kolík 2 sa posúva pozdĺž obrobku 1, pričom ho tlačí proti dorazom umiestneným nižšie. Guľová podložka 3 slúži ako záves.
Ryža. 4 - Konštrukcie rýchloupínačov
Časová náročnosť a značné sily potrebné na upnutie obrobkov obmedzujú použitie skrutkových svoriek a vo väčšine prípadov uprednostňujú rýchlo pôsobiace excentrické svorky. Na obr. 5 znázorňuje kotúč (a), valcový so svorkou v tvare L (b) a kužeľovou plávajúcou (c) svorkou.
Ryža. 5 - Rôzne prevedenia svoriek
Výstredníky sú okrúhle, evolventné a špirálové (podľa Archimedovej špirály). V upínacích zariadeniach sa používajú dva typy excentrov: okrúhle a zakrivené.
Okrúhle excentry (obr. 6) sú kotúč alebo valček s osou otáčania posunutou o veľkosť excentricity e; podmienka samobrzdenia je zabezpečená pri pomere D/e ? 4.
Ryža. 6 - Schéma okrúhleho excentra
Výhoda okrúhlych výstredníkov spočíva v jednoduchosti ich výroby; hlavnou nevýhodou je nejednotnosť uhla elevácie a a upínacích síl Q. Krivkové excentry, ktorých pracovný profil je vedený podľa evolventnej alebo Archimedovej špirály, majú konštantný uhol elevácie a, a preto zabezpečujú stálosť sily Q pri upnutí ľubovoľného bodu profilu.
Klinový mechanizmus sa používa ako medzičlánok v zložitých upínacích systémoch. Ľahko sa vyrába, ľahko sa umiestni do zariadenia, umožňuje zvýšiť a zmeniť smer prenášanej sily. V určitých uhloch má klinový mechanizmus samobrzdiace vlastnosti. Pre jednokosový klin (obr. 7, a) pri prenose síl v pravom uhle možno prijať nasledujúcu závislosť (pre j1=j2=j3=j, kde j1...j3 sú uhly trenia):
P=Qtg(a±2j),
Kde P - axiálna sila;
Q - upínacia sila.
Samobrzdenie sa uskutoční pri a
P \u003d Q sin (a + 2j / cos (90 ° + a-b + 2j).
Pákové upínače sa používajú v kombinácii s inými elementárnymi upínačmi, ktoré tvoria zložitejšie upínacie systémy. Pomocou páky môžete meniť veľkosť a smer prenášanej sily, ako aj vykonávať súčasné a rovnomerné upnutie obrobku na dvoch miestach.
7 - Schémy jednostranného klinu (a) a obojstranného klinu (b) Obr.
Na obrázku 8 sú znázornené schémy pôsobenia síl v jednoramenných a dvojramenných priamych a zakrivených svorkách. Rovnovážne rovnice pre tieto pákové mechanizmy sú nasledovné:
pre jednoramennú svorku (obr. 8, a)
,
pre rovnú dvojramennú svorku (obr. 8, b)
,
pre dvojramennú zakrivenú svorku (pre l1
kde r je uhol trenia;
f je koeficient trenia.
Ryža. 8 - Schémy pôsobenia síl v jednoramenných a dvojramenných priamych a zakrivených svorkách
Strediace upínacie prvky sa používajú ako montážne prvky na vonkajšie alebo vnútorné plochy rotačných telies: klieštiny, rozpínacie tŕne, upínacie puzdrá s hydroplastom, ale aj membránové kazety.
Klieštiny sú delené pružinové objímky, ktorých konštrukčné varianty sú znázornené na obr. 9 (a - s napínacou rúrkou; b - s dištančnou rúrkou; c - zvislý typ). Vyrábajú sa z ocele s vysokým obsahom uhlíka, napríklad U10A a sú tepelne spracované na tvrdosť HRC 58...62 v upínaní a na tvrdosť HRC 40...44 v koncových častiach. Uhol kužeľa klieštiny a=30. . 0,40°. Pri menších uhloch je možné zaseknutie klieštiny. Uhol kužeľa kompresného puzdra je o 1° menší alebo väčší ako uhol skosenia klieštiny. Klieštiny poskytujú excentricitu inštalácie (hádzanie) nie väčšiu ako 0,02...0,05 mm. Základná plocha obrobku by mala byť opracovaná podľa 9....7. stupňa presnosti.
Rozpínacie tŕne rôznych prevedení (vrátane prevedení s použitím hydroplastu) sú klasifikované ako upínacie prípravky.
Membránové kazety sa používajú na presné centrovanie obrobkov na vonkajšom alebo vnútornom valcovom povrchu. Náplň (obr. 10) pozostáva z okrúhlej membrány 1 priskrutkovanej k čelnej doske stroja vo forme dosky so symetricky umiestnenými výstupkami-vačkami 2, ktorých počet je zvolený v rozsahu 6 ... 12. Vo vnútri vretena prechádza tyč 4 pneumatických valcov. Keď je pneumatika zapnutá, membrána sa ohne a odtlačí vačky od seba. Keď sa tyč pohybuje späť, membrána, ktorá sa pokúša vrátiť do svojej pôvodnej polohy, stláča obrobok 3 svojimi vačkami.
Ryža. 10 - Schéma membránovej kazety
Pákový upínač (obr. 11) pozostáva z hrebeňa 3, ozubeného kolesa 5 na hriadeli 4 a páky rukoväte 6. Otáčaním rukoväte proti smeru hodinových ručičiek sa hrebeň spustí a obrobok 1 sa zafixuje so svorkou 2. Upínacia sila Q závisí od hodnoty sily P pôsobiacej na rukoväť. Zariadenie je vybavené zámkom, ktorý zablokovaním systému zabraňuje spätnému otáčaniu kolesa. Najbežnejšie typy zámkov sú:
Ryža. 11 - Svorka hrebeňa a pastorka
Valčekový zámok (obr. 12, a) pozostáva z hnacieho krúžku 3 s výrezom pre valček 1, ktorý je v kontakte s rovinou rezu hriadeľa 2 ozubeného kolesa. Hnací krúžok 3 je upevnený na rukoväti upínacieho zariadenia. Otáčaním rukoväte v smere šípky sa otáčanie prenáša na hriadeľ ozubeného kolesa cez valček 1. Valec je vklinený medzi povrch otvoru puzdra 4 a rovinu rezu valčeka 2 a zabraňuje spätnému otáčaniu.
Ryža. 12 - Schémy rôznych prevedení zámkov
Valčekový zámok s priamym prenosom krútiaceho momentu z pohonu na valec je znázornený na obr. 12b. Otáčanie z rukoväte cez vodítko sa prenáša priamo na hriadeľ 6 kolesa. Valec 3 je pretlačený cez kolík 4 slabou pružinou 5. Keďže medzery v miestach kontaktu valčeka s krúžkom 1 a hriadeľom 6 sú zvolené, systém sa okamžite zaklinuje, keď sa uvoľní sila z rukoväte 2. Otočením rukoväte v opačnom smere valček zaklinuje a otáča hriadeľ v smere hodinových ručičiek.
Kužeľový zámok (obr. 12, c) má kužeľovú objímku 1 a hriadeľ 2 s kužeľom 3 a rukoväťou 4. Špirálové zuby na strednom hrdle hriadeľa sú v zábere s koľajnicou 5. Tá je spojená s ovládacieho upínacieho mechanizmu. Keď je uhol sklonu zubov 45°, axiálna sila na hriadeli 2 sa rovná (bez trenia) zvieracej sile.
Excentrický zámok (obr. 12, d) pozostáva z hriadeľa kolesa 2, na ktorom je zaklinený excentr 3. Hriadeľ je poháňaný krúžkom 1 upevneným na rukoväti zámku; krúžok sa otáča vo vývrte 4 telesa, ktorého os je odsadená od osi hriadeľa o vzdialenosť e. Pri otáčaní rukoväte dozadu dochádza k prenosu na hriadeľ cez čap 5. V procese upevňovania krúžok 1 je vklinený medzi výstredník a teleso.
