Зажимные устройства

Зажимные устройства предназначены для устранения возможности смещения заготовки или появления вибраций под действием собственного веса или сил, возникающих в процессе обработки.

К зажимным устройствам предъявляют следующие требования:

При зажиме не должно нарушаться положение заготовки, достигнутое при базировании;

Сила зажима должна быть минимально необходимой, но достаточной для надежного закрепления заготовки;

Зажимной механизм должен быть простым по конструкции, максимально удобным и простым в эксплуатации;

Зажимные элементы не должны вызывать деформации заготовки или смятия ее базовых поверхностей;

Зажим и раскрепление заготовки должны производиться с минимальной затратой сил и времени рабочего. При использовании ручных зажимов усилие руки не должно превышать 150 Н;

Силы резания не должны, по возможности, восприниматься зажимными устройствами.

В общем виде зажимное устройство состоит из трех основных элементов: привода, силового механизма и контактного элемента.

Привод, преобразуя определенный вид энергии, развивает исходное усилие, которое с помощью соответствующего силового механизма преобразуется в усилие зажима и передается через контактный элемент закрепляемой заготовке.

По виду энергии, преобразуемой в приводе в исходное усилие, зажимные устройства подразделяют на ручные, пневматические, гидравлические, вакуумные, магнитные и т.д.

По принципу действия силового механизма, преобразующего исходное усилие в зажимное, различают винтовые, эскцентриковые, клиновые и рычажные зажимные устройства.

По числу одновременно прилагаемых зажимных усилий (по числу контактных элементов) зажимные устройства подразделяют на одно- и многократные.

Зажимные устройства приспособлений

Исходные данные:

– схема установки детали при обработки

– величина направления и места приложения сил, возникающих при обработке

– точка приложения и направления зажимной силы.

Правила проектирования зажимного механизма

– зажимные силы должны быть перпендикулярны поверхности установочных элементов

– зажим детали должен осуществляться к базе с наибольшей поверхностью контакта,

– направление сил резания должно совпадать с направлением зажимной силы, либо силы тяжести,

– зажимная сила не должна сдвигать, заготовку или изгибать ее

– точка приложения зажимной силы должна быть максимально приближена к месту обработки.

Определение зажимной силы производится в результате решения статической задачи на равновесие твердого тела под воздействием внешних и внутренних сил. Затем эта величина увеличивается на коэффициент запаса:

К = К ₀´ К ₁´ К ₂´ К ₃´ К ₄´ К ₅´ К ₆

К ₀ – гарантированный коэффициент запаса,

К ₁ – коэффициент, учитывающий изменения сил резания из-за случайных колебаний припуска (1,2 для черновой обработки) для чистовой обработки и др.=1.

К ₂ – коэффициент, учитывающий увеличение сил резания от затупления режущего инструмента (1…1,9)

К ₃ - коэффициент, увеличение сил резания при обработке с ударом (1,2 при наличии удара),

К ₄ – коэффициент, учитывающий непостоянство зажимных сил при закреплении вручную (ручной привод –1.3),

К ₅ – коэффициент характеризует эргономику ручного зажимного механизма (при неудобном положении рукоятки – 1.2)

К ₆ – коэффициент, учитывающий наличие момента поворачивающего заготовку (1,5 в этом случае).

Завышение сил зажима приводит к увеличению габаритов и стоимости приспособления, а уменьшение сил зажима приводит к понижению точности несчастным случаям, к разорению предприятия.

Виды зажимных механизмов.

а) ручные винтовые

,

где l – длина рукоятки,

P _u – усилие на рукоятке (до 150 Н),

d – средний диаметр резьбы винта.

Достоинства ручных зажимных механизмов

- простота конструкции,

– высокая надежность,

– низкая стоимость.

Недостатки:

– громоздкость,

– непостоянство силы зажима,

– низкое быстродействие.

б) Эксцентриковые

,

где е – величина между осью кулачка и осью его вращения (эксцентриситет),

P _u – усилие на рукоятке.

Достоинства эксцентриковых зажимных механизмов:

– высокое быстродействие.

Недостатки:

– малая величина рабочего хода,

– непостоянство зажимной силы,

– невозможность использования при вибрациях.

Механизированные приводы зажима.

а) Пневматические.

Пневмопривод приспособлений состоит из пневмодвигателя, пневматической аппаратуры и трубопроводов.

б) Поршневые пневматические приводы.

Q = S _п P _B h – q,

где S _п – площадь поршня,

P _B – давление воздуха в сети (0,4...0,6 МПа) 4...6 атм,

h – КПД (0,85...0,9),

q – усилие возвратной пружины.

1 – шток,

2 – поршень,

3 – корпус пневмоцилиндра,

4 – уплотнение,

5 – возвратная пружина.

в) Диафрагменные пневмоприводы.

Упрощенные конструкции и дешевизна. Требуют меньшей точности изготовления. Выдерживают до 500 тысяч включений.

Если есть возвратная пружина, то q = 0,9 (колеблется от 0,7)

Достоинства диафрагменного пневмопривода – значительно уменьшены утечки воздуха.

Недостатки:

– малая величина рабочего хода,

– резкое уменьшение зажимной силы в конце.

Стандартные диаметры диафрагм: 125,160,200,250,320,400,500 мм.

Диаметры поршневых цилиндров: 75,100,125,200,250,300,350.

Преимущества пневмопривода:

стабильность силы зажима и возможность ее регулирования,

надежность и простота конструкции,

Недостатки:

большие габариты,

высокий уровень шума,

отсутствие плавного хода.

Гидравлический привод:

Привод состоит из насосной установки, аппаратуры для управления и регулирования гидроприводом.

Q = P _М S _n h – q

Преимущества:

– высокая сила зажима при небольших габаритах,

– высокие показатели плавности перемещения, возможность бесступенчатого регулирования скорости штока.

Недостатки:

– КПД сравнительно низкий (потери за счет утечки жидкости, внутреннего трения в вязкой жидкости 0,8),

– высокая стоимость гидроустановки,

– наличие гидропривода непосредственно на рабочем месте (станке),

– время срабатывания гидропривода зависит от размера гидроцилиндра и мощности насосной установки.

, мин

D – диаметр гидроцилиндра,

L – длина хода поршня, см.

V – производительность насоса, литр/мин.

Дата добавления: 2014-01-11