Spännelementen håller fast arbetsstycket arbetsstycke från förskjutning och vibrationer som uppstår under påverkan av skärkrafter.
Klassificering av spännelement
Klämelementen hos anordningar är uppdelade i enkla och kombinerade, d.v.s. bestående av två, tre eller flera sammankopplade element.
Enkla sådana inkluderar kil, skruv, excenter, spak, spak-gångjärn, etc. - kallas klämmor.
Kombinerade mekanismer är vanligtvis utformade som skruvliknande
spak, excenterspak, etc. och kallas stift.
När man ska använda enkel eller kombinerad
mekanismer i arrangemang med mekaniserad drivning
(pneumatiska eller andra) de kallas mekanismer - förstärkare. Baserat på antalet drivna länkar är mekanismerna uppdelade: 1. enkellänk - fastspänning av arbetsstycket vid en punkt;
2. tvålänk - fastspänning av två arbetsstycken eller ett arbetsstycke på två punkter;
3. multilänk - fastspänning av ett arbetsstycke på många punkter eller flera arbetsstycken samtidigt med lika krafter. Efter grad av automatisering:
1. manuell - arbeta med en skruv, kil och andra
byggnader;
2. mekaniserad, in
är uppdelade i
a) hydraulisk,
b) pneumatisk,
c) pneumohydraulisk,
d) mekanohydraulisk,
d) elektriska,
e) magnetiska,
g) elektromagnetisk,
h) vakuum.
3. automatiserad, styrd från maskinens arbetsdelar. De drivs av maskinbordet, stödet, spindeln och centrifugalkrafterna hos roterande massor.
Exempel: centrifugal-energichuckar för halvautomatiska svarvar.
Krav på spännanordningar
De måste vara tillförlitliga i drift, enkla i design och lätta att underhålla; bör inte orsaka deformation av arbetsstyckena som fixeras och skador på deras ytor; fastsättning och lossning av arbetsstycken ska göras med lägsta kostnad ansträngning och arbetstid, speciellt när man fäster flera arbetsstycken i flera fixturer, dessutom bör klämanordningar inte flytta arbetsstycket under processen att säkra det. Skärkrafter ska om möjligt inte tas upp av spännanordningar. De bör uppfattas som mer stela installationselement av enheter. För att förbättra bearbetningsnoggrannheten föredras anordningar som ger en konstant klämkraft.
Låt oss ta en kort utflykt till teoretisk mekanik. Låt oss komma ihåg vad är friktionskoefficienten?
Om en kropp med vikt Q rör sig längs ett plan med en kraft P, så blir reaktionen på kraften P en kraft P 1 riktad i motsatt riktning, dvs.
glida.
Friktionskoefficient
Exempel: om f = 0,1; Q = 10 kg, sedan P = 1 kg.
Friktionskoefficienten varierar beroende på ytjämnheten.
Metod för beräkning av spännkrafter
Första fallet
Andra fallet
Skärkraften Pz och klämkraften Q är riktade i samma riktning
I detta fall Q => O
Skärkraften P g och klämkraften Q är riktade i motsatta riktningar, då Q = k * P z
där k är säkerhetsfaktorn k = 1,5 finbearbetning k = 2,5 grovbearbetning.
Tredje fallet
Krafterna riktas inbördes vinkelrätt. Skärkraften P motverkar friktionskraften på stödet (installationen) Qf 2 och friktionskraften vid spännpunkten Q*f 1, då Qf 1 + Qf 2 = k*P z
G 
de f, och f 2 - glidfriktionskoefficienter Fjärde fallet
Arbetsstycket bearbetas i en trekäftschuck
I denna riktning tenderar P att flytta arbetsstycket i förhållande till kammarna.
Beräkning av gängade klämmekanismer Första fallet
Skruvklämma med platt huvud Från jämviktstillstånd 
där P är kraften på handtaget, kg; Q - delens klämkraft, kg; R cp - genomsnittlig gängradie, mm;
R - radie för stödänden;
Helix vinkel på tråden;
Friktionsvinkel in gängad anslutning 6; 
- självbromsande tillstånd; f är friktionskoefficienten för bulten på delen;
0,6 - koefficient med hänsyn till friktionen av hela ytan av änden. Momentet P*L övervinner momentet för spännkraften Q, med hänsyn tagen till friktionskrafterna i skruvparet och i bultens ände.
Andra fallet
■ Bultklämma med sfärisk yta
Med ökande vinklar α och φ ökar kraften P, eftersom i detta fall går kraftens riktning uppför gängans lutande plan.
Tredje fallet
Denna fastspänningsmetod används vid bearbetning av bussningar eller skivor på dorn: svarvar, delningshuvuden eller roterande bord på fräsmaskiner, slotmaskiner eller andra maskiner, kugghjul, kugghjulsformning, radiella borrmaskiner, etc. Lite information från katalogen:
Ml6-skruven med en sfärisk ände med en handtagslängd L = 190 mm och en kraft P = 8 kg, utvecklar en kraft Q = 950 kg
Fastspänning med en skruv M = 24 med en plan ände vid L = 310 mm; P = 15 kg; Q = 1550 mm
Klämma med sexkantsmutter Ml 6 rycka L = 190 mm; P = 10 kg; Q = 700 kg.
Excentriska klämmor är lätta att tillverka och av denna anledning används de i stor utsträckning i verktygsmaskiner. Användningen av excentriska klämmor kan avsevärt minska tiden för fastspänning av ett arbetsstycke, men klämkraften är sämre än gängade klämmor.
Excentriska klämmor tillverkas i kombination med och utan klämmor.
Överväg en excentrisk klämma med en klämma.
Excentriska klämmor kan inte fungera med betydande toleransavvikelser (±δ) för arbetsstycket. För stora toleransavvikelser kräver klämman konstant justering med skruv 1.
Excentrisk beräkning
M
Materialen som används för tillverkning av excentriken är U7A, U8A Med
värmebehandling till HR från 50...55 enheter, stål 20X med uppkolning till ett djup av 0,8... 1,2 Med härdande HR från 55...60 enheter. Låt oss titta på det excentriska diagrammet. KN-linjen delar excentriken i två? symmetriska halvor som så att säga består av 2
X kilar fastskruvade på "initialcirkeln".
Den excentriska rotationsaxeln förskjuts relativt sin geometriska axel med mängden excentricitet "e".
Sektion Nm av den nedre kilen används vanligtvis för fastspänning.
Med tanke på mekanismen som en kombinerad sådan bestående av en spak L och en kil med friktion på två ytor på axeln och punkten "m" (spännpunkt), får vi ett kraftförhållande för att beräkna spännkraften.
där Q är spännkraften
P - kraft på handtaget
L - handtag axel
r - avstånd från den excentriska rotationsaxeln till kontaktpunkten Med
arbetsstycke
α - kurvans stigningsvinkel
α 1 - friktionsvinkel mellan excentern och arbetsstycket
α 2 - friktionsvinkel på den excentriska axeln
För att undvika att excentriken flyttar sig bort under drift är det nödvändigt att observera tillståndet för självbromsning av excentriken
Villkor för självbromsning av excentrikern. = 12Р
om chyazhima med expentoik
G
de α -
glidfriktionsvinkel vid kontaktpunkten med arbetsstycket ø -
friktionskoefficient För ungefärliga beräkningar av Q - 12P, överväg diagrammet för en dubbelsidig klämma med en excentrisk
Kilklämmor
Kilklämningsanordningar används ofta i verktygsmaskiner. Deras huvudelement är en, två och tre avfasade kilar. Användningen av sådana element beror på designens enkelhet och kompakthet, aktionshastighet och driftsäkerhet, möjligheten att använda dem som ett klämelement som verkar direkt på arbetsstycket som ska fixeras, och som en mellanlänk, till exempel, en förstärkarlänk i andra klämanordningar. Vanligtvis används självbromsande kilar. Villkoret för självbromsning av en enfasad kil uttrycks av beroendet
α >2ρ
Var α - kilvinkel
ρ - friktionsvinkeln på kontaktytorna G och H mellan kilen och de matchande delarna.
Självbromsning säkerställs vid vinkel α = 12°, men för att förhindra att vibrationer och belastningsvariationer under användning av klämman försvagar arbetsstycket, används ofta kilar med en vinkel α.
