Контрольні питання 2 страница. Значення коефіцієнтів k1 і k2 Відношення d1/dц Відношення d1/d 1,25 1,50 1,75 2,00 2,25 2,50 2,75 3,00 коефіцієнт k

Таблиця 5.3

Значення коефіцієнтів k₁ і k₂

Відношення d1/dц	Відношення d1/d
1,25	1,50	1,75	2,00	2,25	2,50	2,75	3,00
Коефіцієнт k1
	1,01	1,02	1,04	1,06	1,08	1,10	1,13	1,16
	1,04	1,10	1,17	1,21	1,29	1,39	1,52	1,60
	1,06	1,14	1,22	1,31	1,43	1,55	1,74	-
	1,00	1,24	1,40	1,53	1,73	-	-	-
2,5	1,13	1,33	1,55	-	-	-	-	-
Коефіцієнт k2
	0,93	0,92	0,90	0,89	0,87	0,86	0,84	0,83
	0,87	0,84	0,82	0,80	0,78	0,75	0,67	0,60
	0,87	0,83	0,80	0,79	0,77	0,74	0,65	-
	0,88	0,85	0,83	0,81	0,79	-	-	-
2,5	0,92	0,90	0,88	-	-	-	-	-

Найбільше напруження у матеріалі мембрани з центральним отвором знаходять за формулою

(5.12)

Мембранний патрон з пневматичним циліндром (дивись рисунок 5.8, в) збільшує силу затискання заготованки. Рух вправо поршня 3 разом зі втулкою 4, що закріплена до нього, зумовлює вигинання мембрани 1 і звільнення заготованки 2, а рух його вліво спричинює збільшення сили затискання заготованки, бо до пружних сил мембрани додається ще й сила поршня.

Задача.Визначити силу на штоці та напруження у матеріалі мембрани для центрувального патрона (дивись рисунок 5.8, а), що передає крутний момент сил різання М = 15000 Н · мм і має такі конструктивні розміри: d = 62,5 мм; d₁ = 125 мм; l= 30 мм; h = 4 мм; кількість кулачків п - 8; допуск діаметра заготованки Т_d= 0,02 мм; проміжок S_max = 0,025 мм; матеріал мембрани — сталь марки У7А.

Розв'язання.Приймемо для розрахунків, що модуль пружності матеріалу мембрани Е = 2, 1 · 10⁵ МПа; коефіцієнт Пуассона µ = 0,3; коефіцієнт тертя між заготованкою та кулачками f= 0,15 і коефіцієнт запасу k= 1,5.

Радіальну силу на кожному з кулачків визначаємо за формулою як

Момент сил, що вигинають мембрану,

Прийнявши радіус кола контакту мембрани та штока r₀=3 мм і визначивши найменше значення кута розкриття кулачків за формулою як

і кута розкриття кулачків з урахуванням допуску діаметра заготованки та найбільшого проміжку між заготованкою та кулачками за як

знаходимо силу на штоці за першою формулою:

Напруження у матеріалі мембрани визначаємо за формулою як

Таке напруження значно менше за межу міцності сталі У7А 630 МПа.

Завдання для самостійної роботи Розрахунок мембранних патронів

1. Для заданої конструкції мембранного патрона (рисунок 5.8 і 5.9), його схеми та заданих у табл. 7.4 і 7.5 вихідних даних визначити потрібну силу на затискному штоці патрона, внутрішні напруження у матеріалі мембрани та їх допустимість.

2. Знайти мінімальний проміжок між кулачками мембранного патрона та заготованкою для початкового положення затискного штока патрона, призначити основне відхилення та квалітет точності розміру d для патрона у нейтральному положенні мембрани.