Kombinované upínacie zariadenia sú kombináciou základných upínačov rôznych typov. Používajú sa na zvýšenie upínacej sily a zmenšenie rozmerov zariadenia, ako aj na vytvorenie maximálnej jednoduchosti ovládania. Kombinované upínacie zariadenia môžu zabezpečiť aj súčasné upnutie obrobku na viacerých miestach. Typy kombinovaných svoriek sú znázornené na obr. trinásť.
Kombinácia zakrivenej páky a skrutky (obr. 13, a) umožňuje súčasne fixovať obrobok na dvoch miestach, rovnomerne zvyšuje upínacie sily na vopred stanovenú hodnotu. Obvyklá rotačná svorka (obr. 13, b) je kombináciou pákových a skrutkových svoriek. Os výkyvu páky 2 je zarovnaná so stredom guľovej plochy podložky 1, ktorá odľahčuje kolík 3 od ohybových síl. Znázornené na obr. 13 je excentrická svorka príkladom rýchlej kombinovanej svorky. Pri určitom pomere ramena páky je možné zvýšiť upínaciu silu alebo zdvih upínacieho konca páky.
Ryža. 13 - Typy kombinovaných svoriek
Na obr. 13, d znázorňuje zariadenie na upevnenie valcového obrobku v hranole pomocou klobúčkovej páky a na obr. 13, e - schéma rýchločinnej kombinovanej svorky (páková a excentrická), ktorá zabezpečuje bočné a vertikálne pritlačenie obrobku k podperám upínadla, pretože upínacia sila pôsobí pod uhlom. Podobný stav poskytuje zariadenie znázornené na obr. 13, napr.
Kĺbové upínače (obr. 13, g, h a) sú príklady rýchločinných upínacích zariadení poháňaných otáčaním rukoväte. Aby sa zabránilo samovoľnému uvoľneniu, rukoväť sa pohybuje cez mŕtvu polohu, kým sa nezastaví 2. Upínacia sila závisí od deformácie systému a jeho tuhosti. Požadovaná deformácia systému sa nastavuje nastavením prítlačnej skrutky 1. Prítomnosť tolerancie pre veľkosť H (obr. 13, g) však nezabezpečuje stálosť upínacej sily pre všetky obrobky danej šarže.
Kombinované upínacie zariadenia sa ovládajú ručne alebo z pohonných jednotiek.
Upínacie mechanizmy pre viaceré prípravky musia poskytovať rovnakú upínaciu silu vo všetkých polohách. Najjednoduchším viacmiestnym zariadením je tŕň, na ktorom je namontovaný balík polotovarov (krúžkov, kotúčov), upevnených pozdĺž koncových rovín jednou maticou (schéma prenosu sekvenčnej upínacej sily). Na obr. 14a je znázornený príklad upínacieho zariadenia pracujúceho na princípe paralelného rozloženia zvieracej sily.
Ak je potrebné zabezpečiť sústrednosť plôch základne a obrobku a zabrániť deformácii obrobku, používajú sa elastické upínacie zariadenia, kde sa upínacia sila rovnomerne prenáša pomocou výplne alebo iného medzitelesa na upínací prvok prípravku. (v medziach elastických deformácií).
Ryža. 14 - Upínacie mechanizmy pre viacnásobné príslušenstvo
Ako medziteleso sa používajú bežné pružiny, gumy alebo hydroplasty. Paralelne pôsobiace upínacie zariadenie využívajúce hydraulický plast je znázornené na obr. 14b. Na obr. 14, c znázorňuje zariadenie so zmiešaným (paralelne-sekvenčným) pôsobením.
Na kontinuálnych strojoch (bubnové frézovanie, špeciálne viacvretenové vŕtanie) sa obrobky inštalujú a odoberajú bez prerušenia posuvu. Ak sa pomocný čas prekrýva so strojovým časom, možno na upevnenie obrobkov použiť rôzne typy upínacích zariadení.
Pre mechanizáciu výrobných procesov je vhodné použiť upínacie zariadenia automatizovaného typu (kontinuálne pôsobenie), poháňané mechanizmom strojového podávania. Na obr. 15 je znázornená schéma zariadenia s pružným uzavretým prvkom 1 (lano, reťaz) na upevnenie valcových obrobkov 2 na bubnovej fréze pri opracovaní koncových plôch a na obr. 15, b - schéma zariadenia na upevnenie polotovarov piestov na viacvretenovej horizontálnej vŕtačke. V oboch zariadeniach operátori iba inštalujú a odoberajú obrobok a k upnutiu obrobku dochádza automaticky.
Ryža. 15 - Automatizované upínacie zariadenia
Účinným upínacím zariadením na uchytenie tenkých plechových obrobkov pri ich dokončovaní alebo dokončovaní je vákuová svorka. Upínacia sila je určená vzorcom
Q=ap,
kde A je aktívna oblasť dutiny zariadenia obmedzená tesnením;
p=10 5 Pa - rozdiel medzi atmosférickým tlakom a tlakom v dutine prístroja, z ktorého sa odstraňuje vzduch.
Elektromagnetické upínacie zariadenia sa používajú na upínanie obrobkov z ocele a liatiny s rovnou základnou plochou. Upínacie zariadenia sa zvyčajne vyrábajú vo forme dosiek a kaziet, pri konštrukcii ktorých sa ako počiatočné údaje berú rozmery a usporiadanie obrobku v pôdoryse, jeho hrúbka, materiál a požadovaná prídržná sila. Prídržná sila elektromagnetického zariadenia do značnej miery závisí od hrúbky obrobku; pri malých hrúbkach nie všetok magnetický tok prechádza cez prierez dielu a časť čiar magnetického toku je rozptýlená do okolitého priestoru. Diely spracované na elektromagnetických platniach alebo kazetách získavajú zvyškové magnetické vlastnosti – prechodom cez solenoid napájaný striedavým prúdom sa demagnetizujú.
V magnetických upínacích zariadeniach sú hlavnými prvkami permanentné magnety, navzájom izolované nemagnetickými rozperami a upevnené do spoločného bloku a obrobok je kotva, cez ktorú je uzavretý tok magnetickej energie. Na oddelenie hotového dielu sa blok posúva pomocou excentrického alebo kľukového mechanizmu, zatiaľ čo tok magnetickej sily sa uzatvára do tela zariadenia a obchádza diel.
BIBLIOGRAFIA
- Automatizácia konštrukčných a technologických prác
príprava výroby v strojárstve /Pod celk. vyd. O. I. Semenková.
T. I, II. Minsk, Vyššia škola, 1976. 352 s.
Anserov M: A. Zariadenia pre kovoobrábacie stroje. M.:
Mashinostroenie, 1975. 656 s.
Blumberg V. A., Bliznyuk V. P. Rekonfigurovateľné obrábacie stroje. L.: Mashinostroenie, 1978. 360 s.
Bolotin X. L., Kostromin F. P. Obrábacie stroje. M.:
Mashinostroenie, 1973. 341 s.
Goroshkin A. K. Zariadenia pre stroje na rezanie kovov. M.;
Mashinostroenie, 1979. 304 s.
Kapustin NM Urýchlenie technologickej prípravy výroby strojárskej montáže. M.: Mashinostroenie, 1972. 256 s.
Korsakov V.S. Základy navrhovania prípravkov v strojárstve. M.: Mashinostroenie, -1971. 288 s.
Kosov N.P. Obrábacie stroje na diely zložitého tvaru.
M.: Mashinostroenie, 1973, 232 s.
Kuznetsov V. S., Ponomarev V. A. Univerzálne prefabrikované zariadenia v strojárstve. M.: Mashinostroenie, 1974, 156 s.
Kuznetsov Yu I. Technologické vybavenie pre obrábacie stroje s
zvládanie. M.: Mashinostroenie, 1976, 224 s.
