Кузнецов Ю.Н. Станки с ЧПУ (986783), страница 32
Текст из файла (страница 32)
верные станки. Осевая сила сцепления подающей цаиги с прутком зависит от радиальной силы упругого зажима Т одним лепестком, количества л лепестков (губок) и коэффициента сцепления (рис. 5.13, а): Р. = Тг(ь = С„(6 — 0,51ь11 — Ьи) !ь, где 6 — сведение одного лепестка; 6м( — отклонение диаметра прутка от диаметра рабочего отверстия цанги (выбирается по максимальному диаметру прутка е)е = д „); 201 10...20 МТА 10...16 ОТА 8...Ю ТРС 10...13 МТА 8...13 ОТА 6... !О ТРС !О...!3 МТА !6...26 МТА 13...20 ОТА 10...20 ТРС 15...20 МТА 13...18 ОТЛ Ю...!5 ТРС !3...15 МТА Рис, 5.13. Сечение лепестка подающей нанси: а — продольное; б — поперечное Л„ — износ губки цанги; р — коэффициент сцепления; С, — изгибная жесткость лепестка на длине 1 с заделкой в конце разрезки, представляющей цилиндрическую оболочку (26, 38): 3Е7 л 5(е+ 7е((1+ а)ь!) ' (5.6) где 7 — момент инерции сечения лепестка относительно ! центральной оси хо (рис.
5.13, б); е = Ка —, — козф- 45300 (0017450+ а!и ч)) . фициент заделки лепестка; Ка = 1,8! 5 тр — центральный угол лепестка, ', Х==' — коэф- )7 Ее пе фициент затухания деформаций в конце разрезки; Е— модуль упругости. Основные и присоединительные размеры подающих цанг приведены в ГОСТ 2877 — 80, среди которых длины разрезки лепестка (р, губки 5, переходного участка 1п и общая длина Ь ~ 1р + (п + 1п + (д (рис. 5.13„а).
Длину разрезки определяют по формуле яда(а1нг р,ваваь (5.7) у, =у,— гсоз —; Ф. для наружных волокон ув =гг у ° дд'в — гв у, = Кв —,,— координата центра тяжести поперечного сечения лепестка, мм; К,...Кв — безразмерные коэффициенты, зависящие от центрального угла лепестка, К, =0,125(0,01745ф+ з(п в)); К, = 25,4618 —; б6,394 . др К, = — 'здп —; 2 ' 3601г — 2 агс з(п — ' Р+г' где дд — ширина разреза, мм; )с и г — соответственно наружный и внутренний радиусы сечения лепестка, мм.
Длина рабочей части губки Ь ж (0,2...0,4)(р. (5.8) где К~' = 0,6...0,8 — поправочный коэффициент, учитывающий допуск на пруток, количество разрезов, материалы цангн н прутка и т. д.; (о! — допускаемое напряжение на изгиб с учетом цикличности работы и зависящее от материала цанги, Нlмм', !о! = (0,4...0,5)о,; р — коэффициент сцепления (для гладких губок 0,1...0,15, для кольцевых канавок 0,2....0,6); г — количество разрезов (лепестков нли губок); $ — коэффициент, учитывающий изменение поперечного сечения лепестка в продольном направлении ($ = 1— для постоянного сечения; $ 1,5 — для равнопрочного (йв — гв)в сечения); / =Кд(йд — гв) — К,,; уд и у,— расстояние от центра тяжести до крайних наиболее нагруженных волокон лепестка, мм (рис.
5.13, б); для внутренних волокон "де к — участок затухания деформации в оболочке с учетом краевого эффекта. Одним из основных размеров цанг считают длину лепестка, которую определяют иэ отклонений диаметра прутка, наибольших напряжений в месте заделки лепестка и, главное, жесткости лепестка. Иа соображений зкономии материала длину лепестка выбирают как мои!но меньшей, однако при этом увеличиваются колебания силы сцепления цанги с прутком. При подаче прутка с наибольшим отклонением диаметра в минус лепесток будет прижиматься к прутку с силой Т.!, при наименьшем отклонении в плюс — с силой Тп.х, Тпвах ! и!пах Обозначим через ) р — — — коэффициент нестаТпа!и ! ппа!и бнльности силы Т(Рп), с которой лепестки цанги охватывают пруток, и определим наивыгоднейшее его значение.
Прн подаче прутка разность прогибов лепестка ~ .,— ) !, =0,5(14+Ма) 0,5М. Так как в пределах упругости лепестка 1' „=Хрг !„то 1И = 2/вм(Хр — 1) = 2Ква!'„!и, где Кха =Ха — 1. Наибольшее напряжение при деформации лепестка Тпавхарппввх атмвх = где Т „= ХрТ и, у .,— расстояние до наиболее удаленного волокна от центра тяжести сечения лепестка; у— момент инерции сечения лепестка относительно нейтральной оси; 1р — расчетная длина лепестка, определяемая из соотношения дх 2 (х — 0 де~ Р тогда Аеуап' 2Т ° па!и (5.10) 1(лина переходного цилиндрического участка хо посадочной поверхности 1, ~и — [и — агс1п(1+2) 1р)), (5.9) рл ря Ф р тд .дз йа ~лаял Рис.
