![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Расчет зажимного механизма
З адачи подраздела: - выбрать тип зажимного механизма (ЗМ) и определить его параметры; - рассчитать исходное усилие закрепления заготовки. Зажимной механизм вместе с силовым приводом составляют зажимное устройство. Зажимные устройства служат для закрепления и раскрепления заготовок, обрабатываемых на станках. Положение заготовки в приспособлении при её закреплении и обработке не должно изменяться, т. е. смещения заготовки относительно установочных элементов недопустимы. Основной задачей зажимного механизма является передача исходного усилия закрепления Q от привода к заготовке и создание усилия закрепления W. Расчет зажимного механизма необходимо выполнять в следующем порядке. 1. Выбрать тип зажимного механизма. 2. Разработать расчетную схему зажимного механизма. 3. Определить конструктивные параметры элементов зажимного механизма. 4. Составить уравнения сил и моментов, действующих на зажимной механизм. 5. Рассчитать исходное усилие Q закрепления заготовки. При выборе типа зажимного механизма следует определить его характерные признаки: а) простой или комбинированный. Простой механизм состоит из одного элементарного зажима. Они бывают клиновые, винтовые, эксцентриковые, рычажные, клиноплунжерные, с гидропластмассой и т.д. Комбинированный зажимной механизм состоит из нескольких простых механизмов, соединенных вместе; б) одно или многозвенный. Однозвенные механизмы зажимают заготовку только в одном месте. Многозвенные механизмы включают одно ведущее и несколько ведомых звеньев, непосредственно зажимающих заготовку. Многозвенные механизмы позволяют закреплять одну заготовку в нескольких местах или несколько заготовок одновременно в многоместном приспособлении; в) характер источника исходного усилия. Зажимной механизм может иметь ручной, механизированный или автоматизированный привод. Расчетная схема зажимного механизма создается на основе расчетной схемы усилий, действующих на заготовку (подраздел 5.3.5). К последней добавляют схематическое изображение зажимного механизма (рисунок 5.7). На расчетной схеме ЗМ должны быть указаны вектор исходного усилия Q и характерные размеры: длины плеч рычагов, диаметр опоры рычага, диаметр винта, длина рукоятки, угол скоса клина, и т. д. Рисунок 5.7 – Расчетная схема зажимного механизма токарного патрона Рычажные механизмы (РЗМ) нашли широкое распространение как в комбинированных устройствах с ручным закреплением, так и при механизированном закреплении в простых устройствах. Достоинства этих механизмов: простота конструкции, выигрыш в силе (механизмы-усилители), технологичность, удобство в эксплуатации, надежность, большой ход зажимного механизма. Недостатки: не являются самотормозящими, недостаточная компактность, сосредоточенный характер сил закрепления. При расчете РЗМ необходимо определить. 1. Конфигурацию схемы РЗМ исходя из компоновочной схемы станочного приспособления [6, с. 39], [9, с. 408]. 2. Длины плеч рычага L1 и L2 - выбирают конструктивно. 3. Диаметр d опоры рычага(мм):
где R – реакция опоры, H. Реакцию опоры находят из уравнения равновесия рычага под действием сил Q, W, R. 4. Ширину рычага B=d. 5. Ход рычага в месте закрепления
где T – допуск на размер от базовой поверхности до поверхности закрепления, мм;
элементом ( Jp – жесткость РЗМ (Jp = 14700-24500 кН/м), Н/мм;
( 6. Ход рычага в месте соединения с приводом
где
