Кузнецов Ю.Н. Станки с ЧПУ (986783), страница 38
Текст из файла (страница 38)
6.29. Клановый кулачковый патрон лля штучных заготовок сутствие смещения детали от сил резания Р и момента резания Мр. Определйв из уравнения (5.16) Та = ЫЬра и учитывая, что 5 = Ва/г, после преобразования получим Ят)ЬРа 1й(а+ ~Рав). (5.17) Следовательно, максимально допустимая осевая сила затяжки цанги может быть определена из условий несмятия поверхности заготовки по рекомендуемым значениям удельных давлений р,.
Этой же формулой удобно пользоваться при определении оптимальной длины губки Ь (обратная задача). Для консольного закрепления вращающихся заготовок снаружи и изнутри наиболее широкое применение получили трехкулачковые патроны с клиновыми и рычажными устройствами для преобразования поступательного перемещения тяги привода в радизльное перемещение кулачков. Применяются также патроны с устройствами для преобразования вращательного движения привода в радиальное перемещение кулачков (спиральное, винтовое), а также другие патроны. На рис. 5.29 показан клиновой трехкулачковый патрон для штучных заготовок типа ПКС. В термически обработанных направляющих корпуса 8 перемещаются основные кулачки 4; к которым крепятся рабочие кулачки 5. Втулка 2 с клиновыми пазами пе- ремещается в отверстии яг корпуса с помощью тяги привода, с которой она соединяется винтом 1.
Этот ,их винт выполняют с кольцевой канавкой для предохранения патрона от чрезмерных нагрузок. Угол ! клина (в некоторых типах патронов 12' для увеличе5 ння коэффициента усиления). При сборке патрона Рис. 5.30. Расчетная схема дяя втулку 2 устанавливают в определения сил е ияиноаом петро- такое положение, которое не при неарапгаюпгемся шпиндояе не препятствует установке основных кулачков в радиальном направлении, после чего втулку 2 поворачиваюз по часовой стрелке и осуществуляют сопряжение рабочих клиновых поверхностей с соответствующими клиновыми поверхностями кулачков 4. Расчетная схема для определения сил в клиновом патроне при невращающемся шпинделе приведена на рис. 8.30.
На основании уравнений статики получено выражение для коэффициента усиления патрона Т 0,5о(г — а с(5 (сг+ В) + о+ с+ 0,5 (Л+ а)г) а $ 0,5/цг + ( Ф где Т вЂ” радиальная сила зажима одного кулачка; 5— сила иа тяге, приложенная вдоль осн патрона, соответствующая одному кулачку; се†угол клина, обычно сг = = 15"; гр — угол трения; р — коэффициент трения в направляющих кулачка; а, Ь, с, Ы, 6,! — плечи приложения сил. КПг( патрона г)„ = й„(д гг, так как и„ = 1п а. Коэффициент трения р для закрепленных тщательно обработанных направляющих кулачков можно првнимать в пределах 0,08...0,2.
Меньшие значения )г соответствуют . сравнительно небольшим удельным давлениям и хорошей ' консистентной смазке, например, содержащей дисульфид молибдена. Коэффициент трения (сцепления)между зажим- . ными гладкими незакаленными поверхностями насадок кулачков и обточенной поверхностью заготовки р = 0,14... 0,18. В продольных и поперечных пазах закаленных за- . имных поверхностях кулачков )ь 0,15...0,25; в зажимных поверхностях с острыми зубьями р =* 0,25...0,35. После зажима заготовки н включения вращения шпинделя с патроном вследствие действия пентробежных сил, приложенных к цензрам тяжести кулачков, последниесместятся в радиальном направлении, каждый на некоторую величину 6 и созданная при невращающемся патроне сила зажима Т заготовки уменьшается на ЛТ, а радиальная составляющая Й, силы реакции клина увеличится на Лй,.
Отношение ЛТ н ЛЯ, определяется отношением жесткости заготовки С, и патрона С„, так как ЛИ,/С„= 6 = ЛТ1С„т. е. ЛТ1Лй, =- С,/С„. Коэффициент усиления вращающегося патрона может быть получен нз уравнения равновесия кулачка под действием приложенных к нему сил, включая и пентробежную. При этом следует иметь в виду, что силы трения от сил реакций 1с, и й, будут иметь направления, противоположные показанным на схеме (рис.
