2020-10-10
265
Со встроенным пневмоприводом и комбинированным
Зажимным устройством
бу 16 и длинные концы рычагов 13, соединённые посред-
ством пальцев 15 со стойками шайбы 16.
При этом рычаги 13 поворачиваются на осях 19. Корот-
кие концы этих рычагов воздействуют на штоки 10, кото-
рые, сжимая пружины Ли перемещаясь во втулке 2, давят
на пяты 3 рычагов 4. В результате рычаги 4 поворачиваются
вокруг осей 6 стоек 9 и посредством осей 8 и коромысел 5
поджимают с необходимой силой обрабатываемые заготовки
к стойкам 7. Зажим обеспечивает заданное положение заго-
товок при фрезеровании.
По окончании обработки перекрывается пневмомагист-
раль и открывается выход воздуха из камеры в атмосферу.
При этом под воздействием пружин 11 штоки 10 отходят
вниз и поворачивают в исходное положение рычаги 13. При
повороте длинные концы рычагов 13 поднимают вверх шай-
бу 16 и способствуют выправлению и обратному прогибу ди-
афрагмы 14. С опусканием вниз штоков 10 рычаги 4 под дей-
ствием собственной силы тяжести (центр тяжести рычагов
смещён от оси их поворота в сторону регулируемых пят 3)
поворачиваются вокруг осей 6 и отводят от заготовок зажим-
ные элементы — коромысла 5. Зажим отключается, обрабо-
танные заготовки вынимаются из приспособления. При ус-
тановке новых заготовок цикл повторяется.
Приспособление устанавливается на стол горизонтально-
фрезерного станка и ориентируется по Т-образным пазам стола
направляющими шпонками 12. Обработка поверхностей А
заготовок осуществляется фрезой, устанавливаемой в нуж-
ное положение с помощью щупа и установов 22.
В результате рассмотрения приспособления можно сде-
лать вывод, что сила, создаваемая диафрагменным пневмо-
приводом, передаётся на длинные концы рычагов 13 и при
равенстве расстояний 1г и 12 на каждый рычаг действует сила,
равная W/2. На других концах рычагов действуют силы 2/
(без учёта сил трения). Эти силы изменяются по направле-
нию действия и значению рычагами 4. Таким образом, на
каждое коромысло 5 действует одна и та же сила 
и каждый пакет заготовок при равенстве плеч коромысла
поджимается к стойкам 7 двумя силами, равными W1/2. В
этом плане в приспособлении осуществлена схема параллель-
ной передачи сил зажима. Но в каждом пакете три заготов-
ки, и силы зажима W1/2 последовательно передаются от ко-
ромысла 5 на первую заготовку, от неё — на вторую, а от
второй — на третью. И в этом плане в приспособлении реа-
лизуется схема последовательной передачи сил зажима.
В случаях, когда в многоместном приспособлении обра-
батываются различные поверхности заготовок и возникают
неодинаковые силы резания (рис. 1.40, б), расчёты потреб-
ных сил зажима, зажимных устройств и приводов к ним осу-
ществляются отдельно для каждой позиции. Например, для
указанного семипозиционного приспособления семь одновре-
менно установленных заготовок зажимаются индивидуально
предусмотренными устройствами, привод которых осуществ-
ляется от 24 гидроцилиндров. При проектировании подоб-
ных многоместных приспособлений желательно предусмат-
ривать централизованное управление приводами зажимных
устройств всех позиций.
Контрольные вопросы
1. Изложите методику и принципы расчёта сил зажима
заготовки (детали) в приспособлении.
2. Какие расчётные факторы используются в силовых
расчётах приспособлений.
3. Как осуществляется расчёт потребных зажимных сил
из условия несдвигаемости заготовки (детали) при об-
работке (сборке)?
4. Какие зажимные устройства используются в приспо-
соблениях?
5. Какова методика расчёта различных зажимных уст-
ройств приспособлений?
6. Как выбираются и используются приводы в приспособ-
лениях?
7. Опишите общую методику силового расчёта приспособ-
лений.
8. В чём заключается анализ существующих конструк-
ций приспособлений? За счёт чего он осуществляется?