På grund av det faktum att minskning av vinkeln leder till ökad
kilens självbromsande egenskaper är det nödvändigt när man utformar drivningen till kilmekanismen att tillhandahålla anordningar som underlättar avlägsnandet av kilen från arbetstillståndet, eftersom det är svårare att frigöra en laddad kil än att ta bort den från fungerande skick.
Detta kan uppnås genom att koppla manöverstången till en kil. När stång 1 rör sig till vänster, passerar den väg "1" till tomgång, och sedan, genom att träffa stift 2, tryckt in i kil 3, trycker den ut den senare. När stången rör sig bakåt trycker den också in kilen i arbetsläge genom att slå i stiftet. Detta bör beaktas i de fall där kilmekanismen drivs av en pneumatisk eller hydraulisk drivning. Sedan, för att säkerställa tillförlitlig drift av mekanismen, bör olika vätsketryck skapas eller komprimerad luft från olika sidor av drivkolven. Denna skillnad vid användning av pneumatiska ställdon kan uppnås genom att använda en tryckreduceringsventil i ett av rören som tillför luft eller vätska till cylindern. I fall där självbromsning inte krävs, är det lämpligt att använda rullar på kilens kontaktytor med anordningens passande delar, vilket underlättar införandet av kilen i dess ursprungliga läge. I dessa fall är det nödvändigt att låsa kilen.
Låt oss överväga diagrammet över krafternas verkan i en enda skevning, som oftast används i enheter, kilmekanism
Låt oss konstruera en kraftpolygon.
Vid överföring av krafter i räta vinklar har vi följande samband
+ fästa, - lossa
Självbromsning sker vid α
Spännhylsklämmor
Spännhylsmekanismen har varit känd sedan länge. Säkring av arbetsstycken med spännhylsor visade sig vara mycket praktiskt när man skapar automatiserade maskiner, eftersom för att säkra arbetsstycket krävs endast en translationsrörelse av den fastklämda spännhylsan.
Vid manövrering av spännhylsmekanismer måste följande krav uppfyllas.
Spännkrafterna måste säkerställas i enlighet med de framträdande skärkrafterna och förhindra rörelse av arbetsstycket eller verktyget under skärprocessen.
Klämningsprocessen i den allmänna bearbetningscykeln är en hjälprörelse, så svarstiden för spännhylsklämman bör vara minimal.
Dimensionerna på klämmekanismlänkarna måste bestämmas utifrån förhållandena för deras normala drift vid fastsättning av arbetsstycken av både den största och minsta storleken.
Positioneringsfelet för de arbetsstycken eller verktyg som fixeras bör vara minimalt.
Utformningen av klämmekanismen bör ge det minsta elastiska trycket under bearbetningen av arbetsstycken och ha högt vibrationsmotstånd.
Spännhylsdelarna och speciellt spännhylsan måste ha hög slitstyrka.
Utformningen av klämanordningen måste tillåta dess snabba förändring och bekväma justering.
Mekanismens utformning måste ge skydd för spännhylsorna från chips.
Den praktiskt taget minsta acceptabla storleken för infästning är 0,5 mm. På
flerspindliga stångautomatiska maskiner, stångdiametrar och
därför når hylshålen 100 mm. Spännhylsor med stor håldiameter används för att fästa tunnväggiga rör, eftersom... relativt jämn infästning över hela ytan orsakar inte stora deformationer av rören.
Spännmekanismen för spännhylsan gör att du kan säkra arbetsstycken olika former tvärsnitt.
Hållbarheten hos spännmekanismer för spännhylsor varierar mycket och beror på design och korrekthet tekniska processer vid tillverkning av mekanismdelar. Som regel misslyckas spännhylsorna före andra. I det här fallet sträcker sig antalet fästen med spännhylsor från en (brott av spännhylsan) till en halv miljon eller mer (slitage av käftarna). En hylsans prestanda anses vara tillfredsställande om den kan säkra minst 100 000 arbetsstycken.
Klassificering av spännhylsor
Alla spännhylsor kan delas in i tre typer:
1. Spännhylsor av den första typen har en "rak" kon, vars topp är vänd bort från maskinspindeln.
För att säkra den är det nödvändigt att skapa en kraft som drar hylsan i muttern som skruvas på spindeln. Positiva egenskaper Denna typ av hylsa är strukturellt ganska enkel och fungerar bra i kompression (härdat stål har en högre tillåten spänning i kompression än i spänning. Trots detta är hylsor av den första typen för närvarande av begränsad användning på grund av nackdelar. Vilka är dessa nackdelar:
a) den axiella kraften som verkar på hylsan tenderar att låsa upp den,
b) vid matning av stången är för tidig låsning av hylsan möjlig,
c) när den säkras med en sådan hylsa, finns det en skadlig effekt på
d) det är otillfredsställande centrering av hylsan in
spindeln, eftersom huvudet är centrerat i muttern, vars position är på
Spindeln är inte stabil på grund av närvaron av gängor.
Spännhylsor av den andra typen har en "omvänd" kon, vars topp är vänd mot spindeln. För att säkra den är det nödvändigt att skapa en kraft som drar in spännhylsan koniskt hål maskinspindel.
Spännhylsor av denna typ säkerställer god centrering av arbetsstyckena som spänns fast, eftersom könen för spännhylsan sitter direkt i spindeln och inte kan
fastklämning uppstår, de axiella arbetskrafterna öppnar inte spännhylsan utan låser den, vilket ökar fästkraften.
Samtidigt minskar ett antal betydande nackdelar prestandan hos spännhylsor av denna typ. På grund av de många kontakterna med spännhylsan slits spindelns koniska hål relativt snabbt, gängorna på spännhylsorna misslyckas ofta, vilket inte säkerställer en stabil position för stången längs axeln när den är fäst - den rör sig bort från stoppet. Icke desto mindre används spännhylsor av den andra typen i stor utsträckning i verktygsmaskiner.
Vid serie- och småskalig produktion är utrustningen konstruerad med hjälp av universella klämmekanismer (CLM) eller speciella enlänkade med manuell körning. I de fall där stora arbetsstyckets klämkrafter krävs, är det lämpligt att använda mekaniserade klämmor.
Vid mekaniserad produktion används klämmekanismer, där klämmorna automatiskt dras åt sidan. Detta säkerställer Fri tillgång till installationselementen för att rengöra dem från spån och enkel återinstallation av arbetsstycken.
Enlänksmekanismer med spak som styrs av en hydraulisk eller pneumatisk drivning används för att säkra som regel en kropp eller ett stort arbetsstycke. I sådana fall flyttas eller vrids klämman manuellt. Det är dock bättre att använda en extra länk för att ta bort stickan från arbetsstyckets laddningsområde.
Spännanordningar av L-typ används oftare för att fästa kroppsarbetsstycken ovanifrån. För att rotera klämman under fastsättningen finns ett skruvspår med en rak sektion.
Ris. 3.1.
Kombinerade klämmekanismer används för att säkra ett brett utbud av arbetsstycken: hus, flänsar, ringar, axlar, remsor, etc.
Låt oss titta på några typiska konstruktioner av klämmekanismer.
Spakklämmekanismer utmärker sig genom sin enkelhet i konstruktionen (Fig. 3.1), en betydande kraftförstärkning (eller i rörelse), fastspänningskraftens konstanthet och förmågan att fästa arbetsstycket i svåråtkomlig plats, användarvänlighet, tillförlitlighet.
Spakmekanismer används i form av klämmor (spännstänger) eller som förstärkare av drivenheter. För att underlätta installationen av arbetsstycken är spakmekanismerna roterande, vikbara och rörliga. Enligt deras design (fig. 3.2) kan de vara rätlinjiga och infällbara (fig. 3.2, A) och roterande (Fig. 3.2, b), vikning (bild 3.2, V) med ett svängbart stöd, böjt (fig. 3.2, G) och kombinerad (Fig. 3.2, 
Ris. 3.2.
I fig. 3.3 visar universalspaks-CM med manuell skruvdrift, som används i individuell och småskalig produktion. De är enkla i design och pålitliga.
Stödskruv 1 installerad i bordets T-formade spår och fäst med en mutter 5. Klämläge 3 Höjden justeras med skruv 7 med stödfot 6, och våren 4. Kraften för att fästa på arbetsstycket överförs från muttern 2 genom klämman 3 (Fig. 3.3, A).
I ZM (Fig. 3.3, b) arbetsstycket 5 är fäst med en klämma 4, och arbetsstycket 6 fastspänning 7. Fästkraften överförs från skruven 9 för att sticka 4 genom kolven 2 och justerskruv /; till klämman 7 - genom muttern fastsatt i den. Vid ändring av tjockleken på arbetsstyckena, positionen för axlarna 3, 8 lätt att justera.