Základy strojárskej technológie./Ed. V. S. Korsakov. M.:
Strojárstvo. 1977, s. 416.
Firago V.P. Základy projektovania technologických procesov a zariadení, M.: Mashinostroenie, 1973. 467 s.
Těrlíková T.F. atď. Základy navrhovania prípravkov: Proc. príspevok pre inžinierske univerzity. / T.F. Těrlíková, A.S. Melnikov, V.I. Batalov. M.: Mashinostroenie, 1980. - 119 s., ill.
Príslušenstvo stroja: Príručka. V 2 zväzkoch / vyd. Tip: B.N. Vardashkin (predchádzajúci) a ďalší - M.: Mashinostroenie, 1984.
Upínacie prvky držia obrobok obrobku od posunu a vibrácií vznikajúcich pri pôsobení rezných síl.
Klasifikácia upínacích prvkov
Upínacie prvky zariaďovacích predmetov sa delia na jednoduché a kombinované, t.j. pozostávajúce z dvoch, troch alebo viacerých vzájomne prepojených prvkov.
Medzi jednoduché patria klinové, skrutkové, excentrické, pákové, pákové kĺbové a pod.- sú tzv svorky.
Kombinované mechanizmy sa zvyčajne vykonávajú ako skrutkové
páka, excentrická páka atď. a sú povolaní pripináčiky.
Pri použití jednoduchého alebo kombinovaného
mechanizmy v dispozíciách s mechanizovaným pohonom
(pneumatické alebo iné) nazývajú sa mechanizmy - zosilňovače. Podľa počtu poháňaných článkov sa mechanizmy delia: 1. jednočlánkové - upnutie obrobku v jednom bode;
2. dvojčlánkové - upnutie dvoch obrobkov alebo jedného obrobku v dvoch bodoch;
3. viacprvkové - upnutie jedného obrobku na mnohých miestach alebo viacerých obrobkov súčasne s rovnakým úsilím. Podľa stupňa automatizácie:
1. ručná - práca so skrutkou, klinom a iné
zariadenia;
2. mechanizovaný, v
rozdelené na
a) hydraulické
b) pneumatické,
c) pneumohydraulické,
d) mechanohydraulické,
e) elektrické,
e) magnetické,
g) elektromagnetické,
h) vákuum.
3. automatizované, riadené z pracovných orgánov stroja. Sú poháňané stolom stroja, strmeňom, vretenom a odstredivými silami rotujúcich hmôt.
Príklad: odstredivé skľučovadlá pre poloautomatické sústruhy.
Požiadavky na upínacie zariadenia
Musia byť spoľahlivé v prevádzke, jednoduché v dizajne a nenáročné na údržbu; by nemali spôsobiť deformáciu pevných obrobkov a poškodenie ich povrchov; upevňovanie a odopínanie obrobkov by sa malo vykonávať s minimálnym vynaložením námahy a pracovného času, najmä pri upevňovaní viacerých obrobkov vo viacmiestnych prípravkoch, okrem toho by upínacie zariadenia nemali pohybovať obrobkom pri jeho upevňovaní. Rezné sily by podľa možnosti nemali zachytávať upínacie zariadenia. Mali by ich vnímať tuhšie inštalačné prvky zariadení. Na zlepšenie presnosti spracovania sa uprednostňujú zariadenia, ktoré poskytujú konštantnú hodnotu zvieracích síl.
Urobme si malý exkurz do teoretickej mechaniky. Aký je koeficient trenia?
Ak sa teleso s hmotnosťou Q pohybuje po rovine silou P, potom reakciou na silu P bude sila P 1 smerujúca opačným smerom, tj.
sklzu.
Koeficient trenia
Príklad: ak f = 0,1; Q = 10 kg, potom P = 1 kg.
Koeficient trenia sa mení s drsnosťou povrchu.
Metóda výpočtu zvieracích síl
Prvý prípad
Druhý prípad
Rezná sila P z a upínacia sila Q smerujú k jednotke
V tomto prípade Q => O
Rezná sila P g a upínacia sila Q sú nasmerované v opačných smeroch, potom Q \u003d k * P z
kde k - bezpečnostný faktor k = 1,5 dokončovanie k = 2,5 hrubovanie.
Tretí prípad
Sily smerujú navzájom kolmo. Rezná sila P, pôsobiaca proti trecej sile na podpere (inštalácia) Qf 2 a trecej sile v upínacom bode Q * f 1, potom Qf 1 + Qf 2 \u003d k * R z
G 
de f, a f 2 - koeficienty klzného trenia Štvrtý prípad
Obrobok je spracovaný v trojčeľusťovom skľučovadle
V tomto smere P má tendenciu pohybovať obrobkom vzhľadom na vačky.
Výpočet závitových upínacích mechanizmov Prvý prípad
Upínanie skrutkou s plochou hlavou Z rovnovážneho stavu 
kde P je sila pôsobiaca na rukoväť, kg; Q - upínacia sila dielu, kg; R cp - priemerný polomer závitu, mm;
R je polomer nosného konca;
Uhol skrutkovice závitu;
Uhol trenia v závitovom spojení 6; 
- stav samobrzdenia; f je koeficient trenia skrutky na časti;
0,6 - koeficient zohľadňujúci trenie celého povrchu zadku. Moment P*L prekoná moment upínacej sily Q, berúc do úvahy trecie sily v páre skrutiek a na konci svorníka.
Druhý prípad
■ Upínanie pomocou guľovej skrutky
So zväčšovaním uhlov α a φ rastie sila P, pretože v tomto prípade smer sily stúpa po naklonenej rovine závitu.
Tretí prípad
Tento spôsob upínania sa používa pri opracovaní puzdier alebo kotúčov na tŕňoch: sústruhy, deliace hlavy alebo otočné stoly na frézach, drážkovacích strojoch alebo iných strojoch, odvaľovacie frézy, tvarovanie ozubenia, radiálne vŕtačky a pod. Niektoré informácie zo sprievodcu:
Skrutka Ml6 s guľovým koncom s dĺžkou rukoväte L = 190 mm a silou P = 8 kg, vyvíja silu Q = 950 kg
Upínacia skrutka M = 24 s plochým koncom pri L = 310 mm; P = 15 kg; Q = 1550 mm
Svorka so šesťhrannou maticou Ml 6 kľúč L = 190mm; P = 10 kg; Q = 700 kg.
Excentrické svorky sa z tohto dôvodu ľahko vyrábajú, sú široko používané v obrábacích strojoch. Použitie excentrických svoriek môže výrazne skrátiť čas na upnutie obrobku, ale upínacia sila je nižšia ako u závitových svoriek.
Excentrické svorky sú dostupné v kombinácii so svorkami a bez nich.
Zvážte excentrickú svorku so svorkou.
Excentrické upínače nemôžu pracovať s veľkými odchýlkami tolerancie (±δ) obrobku. Pri veľkých tolerančných odchýlkach si svorka vyžaduje neustále nastavenie pomocou skrutky 1.
Výpočet excentra
M
materiál použitý na výrobu excentra je U7A, U8A s
tepelné spracovanie do HR od 50....55 jednotiek, oceľ 20X s nauhličením do hĺbky 0,8... 1,2 S kalením HR c 55...60 jednotiek. Zvážte schému excentra. Čiara KN rozdeľuje výstredník na dva? symetrické polovice pozostávajúce akoby z 2
X kliny naskrutkované na „počiatočný kruh“.
Os otáčania excentra je posunutá vzhľadom na jeho geometrickú os o veľkosť excentricity "e".
Na upnutie sa zvyčajne používa úsek Nm spodného klina.