бдб. Графики аависимостн снл сцепления подающих цаиг с прутком, имеющим раатияное количество лепестков Рис. 5.14. Графики али выбора оптимальных характеристик по- дающей цанга где Кг = р' 1, — 1 — коэффициент длины лепестка. После подстановки Т „и 1р и преобразования получим АЕЬЙТ„,юУ омах = Ка а где К,=* й= — коэффициент изменения напряжения Л ,"'Г~ в месте заделки лепестка.
Из последней формулы следует, что напряжение о „ будет меньше, чем меньше отношение — 1 Найдем минимальное значение этого отношения: Лх 1 ЗЛ (Л вЂ” 1) — Л О. (Ла — 11а Отс1ода минимальное значение о,„будет прн Л, = 1,5. Зависимости коэффициентов Каю К, Ж от Л представлены на рис, 5.14. Из графика видно, что значения напряжения о „„(Ке)незначительно изменяются в пределах значений Л, = 1,25...2.
Наиболее короткие цаиги будут получены при больших колебаниях силы подачи прутка и небольших отклонениях от диаметра. Значения Л не следует принимать менее 1,25, так как длина лепестка при этом резко увеличи« вается. Так, например, уже при Л = 1,25 длина лепестка по сравнению с Л„= 2 увеличивается в 1,6 раза. Рассмотрим некоторые методы повышения точности и быстродействия подачи прутка. Статические погрешности подачи обусловлены различными отжатиями упора и пластическими деформациями торца прутка от силы воздействия Р„ „ его на упор: Ьоп с = Рп (Сп где Рс-» = Рп — 7п;, Ро†сила, передаваемая патроном прутку от привода; Р— сила трения прутка в направляющей трубе; Сп у (ССуСпп)/(Ст+ С„п) — жесткость системы пруток — упор; Ст — жесткость упора; ф— контактная жесткость стыка пруток — упор.
В формуле взяты номинальные средние значения величин, а с учетом случайного разброса боп.с = ~"оп. с — б ббоп. с где ЬРп „вЂ” разброс силы воздействия подающего патрона на упор, принимаемый равным разности ЬР„сил сцепления Р„„(для прутка д „) и Рпппп(г(ппп)' ЬСп у разброс жесткости системы пруток — упор, равный ЬС„при С„п )) С„. Тогда Ьоп,с = =" 1 0,5 =и+=" Так как на ЬР„существенное влияние оказывает жесткость лепестков С„величина их сведения .6, зависящая от М, и коэфркциент сцепления р, то с учетом нх разброса Отсюда видно, что снижение величины Л с может быть достигнуто за счет повышения С, снижения разбросов йС», Ьб, Лр.
При увеличении количества лепестков а (или уменьшении жесткости лепестков) диапазон отклонений диаметров прутка М увеличивается, а показатель еа ЬР (М Рнг. 5.16. Далгонечные: и — мкоголепесткокые; б — шнрокоднапааонные «одаююне панга: à — труба подачи: У вЂ” корпус; а — колько; а— ютампонанные рабочне лепесткн; б — пруток уменьшается (рис. 5.15), т. е.
увеличивается запас на износ при повышении точности подачи. Это основной путь создания шнрокодиапазонных подающих цанг для токарных автоматов с ЧПУ, встраиваемых в ГПС. На рис. 5.16 приведены долговечные н широкоднапазонные подающие цанги, в которых используется многолепестковый и многорядный охват подаваемого прутка. При этом в цанге (рис. 5.16, а) за счет эффекта ьакусывания прутка сила подачи Рп большая, а сила набора Рн незначительная.
В подающих цангах со скрученными лепестками (рис. 5.16, б) для обеспечения силы зажима прутка используется потенциальная энергия предварительно изогнутых и закрученных лепестков. Лепестки до скручивания образуются несквозными разрезами на зубофрезерном станке. Достоинством таких цанг является их многократное восстановление за счет дополнительного скручивания. При создании долговечных подающих цанг, работающих в большом диапазоне диаметров подаваемых прутков, что особенно важно для прутковых автоматов с ЧПУ в ГПС, необходимо стремиться обеспечить силовую характеристику (кривая 8, см.
рис. 5.15) с двумя участками — крутым для предварительного натяга и пологим при работе 128). При подаче прутка на больших скоростях возможен отскок его от упора или совместное колебание с ним, что оценивается амплитудой колебания за период рассогласо- Ркс нос выс а— крпмеаееае Лемпфарующето упора; е— отсекааае силы соукареааа прутка с упором вания работы механизмов подачи и зажима прутка.
Сила отрыва прутка от упора определяется из анализа уравнения их совместного движении во время первого соударения (19]: Ро б,,оо )' Су (те — 1)/(тп + ту), (5.11) где т и ту — приведенные массы прутка и упора; (1„— коэффициейт восстановления скорости прутка и упора; иа — начальная скорость соудзрения. При Р, » Р„ происходит отскок прутка, поэтому необходимо стремиться уменьшить силу Ра за счет уменьшения о, н ()„, изменяя закон подачи, увеличивая демпфирую.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