Ris. 3.3.
I ZM (Fig. 3.3, V) ram 4 klämmekanismen är fäst vid bordet med en mutter 3 via bussning 5 med gängat hål. Böjd klämposition 1 men höjden justeras med ett stöd 6 och skruv 7. Klämma 1 det finns ett spel mellan den koniska brickan installerad iodiskt med skruvens 7 huvud och brickan, som är placerad ovanför låsringen 2.
Designen har en välvd klämma 1 samtidigt som du fäster arbetsstycket med en mutter 3 roterar på en axel 2. Skruva 4 i denna design är den inte fäst vid maskinbordet, utan rör sig fritt i en T-formad slits (fig. 3.3, d).
Skruvarna som används i klämmekanismer utvecklar en kraft i änden R, som kan beräknas med formeln
Var R- kraften från arbetaren som appliceras på handtagets ände; L- handtagslängd; r cf - genomsnittlig gängradie; a - gängledningsvinkel; cf är friktionsvinkeln i gängan.
Momentet utvecklats på handtaget (nyckeln) för att erhålla en given kraft R
där M, p är friktionsmomentet vid den stödjande änden av muttern eller skruven:
där / är glidfriktionskoefficienten: vid fastsättning / = 0,16...0,21, vid lossning / = 0,24...0,30; D H - Ytterdiameter gnidningsyta på en skruv eller mutter; s/v - skruvgänga diameter.
Med a = 2°30" (för gängor från M8 till M42 ändras vinkeln a från 3°10" till 1°57"), f = 10°30", g snitt= 0,45s/, D, = 1,7s/, d B = d u/= 0,15 får vi en ungefärlig formel för ögonblicket i slutet av muttern M gr = 0,2 dP.
För skruvar med platt ände M t p = 0 ,1с1Р+ n, och för skruvar med en sfärisk ände M Lr ~ 0,1 s1R.
I fig. 3.4 visar andra spakspännmekanismer. Ram 3 universell klämmekanism med skruvdrift (bild 3.4, A) fäst på maskinbordet med en skruv/mutter 4. Stickning b under fastsättningen roteras arbetsstycket på axel 7 med en skruv 5 medurs. Klämläge b med kroppen 3 Lätt justerbar i förhållande till det fasta fodret 2.
Ris. 3.4.
Specialspännmekanism med en extra länk och en pneumatisk drivning (Fig. 3.4, b) används i mekaniserad produktion för att automatiskt ta bort stickan från arbetsstyckets lastningsområde. När du lossar arbetsstycket/stången b rör sig nedåt, medan stickningen 2 roterar på en axel 4. Det senare tillsammans med örhänget 5 roterar på en axel 3 och upptar positionen som visas med den streckade linjen. Stickning 2 avlägsnas från arbetsstyckets laddningsområde.
Kilklämmekanismer levereras med en enfasad kil och kilkolv med en kolv (utan rullar eller med rullar). Kilklämningsmekanismer kännetecknas av sin enkelhet i design, enkel installation och drift, förmåga till självbromsning och konstant klämkraft.
För att säkert hålla arbetsstycket 2 i anpassning 1 (Fig. 3.5, A) kil 4 måste vara självbromsande på grund av avfasningens vinkel a. Kilklämmor används oberoende eller som en mellanled i komplexa klämsystem. De låter dig öka och ändra riktningen för den överförda kraften F.
I fig. 3,5, b visar en standardiserad handmanövrerad kilspännmekanism för att fästa arbetsstycket vid maskinbordet. Arbetsstycket spänns fast med en kil / rör sig i förhållande till kroppen 4. Placeringen av den rörliga delen av kilklämman är fixerad med en bult 2 , nöt 3 och en puck; fast del - bult b, nöt 5 och bricka 7.
Ris. 3.5. Schema (A) och design (V) kilklämningsmekanism
Spännkraften som utvecklas av kilmekanismen beräknas med hjälp av formeln
där sr och f| - friktionsvinklar på kilens lutande respektive horisontella ytor.
Ris. 3.6.
I praktiken av tillverkning av maskinteknik används oftare utrustning med rullar i kilklämningsmekanismer. Sådana klämmekanismer kan minska friktionsförlusterna med hälften.
Beräkningen av fästkraften (Fig. 3.6) görs med hjälp av en formel som liknar formeln för beräkning av en kilmekanism som arbetar under villkoret av glidfriktion på kontaktytor. I det här fallet ersätter vi glidfriktionsvinklarna φ och φ med rullfriktionsvinklarna φ |1р och φ pr1:
För att bestämma förhållandet mellan friktionskoefficienter under glidning och
rullning, överväg jämvikten för mekanismens nedre rulle: Fl- = T-.
Därför att T = WfF i =Wtgi p tsr1 och / = tgcp, vi får tg(p llpl = tg den övre rullen är formeln liknande. I konstruktionerna av kilklämningsmekanismer används standardrullar och axlar, i vilka D= 22...26 mm, a d= 10...12 mm. Om vi tar tg(p =0,1; d/D= 0,5, då blir rullfriktionskoefficienten / k = tg 0,1 0,5 = 0,05 =0,05. Ris. 3. I fig. Fig. 3.7 visar diagram över klämmekanismer för kilkolv med en tvådelad kolv utan rulle (Fig. 3.7, a); med en kolv med två stöd och en rulle (Fig. 3.7, (5); med en kolv med ett stöd och tre rullar (Fig. 3.7, c); med två enkla stödkolvar och rullar (fig. 3.7, G). Sådana klämmekanismer är tillförlitliga i drift, lätta att tillverka och kan ha egenskapen att självbromsa vid vissa kilfasvinklar. I fig. Figur 3.8 visar en spännmekanism som används i automatiserad produktion. Arbetsstycket 5 är installerat på fingret b och fästs med en klämma 3.
Spännkraften på arbetsstycket överförs från stången 8
hydraulcylindern 7 genom en kil 9,
videoklipp 10
och kolven 4.
Avlägsnandet av klämman från lastzonen under borttagning och installation av arbetsstycket utförs med en spak 1,
som svänger på en axel 11
utsprång 12.
Stickning 3
lätt omrörd med spak 1
eller fjädrar 2, eftersom i axelutformningen 13
rektangulära kex tillhandahålls 14,
lätt att flytta i klämmans spår. Ris. 3.8. För att öka kraften på stången på ett pneumatiskt ställdon eller annan kraftdrivning används gångjärnsmekanismer. De är en mellanlänk som förbinder drivenheten med klämman och används i fall där större kraft krävs för att säkra arbetsstycket. Enligt deras design är de uppdelade i enspak, dubbelspak enkelverkande och dubbelspak dubbelverkande. I fig. 3,9, A visar ett diagram över en enkelverkande gångjärnsmekanism (förstärkare) i form av en lutande spak 5
och rulle 3,
förbundna med en axel 4
med spak 5 och stång 2 på pneumatisk cylinder 1.
Initial styrka R, utvecklad av en pneumatisk cylinder, genom stång 2, rulle 3 och axel 4
överförs till spaken 5.
Vart i nedre änden spak 5
rör sig åt höger och dess övre ände roterar klämman 7 runt det fasta stödet b och säkrar arbetsstycket med våld F. Värdet av det senare beror på styrkan W och grepparmsförhållande 7. Styrka W för en enspaks gångjärnsmekanism (förstärkare) utan en kolv bestäms av ekvationen Tvinga IV, utvecklad av en dubbelspaks gångjärnsmekanism (förstärkare) (Fig. 3.9, b), lika med Styrka Om"2
,
utvecklad av en dubbelspaks gångjärns-kolvmekanism med ensidig verkan (Fig. 3.9, V), bestäms av ekvationen I de givna formlerna: R- initial kraft på den motoriserade drivstången, N; a - positionsvinkel för den lutande länken (hävarmen); p - ytterligare vinkel som tar hänsyn till friktionsförluster i gångjärnen ^p = arcsin/^П;/- glidfriktionskoefficient på rullaxeln och i spakarnas gångjärn (f~ 0,1...0,2); (/-diameter på gångjärnens och rullens axlar, mm; D- ytterdiameter på stödrullen, mm; L- avstånd mellan hävarms axlar, mm; f[ - glidfriktionsvinkel på gångjärnsaxlarna; f 11р - friktionsvinkel rullning på ett rullstöd; tgф pp =tgф-^; tgф s. 2 - reducerad koefficient zhere; tgф np2 =tgф-; / - avståndet mellan gångjärnsaxeln och mitten av friktion, med hänsyn tagen till friktionsförluster i den fribärande (sned) kolven 3/ , kolvens styrhylsa (fig. 3.9, V), mm; A- längd på kolvstyrningsbussningen, mm. Ris. 3.9. handlingar Enspaks gångjärnsförsedda klämmekanismer används i de fall där stora arbetsstyckets klämkrafter krävs. Detta förklaras av det faktum att under fastsättning av arbetsstycket minskar vinkeln a för den lutande spaken och klämkraften ökar. Så, vid en vinkel a = 10°, kraften W i den övre änden av den lutande länken 3
(se bild 3.9, A) uppgår till JV~ 3,5R, och vid a = 3° W~ 1 IP, Var R- kraft på spöet 8
pneumatisk cylinder. I fig. 3.10, A Ett exempel på utformningen av en sådan mekanism ges. Arbetsstycket / är fäst med en klämma 2.