Ak uvažujeme mechanizmus ako kombinovaný, ktorý pozostáva z páky L a klinu s trením o dve plochy na osi a bod „m“ (upínací bod), získame silovú závislosť pre výpočet upínacej sily.
kde Q je zvieracia sila
P - sila na rukoväti
L - rameno rukoväte
r - vzdialenosť od osi otáčania excentra k bodu dotyku s
prázdna
α - uhol sklonu krivky
α 1 - uhol trenia medzi excentrom a obrobkom
α 2 - uhol trenia na osi excentra
Aby sa excentr počas prevádzky nevzdialil, je potrebné dodržať podmienku samočinného brzdenia excentra
Podmienka samočinného brzdenia excentra. = 12R
o niekom s expentoikou
G
de α -
uhol klzného trenia v mieste dotyku obrobku ø -
Koeficient trenia Pre približné výpočty Q - 12P Uvažujme schému obojstrannej svorky s excentrom
Klinové svorky
Klinové upínacie zariadenia sú široko používané v obrábacích strojoch. Ich hlavným prvkom je jeden, dva a tri skosené kliny. Použitie takýchto prvkov je dané jednoduchosťou a kompaktnosťou prevedení, rýchlosťou pôsobenia a spoľahlivosťou v prevádzke, možnosťou použitia ako upínacieho prvku pôsobiaceho priamo na upínaný obrobok a ako medzičlánok napr. zosilňovacie spojenie v iných upínacích zariadeniach. Zvyčajne sa používajú samobrzdiace kliny. Samobrzdiaci stav jednostranného klinu je vyjadrený závislosťou
a >2ρ
kde α - klinový uhol
ρ - uhol trenia na povrchoch Г a Н kontaktu klinu s protiľahlými časťami.
Samobrzdenie je zabezpečené pod uhlom α = 12°, aby však vibrácie a kolísanie zaťaženia pri používaní upínača neoslabovali upevnenie obrobku, často sa používajú kliny s uhlom α.
Vzhľadom na to, že zníženie uhla vedie k zvýšeniu
samobrzdiace vlastnosti klinu, je potrebné pri navrhovaní pohonu klinového mechanizmu zabezpečiť zariadenia, ktoré uľahčia vybratie klinu z pracovného stavu, pretože je ťažšie uvoľniť zaťažený klin ako ho nasadiť. do pracovného stavu.
To sa dá dosiahnuť pripojením drieku pohonu ku klinu. Keď sa tyč 1 pohybuje doľava, prejde dráhou "1" na voľnobeh a potom nárazom na kolík 2, zatlačený do klinu 3, tento tlačí. Pri spätnom zdvihu tyče úderom na čap zatlačí aj klin do pracovnej polohy. Toto by sa malo vziať do úvahy v prípadoch, keď je klinový mechanizmus poháňaný pneumatickým alebo hydraulickým pohonom. Potom, aby sa zabezpečila spoľahlivosť mechanizmu, je potrebné vytvoriť rôzne tlaky kvapaliny alebo stlačeného vzduchu z rôznych strán hnacieho piestu. Tento rozdiel pri použití pneumatických pohonov je možné dosiahnuť použitím redukčného ventilu v jednej z rúrok privádzajúcich vzduch alebo kvapalinu do valca. V prípadoch, keď nie je potrebné samočinné brzdenie, je vhodné použiť valčeky na styčných plochách klinu s protiľahlými časťami zariadenia, čím sa uľahčí zavedenie klinu do jeho pôvodnej polohy. V týchto prípadoch je zaistenie klinu povinné.
Zvážte schému pôsobenia síl v jednoskosom, najčastejšie používanom v prípravkoch, klinovom mechanizme
Zostavme silový polygón.
Pri prenášaní síl v pravom uhle máme nasledujúci vzťah
+ špendlík, - špendlík
Samobrzdenie prebieha pri α
Klieštiny
Mechanizmus upínania klieštiny je známy už dlho. Upínanie obrobkov pomocou klieštin sa pri vytváraní automatizovaných strojov ukázalo ako veľmi výhodné, pretože na zaistenie obrobku je potrebný iba jeden translačný pohyb upnutej klieštiny.
Pri prevádzke klieštinových mechanizmov musia byť splnené nasledujúce požiadavky.
Upínacie sily musia byť vytvorené v súlade s vznikajúcimi reznými silami a nesmú umožňovať pohyb obrobku alebo nástroja počas procesu rezania.
Proces upínania v celkovom cykle obrábania je pomocný pohyb, preto by čas prevádzky klieštiny mal byť minimálny.
Rozmery článkov upínacieho mechanizmu by sa mali určiť z podmienok ich bežnej prevádzky pri upínaní obrobkov najväčších aj najmenších rozmerov.
Chyba pri umiestňovaní pevných obrobkov alebo nástrojov by mala byť minimálna.
Konštrukcia upínacieho mechanizmu by mala poskytovať čo najmenšiu elastickú kompresiu pri spracovaní obrobkov a mať vysokú odolnosť voči vibráciám.
Časti klieštiny a najmä klieštiny musia mať vysokú odolnosť proti opotrebovaniu.
Konštrukcia upínacieho zariadenia by mala umožňovať jeho rýchlu výmenu a pohodlné nastavenie.
Konštrukcia mechanizmu musí zabezpečiť ochranu klieštin pred trieskami.
Prakticky minimálna povolená veľkosť na upevnenie je 0,5 mm. Na
viacvretenové tyčové stroje, priemery tyčí a
v dôsledku toho otvory klieštin dosahujú 100 mm. Klieštiny s veľkým priemerom otvoru sa používajú na upevnenie tenkostenných rúr, pretože. relatívne rovnomerné upevnenie po celej ploche nespôsobuje veľké deformácie potrubia.
Klieštinový upínací mechanizmus umožňuje upínanie obrobkov rôznych tvarov prierezu.
Odolnosť klieštinových upínacích mechanizmov sa značne líši a závisí od konštrukcie a správnosti technologických procesov pri výrobe častí mechanizmu. Upínacie klieštiny spravidla vychádzajú skôr ako ostatné. V tomto prípade sa počet upevnení pomocou klieštin pohybuje od jedného (zlomenie klieštiny) až po pol milióna alebo viac (opotrebenie čeľustí). Práca klieštiny sa považuje za uspokojivú, ak je schopná pojať aspoň 100 000 obrobkov.
Klasifikácia klieštiny
Všetky klieštiny možno rozdeliť do troch typov:
1. Klieštiny prvého typu majú "rovný" kužeľ, ktorého horná časť je odvrátená od vretena stroja.
Pre upevnenie je potrebné vytvoriť silu, ktorá vtiahne klieštinu do matice naskrutkovanej na vretene. Pozitívne vlastnosti tohto typu klieštin spočívajú v tom, že sú konštrukčne celkom jednoduché a dobre fungujú v tlaku (kalená oceľ má veľké dovolené napätie v tlaku ako v ťahu. Napriek tomu sú klieštiny prvého typu v súčasnosti kvôli nevýhodám obmedzené. Aké sú tieto nevýhody:
a) axiálna sila pôsobiaca na klieštinu má tendenciu ju odblokovať,
b) pri podávaní tyče je možné predčasné uzamknutie klieštiny,
c) pri upevňovaní takouto klieštinou škodlivý účinok na
d) je neuspokojivé vycentrovanie klieštiny v
vreteno, keďže hlava je vycentrovaná v matici, ktorej poloha je zapnutá
vreteno nie je stabilné kvôli závitom.
Klieštiny druhého typu majú "reverzný" kužeľ, ktorého horná časť smeruje k vretene. Na upevnenie je potrebné vytvoriť silu, ktorá vtiahne klieštinu do kužeľového otvoru vretena stroja.
Klieštiny tohto typu poskytujú dobré centrovanie obrobkov, ktoré sa majú upnúť, pretože kužeľ pre klieštinu je umiestnený priamo vo vretene;
dôjde k zaseknutiu, axiálne pracovné sily klieštinu neotvoria, ale zablokujú, čím sa zvýši upínacia sila.
