Кузнецов Ю.Н. Станки с ЧПУ (986783), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Сущность метода заключается в том, что для разрешения противоречий на стадии поиска структур используются эвристические приемы полного, неполного и комбинированного расчленения зажимного элемента, дифференцирующие и интегрирующие функции и поверхности, что дает различные основные н дополнительные эффекты, а при полном однонаправленном расчленении синтевируемые структуры соответствуют новым принципам зажима нли обеспечивают новые качества. В соответствии с основным эффектом расчленения на стадии структурного синтеза выбирают несколько предпочтительных структур по полуформализуемому частному критерию качества, отражающему основное требование к синтезируемому ЗМ, а далее проводят морфологический анализ схем с использованием приемов перестановки, сочетания, установки последовательности работы, функции зажимных элементов н передаточно-усилнтельных звеньев, введения различных связей, выбора их места.
Различные структуры и схемы патронов могут быть получены предложенным методом в сочетании с методами комбинаторики П8, 551. Приемы расчленения ЗЭ относятся к эвристическим и используются не только при синтезе структур и схем, но и при выборе принципа зажима. Сущность приемов расчленения проследим ва синтезе структур зажимных патронов с клиновым передаточно-уснлительным звеном (ПУЗ) к которым относятся цанговые патроны. Каждый вид расчленения дает определенный эффект— основной и дополнительный.
Расчленение может быть: полное, (продольное, поперечное, угловое, звездой, гранное), неполное и комбинированное. Из анализа расчленений ЗЭ с клиновым ПУЗ установлено, что новые принципы зажима и существенное улучшение показателей качества достигаются только полным одно- Пон азателн радиальной %'0%носов аажнма Схемы смынавня аажнмных снл ген ПУЗ патрона Внд вентура поперечное продольное Рычагнный (Р) Открытый Мембранный (М) Ьрь К -ь.б Упругий (У) Комбнниро- ванпвй Клнноупругнй енно радналь нас биение н конусносп* на определенном вылете 6.3. Силовой контур аамимиого патрона Примечание. Ьр и К-соответств меньше погрешность; т — больше погрешность, Условное насбраженне патрона Я Ьр( К -ьб йр г„ л Ф а Шннндела Ске Скз б 6е ггн Шлинбела Рве.
5,27. Варианты связей влемеизов (С,„ — жестхвх, С вЂ” упругих) в зажимвыв У патроиах; а, б — с циавивриоссвой цав той; ° — с Хвойими аажииом и — самонастраивающихся г сг Скг направленным расчленением. Например, расчленение вдоль осн патрона дает эффект осевой точности, перпенднкулярно осн с раздвнженнем — высокой жесткости, угловое— самонастройка на размер, гранное — шнрокоднапазонность, многослойное — чувствительность н сыпучесть н т. д. Неполное расчленение служит для выравнивания эпюр контактных давлений, компенсации технологических погрешностей изготовления элементов патрона н погрешностей формы деталей, а также для уменьшения неравномерности характеристик зажима.
Наивысшую радиальную точность зажима обеспечивает отсутствие сквозного расчленення в поперечном сечении кругового контура ЗЭ. Расчленение по осн Х вЂ” Х выделяет нз основного ЗЭ промежуточный, а сечение по осн 'г — г делит ЗЭ на основной н дополнительный. Если дополннтельный элемент сместить вдоль осн, образуется двойной зажим; если сеченнй, параллельных осн х' — й', несколько, образуется многорядный зажим. С введением различных связей (рна. 5.27) для одной структуры патрона появляется множество схем.
Различные варианты схем высокоточных патронов с одинарным зажимом н цилиндрической цангой, служащей в качестве промежуточного ЗЭ, могут быть созданы из зажнмной цанги тянущего типа полным расчленением по оси Х вЂ” Х и введением различных связей промежуточного ЗЭ вЂ” цилиндрической цанги со шпинделем и выбором различного места связи (рис. 5.27, а, б). Положительный эффект применения патронов с цилиндрической цангой — высокая осевая точность зажима, так как полное продольное расчленение разорвало связь между приводом и деталью через основной ЗЭ введением промежуточного ЗЭ.
неподвижного в осевом направлении. Цанговые патроны с двойным зажимом могут быть созданы из затяжной цанги полным расчленением по оси У' — У, введением различных связей с приводом, между дополнительными и основными ЗЭ или между цангами (рис. 5.27, в). Положительный эффект применения таких патронов — высокая жесткость зажима, При отсутствии жесткой связи основной или дополнительной цанг со шпинделем такое расчленение сохранило недостаток затяжных цанг — отгягивание детали при зажиме. Избавиться оэ этого недостатка можно, например, введением жесткой связи дополнительного ЗЭ со шпинделем и его перестановкой (вершина его конуса н конуса основного ЗЭ обращены в противоположные стороны).
Проблема надежного зажима горячекатаных прутков иа токарных автоматах успешно решена путем применения самонастраивающихся цанговых патронов (СЦП). Самонастройка в них осуществляется за счет того, что подпружиненные зажнмные элементы «следят» за размером заготовки (прутка), выбирая в системе привод — патрон — деталь (Пр — П вЂ” Д) зазоры нли сводя их к минимуму.