Spännkraften överförs från stången 8
pneumatisk cylinder genom en rulle 6
och längdjusterbar lutande länk 4,
bestående av en gaffel 5
och örhängen 3.
För att förhindra stångböjning 8
en stödstång 7 är anordnad för rullen. I klämmekanism(Fig. 3.10, b) Den pneumatiska cylindern är placerad inuti huset 1
fixtur till vilken höljet är fäst med skruvar 2
fastspänning Ris. 3.10. mekanism. Medan du säkrar arbetsstycket, stången 3
pneumatisk cylinder med rulle 7 rör sig uppåt, och klämman 5
med länk b roterar på en axel 4.
Vid lossning av arbetsstycket intar klämman 5 positionen som visas med de streckade linjerna, utan att störa bytet av arbetsstycket.
Spännelement är mekanismer som används direkt för att fästa arbetsstycken, eller mellanlänkar i mer komplexa spännsystem.
Mest enkel utsikt universalklämmor är de som aktiveras av nycklar, handtag eller handhjul monterade på dem.
För att förhindra rörelsen av det fastklämda arbetsstycket och bildandet av bucklor på det från skruven, och även för att minska skruvens böjning när man trycker på en yta som inte är vinkelrät mot dess axel, placeras svängskor på skruvarnas ändar ( Fig. 68, a).
Kombinationer skruvanordningar med spakar eller kilar kallas kombinationsklämmor och en mängd av vilka är skruvklämmor(Fig. 68, b), Klämanordningen gör att du kan flytta eller rotera dem så att du mer bekvämt kan installera arbetsstycket i fixturen.
I fig. 69 visar några mönster snabbkopplingsklämmor. För små klämkrafter används en bajonettanordning (fig. 69, α), och för betydande krafter används en kolvanordning (fig. 69, b). Dessa anordningar tillåter att klämelementet flyttas en lång sträcka från arbetsstycket; fastsättning sker som ett resultat av att vrida stången genom en viss vinkel. Ett exempel på en klämma med ett vikstopp visas i fig. 69, v. Efter att ha lossat handtagsmuttern 2, ta bort stoppet 3 och vrid det runt sin axel. Därefter dras spännstången 1 in åt höger på ett avstånd h. I fig. 69, d visar ett diagram över en anordning av höghastighetsspakstyp. När du vrider på handtaget 4 glider stiftet 5 längs stången 6 med ett snett snitt, och stiftet 2 glider längs arbetsstycket 1 och trycker det mot anslagen nedanför. Sfärisk bricka 3 fungerar som gångjärn.
Den stora mängden tid och betydande krafter som krävs för att fästa arbetsstyckena begränsar användningsområdet för skruvklämmor och gör i de flesta fall snabbkopplingsklämmor att föredra. excentriska klämmor. I fig. 70 visar skiva (α), cylindrisk med L-formad klämma (b) och koniska flytande (c) klämmor.
Excentriker är runda, involuta och spiralformade (längs Arkimedes-spiralen). Två typer av excenter används i klämanordningar: runda och böjda.
Runda excentriker(Fig. 71) är en skiva eller rulle med rotationsaxeln förskjuten med excentricitetsstorleken e; det självbromsande tillståndet säkerställs när förhållandet D/е≥ 4.
Fördelen med runda excentriker är att de är lätta att tillverka; Den största nackdelen är variationen av lyftvinkeln α och klämkrafterna Q. Krökta excentriker, vars arbetsprofil utförs längs en evolvent eller en Arkimedes-spiral, har en konstant höjdvinkel α och säkerställer därför en konstant kraft Q vid fastklämning av någon punkt på profilen.
Kilmekanism används som mellanliggande i komplexa spännsystem. Den är enkel att tillverka, placeras lätt i enheten och låter dig öka och ändra riktningen på den överförda kraften. I vissa vinklar har kilmekanismen självbromsande egenskaper. För en enfasad kil (Fig. 72, a) vid överföring av krafter i rät vinkel kan följande förhållande accepteras (med ϕ1 = ϕ2 = ϕ3 = ϕ där ϕ1…ϕ3 är friktionsvinklar):
P = Qtg (α ± 2ϕ),
där P är den axiella kraften; Q - klämkraft. Självbromsning kommer att ske vid α<ϕ1 + ϕ2.
För en tvåsnedkil (fig. 72, b) vid överföring av krafter i en vinkel β>90, förhållandet mellan P och Q vid en konstant friktionsvinkel (ϕ1 = ϕ2 = ϕ3 = ϕ) uttrycks med följande formel:
P = Qsin(a + 2ϕ)/cos (90° + α - β + 2ϕ).
Spakklämmor används i kombination med andra elementära klämmor, bildar mer komplexa klämsystem. Med hjälp av spaken kan du ändra storleken och riktningen för den överförda kraften, samt samtidigt och enhetligt säkra arbetsstycket på två ställen. I fig. Figur 73 visar diagram över krafternas verkan i raka och krökta klämmor med en och dubbel arm. Jämviktsekvationerna för dessa hävstångsmekanismer har nästa vy; för en enarmad klämma (bild 73, α):
direkt dubbelarmad klämma (bild 73, b):
böjd klämma (för l1 där p är friktionsvinkeln; ƒ - friktionskoefficient. Centrerande klämelement används som installationselement för de yttre eller inre ytorna på roterande kroppar: spännhylsor, expanderande dorn, klämbussningar med hydraulisk plast, samt membranpatroner. Kompressionshylsans konvinkel görs 1° mindre eller större än hylsens konvinkel. Spännhylsorna säkerställer installationsexcentricitet (runout) på högst 0,02...0,05 mm. Arbetsstyckets basyta ska bearbetas enligt 9:e...7:e noggrannhetsgraden. Expanderande dorn olika konstruktioner (inklusive konstruktioner med hydroplast) klassificeras som monterings- och klämanordningar. Diafragma patroner används för exakt centrering av arbetsstycken längs den yttre eller inre cylindriska ytan. Patronen (fig. 75) består av ett runt membran 1 skruvat på maskinens frontplatta i form av en platta med symmetriskt placerade utskjutande kammar 2, vars antal väljs inom intervallet 6...12. En pneumatisk cylinderstång 4 passerar inuti spindeln. När pneumatik är påslagen böjs membranet och trycker isär kammarna. När stången rör sig tillbaka, komprimerar membranet, som försöker återgå till sitt ursprungliga läge, arbetsstycket 3 med sina kammar. Klämma för kuggstång(Fig. 76) består av en kuggstång 3, ett kugghjul 5 som sitter på en axel 4 och en handtagsspak 6. Genom att vrida handtaget moturs, sänk kuggstången och klämman 2 för att säkra arbetsstycket 1. Spännkraften Q beror på värdet av kraften P som appliceras på handtaget. Enheten är utrustad med ett lås som, genom att blockera systemet, förhindrar att hjulet roterar omvänt. De vanligaste typerna av lås är: Rulllås(Fig. 77, a) består av en drivring 3 med en utskärning för rulle 1, som är i kontakt med valsens snittplan. 