Súčasne množstvo významných nedostatkov znižuje účinnosť klieštin tohto typu. Vzhľadom na početné kontakty s klieštinou, kužeľový otvor vretena sa pomerne rýchlo opotrebuje, závit na kliešinách často zlyhá, čo pri upevnení neposkytuje stabilnú polohu tyče pozdĺž osi - pohybuje sa preč od dorazu. Napriek tomu sú klieštiny druhého typu široko používané v obrábacích strojoch.
Hlavným účelom upínacích zariadení prípravkov je zabezpečiť spoľahlivý kontakt (kontinuitu) obrobku alebo dielu, ktorý sa má montovať s nastavovacími prvkami, aby sa zabránilo jeho posunutiu pri spracovaní alebo montáži.
Pákové svorky. Pákové svorky (obrázok 2.16) sa používajú v kombinácii s inými základnými svorkami, ktoré tvoria zložitejšie upínacie systémy. Umožňujú meniť veľkosť a smer prenášanej sily.
klinový mechanizmus. Klin je veľmi široko používaný v upínacích mechanizmoch prípravkov, čo zaisťuje jednoduchosť a kompaktnosť konštrukcie, spoľahlivosť v prevádzke. Klin môže byť buď jednoduchý upínací prvok pôsobiaci priamo na obrobok, alebo ho možno kombinovať s akýmkoľvek iným prvkom, ktorý je jednoduchý pri vytváraní kombinovaných mechanizmov. Použitie klinu v upínacom mechanizme zabezpečuje: zvýšenie počiatočnej sily pohonu, zmenu smeru počiatočnej sily, samozabrzdenie mechanizmu (schopnosť udržať upínaciu silu, keď sila generovaná napr. pohon sa zastaví). Ak sa klinový mechanizmus používa na zmenu smeru upínacej sily, potom je uhol klinu zvyčajne 45 °, a ak sa má zvýšiť upínacia sila alebo zvýšiť spoľahlivosť, potom sa uhol klinu rovná 6 ... 15 ° ( uhly samobrzdenia).
o Mechanizmy s plochým jednostranným klinom (
o viacklinové (viacpiestové) mechanizmy;
o výstredníky (mechanizmy so zakriveným klinom);
o čelné vačky (mechanizmy s valcovým klinom).
11. Pôsobenie rezných síl, upínačov a ich momentov na obrobok
Počas spracovania vykonáva rezný nástroj určité pohyby vzhľadom na obrobok. Preto je možné zabezpečiť požadované usporiadanie povrchov dielu iba v nasledujúcich prípadoch:
1) ak obrobok zaberá určitú polohu v pracovnej oblasti stroja;
2) ak je poloha obrobku v pracovnej oblasti určená pred začiatkom spracovania, na základe toho je možné korigovať pohyb tvarovania.
Presná poloha obrobku v pracovnej oblasti stroja sa dosiahne v procese jeho inštalácie do prípravku. Proces inštalácie zahŕňa založenie (t. j. poskytnutie požadovanej polohy obrobku vzhľadom na zvolený súradnicový systém) a upevnenie (t. j. pôsobenie síl a párov síl na obrobok, aby sa zabezpečila stálosť a nemennosť jeho polohy dosiahnutá počas zakladania).
Skutočná poloha obrobku inštalovaného v pracovnej oblasti stroja sa líši od požadovanej, čo je spôsobené odchýlkou polohy obrobku (v smere upínacieho rozmeru) počas procesu inštalácie. Táto odchýlka sa nazýva chyba inštalácie, ktorá pozostáva z chyby základu a chyby opravy.
Plochy patriace k obrobku a použité na jeho základ sa nazývajú technologické základne a povrchy používané na jeho meranie sa nazývajú meracie základne.
Na inštaláciu obrobku do prípravku sa zvyčajne používa niekoľko podstavcov. Zjednodušene sa predpokladá, že obrobok je v kontakte s prípravkom v bodoch nazývaných referenčné body. Rozloženie referenčných bodov sa nazýva základná schéma. Každý referenčný bod definuje spojenie obrobku so zvoleným súradnicovým systémom, v ktorom sa obrobok spracováva.
1. Pri vysokých nárokoch na presnosť obrábania by sa ako technologický základ mal použiť presne opracovaný povrch obrobku a mala by sa prijať taká schéma základu, ktorá poskytuje čo najmenšiu chybu inštalácie.
2. Jedným z najjednoduchších spôsobov, ako zlepšiť presnosť zakladania, je dodržiavať princíp zarovnania základne.
3. Na zlepšenie presnosti spracovania by sa mala dodržiavať zásada stálosti báz. Ak to z nejakého dôvodu nie je možné, potom je potrebné, aby nové databázy boli spracované presnejšie ako predchádzajúce.
4. Ako podklady treba použiť jednoduché plochy (rovné, valcové a kužeľové), z ktorých možno v prípade potreby vytvoriť sústavu podkladov. V prípadoch, keď povrchy obrobku nespĺňajú požiadavky na podložky (t. j. svojou veľkosťou, tvarom a umiestnením nedokážu zabezpečiť špecifikovanú presnosť, stabilitu a jednoduchosť opracovania), vznikajú na obrobku umelé podložky ( stredové otvory, technologické otvory, dosky, drážky atď.).
Hlavné požiadavky na upevnenie obrobkov v prípravkoch sú nasledovné.
1. Upevnenie by malo zabezpečiť spoľahlivý kontakt obrobku s podperami upínacích prípravkov a zaručiť nemennosť polohy obrobku vzhľadom na nástroj počas spracovania alebo pri vypnutí napájania.
2. Upínanie obrobku by sa malo používať iba v prípadoch, keď sila obrábania alebo iné sily môžu obrobok posunúť (napríklad pri ťahaní drážky pre pero nie je obrobok upnutý).
3. Upevňovacie sily by nemali spôsobiť veľké deformácie a zrútenie základne.
4. Upevnenie a uvoľnenie obrobku sa musí vykonať s minimálnym vynaložením času a úsilia zo strany pracovníka. Najmenšiu chybu upevnenia poskytujú upínacie zariadenia, ktoré vytvárajú
konštantná upínacia sila (napríklad zariadenia s pneumatickým alebo hydraulickým pohonom).
5. Na zníženie chyby upevnenia by sa mali použiť základné povrchy s nízkou drsnosťou; používať zariadenia s pohonom; umiestňujte obrobky na ploché podpery hláv alebo presne opracované základné dosky.
Lístok 13
Upínacie mechanizmy prípravkov Upínacie mechanizmy sa nazývajú mechanizmy, ktoré eliminujú možnosť vibrácií alebo posunutia obrobku vzhľadom na montážne prvky pôsobením vlastnej hmotnosti a síl vznikajúcich v procese spracovania (montáže). Hlavným účelom upínacích zariadení je zabezpečiť spoľahlivý kontakt obrobku s nastavovacími prvkami, zabrániť jeho posunutiu a vibráciám pri spracovaní, ako aj zabezpečiť správnu inštaláciu a vycentrovanie obrobku.
Výpočet zvieracích síl
Výpočet upínacích síl možno zredukovať na vyriešenie problému statiky pre rovnováhu tuhého telesa (obrobku) pri pôsobení sústavy vonkajších síl.
Na jednej strane je obrobok vystavený sile gravitácie a silám vznikajúcim v procese spracovania, na druhej strane požadovaným upínacím silám - reakciám podpier. Pri pôsobení týchto síl musí obrobok udržiavať rovnováhu.
Príklad 1. Upínacia sila tlačí obrobok proti podperám upínadla a rezná sila vznikajúca počas spracovania dielov (obrázok 2.12, a) má tendenciu posúvať obrobok pozdĺž referenčnej roviny.
Na obrobok pôsobia sily: na hornú rovinu upínacia sila a trecia sila, ktorá zabraňuje posunutiu obrobku; pozdĺž spodnej roviny sa reakčné sily podpier (na obrázku neznázornené) rovnajú zvieracej sile a trecej sile medzi obrobkom a podperami. Potom bude rovnica rovnováhy obrobku
,
kde je bezpečnostný faktor;
– koeficient trenia medzi obrobkom a upínacím mechanizmom;
je koeficient trenia medzi obrobkom a podperami upínadla.
