19-24 (Экзамен)

9

19.Клиновые элементарные зажимные устройства приспособлений: принцип работы, преимущества и недостатки, рассчитываемые параметры.

- применяются в качестве промежуточных звеньев, а также меняют направление и величину силу закрепления.

Кроме исходной силы P, на клин действуют нормальные силы N₁, N₂ и силы трения F₁ и F₂ по его боковым поверхностям. Для клинового механизма, передающего силу через 90^О, имеет следующую зависимость, полученную из силового многоугольника:

Если (надо сказать, что это коэффициенты трения между клином и соответствующими поверхностями) имеем:

+ - закрепление, ­– - открепление.

Если , то происходит самоторможение. Обычно α=6..15^О .

Недостатки клиновых ЗУ:

• Перемещение плунжера требует большого перемещения клина. Чтобы уменьшить ход клина, его делают ступенчатым.

• Большой износ клиновых поверхностей. Чтобы уменьшить износ, применяют опорные ролики для замены трения скольжения трением качения.

20.Эксцентриковые элементарные зажимные устройства приспособлений: принцип работы, преимущества и недостатки, рассчитываемые параметры.

Круглый эксцентрик представляет собой диск или валик, поворач-ый вокруг оси смещённого отверстия на вел-ну e. Экс-ик - относятся к быстродействующим ЗУ, обладающим св-вом самотор-ия.

«

-» круглых эксцентриков – 1.Ограниченный угол поворота (α<180^О).

2.Чувствительность к вибрациям.

«+»

1. Быстродействие

2. Простота в изготовлении

Исходные данные для расчета эксцентриков:

Q – сила; α - угол поворота (может

отсутствовать); S₁ – гарантированный зазор для установки заготовки, S₁ = 0,3...0,4 мм; S₂ – запас хода эксцентрика на износ, S₂ =0,4...0,6 мм. J₁ – жесткость ЗУ. - доп-к на изг-ие детали.

Последовательность расчета:

1. Величина эксцентриситета: - при неограниченном угле поворота α:

Если S₁ =0,2...0,4 мм; S₂ =0,3...0,6 мм, тогда

Если α задан, то с учетом угла поворота:

– Здесь отсутствует S₂, т.к. нет перехода эксцентрика через «мертвую точку» Величины Q/2J₁ и Q/J₁ хар-ют величину упругого отжатия

1. Радиус цапфы (r) – считают из условия смятия, задаваясь шириной цапфы b:

; =35...40 МПа (на смятие); при b=2r имеем:

1. Радиус наружней поверхности (R): - из условия самоторможения. Из схемы (см. выше)

- равнодействующая реакция Т должна быть равна реакции со стороны цапфы, проходящей по касательной к кругу трения ( ). Тогда из схемы: ; отсюда ; Обычно =8

Но: . Здесь f ’ – коэффициент трения в цапфе; f ’=0,12...0,16. Тогда

1. Угол поворота – в наименее выгодное положение эксцентрика с учетом его самоторможения.

.

1. Ширина рабочей части эксцентрика В (толщина диска) – из условия смятия в месте контакта с заготовкой:

;

При условии E₁=E₂ ; = =0,25 и [ ]=(800...1200) МПа для закаленной стали имеем:

. Полученные значения e, r, R, B округляют до нормативных по ГОСТ.

6. Сила (или момент) закрепления на рукоятке (N^.l):

Согласно схеме (справа), на эксцентрик действует 3 силы:

S – сила реакции на цапфе;

T – равнодействующая сила зажима Q и силы трения F

N – сила на рукоятке.

под действием этих сил система находится в равновесии.

Тогда: ;

S мало чем отличается от Q, т.е. SQ.

Тогда ;

где: ; ;

и, учитывая, что , получим ;

откуда .

1. Проверка угла поворота эксцентрика:

откуда определяют «α».

21. Рычажные элементарные зажимные устройства приспособлений: принцип работы, преимущества и недостатки, рассчитываемые параметры.

Р ычажные ЗУ- применяются в сочетании с другими механизмами, т.е. применяются как промежуточные звенья; легкие, быстродействующие, самотормозящие.

Исходные данные для расчета: Q; l₁,l₁’;l₂;l₂’;r; N=?

Соотношение между Q и N можно найти, взяв сумму моментов относительно оси вращения цапфы (т. О) с учетом коэффициентов трения f₁ и f₂; т.е. ΣМ_О=0.

При этом F₂ = Q×f₂ F₁= N×f₁

Величина S приближенно: , т.к. силы трения малы.

Зная соотношение l₁ и l₂, выбираем одно из этих выражений и подставляем вместо S в формулу

При l₁=l₂=l S1,41Q

При l₁>l₂ S0,96Q+0,4N

При l₁<l₂ S0,96N+0,4Q

Затем определяют силу N; при этом: =rf или =(0,12...0,16)r. Для уменьшения потерь на трение нужно уменьшать радиус оси r и плечи l₁’ и l₂’.