2 växlar. Drivringen 3 är fäst vid klämanordningens handtag. Genom att vrida handtaget i pilens riktning överförs rotationen till växelaxeln genom rulle 1*. Rullen är inkilad mellan husets 4 hålyta och valsens 2 snittplan och förhindrar omvänd rotation. Rulllås med direkt drivning momentet från föraren till välten visas i fig. 77, f. Rotation från handtaget genom kopplet överförs direkt till den 6:e hjulaxeln. Rullen 3 pressas genom stift 4 av en svag fjäder 5. Eftersom springorna på de ställen där rullen berör ring 1 och axel 6 är valda, fastnar systemet omedelbart när kraften tas bort från handtag 2. Genom att vrida handtaget i i motsatt riktning, kilar välten och roterar axeln medurs . Koniskt lås(Fig. 77, c) har en konisk hylsa 1 och en axel med en kon 3 och ett handtag 4. Spiraltänderna på axelns mitthals är i ingrepp med kuggstången 5. Den senare är ansluten till manöverdonets klämmekanism . Vid en kuggvinkel på 45° är den axiella kraften på axeln 2 lika (utan att ta hänsyn till friktion) med klämkraften. * Lås av denna typ är gjorda med tre rullar placerade i en vinkel på 120°. Kombinerade klämanordningarär en kombination av elementära klämmor av olika typer. De används för att öka klämkraften och minska enhetens dimensioner, samt för att skapa större kontroll. Kombinerade spännanordningar kan också ge samtidig fastspänning av ett arbetsstycke på flera ställen. Typer av kombinerade klämmor visas i fig. 78. Kombinationen av en krökt spak och en skruv (Fig. 78, a) gör att du samtidigt kan säkra arbetsstycket på två ställen, vilket jämnt ökar klämkrafterna till ett givet värde. En konventionell roterande klämma (fig. 78, b) är en kombination av spak- och skruvklämmor. Svängaxeln för hävarmen 2 är i linje med mitten av den sfäriska ytan på brickan 1, vilket avlastar stiftet 3 från böjningskrafter. Klämman med en excenter som visas i fig. 78 är ett exempel på en höghastighets kombinerad klämma. Vid ett visst hävarmsförhållande kan klämkraften eller slaget hos hävarmens klämände ökas. I fig. 78, d visar en anordning för att fästa ett cylindriskt arbetsstycke i ett prisma med hjälp av en gångjärnsspak, och i fig. 78, d - diagram av en höghastighets kombinerad klämma (spak och excentrisk), som ger lateral och vertikal pressning av arbetsstycket till anordningens stöd, eftersom klämkraften appliceras i en vinkel. Ett liknande tillstånd tillhandahålls av enheten som visas i fig. 78, e. Gångjärnsspaksklämmor (fig. 78, g, h, i) är exempel på höghastighetsspännanordningar som manövreras genom att vrida handtaget. För att förhindra självutlösning förs handtaget genom dödläget till stopp 2. Spännkraften beror på systemets deformation och dess styvhet. Den önskade deformationen av systemet ställs in genom att justera tryckskruven 1. Förekomsten av en tolerans för storlek H (fig. 78, g) säkerställer dock inte konstant spännkraft för alla arbetsstycken i en given sats. Kombinerade klämanordningar manövreras manuellt eller av kraftenheter. Spännmekanismer för flera fixturer måste ge samma klämkraft i alla lägen. Den enklaste enheten för flera ställen är en dorn på vilken ett paket med ämnen "ringar, skivor" är installerade, fäst längs ändplanen med en mutter (sekventiellt klämkraftöverföringsschema). I fig. 79, a visar ett exempel på en klämanordning som arbetar enligt principen om parallellfördelning av klämkraften. Om det är nödvändigt att säkerställa koncentriciteten hos basen och bearbetade ytor och för att förhindra deformation av arbetsstycket, används elastiska klämanordningar, där klämkraften överförs likformigt med hjälp av ett fyllmedel eller annan mellankropp till klämelementet på anordning inom gränserna för elastiska deformationer). Konventionella fjädrar, gummi eller hydroplast används som mellankropp. En parallell klämanordning som använder hydroplast visas i fig. 79, f. I fig. 79, visar en anordning med blandad (parallell serie) verkan. På kontinuerliga maskiner (trumfräsning, speciell flerspindelborrning) arbetsstycken installeras och tas bort utan att avbryta matningsrörelsen. Om hjälptiden överlappar maskintiden, kan olika typer av spännanordningar användas för att säkra arbetsstyckena. För att mekanisera produktionsprocesser är det lämpligt att använda Automatiska klämanordningar(kontinuerligt) drivs av maskinens matningsmekanism. I fig. 80, α visar ett diagram över en anordning med ett flexibelt stängt element 1 (kabel, kedja) för att fästa cylindriska arbetsstycken 2 på en trumfräsmaskin vid bearbetning av ändytor, och i Fig. 80, 6 - diagram över en anordning för att fästa kolvämnen på en flerspindlig horisontell borrmaskin. I båda enheterna installerar och tar operatörerna endast bort arbetsstycket, och arbetsstycket säkras automatiskt. En effektiv klämanordning för att hålla fast arbetsstycken av tunt plåtmaterial under efterbehandling eller efterbearbetning är en vakuumklämma. Spännkraften bestäms av formeln: där A är det aktiva området i enhetens hålighet som begränsas av tätningen; p = 10 5 Pa - skillnaden mellan atmosfärstryck och trycket i hålrummet i enheten från vilken luft avlägsnas. Elektromagnetiska klämanordningar används för att fästa arbetsstycken av stål och gjutjärn med en plan basyta. Spännanordningar är vanligtvis gjorda i form av plattor och chuckar, vars design tar som initiala data dimensionerna och konfigurationen av arbetsstycket i plan, dess tjocklek, material och den nödvändiga hållkraften. Hållkraften hos den elektromagnetiska anordningen beror till stor del på arbetsstyckets tjocklek; vid små tjocklekar passerar inte allt magnetiskt flöde genom delens tvärsnitt, och några av de magnetiska flödeslinjerna är utspridda i det omgivande utrymmet. Delar som bearbetas på elektromagnetiska plattor eller chuckar får kvarvarande magnetiska egenskaper - de avmagnetiseras genom att passera dem genom en solenoid som drivs av växelström. I magnetisk fastspänning I enheter är huvudelementen permanentmagneter, isolerade från varandra av icke-magnetiska packningar och fästa i ett gemensamt block, och arbetsstycket är ett ankare genom vilket det magnetiska kraftflödet är stängt. För att ta bort den färdiga delen skiftas blocket med hjälp av en excentrisk eller vevmekanism, medan det magnetiska kraftflödet stängs mot enhetens kropp och går förbi delen. Designen av klämanordningar består av tre huvuddelar: en drivning, ett kontaktelement och en kraftmekanism. Drivningen, som omvandlar en viss typ av energi, utvecklar en kraft Q, som omvandlas till en klämkraft med hjälp av en kraftmekanism R och överförs genom kontaktelement till arbetsstycket. Kontaktelementen tjänar till att överföra klämkraften direkt till arbetsstycket. Deras design gör att krafter kan spridas, förhindra krossning av arbetsstyckets ytor och fördelas mellan flera stödpunkter. Det är känt att rationellt val av anordningar minskar hjälptiden. Hjälptiden kan reduceras genom att använda mekaniserade drivningar. Mekaniserade drivenheter, beroende på typ och energikälla, kan delas in i följande huvudgrupper: mekaniska, pneumatiska, elektromekaniska, magnetiska, vakuum etc. Användningsområdet för manuellt styrda mekaniska drivningar är begränsat, eftersom en betydande mängd tid krävs för installation och borttagning av arbetsstycken. De mest använda drivenheterna är pneumatiska, hydrauliska, elektriska, magnetiska och deras kombinationer. Pneumatiska ställdon arbeta enligt principen att tillföra tryckluft. Kan användas som pneumatisk drivning pneumatiska cylindrar (dubbelverkande och enkelverkande) och pneumatiska kammare. för cylinderhålrum med stång för enkelverkande cylindrar Nackdelarna med pneumatiska drivenheter inkluderar deras relativt stora totala dimensioner. Kraften Q(H) i pneumatiska cylindrar beror på deras typ och, utan att ta hänsyn till friktionskrafter, bestäms den av följande formler: För dubbelverkande pneumatiska cylindrar för cylinderns vänstra sida där p - tryckluftstryck, MPa; tryckluftstryck tas vanligtvis till 0,4-0,63 MPa, D - kolvdiameter, mm; d- stångdiameter, mm; ή- effektivitet, med hänsyn till förluster i cylindern, vid D
= 150...200 mm ή =0,90...0,95; q