где L1 и L2 – расстояния от опоры до мест приложения усилий Q и W соответственно. Исходное усилие Q необходимо найти из уравнения равновесия рычага с учетом потерь на трение в опоре и в местах контакта рычага с заготовкой и штоком привода [6, с. 39…40], [9, с. 408]. При использовании РЗМ с несколькими рычагами расчет Q можно вести по зависимостям, приведенным в [9, с. 411]. Расчет Г-образного поворотного прихвата (одноплечий рычаг) приведен в [9, с. 391]. Клиновые (КЗМ) и клиноплунжерные зажимные механизмы нашли широкое распространение в простых и комбинированных приспособлениях как с ручным, так и механизированным приводом. Преимущества: простота и компактность конструкции, способность к самоторможению, постоянство сил закрепления независимо от допуска заготовки, удобство в эксплуатации. Порядок определения параметров КЗМ. 1. Выбрать принципиальную схему КЗМ. В станочных приспособлениях применяют механизмы: - клиновые с односкосым клином без роликов; - клиноплунжерные с одним плунжером (с роликом или без роликов); - клиновые и многоплунжерные самоцентрирующие. 2. Выбрать угол α скоса клина. В механизмах без роликов рекомендуется угол 3. Определить ход плунжера (кулачка)
где T – допуск заготовки, мм;
(
Ориентировочно для одноплунжерного КЗМ
4. Рассчитать ход клина
5. Исходное усилие Q определяется из соотношения
где Величину К клиновым зажимным механизмам относятся цанговые самоцентрирующие зажимные механизмы: оправки, патроны. Преимуществом по сравнению с многоплунжерными КЗМ является относительно распределенный характер усилия зажима. Это позволяет устанавливать нежесткие тонкостенные заготовки (кольца, втулки, гильзы). Методика расчета цанговых устройств изложена в [6, с. 154…158], [19, с. 175…199]. Эксцентриковые зажимные механизмы (ЭЗМ) применяют в универсальных, специализированных и специальных станочных приспособлениях. Преимущества: простота и компактность конструкции, удобство в наладке, большие передаточные отношения усилий, способность к самоторможению. Недостатки: сосредоточенный характер сил закрепления, нестабильность усилий закрепления, пониженная надежность в связи с интенсивным изнашиванием зажимных элементов, малый ход зажимного элемента, меньшие, по сравнению с РЗМ и КЗМ величины усилия закрепления. При выборе схемы ЭЗМ следует исходить из трех типов ЭЗМ: - круглые с цилиндрической рабочей поверхностью; - криволинейные с рабочей поверхностью, очерченной спиралью Архимеда, эвольвентой или логарифмической спиралью; - торцовые. Методика расчета ЭЗМ приведена в [6, с. 46…52], [19, с. 395…399]. Винтовые зажимные механизмы (ВЗМ) применяют как при ручном, так и механизированном закреплении. Достоинства ВЗМ: простота конструкции и эксплуатации, надежность закрепления благодаря самоторможению, возможность большого хода зажимного элемента. Недостатки ВЗМ: увеличенное вспомогательное время на закрепление и открепление, сосредоточенный характер силы закрепления W, возможность смещения заготовки при закреплении. При расчете ВЗМ определяют следующие конструктивные параметры.
1. Номинальный наружный диаметр винта, мм.
где 391]. W – усилие закрепления, Н. 2. Средний диаметр d2 и шаг Р резьбы [9, с. 386…387]. 3. Длину рукоятки L при ручном закреплении: L=14d, мм. 4. Форму и конструктивные параметры зажимного элемента ВЗМ: сферический торец, плоский торец, кольцевой торец, с башмаком [6, с. 41…43], [9, с. 389]. Гидропластмассовые зажимные механизмы (ГЗМ) применяют для закрепления как корпусных деталей призматической формы, так и для обработки точных тонкостенных деталей. В ГЗМ могут использоваться плунжерные и упругие тонкостенные установочно-зажимные элементы. Преимущества: распределенная нагрузка на заготовку. Недостаток: сложность эксплуатации из-за специфики использования рабочего тела – гидропластмассы. Методика расчета ГЗМ приведена в [6, с. 69…70, 137…142], [9, с. 527…537]. Для установки и точной обработки тел вращения могут быть использованы оправки с зажимными механизмами, в которых используются упругие элементы: упругие металлические шайбы, тарельчатые пружины, гофрированные втулки, мембраны. Методики расчета таких устройств приведены в специальной литературе: - патроны мембранные [9, с. 525…526], [6, с. 158…161]; - оправки с гофрированными втулками [9, с. 154…163]; - оправки с упругими шайбами [9, с. 388…394]; - оправки с тарельчатыми пружинами [8, с. 101…102].
|