9. Изучите описание рассмотренной в разделе конструк-
ции приспособления.
10. Ознакомьтесь с приведённым примером силового рас-
чёта и самостоятельно выполните силовой расчёт при-
способления другой конструкции.
ГЛАВА 10
ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ
И РАСЧЁТ ОСНАСТКИ НА ПРОЧНОСТЬ
10.1 Выбор конструкционных материалов
деталей оснастки
После расчёта точности изготовления приспособления и
силового расчёта необходимо выбрать конструкционные ма-
териалы для деталей приспособления, назначить термичес-
кую (химико-термическую, электрохимическую и т.п.) обра-
ботку или вид покрытия и рассчитать размеры элементов из
условий прочности.
Материалы для деталей (элементов) приспособлений сле-
дует выбирать исходя из условий работы и эксплуатацион-
ных требований, предъявляемых к этим деталям. Так, к ус-
тановочным элементам приспособлений, которые являются
опорами заготовки в приспособлении и определяют её поло-
жение в пространстве, предъявляются требования точности,
прочности, жёсткости, износостойкости. Применительно к за-
жимным элементам на первый план выдвигаются прочность,
жёсткость и надёжность. Корпуса объединяют в единую кон-
струкцию элементы приспособления и воспринимают все
силы, действующие на заготовку в процессе её закрепления
и обработки. Поэтому они должны обладать достаточно вы-
сокой прочностью, демпфирующими свойствами, жёсткостью
и длительное время сохранять точность расположения рабо-
чих поверхностей. Подобные требования предъявляются и к
другим элементам приспособлений. В определённой степени
многие из названных требований обеспечиваются конструк-
цией и размерами деталей приспособлений. А вот износос-
тойкость, прочность и жёсткость элементов и компактность
приспособлений в большей части зависят от правильного
выбора конструкционных материалов, химико-термической,
отделочной обработки и покрытий.
Рекомендации по применению металлов и неметалличес-
ких составов в качестве конструкционных материалов для
различных деталей (элементов) приспособлений, применяе-
мая химико-термическая обработка, достигаемые твёрдость
и технологические свойства материалов в состоянии постав-
ки представлены в таблицах 10.1...10.5.
Таблица 10.1
Стали, используемые для деталей приспособлений,
их обработка и свойства
| Детали и условия их работы | Марка стали | Химико- термиче- ская обра- ботка (ХТО) | Твёр- дость, HRC3 | Сваривае- мость |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Прокладки, шайбы, заклёпки | СтО, Ст1, Ст2 | Без ХТО | - | Хорошая |
| Сварные детали, щитки, | СтЗ, Ст4 | Тоже | - | Тоже |
| Ст5 | Нормали- зация | - | Тоже | |
| Шпонки, зубчатые колёса, валы с повышенной прочно- стью и твёрдостью | Стб | Закалка в воде, от- пуск | 49...51 | Ограничен- ная |
| Пальцы, оси, зубчатые колёса, кулачковые муфты, шпинде- ли, валы, кондукторные втул- ки диаметром более 25 мм, пальцы и другие детали: | Цемента- | |||
| повышенной износостойкости | 10,15,20 | 57...63 | Хорошая | |
| высокой износостойкости | 15Х, 20Х, 20ХН | 59...63 | Удовлетво- рительная | |
| Крепёжные детали, кондук- | 25 35 | Закалка в воде, от- пуск | 28...34 31...51 | Хорошая Ограничен- ная |
| 35Х, 35ХН, ЗОХГСА | Закалка в масле, отпуск | 46...51 | Ограничен- ная |
Продолжение таблицы 10.1
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Валы, оси, штоки, шпиндели, | 40, 45, 50, 55 | Закалка в воде, от- пуск | 2S...56 | Тоже |