- fjädermotståndskraft, N. Pneumatiska cylindrar används med en innerdiameter på 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300 mm. Montering av kolven i cylindern vid användning av o-ringar Användningen av cylindrar med en diameter på mindre än 50 mm och mer än 300 mm är inte ekonomiskt lönsam i detta fall, det är nödvändigt att använda andra typer av enheter, Pneumatiska kammare har ett antal fördelar jämfört med pneumatiska cylindrar: de är hållbara, tål upp till 600 tusen starter (pneumatiska cylindrar - 10 tusen); kompakt; De är lätta och lättare att tillverka. Nackdelarna inkluderar stavens lilla slag och de utvecklade krafternas variabilitet. Hydrauliska drivenheter jämfört med pneumatiska de har följande fördelar: utvecklar stora krafter (15 MPa och över); deras arbetsvätska (olja) är praktiskt taget inkompressibel; säkerställa smidig överföring av de utvecklade krafterna genom kraftmekanismen; kan säkerställa kraftöverföringen direkt till enhetens kontaktelement; har ett brett utbud av applikationer, eftersom de kan användas för exakta rörelser av maskinens arbetande delar och rörliga delar av enheter; tillåt användning av arbetscylindrar med liten diameter (20, 30, 40, 50 mm v. mer), vilket säkerställer deras kompakthet. Pneumohydrauliska drivenheter har ett antal fördelar gentemot pneumatiska och hydrauliska: de har hög arbetskraft, åtgärdshastighet, låg kostnad och små dimensioner. Beräkningsformlerna liknar beräkningen av hydraulcylindrar. Elektromekaniska drivenheter används ofta i CNC-svarvar, aggregatmaskiner och automatiska linjer. Drivs av en elmotor och genom mekaniska transmissioner överförs krafter till klämanordningens kontaktelement. Elektromagnetiska och magnetiska klämanordningar De utförs huvudsakligen i form av plattor och frontplattor för att fästa arbetsstycken av stål och gjutjärn. Magnetisk fältenergi från elektromagnetiska spolar eller permanentmagneter används. De tekniska möjligheterna att använda elektromagnetiska och magnetiska enheter i småskalig produktion och gruppbearbetning utökas avsevärt när man använder snabbväxlingsinställningar. Dessa enheter ökar arbetsproduktiviteten genom att reducera hjälp- och huvudtid (10-15 gånger) under multi-site bearbetning. Vakuumdrivningar används för att fästa arbetsstycken gjorda av olika material med en plan eller krökt yta, taget som huvudbas. Vakuumklämanordningar fungerar enligt principen att använda atmosfärstryck. Tvinga (N), pressa arbetsstycket till plattan: Var F- område av håligheten i enheten från vilken luft avlägsnas, cm 2; p - tryck (i fabriksförhållanden vanligtvis p = 0,01 ... 0,015 MPa). Tryck för individuella och gruppinstallationer skapas av en- och tvåstegs vakuumpumpar. Effektmekanismer fungerar som förstärkare. Deras huvudsakliga egenskap är vinsten: Var R- fästkraft som appliceras på arbetsstycket, N; F
- kraft utvecklad av drevet, N. Kraftmekanismer fungerar ofta som ett självbromsande element i händelse av ett plötsligt fel på drivningen. Några typiska konstruktioner av klämanordningar visas i fig. 5. Figur 5 Klämanordningsdiagram: A- använda ett klipp; 6 - svängande spak; V- självcentrerandeprismor 3.1. Välja platsen för applicering av klämkrafter, typ och antal klämelement När du fäster ett arbetsstycke i en fixtur måste följande grundläggande regler följas: · arbetsstyckets position som uppnås under dess basning får inte störas; · infästningen måste vara tillförlitlig så att arbetsstyckets position förblir oförändrad under bearbetningen; · den skrynkling av arbetsstyckets ytor som uppstår vid infästning, liksom dess deformation, måste vara minimal och inom acceptabla gränser. · för att säkerställa arbetsstyckets kontakt med stödelementet och eliminera dess eventuella förskjutning under fastsättning, bör klämkraften riktas vinkelrätt mot stödelementets yta. I vissa fall kan spännkraften riktas så att arbetsstycket samtidigt pressas mot ytorna på två stödelement; · för att eliminera deformationen av arbetsstycket under fastsättningen, måste anbringningspunkten för klämkraften väljas så att linjen för dess verkan skär bärelementets stödyta. Endast vid fastspänning av särskilt styva arbetsstycken kan spännkraftens verkningslinje tillåtas passera mellan stödelementen. 3.2. Bestämning av antalet klämkraftspunkter Antalet appliceringspunkter för spännkrafter bestäms specifikt för varje fall av fastspänning av arbetsstycket. För att minska kompressionen av arbetsstyckets ytor under fastsättning är det nödvändigt att minska det specifika trycket vid klämanordningens kontaktpunkter med arbetsstycket genom att sprida klämkraften. Detta uppnås genom att använda kontaktelement av lämplig utformning i klämanordningar, som gör det möjligt att fördela klämkraften lika mellan två eller tre punkter, och ibland även sprida den över en viss utsträckt yta. TILL Antal klämpunkter beror till stor del på typen av arbetsstycke, bearbetningsmetod, skärkraftens riktning. För att minska vibrationer och deformation av arbetsstycket under påverkan av skärkraften, bör styvheten hos arbetsstycket-enhetssystemet ökas genom att öka antalet platser där arbetsstycket är fastklämt och föra dem närmare den bearbetade ytan. 3.3. Bestämma typen av klämelement Klämelement inkluderar skruvar, excenter, klämmor, skruvstädbackar, kilar, kolvar, klämmor och remsor. De är mellanlänkar i komplexa spännsystem. 3.3.1. Skruvterminaler Skruvterminaler används i enheter med manuell fastsättning av arbetsstycket, i mekaniserade enheter, samt på automatiska linjer vid användning av satellitenheter. De är enkla, kompakta och pålitliga i drift. Ris. 3.1. Skruvklämmor: a – med en sfärisk ände; b - med en platt ände; c – med en sko. Skruvarna kan vara med en sfärisk ände (femte), platt, eller med en sko som förhindrar skador på ytan. Vid beräkning av kulhälskruvar tas endast hänsyn till friktion i gängan. Var: L- handtagslängd, mm; - genomsnittlig gängradie, mm; - gängans vinkel. Var: S– gängstigning, mm; – reducerad friktionsvinkel. där: Pu 150 N. Självbromsande skick: . För standard metriska gängor är därför alla mekanismer med metriska gängor självlåsande. Vid beräkning av skruvar med platt häl beaktas friktionen i skruvens ände. För ringhälen: där: D – ytterdiameter på stödänden, mm; d – inre diameter på stödänden, mm; - friktionskoefficient. Med platta ändar: För skoskruv: Material: stål 35 eller stål 45 med en hårdhet på HRC 30-35 och gängnoggrannhet av tredje klassen. 3.3.2. Kilklämmor Kilen används i följande designalternativ: 1. Platt enkelfasad kil. 2. Dubbel faskil. 3. Rund kil. Ris. 3.2. Platt enkelfasad kil. Ris. 3.3. Dubbel fasad kil. Ris. 3.4. Rund kil. 4) en vevkil i form av en excentrisk eller platt kam med en arbetsprofil skisserad längs en arkimedeisk spiral; Ris. 3.5. Vevkil: a – i form av en excentrisk; b) – i form av en platt kam. 5) en skruvkil i form av en ändkam. Här är den enkelfasade kilen så att säga rullad till en cylinder: kilens bas bildar ett stöd, och dess lutande plan bildar kammens spiralformade profil; 6) självcentrerande kilmekanismer (chuckar, dorn) använder inte system med tre eller fler kilar. 3.3.2.1. Kil självbromsande skick Ris. 3.6. Tillstånd för självbromsning av kilen. där: - friktionsvinkel. Var: –
friktionskoefficient; För en kil med friktion endast på en lutande yta är det självbromsande tillståndet: med friktion på två ytor: Vi har: ;
eller: ; .
