2015-03-27
1653
Выбор приспособления зависит от вида и масштаба производства, формы заготовок, точности их размеров и технических условий на изготовление деталей. В единичном и мелкосерийном производстве характерно применение универсальных приспособлений, расширяющих технологические возможности металлорежущего оборудования. В массовом и крупносерийном производстве используют специальные приспособления.
Исходными данными для расчета является конструкция приспособления, а также направление действующих на заготовку моментов и сил резания.
Для определения параметров привода приспособления необходимо выполнить расчеты:
I. Расчет зажимной силы W, обеспечивающей силовое замыкание заготовки в приспособлении.
Рассматривается равновесие заготовки под действием всех действующих на нее моментов и сил. При этом сумма моментов М относительно оси или алгебраическая сумма проекций сил P,F на ось принимаются равными нулю:
и
,
где о-о - ось, относительно которой принимается равенство моментов или на которую проектируется действующие силы;
|
|
|
l и n - соответственно количество моментов резания и моментов от сил закрепления;
p и q - соответственно количество проекций сил резания и сил закрепления;
к - коэффициент запаса, учитывающий изменение моментов и сил резания в зависимости от условий обработки (приложение А);
т - коэффициент запаса, учитывающий характер действия применяемого зажимного механизма (приложение Б).
В результате решения уравнений определяют величину зажимной силы W.
2. Силовой расчет зажимного механизма с целью определения усилия Q, обеспечивающего создание механизмом зажимной силы W.
Выполняется силовой расчет зажимного механизма (винтового, клинового, цангового и т.п.). Исходными данными для расчета являются потребная зажимная сила W и кинематико-конструктивные особенности механизма. На основании условия равновесия всего механизма в целом или отдельных его частей определяется величина усилия Q, способного обеспечить функционирование механизма и создать зажимную силу W.
3. Расчет основных. параметров привода приспособления, который обеспечивает создание тягового усилия Q.
Определяют основные параметры привода приспособления (например, диаметр зажимного винта, размеры круглого эксцентрика, диаметр поршня пневмоцилиндра и т.п.). Исходными данными для расчета являются величина усилия Q и конструктивные особенности привода приспособления. Учитывая принцип действия привода, используемую рабочую среду (сжатый воздух, жидкость), определяют основные параметры привода приспособления и принимают (если имеются) нормализованные значения этих параметров (приложение В).
|
|
|
Механизированные приводы в зависимости от типа и источника энергии могут быть подразделены на следующие основные группы: механические, пневматические, электромеханические, магнитные, вакуумные и др. Область применения механических приводов с ручным управлением ограничена, так как требуются значительные затраты времени на установку и снятие обрабатываемых заготовок. Наибольшее распространение получили приводы пневматические, гидравлические, электрические, магнитные и их комбинации.
Пневматические приводы работают по принципу подачи сжатого
воздуха. В качестве пневматического привода могут быть использованы пневматические цилиндры (двустороннего и одностороннего действия) и пневматические камеры.
К недостаткам пневматических приводов относятся их относительно большие габаритные размеры. Сила Q(H) в пневмоцилиндрах зависит от их типа и без учета сил трения ее определяют по следующим формулам:
для пневмоцилиндров двустороннего действия для левой части цилиндра
для полости цилиндра со штоком
для цилиндров одностороннего действия
где р — давление сжатого воздуха, МПа;
D — диаметр поршня, мм;
d — диаметр штока, мм;
h — КПД, учитывающий потери в цилиндре, при D = 150... 200 мм h = 0,90... 0,95;
q — сила сопротивления пружин, Н.
Давление сжатого воздуха обычно принимают равным 0,4—0,63 МПа.
Пневматические цилиндры применяют с внутренним диаметром 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300 мм. Посадка поршня в цилиндре при использовании уплотнительных колец или, а при уплотнении манжетами или.
Использование цилиндров диаметром менее 50 мм и более 300 мм экономически невыгодно, в этом случае надо использовать другие виды приводов,
Пневматические камеры имеют ряд преимуществ по сравнению с пневмоцилиндрами: долговечны, выдерживают до 600 тысяч включений (пневмоцилиндры — 10 тысяч); компактны; имеют небольшую массу и проще в изготовлении. К недостаткам относят небольшой ход штока и непостоянство развиваемых усилий.