| 40Х, 45Х, 50Х, 40ХГ, 40ХН | Закалка в масле, отпуск | 31...56 | // | |
| Зубчатые колёса, валы, втул- ки, пальцы шаровые, элемен- ты УСП и другие детали, ра- ботающие при больших ско- ростях и нагрузках ударного характера | 12ХНЗА, 15ХГНТА, 18ХГ, 18ХГТ, 20ХГТ, ЗОХГТ | Цемента- ция, за- калка в масле, отпуск | 57...63 | II |
| Эксцентрики, кольца пру- жинные, пружины общего назначения, работающие при средних нагрузках | 65, 70, 55С2 | Закалка в масле, отпуск | 38...53 | Плохая |
| Зубчатые колёса, валы, оси, | 50Г | Закалка в | 28...60 | Плохая |
| 60Г | Тоже | |||
| 65Г | Тоже | |||
| 35Г2 | Удовлетво- рительная | |||
| 45Г2 | Ограничен- ная | |||
| 50Г2 | Плохая | |||
| Тонкостенные гильзы, гофри- рованные втулки, пружины и другие ответственные преци- зионные детали упругого дей- ствия, работающие в сложных условиях истирания и высо- ких знакопеременных напря- жений | 55ГС, 50ХФА, 50ХГФА, 50С2, 60С2, 60С2ХА, 60СХФА, 65С2ВА | Тоже | 39...61 | Плохая |
Продолжение таблицы 10.1
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Шпиндели, копиры, эксцен- трики, оправки, кулачки, зуб- | 38ХЮ, 38ХМЮА, | Азотиро- | 66...69 | |
| чатые колёса, гладкие калиб- | 38ХВФЮ |
| ||
| лики, шары и другие детали с | 9X1, | Закалка в | Плохая | |
| высокими поверхностной и твёрдостью и износостойко- стью, работающие при высо- | 62...65 59...65 | |||
| ких нагрузках | ||||
| Пальцы и пластины устано- | ||||
| вочные, центры, втулки кон- | У7, | Закалка | ||
| дукторные диаметром до | У7А, | через воду | 61 65 | То же |
| 25 мм, цанги, оправки и дру- | У8, | в масле, | ||
| гие детали, работающие в | У8А | отпуск | ||
| условиях ударов и толчков | ||||
| Копиры и копирные ролики, | У8ГА | |||
| оправки, втулки кондуктор- | У10 | |||
| ные, шаблоны и другие дета- | У12, | То же | 63...67 | |
| ли с высокой твёрдостью, | У12А | |||
| работающие в безударных | У13А | |||
| условиях | ||||
| Эталонные зубчатые колёса, | ||||
| копиры, оправки и другие детали, для которых не до- | ХВГ | 63...64 | Ограничен- | |
| пускается коробление при | ||||
| термообработке |
Таблица 10.2
Стали, рекомендуемые для изготовления заготовок деталей
приспособлений литьём
| Детали (элементы) приспособлений | Марка стали |
| Ненагруженные (плиты, вилки, стаканы, корпусы, кронштейны и т.п.) | 25Л |
| Малонагруженные (рычаги, планшайбы, корпусы патронов, кронштейны и т.п.) | 35Л |
| Особо нагруженные (вилки, цапфы, стержни и т.п.) | 45Л |
Таблица 10.3
Серые и высокопрочные чугуны, рекомендуемые
для отливки заготовок деталей приспособлений
| Детали (элементы) приспособлений | Марка чугуна | Твёрдость, НВ (в состоянии поставки) |
| Работающие в условиях средних нагрузок без | ||
| трения (крышки, планшайбы крупные, плиты, | СЧ10 | 143...229 |
| стойки, корпусы, шкивы, маховики и т.п.) | ||
| Работающие в условиях средних нагрузок с | ||
| давлениями между трущимися поверхностя- ми, равными примерно 0,5 Н (основания, | СЧ15 | 163...229 |
| корпусы, салазки, шкивы, планшайбы) | ||
| Работающие в условиях средних нагрузок на | ||
| изнашивание и отливки больших габаритов | ||
| (втулки подшипников тихоходных передач, | СЧ18 | 170...229 |
| корпусы пневмокамер и пневмоцилиндров, | ||
| корпусы приспособлений) | ||
| Работающие в условиях больших нагрузок на | ||