Таблиця 5.4

Вихідні дані за номерами завдань (наприклад, за передостанньою цифрою номера залікової книжки)

Параметр	Завдання
Мр, НМ				12,5
n
d3, мм	25h6	32g7	40h6	50g7	60h6	80g6	40h7	50g7	80h7	50g7
d1, мм
l, мм
h, мм	2,5	3,5	4,0	4,5	5,		4,5	4,5
Smах, мм	0,04	0,05	0,05	0,07	0,08	0,10	0,06	0,07	0,10	0,08

Таблиця 5.5

Вихідні дані за номерами варіантів завдань (наприклад, за останньою цифрою номера залікової книжки)

Параметр	Варіант
Матеріал	65Г	65Г	60С2А	60С2А	30ХГС	30ХГС	У7А	У8А	65Г	У7А
Коефіцієнт запасу k	1,5	1,5	1,8	1,2	1,6	1,5	1,4	1,6	1,4	1,6

Задача.За табл. 7.4 і 7.5 маємо такі вихідні дані: М_р = 35 Н ·м; п = 12; d₃ =50g7; d₁ = 125; l = 40; h = 7; матеріал для мембрани — сталь марки У7А; коефіцієнт запасу k = 1,6; S_max = 0,08 мм.

Розв'язання. Згідно з сила на одному кулачку

Вигинальний для мембрани момент сил Q за формулою

Кут, на який потрібно відхиляти мембрану, визначаємо за рівнянням з урахуванням значення ер за формулою:

для d₁/d= 125/50 = 2,5 згідно зі співвідношенням коефіцієнтів моменту сил та відношення d₁/ d k_m = 0,545.

Підставивши ці значення та виконавши математичні розрахунки, отримаємо φ= 0,00000159; φ'=0,001377.

Сила, яку потрібно прикласти до штока для розкриття кулачків з мембраною на потрібний кут згідно з другою формулою, становить

Прийнявши з конструктивних міркувань радіус контакту мембрани та штока r_о = 5 мм за (7.10), визначаємо найбільше напруження у мембрані

що значно менше, ніж допускне напруження 630 МПа для сталі марки У7А.

5.2 Механізація та автоматизація

Як указувалося в попередніх главах, приводи використаються в пристосуваннях із затискними пристроями першої й третьої груп. У затискних пристроях першої групи застосовуються пневматичні, гідравлічні, пневмогідравличні, механогідравличні, відцентрово-інерційні й інші приводи. У третій групі - вакуумні, магнітні, електростатичні й ін.

Пневматичний привод

Пневматичний привод складається із пневмодвигуна, повітропроводів і пневматичної апаратур різного призначення. Енергоносієм тут є стиснене повітря з тиском Р = 0,4 – 0,6 Мпа. Розрахунок на міцність елементів пневмоприводу роблять при тиску Р = 0,6 МПа, а величину зусилля, що розвиває їм, Ри при тиску Р = 0,4 Мпа.

Пневмодвигуни виконують у вигляді поршневих циліндрів і диафрагменних пневмокамер.

Поршневі двигуни (пневмоциліндри)

Вони підрозділяються на одинарні й здвоєні. В одинарні є один поршень, а в здвоєних - два. Вони можуть бути також однобічної й двосторонньої дії (рисунок 5.10).

Рисунок 5.10 Пневмоциліндр двосторонньої дії

1. Для пневмоциліндрів однобічної дії

;

;

, (5.13)

де до – характеристика пружини,

а – величина стиску.

2. Для пневмоциліндрів двосторонньої дії

,

, (5.14)

де – КПД 0,85,

q – опір зворотної пружини.

Діафрагменні пневмокамери

Рисунок 5.11 Діафрагменні пневмокамера

1. Для пневмокамер однобічної дії

. (5.15)

2. Для пневмокамер двосторонньої дії

(5.16)

Діафрагменні пневмокамери (рисунок 5.12) у силовому відношенні відрізняються від поршневих тім, що зусилля, що розвиваєменими, змінюється в міру руху штока.

Переваги пневмокамер:

· робоча камера не обробляється й набагато дешевше пневмоциліндров;

· герметичні;

· довговічні.

Недоліки:

· малий хід поршня;

· падіння зусилля по довжині ходу штока;

· діаметральні розміри більше осьових.

Гідравлічний привід

Гідравлічний привід складається із силового гідравлічного циліндра, насоса, бака, трубопроводів, апаратури керування й регулювання. Гідроциліндри бувають однобічної й двосторонньої дії. Завдяки використанню більше високого тиску рідини в порівнянні із пневмоприводом при тих зусиллях, що розвивають же, має менші габарити й вагу; масло забезпечує змащення тертьових частин.