Sedan: självbromsande tillstånd för en kil med friktion på två ytor: för en kil med friktion endast på en lutande yta: Med friktion på två ytor: Med friktion endast på en lutande yta: 3.3.3.Excentriska klämmor Ris. 3.7. Schema för beräkning av excentriker. Sådana klämmor är snabbverkande, men utvecklar mindre kraft än skruvklämmor. De har självbromsande egenskaper. Den största nackdelen: de kan inte arbeta tillförlitligt med betydande variationer i storlek mellan monterings- och klämytorna på arbetsstyckena. där: ( - medelvärdet för radien från excenterns rotationscentrum till klämmans punkt A, mm; ( - den genomsnittliga höjdvinkeln för excentern vid klämpunkten; (, (1 - glidfriktion) vinklar vid punkt A av klämman och på den excentriska axeln. För beräkningar accepterar vi: På l 2D-beräkning kan göras med formeln: Villkor för excentrisk självbromsning: Vanligtvis accepteras. Material: stål 20X, uppkolad till ett djup av 0,8–1,2 mm och härdat till HRC 50…60. 3.3.4. Spännhylsor Spännhylsorär vårärmar. De används för att installera arbetsstycken på yttre och inre cylindriska ytor. Var: Pz– arbetsstyckets fixeringskraft; Q – kompressionskraften hos spännhylsbladen; - friktionsvinkel mellan hylsan och bussningen. Ris. 3.8. Hylsa. 3.3.5. Anordningar för att klämma fast delar som rotationskroppar Förutom spännhylsor, för fastspänning av delar med cylindrisk yta, används expanderande dornar, klämbussningar med hydroplast, dorn och chuckar med skivfjädrar, membranchuckar och andra. Cantilever och centrumdorn används för installation med ett centralt bashål av bussningar, ringar, kugghjul som bearbetas på multi-cutter slipning och andra maskiner. Vid bearbetning av en sats av sådana delar är det nödvändigt att erhålla hög koncentricitet hos de yttre och inre ytorna och en specificerad vinkelräthet hos ändarna mot delens axel. Beroende på metoden för installation och centrering av arbetsstyckena, kan fribärande och centrumdornar delas in i följande typer: 1) styv (slät) för att installera delar med ett gap eller interferens; 2) expanderande spännhylsor; 3) wedge (kolv, kula); 4) med skivfjädrar; 5) självspännande (kam, rulle); 6) med en centrerande elastisk bussning. Ris. 3.9. Dorndesigner: A - slät dorn; b - dorn med delad hylsa. I fig. 3,9, A visar en slät dorn 2, på vars cylindriska del arbetsstycket 3 är installerat .
Dragkraft 6 ,
fixerad på den pneumatiska cylinderns stav, när kolven med staven rör sig till vänster, trycker huvudet 5 på snabbväxlingsbrickan 4 och klämmer fast delen 3 på en slät dorn 2 .
Dornen med sin koniska del 1 förs in i maskinspindelns kon. Vid fastspänning av arbetsstycket på dornen orsakar den axiella kraften Q på stången på den mekaniserade drivningen 4 mellan brickans ändar ,
spindelns och arbetsstyckets ansats 3 moment från friktionskraften, större än momentet M skär från skärkraften P z. Beroende mellan moment: varifrån kommer kraften på stången på den mekaniserade drivningen: Enligt den raffinerade formeln: Där: - Säkerhetsfaktor; P z - vertikal komponent av skärkraft, N (kgf); D- ytterdiameter på arbetsstyckets yta, mm; D 1 - ytterdiameter på snabbväxlingsbricka, mm; d- diameter på den cylindriska monteringsdelen av dornen, mm; f= 0,1 - 0,15- kopplingens friktionskoefficient. I fig. 3,9, b visar en dorn 2 med en delad hylsa 6, på vilken arbetsstycket 3 är installerat och fastklämt. Den koniska delen 1 av dornen 2 är införd i konen på maskinspindeln. Delen kläms fast och frigörs på dornen med hjälp av en mekaniserad drivning. När tryckluft tillförs till den högra håligheten i den pneumatiska cylindern, rör sig kolven, stången och stången 7 åt vänster och huvudet 5 på stången med bricka 4 flyttar den delade hylsan 6 längs dornens kon tills den klämmer fast del på dornen. När tryckluft tillförs till den vänstra håligheten i den pneumatiska cylindern, kolven, staven; och stången rör sig till höger, huvudet 5 med brickan 4 rör sig bort från hylsan 6 och delen är ouppspänd. Fig.3.10. Fribärande dorn med tallriksfjädrar (A) och tallriksfjäder (b). Vridmomentet från den vertikala skärkraften P z måste vara mindre än momentet från friktionskrafterna på den cylindriska ytan av den delade hylsan 6
dornar. Axialkraft på stången på en motordriven drivenhet (se Fig. 3.9, b). där: - halva vinkeln för dornkonen, grader; - friktionsvinkel på dornens kontaktyta med den delade hylsan, grader; f=0,15-0,2- friktionskoefficient. Dorn och chuckar med tallriksfjädrar används för centrering och fastspänning längs den inre eller yttre cylindriska ytan på arbetsstycken. I fig. 3.10, a, b en fribärande dorn med tallriksfjädrar och en tallriksfjäder visas respektive. Dornen består av en kropp 7, en tryckring 2, ett paket med tallriksfjädrar 6, en tryckhylsa 3 och en stång 1 ansluten till den pneumatiska cylinderstången. Dornen används för att installera och säkra del 5 längs den inre cylindriska ytan. När kolven med stången och stången 1 rör sig åt vänster, trycker den senare, med huvudet 4 och bussningen 3, på tallriksfjädrarna 6. Fjädrarna rätas ut, deras ytterdiameter ökar och innerdiametern minskar, arbetsstycket 5 är centrerad och klämd. Storleken på fjädrarnas monteringsytor under kompression kan variera beroende på deras storlek med 0,1 - 0,4 mm. Följaktligen måste den cylindriska basytan på arbetsstycket ha en noggrannhet på 2 - 3 klasser. En tallriksfjäder med slitsar (fig. 3.10, b) kan betraktas som en uppsättning tvålänkade hävstångsledmekanismer med dubbelverkan, expanderade med axiell kraft. Efter att ha bestämt vridmomentet M res på skärkraft P z och välja säkerhetsfaktor TILL, friktionskoefficient f och radie R monteringsytan på fjäderskivans yta, får vi likheten: Från likheten bestämmer vi den totala radiella spännkraften som verkar på arbetsstyckets monteringsyta: Axialkraft på den motoriserade manöverstången för tallriksfjädrar: med radiella slitsar utan radiella slitsar där: - lutningsvinkeln för tallriksfjädern vid fastspänning av delen, grader; K=1,5 - 2,2- säkerhetsfaktor; M res - vridmoment från skärkraft P z Nm (kgf-cm); f=0,1-0,12- friktionskoefficient mellan skivfjädrarnas monteringsyta och arbetsstyckets basyta; R- radie för monteringsytan på skivfjädern, mm; P z- vertikal komponent av skärkraft, N (kgf); R 1- radien för delens bearbetade yta, mm. Chuckar och dorn med självcentrerande tunnväggiga bussningar fyllda med hydroplast används för installation på den yttre eller inre ytan av delar som bearbetas på svarvar och andra maskiner. På enheter med en tunnväggig bussning är arbetsstyckena med sina yttre eller inre ytor monterade på bussningens cylindriska yta. När bussningen expanderas med hydroplast centreras och kläms delarna. Formen och dimensionerna på den tunnväggiga bussningen måste säkerställa tillräcklig deformation för tillförlitlig fastspänning av delen på bussningen vid bearbetning av delen på maskinen. Vid design av chuckar och dorn med tunnväggiga bussningar med hydroplast beräknas följande: 1. huvudmått på tunnväggiga bussningar; 2. dimensioner för tryckskruvar och kolvar för anordningar med manuell fastspänning; 3. Kolvstorlekar, cylinderdiameter och kolvslag för motordrivna enheter. Ris. 3.11. Tunnväggig bussning. De initiala uppgifterna för beräkning av tunnväggiga bussningar är diametern D d hål eller arbetsstyckets halsdiameter och längd l d hål eller halsar på arbetsstycket. För att beräkna en tunnväggig självcentrerande bussning (Fig. 3.11) kommer vi att använda följande notation: D- diameter på monteringsytan på centreringshylsan 2, mm; h- tjockleken på den tunnväggiga delen av bussningen, mm; T - längd på bussningens stödremmar, mm; t- tjocklek på bussningens stödremmar, mm; - den största diametrala elastiska deformationen av bussningen (ökning eller minskning i diameter i dess mittdel) mm; S max- maximal spalt mellan bussningens monteringsyta och arbetsstyckets 1 basyta i fritt tillstånd, mm; l till- längden på den elastiska bussningens kontaktsektion med arbetsstyckets monteringsyta efter att bussningen har lossats, mm; L- längden på den tunnväggiga delen av bussningen, mm; l d- arbetsstyckets längd, mm; D d- diameter på arbetsstyckets basyta, mm; d- håldiameter för bussningens stödband, mm; R - hydrauliskt plasttryck som krävs för att deformera en tunnväggig bussning, MPa (kgf/cm2); r 1 - hylsens krökningsradie, mm; M res =P z r - tillåtet vridmoment som härrör från skärkraften, Nm (kgf-cm); P z- skärkraft, N (kgf); r är skärkraftens momentarm. I fig. Figur 3.12 visar en fribärande dorn med en tunnväggig hylsa och hydroplast. Arbetsstycket 4 installeras med bashålet på den yttre ytan av den tunnväggiga bussningen 5. När tryckluft tillförs till den pneumatiska cylinderns stånghålighet, rör sig kolven med stången i den pneumatiska cylindern till vänster och stången genom stången 6 och spaken 1 förflyttar kolven 2, som trycker på den hydrauliska plasten 3 .