Гидравлические приводы по сравнению с пневматическими имеют следующие преимущества: развивает большие силы (15 МПа и выше); их рабочая жидкость (масло) практически несжимаема; обеспечивают плавную передачу развиваемых сил силовым механизмом; могут обеспечить передачу силы непосредственно на контактные элементы приспособления; имеют широкую область Применения, поскольку их можно использовать для точных перемещений рабочих органов станка и подвижных частей приспособлений; позволяют применять рабочие цилиндры небольшого диаметра (20, 30, 40, 50 мм v. более), что обеспечивает их компактность. Расчет элементов привода выполняют по методике, аналогичной пневматическому.
Пневмогидравлические приводы обладают рядом преимуществ по сравнению с пневматическими и гидравлическими: имеют высокие рабочие силы, быстроту действия, низкую стоимость и небольшие габариты.
Электромеханические приводы находят широкое применение в токарных станках с ЧПУ, агрегатных станках, автоматических линиях. Приводятся в действие от электродвигателя и через механические передачи, силы передаются на контактные элементы зажимного устройства.
Электромагнитные и магнитные зажимные устройства выполняют преимущественно в виде плит и планшайб для закрепления стальных и чугунных заготовок. Используется энергия магнитного поля от электромагнитных катушек или постоянных магнитов. Технологические возможности применения электромагнитных и магнитных устройств в условиях малосерийного производства и групповой обработки значительно расширяются при использовании быстросменных наладок. Эти устройства повышают производительность труда за счет снижения вспомогательного и основного времени (в 10—15 раз) при многоместной обработке.
|
|
|
Литература
1. Справочник технолога – машиностроителя: В 2 т. / Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. – М.: Машиностроение, 1985. – Т.1. –656 с. Т.2. – 496 с.
2 Серебряницкий П.П. Краткий справочник станочника. – Л.: Лениздат, 1982. – 360 с.
3. Обработка металлов резанием: Справочник технолога. А.А. Панов, В.В. Аникин, Н.Г. Бойм и др.; Под общ. ред. А.А. Панова. – М.: Машиностроение. 1988 – 736 с.
4. Станочные приспособления: Справочник / Под ред. Б.Н. Вардашкина, А.А. Шатилова. – М.: Машиностроение, 1984. – 592 с.
5. Ансеров М.А. Приспособления для металлорежущих станков. – М.: Машиностроение, 1975. – 656 с.
6. Краткий справочник металлиста / Под общ. ред. П.Н. Орлова, Е.А. Скороходова. – М.: Машиностроение, 1986. – 960 с.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Силы резания по величине, направлению и месту приложения являются переменными. Поэтому силы резания увеличивают, вводя коэффициент К, учитывающий изменение сил резания и крутящих моментов в зависимости от условий обработки.
К = К1 × K2 × K3,
где K1- коэффициент, учитывающий наличие случайных неровностей на черновых заготовках.
К1.= 1,2 -для черновой обработки, К1 = 1,0 - для чистовой обработки,
К2 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания от прогрессирующего затупления режущего инструмента.
Таблица А.1 Значения коэффициента К2
| Метод обработки | Компоненты сил резания | К2 | Примечание |
| Предварительное точение и растачивание | PZ | 1,0 | для стали |
| 1,0 | для чугуна | ||
| PY | 1,4 | для стали | |
| 1,2 | для чугуна | ||
| PX | 1,6 | для стали | |
| 1,25 | для чугуна | ||
| Чистовое точение и растачивание | PZ | 0,95 | для стали |
| 1,05 | для чугуна | ||
| PY | 1,05 | для стали | |
| 1,75 | для чугуна | ||
| PX | 1,00 | для стали | |
| 1,50 | для чугуна | ||
| Сверление | Крутящий момент | 1,15 | для чугуна |
| Осевая сила | 1,10 | ||
| Предварительное (по корке) зенкерование | Крутящий момент | 1,3 | для чугуна при износе по задней поверхности 1,5 мм |
| Осевая сила | 1,2 |
Продолжение таблицы А.1
| Метод обработки | Компоненты сил резания | К2 | Примечание |
| Чистовое зенкерование | Крутящий момент | 1,2 | для чугуна при износе по задней поверхности 0,7...0,6 мм |
| Осевая сила | 1,2 | ||
| Цилиндрическое предварительное и чистовое фрезерование | Окружная сила | 1,8 | для вязких сталей |
| 1,2…1,4 | для твердых сталей и чугуна | ||
| Торцевое предварительное и чистовое фрезерование | Тангенциальная сила | 1,8 | для вязких сталей |
| 1,2…1,4 | для твердых сталей и чугуна | ||
| Шлифование | Окружная сила | 1,15…1,20 | - |
| Протягивание | Сила протягивания | 1,55 | при износе по задней поверхности до 0,5 мм |
К3 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при прерывистом резании. К3 = 1,0 - при непрерывном характере резания; К3 = 1,2 - при прерывистом точении, фрезеровании и строгании.