Недоліки гідроприводів:

· складність гідроустановки й необхідність у додатковій площі для її розміщення;

· більша вартість.

Найпростіша схема з одним насосом наведена на рисунку 5.12

Масло від насоса 4 направляється золотником керування 2 в одну з порожнин гідроциліндра 1. Коли передається до затискних елементів несамогальмуючі, масло повинне подаватися в систему під робочим тиском у плині всього часу роботи механізму затискача й майже вся витрата масла (за винятком витоків) повинен проходити через переливний клапан 3, настроєний на робочий тиск, що викликає нагрівання масла й непродуктивним витрат енергії. Тому таку схему доцільно застосовувати у випадках, коли передають до затискних елементів самогальмуючих й насос після затискача може відключатися.

Рисунок 5.12 Схема гідроприводу з одним насосом.

Для зменшення витрат потужності виконують привод із двома насосами:

Рисунок 5.13 Схема гідроприводу із двома насосами.

5 - низького тиску й великої продуктивності й 4 - високі тиски й мала продуктивність. При холостому ході масло надходить у циліндр 1 одночасно від обох насосів. Після замикання механізму (упору затискного елемента в деталях) тиску в системі збільшується, і напірний золотник 6 відключає насос низького тиску. Надалі буде вже працювати тільки насос високого тиску (рисунок 5.13).

Можна виконати привод тільки з одним насосом низького тиску в сполученні з мультиплікатором 7. При підвищеннях тиску в системі спеціальний напірний золотник 8 включає мультиплікатор, що завдяки різниці площ поршня й штока-плунжера підвищує тиску в циліндрі; зворотний клапан 9 відключає частина системи з низьким тиском. Такий пристрій (рисунок 5.13) може бути використане при передачах, що самогальмуються; при несамогальмуючих передачах можна використати тільки для короткочасного затискача. У противному випадку мультиплікатор повинен був би компенсувати більші об'ємні втрати масла і його габаритні розміри при цьому сильно б зросли.

Застосовують також привод з насосом 10, (рисунок 5.14) автоматично регулююча продуктивність по тиску. При збільшенні тиску в системі циліндр керування 11 зменшують продуктивність насоса до величини, необхідної для компенсації об'ємних витоків.

Рисунок 5.14 Схема гідроприводу з одним насосом і мультиплікатором.

Можна виконати привод тільки з одним насосом високого тиску, але малої продуктивності (Рисунок 5.15) у сполученні з гідроакумуляторами 13. Тут при затискачі масло подається одночасно акумуляторам і насосам. Після затискача насос через клапанну пробку 12 поповнює акумулятор.

Рисунок 5.15 Схема гідроприводу з одним насосом.

Продуктивність насоса повинна забезпечити зарядку акумулятора за час затискача - виконання робочих операцій. Таку схему застосовують при порівняно невеликому часі затискача.

При великій тривалості виконання робочих операцій виконають більше складну схему з гідроакумулятора (рисунок 5.16). Насос 4 високі тиски й великої продуктивності подає масло через зворотний клапан 9, золотник 2 з електрокеруванням у гідроциліндр 1 і гідроакумулятор 13. коли тиск у гідросистемі досягає максимального значення, на яке настроєний запобіжний клапан 14, реле тиску 15 за допомогою золотника 14 перемикає потік масла від насоса на злив. Тоді тиск у системі підтримується акумулятором. При падінні тиску до мінімального робітника спрацьовує реле тиску 16, що перемикає золотник 14, внаслідок чого насос знову нагнітає масло в систему й заряджає акумулятор.

Рисунок 5.16 Схема гідроприводу з одним насосом і гідроакумулятором.

Рисунок 5.17 Схема гідроприводу з насосом й акумулятором.

Пневмогидропривід

Рисунок 5.18 Пневмогидропривід.

Пневмогидропривід (Рисунок 5.19) складається із силового гідравлічного циліндра й пневмогидравлічного підсилювача тиску. Підсилювачі тиску бувають двох типів: прямого й послідовного.