СЦП, реализующие этот принцип, получены путем полного углового расчленения (в продольном направлении) клинового зажима элемента и введением упругих связей в осевом направлении промежуточного элемента (ПЭ), клина со шпинделем станка (корпусом патрона), или с основными зажимными элементами (ОЭ) в виде зажимной цанги, или кулачков патрона с различными передаточно-усилительными звеньями (рис. 5.27, г). К передаточно-усилительным звеньям прием расчленения неприменим, и синтез новых схем патронов в основном строится на приемах сочетания различных ПУЗ, нх перестановки, взаимодействия е различными ЗЭ, а также введе- вием различных связей. Выбор схемы и элементов конструкции цангового зажимного патрона производится исходя из вида и размеров заготовок, требований по силе, жесткости и точности зажима, а также требований технологического процесса, обеспечения долговечности и надежности работы патронов.
Многообразие существующих конструкций цанговых патронов з значительной мере вызвано различными требованиями, предъявляемыми к ним, и поиском лучших вариантов, обеспечивающих в наибольшей мере доминирующие требования. Установившихся широко применяемых конструкций сравнительно мало. Наиболее часто грименяемые цанги (ГОСТ 2876 †) можно разделить на подвижные, имеющие осевое перемещение от привода, и неподвижные в осевом направлении. В зависимости от точности обработки деталей зажимные цанги делятся на две группы: повышенной и нормальной точности.
Для точной обработки деталей должны применяться только калиброванные прутки и зажимные цинги повышенной точности, у которых диаметр рабочего отверстия выполняют меньшим или равным минимальному диаметру прутка. При расчете затяжной цангн для зажима калиброванных заготовок может быть принято условие Й = 4, и тогда зажим осуществляется двумя этапами при наличии разводки лепестков или даже за один этап при отсутствии разводки. Расчет в данном случае может выполняться по методике ШЛ1 834!, но с учетом условий контактнрования цанги со шпинделем в поперечном сечении (введением приведенного угла трения у„р) и нзгибной жесткости лепестков.
На рис. 5.28, а представлена расчетная схема для зажима калиброванной заготовки затяжной цангой с упором. Согласно этой схеме на губку цанги действуют: 5з — суммарная осевая сила затяжки; 8 — осевая сила, действующая на один лепесток цанги; Є— сила упругости лепестка на длине Ь; )с — нормальная составляющая, действующая со стороны шпинделя на конус цанги; Г, = Л~,р— сила трения на зажимном конусе; )„р —— агс1д ~р„р — приведенный коэффициент трения между конусам цанги и шпинделя, а Ч>,р — приведенный угол трения; Т вЂ” радиальная сила ззжима заготовки одной губкой; г', = р,Т вЂ” сила трения(сцепления) на поверхности зажатой заготовки; р,— коэффициент трения (сцепления) между губкой цанги н за- Рис.
5.2В. Расчетная схема дли определения силиных характеристик цаигоаого патрона готовкой при проскальзывании цанги в осевом направлении. Составляем следующие условия равновесия (рис, б.28,6)~ в горизонтальной плоскости Р,соз а + )с ып а+ Р,Т вЂ” 3 = О, в вертикальной плоскости Т + Р т+ газ)п а — М соз а О. Считая Е, = К1„„ из первого уравнения получим о — ИаT )' 1„ а из второго уравнения )т = (Т + )тт)1(соха — 1 з(п а). Приравняв правые части формул для Л и преобразовав, получим 3 = (Т+ )тт)(д(а+ <р)+ р Т. Силу 3 можно представить как сумму Б, н З„где 5 -)(,(а(а+фе.); Юе-Т((а(а+фе)+ре|.
Сила упругости лепестка цанги зе.га 11Р+,lе(. (1+ 2ЕЕ) где Ь вЂ” максимальный зазор между губкой цанги и заготовкой в разжатом состоянии. Обозначим К,!Т А„тогда Яг А,Т, а коэффициент усиления патройа т 1 8 (1 + А,) (н (а + ф„р) + ае В случае затяжной цангн без упора заготовка в процессе зажима совершает такое же осевое перемещение, что н сама цанга. Вследствие этого отпадает сила трения Ре и тогда 8 =(Т+ Р„) (н(а+ ф,р), йе = с(я(а+ фер)/(1+ Аг). (5.13) При малых разводках цанги или при ее отсутствии, силами упругости лепестков можно пренебречь (А, = О), в результате чего 8 = Т с(н(а+ ф,р), а коэффициент усиления й„с(д(а+ ф„р). (5.14) Существуют и другие методы расчета затяжных цанг без упора.
Можно считать, что зажатая в цанге заготовка и головная часть цанги являются внутренней частью конус- ного прессового соединения. Принимая условие, что на заготовку действует суммарная радиальная сила Те в коническом гнезде, равная зажимному усилию на диаметре закрепления д, в грубом приближении предельное давление в коническом гнезде по сре)г нему диаметру конуса 4, р, = Тхйи1„5, (5.15) а удельное давление на заготовку на длине губки р, = ТЫЧЬ. (5.16) Удельное давление р, должно быть столь велико, чтобы крепление детали с силовым замыканием обеспечивало от- Ркс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