Kde 
Obrázok 2.12 - Schémy na výpočet zvieracích síl
Príklad 2. Rezná sila je nasmerovaná pod uhlom k upevňovacej sile (obrázok 2.12, b).
Potom bude rovnica rovnováhy obrobku
Z obrázku 2.12, b nájdeme zložky reznej sily
Nahradením dostaneme
Príklad 3. Obrobok je spracovaný na sústruhu a upevnený v trojčeľusťovom skľučovadle. Rezné sily vytvárajú krútiaci moment, ktorý má tendenciu otáčať obrobok vo vačkách. Trecie sily vznikajúce v miestach dotyku vačiek s obrobkom vytvárajú trecí moment, ktorý zabraňuje otáčaniu obrobku. Potom bude rovnovážna podmienka pre obrobok
.
Rezný moment je určený hodnotou vertikálnej zložky reznej sily
.
Trecí moment
.
Základné upínacie mechanizmy
Medzi základné upínacie zariadenia patria najjednoduchšie mechanizmy používané na zaistenie obrobkov alebo pôsobiace ako medzičlánky v zložitých upínacích systémoch:
skrutka;
klin;
excentrický;
páka;
centrovanie;
rack-and-lever.
Skrutkové svorky. Skrutkové mechanizmy (obrázok 2.13) sú široko používané v prípravkoch s ručným upínaním obrobkov, s mechanizovaným pohonom, ako aj na automatických linkách pri použití satelitných prípravkov. Ich výhodou je jednoduchosť konštrukcie, nízka cena a vysoká spoľahlivosť v prevádzke.
Skrutkové mechanizmy sa používajú ako na priame upínanie, tak aj v kombinácii s inými mechanizmami. Sila na rukoväti potrebná na vytvorenie upínacej sily sa dá vypočítať pomocou vzorca:
,
kde je priemerný polomer závitu, mm;
– dosah kľúča, mm;
- uhol závitu;
Uhol trenia v závitovom páre.
klinový mechanizmus. Klin je veľmi široko používaný v upínacích mechanizmoch prípravkov, čo zaisťuje jednoduchosť a kompaktnosť konštrukcie, spoľahlivosť v prevádzke. Klin môže byť buď jednoduchý upínací prvok pôsobiaci priamo na obrobok, alebo ho možno kombinovať s akýmkoľvek iným prvkom, ktorý je jednoduchý pri vytváraní kombinovaných mechanizmov. Použitie klinu v upínacom mechanizme zabezpečuje: zvýšenie počiatočnej sily pohonu, zmenu smeru počiatočnej sily, samozabrzdenie mechanizmu (schopnosť udržať upínaciu silu, keď sila generovaná napr. pohon sa zastaví). Ak sa klinový mechanizmus používa na zmenu smeru upínacej sily, potom je uhol klinu zvyčajne 45 °, a ak sa má zvýšiť upínacia sila alebo zvýšiť spoľahlivosť, potom sa uhol klinu rovná 6 ... 15 ° ( uhly samobrzdenia).
Klin sa používa v nasledujúcich konštrukčných variantoch svoriek:
mechanizmy s plochým jednostranným klinom (obrázok 2.14, b);
viacklinové (viacpiestové) mechanizmy;
výstredníky (mechanizmy s krivočiarym klinom);
čelné vačky (mechanizmy s valcovým klinom).
Obrázok 2.14 znázorňuje schému dvojuholníkového klinu.
Keď je obrobok upnutý, klin sa pôsobením sily pohybuje doľava.Pri pohybe klinu vznikajú na jeho rovinách normálové sily a trecie sily a (obrázok 2.14, b).
Významnou nevýhodou uvažovaného mechanizmu je nízky koeficient výkonu (COP) v dôsledku strát trením.
Príklad použitia klinu v prípravku je uvedený v
Obrázok 2.14,d.
Na zvýšenie účinnosti klinového mechanizmu je klzné trenie na povrchoch klinu nahradené valivým trením pomocou podporných valčekov (obrázok 2.14, c).
Viacklinové mechanizmy sa dodávajú s jedným, dvoma alebo viacerými piestami. Ako upínanie sa používajú jednoduché a dvojité piesty; viacpiestové sa používajú ako samostrediace mechanizmy.
Excentrické svorky. Excentr je spojenie v jednej časti dvoch prvkov - okrúhleho disku (obrázok 2.15, e) a plochého jednostranného klinu. Keď sa excentr otáča okolo osi otáčania kotúča, klin sa dostane do medzery medzi kotúčom a obrobkom a vyvinie upínaciu silu.
Pracovná plocha excentrov môže byť kruhová (kruhová) alebo špirála (krivičiara).
Excentrické upínače sú najrýchlejšie zo všetkých ručných upínacích mechanizmov. Rýchlosťou sú porovnateľné s pneumatickými upínačmi.
Nevýhody excentrických svoriek sú:
malý pracovný zdvih;
obmedzená excentricitou;
zvýšená únava pracovníka, pretože pri odpájaní obrobku musí pracovník vyvinúť silu v dôsledku samobrzdiacej vlastnosti excentra;
nespoľahlivosť svorky, keď je nástroj prevádzkovaný s otrasmi alebo vibráciami, pretože to môže viesť k samovoľnému uvoľneniu obrobku.
Napriek týmto nedostatkom sú excentrické svorky široko používané v prípravkoch (obrázok 2.15, b), najmä v malom a strednom meradle.
Na dosiahnutie potrebnej upevňovacej sily určíme najväčší moment na excentrickej rukoväti
kde je sila na rukoväti,
- dĺžka rukoväte;
- uhol natočenia excentra;
- uhly trenia.
Pákové svorky. Pákové svorky (obrázok 2.16) sa používajú v kombinácii s inými základnými svorkami, ktoré tvoria zložitejšie upínacie systémy. Umožňujú meniť veľkosť a smer prenášanej sily.
Existuje mnoho konštruktívnych druhov pákových svoriek, ale všetky sa týkajú troch výkonových obvodov znázornených na obrázku 2.16, ktorý tiež ukazuje vzorce na výpočet požadovanej sily na vytvorenie upínacej sily obrobku pre ideálne mechanizmy (s výnimkou trecích síl). Táto sila je určená z podmienky, že momenty všetkých síl vzhľadom na bod otáčania páky sú rovné nule. Obrázok 2.17 ukazuje konštrukčné schémy pákových svoriek.
Pri vykonávaní množstva obrábacích operácií je nedostatočná tuhosť rezného nástroja a celého technologického systému ako celku. Na elimináciu priehlbín a deformácií nástroja sa používajú rôzne vodiace prvky. Hlavné požiadavky na takéto prvky sú: presnosť, odolnosť proti opotrebovaniu, meniteľnosť. Takéto zariadenia sú tzv vodiče alebo vývodky vodičov a používajú sa pri vŕtaní a vyvrtávaní .
Prevedenia a rozmery vrtných puzdier na vŕtanie sú normalizované (obr. 11.10). Puzdrá sú trvalé (obr. 11.10 a) a vymeniteľné
Ryža. 11.10. Konštrukcie puzdier vodičov: a) trvalé;
b) zameniteľné; c) rýchla výmena so zámkom
(obr. 11.10 b). Trvalé puzdrá sa používajú v kusovej výrobe pri obrábaní jedným nástrojom. Vymeniteľné puzdrá sa používajú v sériovej a hromadnej výrobe. Rýchlovýmenné puzdrá so zámkom (obr. 11.10 c) sa používajú pri obrábaní otvorov viacerými za sebou vymeniteľnými nástrojmi.
S priemerom otvoru do 25 mm sú puzdrá vyrobené z ocele U10A, kalenej na 60 ... 65. Pri priemere otvoru viac ako 25 mm sú puzdrá vyrobené z ocele 20 (20X), po ktorej nasleduje nauhličovanie a kalenie na rovnakú tvrdosť.