Принцип роботи підсилювача прямої дії заснований на безпосереднім перетворенні стисненого повітря низького тиску Р_в у високий тиск рідини Рг. Відношення (D_в / d _г)² називається коефіцієнтом підсилення.

5.3 Стандарти на настоновочно-затискне обладнання

Держстандарт установлює графічне позначення опор, затискачів і настановних пристроїв, застосовуваних у технологічній документації.

При графічному позначенні необхідно керуватися наступними правилами:

- позначення рельєфу робочої поверхні наносять на позначення відповідної опори, затискача або настановного пристрою;

- позначення видів пристроїв затискачів наносять ліворуч від позначення затискачів;

- кількість крапок додатка сили затискача до виробу варто записувати праворуч від позначення затискача;

- на схемах допускається кілька позначень однойменних опор на кожному виді замінять одним з позначенням їхньої кількості;

- на схемах, що мають кілька проекцій, допускається на окремих проекціях не враховувати позначення опор, затискачів і настановних пристроїв, якщо їхнє положення однозначно визначене на одній площині;

- на схемах допускається позначення подвійного затискача

У таблиці 5.1 показані приклади нанесення позначень опор, затискачів і настановних пристроїв на схемах.

У таблиці 5.1 й 5.2 показані приклади схем установов деталей у пристосуваннях на картах технологічних процесів їхнього виготовлення.

Таблиця 5.1 Приклади нанесення позначень опор, затискачів, настановних пристроїв на схемах

Центр нерухомий
Центр рифлений
Центр обертовий
Центр плаваючий
Центр зворотний обертовий з рифленою поверхнею
Патрон повідковий
Люнет рухливий
Люнет нерухомий
Оправлення циліндрична
Оправлення конічна роликова
Оправлення різьбова, циліндрична із зовнішнім різьбленням
Оправлення шлицевая
Оправлення цангова
Опора регульована зі сферичною опуклою робочою поверхнею
Затискач пневматичний із циліндричною рифленою робочою поверхнею

Таблиця 5.2 Приклади схем установа деталей у пристосуваннях на картах технологічних процесів

У лещатах із призматичними губками й пневматичним затискачем
У кондукторі із центруванням на циліндричний палець із упором на три нерухомі плоскі опори й із застосуванням електричного пристрою подвійного затискача, що мають сферичні робітники поверхні
У трехкулачковом патроні з механічним пристроєм затискача, з упором у торець, з поджимом обертовим центом і із кріпленням у рухливому люнеті

Змістовний модуль 6

ПФ.Д.01.ПР.005.10

Напрямні та настроючи елементи пристроїв

Тема 6 Напрямні та настроючи елементи пристроїв

6.1 Пристрої для координування й напрямку інструмента

6.2 Класифікація спорядження та його елементів

6.3. Пристрої для виставлення різальних інструментів на заданий розмір

6.1 Пристрою для координування й напрямку інструмента

Для виконання окремих операцій механічної обробки твердість різального інструменту буває недостатньої. Для усунення пружних відтискань інструмента й додання йому певного положення в процесі обробки щодо заготівці застосовують напрямні деталі: кондукторної й напрямної втулки й копіри.

Втулки, у яких різальний інструмент направляється її робочою частиною, називають кондукторними.

Вони застосовуються при обробці отворів стандартними свердлами, зенкерами й розгорненнями. Тому отвору в кондукторних втулках виготовляються в системі вала по рухливій посадці. Оснащені кондукторними втулками пристосування для обробки отворів на верстатах свердлильної групи називають кондукторами

Напрямні втулки відрізняються від кондукторних тем, що в них різальний інструмент направляється своєю спеціально передбаченою напрямною частиною. Інструмент може мати одну, або дві напрямні частини (передню й задню). Так оформляються спеціальні зенкери й розгорнення. Звичайно напрямні втулки виконують обертовими на підшипниках ковзання або кочення.

а – постійна без бурту; б – постійна з буртом; в -змінна; г – швидкозмінна.

Рисунок 6.1. Стандартні кондукторні втулки:

Постійні втулки (Рисунок 6.1 а, б) застосовуються в кондукторах для дрібносерійного виробництва при обробці отворів одним інструментом.