Hydroplasten pressar jämnt på den inre ytan av hylsan 5, hylsan expanderar; Hylsans ytterdiameter ökar och den centrerar och säkrar arbetsstycket 4.
Ris. 3.12. Fribärande dorn med hydroplast. Membranchuckar används för exakt centrering och fastspänning av delar som bearbetas på svarvar och slipmaskiner. I membranchuckar är delarna som ska bearbetas monterade på den yttre eller inre ytan. Delarnas basytor ska bearbetas enligt 2:a noggrannhetsklassen. Diafragmapatroner ger en centreringsnoggrannhet på 0,004-0,007 mm. Membran- dessa är tunna metallskivor med eller utan horn (ringmembran). Beroende på effekten på membranet av den mekaniserade drivstången - dragnings- eller tryckverkan - delas membranpatroner in i expanderande och fastspänning. I en expanderande membranchuck, vid montering av den ringformade delen, böjs membranet med horn och drivstången åt vänster mot maskinspindeln. I detta fall konvergerar membranhornen med klämskruvar installerade vid ändarna av hornen mot chuckens axel, och ringen som bearbetas installeras genom det centrala hålet i chucken. När trycket på membranet stannar under inverkan av elastiska krafter, rätas det ut, dess horn med skruvar divergerar från patronens axel och klämmer fast ringen som bearbetas längs den inre ytan. I en klämmembran med öppen chuck, när den ringformade delen är installerad på den yttre ytan, böjs membranet av drivstången till höger om maskinspindeln. I detta fall avviker membranhornen från chuckens axel och arbetsstycket är frigjort. Sedan installeras nästa ring, trycket på membranet slutar, det rätar ut och klämmer fast ringen som bearbetas med sina horn och skruvar. Klämmembranchuckar med kraftdrivning tillverkas enligt MN 5523-64 och MN 5524-64 och med manuell drivning enligt MN 5523-64. Membranpatroner finns i typer av johannesbröd och koppar (ringar), de är gjorda av stål 65G, ZOKHGS, härdade till en hårdhet på HRC 40-50. Huvuddimensionerna för johannesbröd- och koppmembranen är normaliserade. I fig. 3,13, a, b visar designdiagrammet för membran-hornchucken 1 .
En chuck pneumatisk drivning är installerad i den bakre änden av maskinspindeln När tryckluft tillförs den pneumatiska cylinderns vänstra hålighet, rör sig kolven med stång och stång 2 samtidigt, stång 2, tryckande på hornmembranet 3, böjer det, kammarna (hornen) 4 divergerar och delen 5 öppnas (fig. 3.13, b). När tryckluft tillförs till den högra håligheten i den pneumatiska cylindern, rör sig dess kolv med stången och stången 2 till vänster och rör sig bort från membranet 3. Membranet, under inverkan av inre elastiska krafter, rätar ut kammarna 4 av membranet konvergerar och klämmer fast del 5 längs den cylindriska ytan (Fig. 3.13, a). Ris. 3.13. Schema av en membran-horn chuck Grunddata för beräkning av patronen (bild 3.13, A) med hornliknande membran: skärmoment M res strävar efter att rotera arbetsstycket 5 i chuckens kammar 4; diameter d = 2b basens yttre yta av arbetsstycket; distans l från mitten av membranet 3 till mitten av kammarna 4. I fig. 3,13, V ett designdiagram av ett laddat membran ges. Ett runt membran som är stelt fixerat längs den yttre ytan belastas med ett jämnt fördelat böjmoment M I, applicerad längs en koncentrisk cirkel av ett membran med radie b arbetsstyckets basyta. Denna krets är resultatet av överlagring av två kretsar som visas i fig. 3,13, g, d, och M I = M 1 + M 3. M res Befogenheter P z orsaka ett moment som böjer membranet (se fig. 3.13, V). 2. Med ett stort antal chuckkäftar, ögonblicket M sid kan anses verka likformigt runt omkretsen av membranradien b och får den att böjas: 3. Radie A membranets yttre yta (av designskäl) specificeras. 4. Attityd T radie A membran till radie b monteringsyta för delen: a/b = t. 5. Ögonblick M 1 Och M 3 i bråkdelar av M och (M och = 1) hittas beroende på m=a/b enligt följande data (tabell 3.1): Tabell 3.1 6. Vinkel (rad) för kammarnas öppning när man fäster en del med den minsta maximala storleken: 7. Cylindrisk styvhet hos membranet [N/m (kgf/cm)]: där: MPa - elasticitetsmodul (kgf/cm 2); =0,3. 8. Vinkel för största expansion av kammar (rad): 9. Kraften på stången på chuckens motordrivna drivning, nödvändig för att avleda membranet och sprida ut kammarna när delen expanderar, till maximal vinkel: Vid val av appliceringspunkt och riktning för klämkraften måste följande observeras: för att säkerställa kontakten mellan arbetsstycket och stödelementet och eliminera dess eventuella förskjutning under fastsättningen, bör klämkraften riktas vinkelrätt mot ytan av stödelement; För att eliminera deformationen av arbetsstycket under fastsättningen måste appliceringspunkten för klämkraften väljas så att linjen för dess verkan skär monteringselementets stödyta. Antalet appliceringspunkter för spännkrafter bestäms specifikt för varje fall av fastspänning av ett arbetsstycke, beroende på typen av arbetsstycke, bearbetningsmetod och skärkraftens riktning. För att minska vibrationer och deformation av arbetsstycket under påverkan av skärkrafter, bör styvheten hos arbetsstyckets fixtursystem ökas genom att öka antalet fastspänningspunkter för arbetsstycket genom att införa extra stöd. Klämelement inkluderar skruvar, excenter, klämmor, skruvstädbackar, kilar, kolvar och remsor. De är mellanlänkar i komplexa spännsystem. Formen på klämelementens arbetsyta i kontakt med arbetsstycket är i princip densamma som för installationselementen. Grafiskt är klämelementen betecknade enligt tabell. 3.2. Tabell 3.2 Grafisk beteckning av spännelement
Spännhylsor De är delade fjäderhylsor, vars designvarianter visas i fig. 74 (α - med ett spännrör; 6 - med ett distansrör; c - vertikal typ). De är tillverkade av högkolhaltiga stål, till exempel U10A, och är värmebehandlade till en hårdhet på HRC 58...62 i spänndelen och till en hårdhet på HRC 40...44 i stjärtdelarna. Spännhylsens konvinkel α = 30…40°. Vid mindre vinklar kan hylsan fastna.
Kamlås(fig. 77, d) består av en hjulaxel 2 på vilken en excentrisk 3 är fastklämd. Axeln drivs till rotation av en ring 1 fäst vid låshandtaget. ringen roterar i hushålet 4, vars axel är förskjuten från axelaxeln med ett avstånd e. När handtaget roterar baklänges sker överföringen till axeln genom tappen 5. Under infästningsprocessen kilas ringen 1 mellan. excentriken och huset.
eller 
, och när den är förseglad med manschetter 
eller 
.
m=a/b 1,25
1,5
1,75
2,0
2,25
2,5
2,75
3,0
M 1 0,785
0,645
0,56
0,51
0,48
0,455
0,44
0,42
M 3 0,215
0,355
0,44
0,49
0,52
0,545
0,56
0,58