Ak sú nástroje v objímke vedené nie pracovnou časťou, ale valcovými centrovacími sekciami, potom sa používajú špeciálne objímky (obr. 11.11). Na obr. 11.11a znázorňuje objímku na vŕtanie otvorov na svahu
15. Nastavovacie prvky prístrojov.
-Tuningové prvky (nastavenia výšky a uhla) sa používajú na ovládanie polohy nástroja pri nastavovaní stroja.)
- Tuningové prvky , zabezpečenie správnej polohy rezného nástroja pri nastavovaní (ladení) stroja na získanie špecifikovaných rozmerov. Tieto prvky sú výškové a uhlové inštalácie frézovacích prípravkov slúžia na ovládanie polohy frézy pri nastavovaní a prestavovaní stroja Ich použitie uľahčuje a urýchľuje nastavenie stroja pri spracovaní obrobkov automatickým získaním zadaných rozmerov
Ladiace prvky vykonávajú nasledujúce funkcie : 1) Zabráňte vytiahnutiu nástroja počas prevádzky. 2) Dajte nástroju presnú polohu vzhľadom na prípravok, medzi ktoré patria nastavenia (rozmery), kopírky. 3) Vykonajte obe vyššie uvedené funkcie, medzi ktoré patria priechodky vodičov, vodiace priechodky. Puzdrá vodičov sa používajú pri vytváraní otvorov pomocou vrtákov, záhlbníkov, výstružníkov. Puzdrá vodičov sú: trvalé, rýchlo vymeniteľné a vymeniteľné. Obliečky s ramenom a bez prim-Xia, keď je otvor spracovaný jedným nástrojom. Sú zalisované do časti plášťa - prípravku H7/n6. Vymeniteľné objímky sa používajú pri spracovaní jedným nástrojom, ale s prihliadnutím na výmenu v dôsledku opotrebovania. Aplikácie s rýchlou výmenou, keď sa otvor obrába postupne niekoľkými nástrojmi v operácii. Od vymeniteľných sa líšia priechodnou drážkou v golieri. Používajú sa aj špeciálne vývodky vodičov, ktorých dizajn zodpovedá vlastnostiam obrobku a prevádzke. Predĺžené puzdro Puzdro so šikmým koncom Vodiace puzdrá, ktoré plnia len funkciu zabránenia vytiahnutia nástroja, sú trvalé. Napríklad na revolverových strojoch je inštalovaný vo vývrte vretena a otáča sa s ním. Otvor vo vodiacich puzdrách je vyrobený podľa H7. Kopírky sa používajú na presné umiestnenie nástroja vzhľadom na prípravok pri obrábaní zakrivených plôch. Kopírky sú nad hlavou a vstavané. Réžia sú navrstvené na obrobok a fixované s ním. Vodiaca časť nástroja má nepretržitý kontakt s kopírkou a rezná časť spĺňa požadovaný profil. Na tele zariadenia sú inštalované vstavané kopírky. Po kopírke je vedený kopírovací prst, ktorý cez špeciálne zabudované zariadenie prenáša na stroj zodpovedajúci pohyb na spracovanie zakriveného profilu na vreteno s nástrojom. Inštalácie sú štandardné a špeciálne, výškové a rohové. Nastavenia vysokej nadmorskej výšky orientujú nástroj v jednom smere, uhlové v 2 smeroch. Koordinácia nástroja podľa nastavenia sa vykonáva pomocou štandardných plochých sond s hrúbkou 1,3,5 mm alebo valcových s priemerom 3 alebo 5 mm. Prípravky sú umiestnené na tele prípravku mimo obrobku, berúc do úvahy vloženie nástroja, a sú upevnené skrutkami a upevnené kolíkmi. Sonda použitá na nastavenie nástroja na inštaláciu na montážnom výkrese zariadenia je uvedená v technických požiadavkách, je povolená aj graficky.
Na nastavenie (úpravu) polohy stola stroja spolu s prípravkom voči reznému nástroju sa používajú špeciálne šablóny vyrobené vo forme dosiek, hranolov a štvorcov rôznych tvarov. Inštalácie sú upevnené na telese zariadenia; ich referenčné plochy by mali byť umiestnené pod povrchmi obrobku, ktorý sa má obrábať, aby neprekážali pri prechode rezného nástroja. Najčastejšie sa nastavenia používajú pri spracovaní na frézkach nakonfigurovaných tak, aby automaticky získali rozmery danej presnosti.
Rozlišujte medzi výškovými a rohovými inštaláciami. Prvé slúžia na správne umiestnenie dielu vzhľadom na frézu vo výške, druhé - vo výške aj v bočnom smere. Sú vyrobené z ocele 20X, nauhličenej do hĺbky 0,8 - 1,2 mm, po ktorej nasleduje kalenie na tvrdosť HRC 55 ... 60 jednotiek.
Nastavovacie prvky pre rezný nástroj (príklad)
Komplexná výrobná štúdia presnosti prevádzky existujúcich automatických liniek, experimentálny výskum a teoretické rozbory by mali poskytnúť odpovede na nasledujúce základné otázky navrhovania technologických procesov výroby dielov karosérie na požiadavky na presnosť automatických liniek b) stanovenie optimálneho stupňa sústredenie prechodov do jednej polohy, na základe zaťažovacích podmienok a požadovanej presnosti spracovania c) výber metód a schém montáže pri návrhu inštalačných prvkov zariadení pre automatické linky na zabezpečenie presnosti spracovania d) odporúčania na použitie a návrh uzlov automatických liniek, zabezpečujúcich smer a fixáciu rezných nástrojov v nadväznosti na požiadavky presnosti obrábania e) výber spôsobov nastavenia strojov na požadované r rozmery a výber kontrolných prostriedkov pre spoľahlivé udržanie spracovania veľkosti nastavenia, ako aj stanovenie štandardných hodnôt pre výpočet prídavkov na spracovanie h) identifikácia a tvorba metodických opatrení pre presné výpočty pri návrhu automatických liniek .
16. Pneumatické pohony. Účel a požiadavky na ne.
Pneumatický pohon (pneumatický pohon)- súbor zariadení určených na uvádzanie do pohybu častí strojov a mechanizmov pomocou energie stlačeného vzduchu.
Pneumatický pohon, podobne ako hydraulický pohon, je akousi „pneumatickou vložkou“ medzi hnacím motorom a nákladom (strojom alebo mechanizmom) a plní rovnaké funkcie ako mechanický prevod (reduktor, remeňový pohon, kľukový mechanizmus atď.). . Hlavným účelom pneumatického pohonu , ako aj mechanický prevod, - transformácia mechanických charakteristík hnacieho motora v súlade s požiadavkami zaťaženia (premena druhu pohybu výstupného článku motora, jeho parametrov, ako aj regulácie, preťaženia ochrana atď.). Povinnými prvkami pneumatického pohonu sú kompresor (pneumatický generátor energie) a vzduchový motor
V závislosti od charakteru pohybu výstupného článku pneumatického motora (hriadeľ pneumatického motora alebo tyče pneumatického valca), a teda podľa charakteru pohybu pracovného telesa, môže byť pneumatický pohon rotačný alebo translačný. Pneumatické pohony s translačným pohybom sú najrozšírenejšie v technike.
Princíp činnosti pneumatických strojov
Vo všeobecnosti sa prenos energie v pneumatickom pohone uskutočňuje takto:
1. Hnací motor prenáša krútiaci moment na hriadeľ kompresora, ktorý dodáva energiu pracovnému plynu.
2. Pracovný plyn po špeciálnej príprave cez pneumatické vedenie cez riadiace zariadenie vstupuje do pneumatického motora, kde sa pneumatická energia premieňa na mechanickú energiu.