Змінні втулки (Рисунок 6.1 в, г) застосовують у пристосуваннях для масового й крупносерійного виробництва.

Втулки виготовляють зі сталі В10А, В12А, 9ХС, настільки 20, сталь 20Х.

Спеціальні втулки:

а – на уступі; б – на криволінійній поверхні.

Рисунок 6.2 Спеціальні кондукторні втулки для свердління:

Накладні свердлильні кондуктора орієнтуються по базовому отворі або контуру оброблюваної заготівлі.

Рисунок 6.3 Схема проставляння розмірів і допусків на складальному кресленні кондуктора.

На практиці допуски на відстань між осями двох втулок або призначають в 2 – 3 рази меншими відповідних допусків на кресленні деталі, або вибирають, користуючись наступними рекомендаціями:

- у кондукторах для обробки прохідних отворів під болти й неточні отвори під різьблення допуски беруть у межах від 0,05 до 0,1 мм;

- у кондукторах, де потрібна обробка отворів високої точності, наприклад під підшипники валів, а також для обробки отворів багатошпиндельними головками, допуски зменшують до 0,02 мм.

Рисунок 6.4 Напрямна втулка для борштанги (схема розточувального пристосування).

На внутрішній поверхні втулки є шпонковий паз для примусового обертання втулки. Для полегшення влучення шпонки борштанги в паз втулки її виконують зі скошеними краями.

Копіри застосовуються при обробці фасонних і складнопрофільних поверхонь. Роль копірів - направляти різальний інструмент для одержання заданої траєкторії його руху щодо заготівлі. Обробку з копірами роблять на фрезерних, токарських, стругальних, шліфувальних й інших верстатах.

Деталі пристосувань для координування різального інструменту

При налогуджувальні верстата для контролю положення різального інструменту застосовують висотні й кутові установки (Рисунок 6.5).

Установи закріплюють на корпусі пристосування.

Рисунок 6.5 Висотні установи для фрез: а – висотний; б – кутовий.

а – дискової фрези по висотному установу; б – теж, по круговому; в – фасонної фрези з опуклим профілем; г - те ж, з увігнутим; 1 – установ; 2 – щуп; 3 – фреза.

Рисунок 6.6 Приклади координації фрез по установам за допомогою щупа:

Координація фрез по установам виробляється за допомогою стандартних щупів (рисунок 6.6).

Установи виготовляються зі сталей 15 й 20 з термообробкою до HRC55...60…60 або зі сталі 20Х с цементацією на глибину 0,8 1,2 мм до HRC55...60.…60

6.2 Класифікація спорядження та його елементів

Серед іншого технологічного спорядження можна виділити спорядження для переміщення, підвищення жорсткості різальних інструментів і заготованок, виставляння різальних інструментів на заданий розмір тощо. Спорядження для переміщення, підвищення жорсткості різальних інструментів і заготованок та розмірного налагодження різальних інструментів класифікують здебільшого за його функціональним призначенням, а також за рівнем стандартизації (стандартизоване та спеціальне), за терміном використання (стале та змінне), за верстатами, для яких призначені різальні інструменти, тощо.

Спорядження для переміщення заготованок за виконуваними ним функціями поділяють на спорядження для лінійного переміщення, повертання на заданий кут та обертання заготованок, а за конструктивними ознаками — на столи, стояки, головки тощо.

Пристрої для підвищення жорсткості та направлення різальних інструментів

Для збільшення жорсткості різальних інструментів під час оброблення заготованок застосовують спеціальні напрямні пристрої. До них належать кондукторні втулки, напрямні нерухомі та обертові втулки, копіювальні механізми тощо.

Кондукторні втулки(рисунок 6.7), конструкції та розміри яких стандартизовані, використовують для оброблення отворів на свердлильних і розточувальних верстатах. За конструкціями втулки бувають сталими (рисунок 6.7, а-г), призначеними для оброблення отворів одним різальним інструментом, змінними (рисунок 6.7 ,д,е,є), призначеними для оброблення отворів послідовно змінюваними різальними інструментами, а також нерухомими та обертовими. Нерухомі втулки поділяють на сталі, змінні та спеціальні.

Дата добавления: 2014-12-07