Для равноплечего рычага уравнение будет таким же, что и выше. Равнодействующая S будет направлена вниз:

для случая (т.е. f₁=f₂=f).

Подставляя это выражение в выше приведенное уравнение получим:

КПД передачи =0,92...0,96

22.Классификация приспособлений в машиностроении. Функциональные элементы станочных приспособлений.

Приспособлениями называют вспомогательные устройства для выполнения операций обработки, сборки и контроля. Станочные приспособления – 80-90%. Использование станочных приспособлений устраняет разметку, повышает производительность и точность обработки, снижает себестоимость изделий, повышает безопасность работы, улучшает условия труда.

Приспособления делятся:

- по целевому назначению:

• станочные для установки заготовок;

• инструментальные для установки инструмента;

• сборочные – для ориентации деталей и для выполнения соединений

• контрольные – для контроля и испытаний заготовок, деталей и узлов машин

• транспортные или такелажные – для подъёма и перемещения

- по степени специализации:

• универсальные: безналадочные и наладочные;

• специализированные: безналадочные(для заготовок типа втулок и дисков) и наладочные, а так же переналаживаемые(универсальные-сборные приспособления, сборно-разборные приспособления(ЗУ))

• специальные приспособления разрабатываемые под определённую партию изделий

Основные функциональные элементы станочных приспособлений:

• установочные элементы – с помощью которых базируется заготовка;

• зажимные элементы – прижимают заготовку;

• силовые узлы и устройства (гидро-, пневмо- устройства и др.);

• направляющие элементы (для инструмента)

• вспомогательные устройства;

• корпуса.

23. Общая методика расчёта сил закрепления. Исходные данные. Жесткостная характеристика зажимных устройств и установочных элементов.

Типы ЗУ: I тип - механизмы самотормозящиеся(винтовые, клиновые и др.)

I

Гр.1

I тип – механизмы обеспечивающие постоянство силы закр-ия Q (гидро- и пневмо- ЗУ)

З адача расчета ЗУ сводится к задаче в статике: Q=f(P); где P – возмущающая сила (сила резания например).

Сила Q воспринимается всеми звеньями системы. Силы P и Q замыкаются на корпус приспособления.

Если сила P направлена против силы Q, то зависимость смещения заготовки (y)=f(P) будет определятся упругой характеристикой ЗУ (Гр.1). Такая упругая характеристика соответствует условию, что все звенья системы, кроме ЗУ, абсолютно жесткие.

О днако установочные элементы не имеют абсолютной жесткости, поэтому под действием силы P упругие деформации перераспределяются и будут иметь вид (Гр.2).

З

Гр.2

десь: - характеризует полное упругое восстановление предварительно деформированных звеньев системы, связанных с установочными элементами. Дальнейшее увеличение силы P приведет к отрыву заготовки от опор

J_I – жесткость ЗУ, J_II – жесткость уст.элементов.

J_II=(1,25..2,5)J_I.

y – характеризует состояние системы при приложении силы Q, соответствующее полному упругому восстановлению системы уст-ых элементов.



Гр.3

y=Q/J_II – на эту величину возрастает упругая деформация ЗУ (I), т.е. .

Для ЗУ (II) типа сила P₂, при которой происходит отрыв заготовки от устан.эементов равна силе зажима Q, т.е. P₂=Q. Для ЗУ (I) типа отрыв происходит позже.

Соотношение P₁ и P₂: .

Расчетные факторы для определения силы Q:

Для численного определения силы Q необходимо знать:

(1) – жесткость системы установочных и зажимных устройств по нормали к ним (J_I и J_II);

(2) – коэффициенты трения между установочными элементами и заготовкой, а коэффициент также трение между ЗУ и заготовкой (f₁ и f₂);

(3) – коэффициент запаса приспособления (К).

(1). Жесткость установочных элементов по нормали может быть определена по формуле:

; где J_II – жесткость уст.элементов;

J_II^I – жесткость стыка заготовка-опора приспособления;

J_II^II… J_IIⁿ – жесткость постоянных стыков приспособления, через которые передается сила Q.

При этом:

Жесткость системы зажимных элементов: по аналогии

где J_I – жесткостьЗУ;

J_I^I – жесткость стыка заготовка-зажимной элемент;

J_I^II… J_Iⁿ – жесткость стыков ЗУ, через которые передается сила Q.

При этом: .

( 2). Коэффициент трения – это отношение сдвигающей силы к нормальной силе (Q): f=F/Q.

(3). Коэффициент запаса (К) или коэф.надежности зацепления – учитывает условия обработки и закрепления заготовки в приспособлении: .

Где: К₀ – гарантированный коэф.запаса [K₀=1,5];

К₁ – учитывает наличие случ.неровностей на черн.заготовках: К_1черн=1,2; К_1чист=1;

К₂ – учитывает увеличение силы резания в результате затупления инструмента: К₂=1,15..1,9 – для разных инструментов;

К₃ – учитывает влияние сил резания при прерывистом процессе обработки: К₃=1,2;

К₄ – учитывает постоянство силы закрепления: К₄=1,0..1,2;