5.30). При вращающемся патроне вследствие действия центробежных сил, приложенных к кулачкам, понижается сила зажима, а также жесткость зажатой заготовки. Жесткость, противодействующая вырыву заготовки из патрона, определяется отношением момента, приложенного в плоскости сил заготовки, к углу ее поворота относительно оси шпинделя. Этот момент образуется силой, приложенной на заданном расстоянии от базовой поверхности патрона. Жесткость зажима зависит от направления нагрузки по отношению к положению кулачков.
Как показали эксперименты, жесткость зажима, измеренная при вращении трехкулачкового патрона определенной конструкции с частотой 500 мин ', имеет значение, меньшее примерно на 50 '4, чем жесткость, измеренная при невращающемся патроне. Вследствие некоторого поворота кулачков при зажиме, соответствующего зазорам и контактным деформациям направляющих, образующие зажимных поверхностей кулачков устанавливаются параллельно образующим заготовки лишь тогда, когда они имеют в свободном состоянии конус- ность, которая определяется экспериментально. Например, для одной из конструкций патрона рекомендуется конусность 1: 200.
Для снижения влияния центробежных сил кулачков на силу зажима заготовки в конструкции рычажного патрона (рис. 5.31) предусмотрена дополнительная масса 1, связанная с рычагом 2, которая частично уравно- 239 г т ю вешивает кулачок 8, Дополнительная масса меньше массы кулачка пропорционально соответствующей силе трения ! кулачка в направляющих. Для автоматизированного зажима заготовок изнутри применяются различные конструкция разжимных оправон н патронов: плунжерные, рессорные, пружинные (в виде витых и тарельчатых пружин), с упругими шайбами различной конструкции н др. Непосредственными рабочими Рне.
5.31. Рычажный ннЧюн е органами являются плунженомненеацнея центробежных снн ры круглого, овального нлн прямоугольного поперечного сечения. Радиальное перемещение плунжеров, расположенных чаще всего через )20', производится прн помощи трехскосых клиньев.
Когда длина базового отверстия детали превосходит половину его диаметра, целесообразно применять двухрядные плунжерные патроны )38). Для закрепления валов средних и больших диаметров применяются поводковые патроны ударного действия, особенность которых состоит в том, что внедрение поводков (штырей в торец заготовки) осуществляется массивным подпружиненным ударником до начала обработки; в этом случае усилие поджима может быть незначительным, но достаточным для удержания детали в центрах. Конструкция одного из таких патронов показана на рис.
5.32, а. В корпусе 1 смонтирован плавающий центр 2 и ударник 3 с механизмом взвода в виде собачки 4 н плоской пружины 5. Ударник поджат пружиной б, усилие которой регулируется гайками. Центр 2 также поджимается пружиной 9 к упору 11, установленному во фланце 10. Поводковая шайба 12 с тремя поводками 13 связана штифтами 14 с фланцем и удерживается колпачковой гайкой 15.
Стопорные винты предохраняют поводки от выпадання. Шайба сферической поверхностью опирается на толкателн 3, которыескошенными поверхностямина другом конце перемещают плунж еры 7, а последние сжимают разрезанный хвостовик ударника, запирая таким образом центр 2 патрона. Ударник в таком положении является опорой для поводков. 240 Рис. 6.33. Плуивгериыя трехкулачковыа патрон фирмы «Берг» (ФРГ) В исходном положении центр выдвинут из патрона, а собачка упирается в фиску центра. При поджиме заготовки задней бабкой центр 2 перемещается влево, увлекая через собачку ударник; при этом пружина б сжимается.
Заготовка перемещается до тех пор, пока собачка не упрется в фиску корпуса и освободит ударник, Последний под действием пружины ударяет по поводкам, внедряя их в торец заготовки, после чего заготовка упирается в торец поводковой шайбы. Торец после запнрання центра и поводка является жестким упором для заготовки. Применение самозажимных поводковых патронов при обработке деталей в центрах позволяет во время включения и выключения вращения шпинделя станка зажимать и освобождать от зажима детали без дополнительных затрат времени. На рис.
5.32, б показан вариант конструкции такого патрона. Хвостовик 1 корпуса патрона закрепляется в конусе шпинделя станка. Когда патрон не вращается, пружины 2 удерживают кулачки 6 в отведенном положении; в этом положении обрабатываемая деталь может свободно устанавливаться в центрах. После установки детали пиноль бабки перемещает ее вместе с центром 8, сжимая при этом пружину 7 до тех пор, пока торец обрабатываемой детали не нажмет на втулку 4, в результате этого будут застопорены при помощи шариков 8 втулка 4 и центр 8. В начале вращения шпинделя центробежные силы, приложенные к противовесам 5, поворачивают кулачки до соприкосновения с обрабатываемой деталью.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