|
|
|
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
Определение коэффициента запаса m, учитывающего характер действия применяемого зажимного механизма
m =m1 × m2 × m3 × m4
где m1 - гарантированный коэффициент запаса; m1 = 1,5.
m2 - коэффициент, характеризующий зажимное устройство с точки зрения постоянства развиваемых им сил; m2 = 1,0- для механизированных зажимных устройств, когда допуск на размер заготовки не влияет на силу зажима; m2 = 1,2- для механизированных зажимных устройств, когда допуск на размер заготовки влияет на силу зажима, например, при использовании пневмокамер, пневморычажных систем, мембранных патронов; m2 = 1,3- для ручных зажимов;
m3 - коэффициент, характеризующий расположение рукояток в ручных зажимных устройствах; m3 = 1,0- при наличии удобного положения рукоятки и малого диапазона угла ее отклонения; m3 = 1,2- при наличии большого угла отклонения рукоятки (более 90°);
m4 - коэффициент, учитывающий наличие моментов, стремящихся провернуть заготовку; m4 = 1,0- если заготовка установлена базовой плоскостью на опоры с ограниченной поверхностью контакта; m4 = 1,5- если заготовка установлена на планки или другие элементы с большой поверхностью контакта, когда макронеровности на базовой поверхности заготовки создают неопределенное положение мест контакта относительно центра поворота заготовки.
ПРИЛОЖЕНИЕ В
Таблица В.1 - Ряд диаметров (mm) гидроцилиндров, пневмоцилиндров и мембранных камер
| Гидроцилиндры | Пневмоцилиндры | Мембранные камеры / рaсчетный диаметр |
| - | ||
| - | ||
| — | ||
| - | — | |
| — | ||
| - | - | |
| — | ||
| - | — | |
| — | ||
| — | - | |
| — | - | |
| — | ||
| — | - | |
| — | — | |
| — | ||
| - | — | |
| — |
Проджолжение таблицы В.1
| Гидроцилиндры | Пневмоцилиндры | Мембранные камеры / рaсчетный диаметр |
| — | ||
| — | ||
| - | — | |
| — | — | |
| — | ||
| - | - | |
| — | ||
| - | - | |
| — |
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
Коэффициенты полезного действия некоторых механизмов (ориентировочно)
1. Винтовая пара качения - = 0,9
2. Винтовая пара скольжения:
не самотормозящая - =0,6; самотормозящая - =0,3.
3. Клиновой механизм - = 0,15...О,83 (конкретные значения в зависимости от угла скоса).
4. Клиноплунжерный механизм - =0,14...О,78 (конкретные значения в зависимости от угла скоса).
5. Подвижное шпоночное соединение - = 0,90.
6. Подвижное шлицевой соединение - = 0,95.
7. Ременная передача:
плоскоременная - = 0,97; клиноременная - = 0,96.
8. фрикционная передача - = 0,98.
9. Зубчатая одноступенчатая передача (применяемая в приспособлениям)
цилиндрическая - = 0,98; коническая - = 0,96.
10. Планетарная передача - = 0,98.
11. Червячная передача:
с однозаходным червяком - =0,72; с двухзаходным червяком - =0,78.
12 Реечно-рычажный механизм - = 0,85.
13. Цепная передача - = 0,97.
14. Рычажный механизм - = 0,95.
15. Эксцентриковый механизм - =0,95.
16. Продольное перемещение по направляющим типа ласточкина хвоста = 0,85.
17. Трехкулачковый самоцентрирующий спирально-реечный патрон с ручным приводом - = 0,12.
18. Подшипник:
качения - = 0,98; скольжения - = 0,95.
19. Пневмоцилиндр - =0,87.
20. Пневмодиафрагменный привод - = 0,90.
21. Гидроцилиндр - = 0,92.
|
|
|