| изнашивание при высокой герметичности | СЧ20 | 170...241 |
| (гидроцилиндры, гильзы, корпусы) | ||
| Ответственные детали, работающие в усло- | ||
| виях больших нагрузок на изнашивание (от- | СЧ25 | 180...250 |
| ливки сложной конструкции) | ||
| Работающие в условиях изнашивания и виб- | ||
| рационных нагрузок (корпусы, зубчатые ко- | ВЧ 45-5 | 160...220 |
| лёса, кронштейны и т.п.) | ||
| Ответственные детали, работающие в усло- | ||
| виях вибрационных нагрузок (корпусы, зуб- | ВЧ 60-2 | 200...280 |
| чатые колёса и т.п.) |
Таблица 10.4
Цветные металлы и сплавы, используемые
в производстве приспособлений
| Детали (элементы) | Конструкционный материал | |
| Наименование | Марка | |
| 1 | 2 | 3 |
| Литые заготовки ответственных деталей (планшайбы, шкивы, ро- торы, корпусы пневмоцилиндров) и крупных нагруженных деталей (корпусы, блоки) | Сплавы алюминие- | АК9ч |
| Литые заготовки деталей сложной конфигурации для работы в усло- виях средней нагруженности, а также для свариваемых деталей | АК7ч | |
| Втулки подшипников при сопря- жении с термически обработанны- ми валами | Сплавы алюминие- вые литейные | АК4, АК4-1 |
| Катоды, контакты, детали, тре- | Медь | М1,М2 |
| МЗ | ||
| Гайки нажимных винтов, рабо- тающие на истирание в тяжёлых условиях; массивные червячные винты | Латунь, алюминие- во-железо- марганцевая | ЛАЖМц66-6-3-2 |
| Детали, обладающие коррозион- ной стойкостью | Латунь алюминиевая | ЛА67-2.5 |
| Арматура, втулки, подшипники скольжения | Латунь алюминие- во-железная | ЛАЖ60-1-1Л |
| Литые заготовки деталей, втулки | Латунь свинцовая | ЛС59-1Л |
| Зубчатые колёса | Латунь марганцево- оловянно-свинцовая | ЛМцОС58-2-2л |
| Упорные и опорные подшипники | Латунь марганцевая | ЛМц58-2Л |
| Несложные по конфигурации от- ветственные детали | Латунь марганцево- железная | ЛМцЖ55-3-1 |
Продолжение таблицы 10.4
| 1 | 2 | 3 |
| Втулки и вкладыши подшипников сколь- | ||
| жения, работающие в паре с термически | ||
| обработанными валами при средних ско- | ||
| ростях; червячные колёса, работающие в | БрА9ЖЗЛ | |
| паре с термически обработанными червя- | ||
| ками; детали насосов, работающие на | Бронзы | |
| истирание; фрикционные диски, упорные | безоловянные | |
| кольца |
| |
| Втулки и вкладыши подшипников сколь- | ||
| жения, работающие в условиях больших | БрСЗО | |
| нагрузок и высоких скоростей в паре с | ||
| термически обработанными валами | ||
| Подшипники шпинделей; венцы червяч- ных колёс, работающие в паре с незака- лёнными червяками | Бронзы | Бр05Ц5С5 |
| Втулки подшипников, гайки ходовых винтов | Бр04Ц4С17 | |
| Ответственные втулки и вкладыши под- | Бронзы оловянно- фосфоритные | |
| шипников скольжения, венцы червячных колёс, работающие в паре с термически обработанными червяками | БрОФ1 |
Таблица 10.5
Неметаллические конструкционные материалы,
используемые для деталей приспособлений
| Детали (элементы) приспособлений | Материал |
| Наименование и марка | |
| 1 | 2 |
| Вкладыши подшипников, втулки, зуб- чатые колёса и другие конструкцион- ные детали | Пластики древесные слоистые: ДСП-В, ДСП-Б |
| Самосмазывающиеся подшипники скольжения | ДСП-В-м, ДСП-Б-м |
| Зубчатые колёса, малонагруженные ролики и корпусы сборочных приспо- соблений | Текстолит конструкционный ПТК |
| Неответственные детали (ручки и т.п.) | ПТ |