3. Potom sa pracovný plyn uvoľní do okolia, na rozdiel od hydraulického pohonu, v ktorom sa pracovná kvapalina vracia hydraulickým potrubím buď do nádrže hydrauliky alebo priamo do čerpadla.
Mnohé pneumatické stroje majú svoje konštrukčné náprotivky medzi objemovými hydraulickými strojmi. Široko používané sú najmä axiálne piestové pneumatické motory a kompresory, prevodové a lopatkové pneumatické motory, pneumatické valce ...
Typická schéma pneumatického pohonu
Typická schéma pneumatického pohonu: 1 - prívod vzduchu; 2 - filter; 3 - kompresor; 4 - výmenník tepla (chladnička); 5 - odlučovač vlhkosti; 6 - zberač vzduchu (prijímač); 7 - poistný ventil; 8- Plyn; 9 - rozprašovač oleja; 10 - redukčný ventil; 11 - škrtiaca klapka; 12 - rozdeľovač; 13 pneumomotor; M - manometer.
Vzduch vstupuje do pneumatického systému cez prívod vzduchu.
Filter čistí vzduch, aby sa zabránilo poškodeniu hnacích prvkov a znížilo sa ich opotrebovanie.
Kompresor stláča vzduch.
Keďže podľa Charlesovho zákona má vzduch stlačený v kompresore vysokú teplotu, pred privedením vzduchu k spotrebiteľom (zvyčajne vzduchovým motorom) sa vzduch ochladí vo výmenníku tepla (v chladničke).
Aby sa zabránilo námraze pneumatických motorov v dôsledku expanzie vzduchu v nich, ako aj zníženia korózie dielov, je v pneumatickom systéme nainštalovaný odvlhčovač.
Prijímač slúži na vytvorenie prívodu stlačeného vzduchu, ako aj na vyhladenie tlakových pulzácií v pneumatickom systéme. Tieto pulzácie sú spôsobené princípom činnosti objemových kompresorov (napríklad piestových), ktoré dodávajú vzduch do systému po častiach.
Do stlačeného vzduchu v rozprašovači oleja sa pridáva mazanie, ktoré znižuje trenie medzi pohyblivými časťami pneumatického pohonu a zabraňuje ich vzpriečeniu.
V pneumatickom pohone musí byť inštalovaný redukčný ventil, ktorý zabezpečuje dodávku stlačeného vzduchu do pneumatických motorov pri konštantnom tlaku.
Rozdeľovač riadi pohyb výstupných článkov vzduchového motora.
V pneumatickom motore (pneumatický motor alebo pneumatický valec) sa energia stlačeného vzduchu premieňa na mechanickú energiu.
Pneumatické pohony sú vybavené:
1. stacionárne zariadenia upevnené na stoloch frézovacích, vŕtacích a iných strojov;
2. rotačné zariadenia - nábojnice, tŕne a pod.
3) zariadenia inštalované na otočných a deliacich stoloch pre kontinuálne a polohové spracovanie.
Ako pracovný orgán sa používajú pneumatické komory jednostranného a obojstranného pôsobenia.
Pri dvojčinnosti sa piest pohybuje v oboch smeroch stlačeným vzduchom.
Pri jednostrannom pôsobení sa piest pohybuje stlačeným vzduchom pri upevňovaní obrobku a pružinou pri odopínaní.
Na zvýšenie upevňovacej sily sa používajú dvoj a trojpiestové valce alebo dvoj a trojkomorové pneumatické komory. Súčasne sa upínacia sila zvýši 2... .3 krát
Zvýšenie upevňovacej sily je možné dosiahnuť integráciou pák zosilňovača do pneumatického pohonu.
Je potrebné poznamenať niektoré výhody pneumatických pohonov zariadení.
Oproti hydraulickému pohonu je čistý, nie je potrebné mať hydraulickú stanicu pre každé zariadenie, ak stroj, na ktorom je zariadenie inštalované, nie je vybavený hydraulickou stanicou.
Pneumatický pohon sa vyznačuje rýchlosťou pôsobenia, prekonáva nielen ručné, ale aj mnohé mechanizované pohony. Ak je napríklad prietok oleja pod tlakom v potrubí hydraulického zariadenia 2,5 .... 4,5 m / s, maximálne možné je 9 m / s, potom vzduch pod tlakom 4 ... 5 MPa, sa šíri potrubím rýchlosťou až 180 m/s a viac. Preto je možné v priebehu 1 hodiny vykonať až 2500 stlačení pneumatického pohonu.
Medzi výhody pneumatického pohonu patrí aj to, že jeho výkon nezávisí od kolísania teploty okolia. Veľkou výhodou je, že pneumatický pohon poskytuje plynulú upínaciu silu, v dôsledku čoho môže byť táto sila výrazne menšia ako pri ručnom pohone. Táto okolnosť je veľmi dôležitá pri spracovaní tenkostenných obrobkov, ktoré sú náchylné na deformáciu pri upevňovaní.
Výhody
· na rozdiel od hydraulického pohonu - nie je potrebné vracať pracovnú kvapalinu (vzduch) späť do kompresora;
Menšia hmotnosť pracovnej tekutiny v porovnaní s hydraulickým pohonom (dôležité pre raketovú vedu);
Menšia hmotnosť servopohonov v porovnaní s elektrickými;
schopnosť zjednodušiť systém použitím fľaše so stlačeným plynom ako zdroja energie, takéto systémy sa niekedy používajú namiesto squibov, existujú systémy, kde tlak vo fľaši dosahuje 500 MPa;
jednoduchosť a účinnosť vďaka lacnosti pracovného plynu;
rýchla odozva a vysoké otáčky pneumatických motorov (až niekoľko desiatok tisíc otáčok za minútu);
požiarna bezpečnosť a neutralita pracovného prostredia s možnosťou využitia pneumatického pohonu v baniach a chemickom priemysle;
· v porovnaní s hydraulickým pohonom - schopnosť prenášať pneumatickú energiu na veľké vzdialenosti (až niekoľko kilometrov), čo umožňuje použitie pneumatického pohonu ako hlavného v baniach a baniach;
Na rozdiel od hydraulického pohonu je pneumatický pohon menej citlivý na zmeny teploty okolia v dôsledku nižšej závislosti účinnosti na úniku pracovného média (pracovného plynu), preto dochádza k zmenám medzier medzi časťami pneumatického zariadenia a viskozite pracovné médium vážne neovplyvňuje prevádzkové parametre pneumatického pohonu; vďaka tomu je pneumatický pohon vhodný na použitie v horúcich dielňach hutníckych podnikov.
nevýhody
ohrev a chladenie pracovného plynu pri kompresii v kompresoroch a expanzii v pneumatických motoroch; táto nevýhoda je spôsobená zákonmi termodynamiky a vedie k nasledujúcim problémom:
Možnosť zmrazenia pneumatických systémov;
· kondenzácia vodnej pary z pracovného plynu a s tým spojená potreba jeho vysušovania;
· vysoká cena pneumatickej energie v porovnaní s elektrickou energiou (asi 3-4 krát), čo je dôležité napríklad pri použití pneumatického pohonu v baniach;
Ešte nižšia účinnosť ako hydraulický pohon;
nízka presnosť a hladký chod;
možnosť explozívneho prasknutia potrubí alebo priemyselných úrazov, v dôsledku ktorých sa v priemyselnom pneumatickom servopohone používajú malé tlaky pracovného plynu (zvyčajne tlak v pneumatických systémoch nepresahuje 1 MPa, aj keď pneumatické systémy s pracovným tlakom max. do 7 MPa sú známe - napr. v jadrových elektrárňach) a v dôsledku toho je námaha na pracovné telesá oveľa menšia v porovnaní s hydraulickým pohonom). Tam, kde takýto problém nie je (na raketách a lietadlách) alebo sú systémy malé, môžu tlaky dosiahnuť 20 MPa alebo aj vyššie.
· na ovládanie veľkosti otáčania hnacej tyče je potrebné použiť drahé zariadenia - polohovadlá.
