Механизмы с упругодеформируемыми элементами. Цанговые зажимы. Основные конструктивные параметры, применяемые материалы. Погрешность центрирования.

Цанговые зажимы обеспечивают концентричность установки порядка 0,02…0,05 мм. Поверхность заготовки, которой она базируется в цанге, обеспечивают с точностью 6…9 квалитета.

Цанговый зажим или цанга – приспособление для фиксации цилиндрических предметов (свёрл, фрез и т.п.), которое являет собой втулку с разрезами, способную пружинить. Цанга крепится в цанговом патроне, цанговый патрон при этом соединён с валом шпинделя. Цанги – это разрезные втулки с пружинящими лепестками. При сжатии лепестков в цанговом патроне при помощи специальной гайки происходит надёжная фиксация инструмента, вставленного в цангу. Простота и надёжность – факторы, обусловившие широкое распространение цанговых патронов.

Цангами называются разрезные пружинящие втулки, которые могут центрировать заготовки по внешней и внутренней поверхностям. Цанговые механизмы используют для центрирования и зажима пруткового материала разного профиля и отдельных заготовок.

Продольные прорези превращают каждый лепесток цанги в консольно закрепленную балку, которая получает радиальные упругие перемещения при продольном движении цанги за счет взаимодействия конусов цанги и корпуса. Так как радиальные перемещения всех лепестков цанги происходят одновременно и с одинаковой скоростью, то механизм приобретает свойство самоцентрирования.

Число лепестков цанги зависит от ее рабочего диаметра d и профиля зажимных заготовок (рис. 48, в). При d < 30 мм цанга имеет три лепестка, при 30 < d < 80 мм - четыре, при d ≥ 80 мм – шесть.

Для сохранения работоспособности цанги деформация ее лепестков не должна выходить за пределы упругой зоны. Это определяет повышенные требования к точности базового диаметра заготовки, который должен быть выполнен не грубее 9 квалитета.

Цанги изготовляют из стали У8А или 65Г, крупные цанги — из стали 15ХА или 12ХНЗА. Рабочую часть закаливают до твердости HRC 55—62. Хвостовую часть подвергают отпуску до твердости HRC 30—40.

Погрешность центрирования обусловлена неточностью изготовления цанговых патронов и не превышает 0,05 - 0,1 мм. Каждый лепесток цанги представляет собой плоский односкосный клин.

12. Назначение и классификация силовых приводов. Привести функциональную зависимость для определения усилия зажима при использовании пневмопривода.

Механизация приводных устройств приспособлений позволяет по­высить производительность станков и облегчить труд станочников. При этом представляется возможным регулирование скорости и необходи­мой силы для выполнения того или иного .элемента технологической опе­рации. В настоящее время не только механизируются, но и автоматизиру­ются такие операции, как установка, закрепление обрабатываемых загото­вок, поворот приспособлений в процессе обработки, снятие обработанных деталей со станка, транспортировка деталей для выполнения следующей операции или на хранение готовых деталей и т. д.

Для этих целей в приспособлениях для закрепления обрабатывав заготовок применяют различные приводы зажимных устройств: электромеханические, механические, центробежные, пневматические, гидравлические, пневмогидравлические, механогидравлические, вакуумные, магнитные, электромагнитные и другие. Однако наибольшее распространение получили пневматические и гидравлические приводы. Обусловлено это возможностью создания равномерного закрепления и простотой конструкции

В крупносерийном и массовом производствах широкое распростра­нение получили пневматические приводы зажимных устройств приспособ­лений. Они имеют простую конструкцию, обладают высокой скоростью быстродействия, надежны в эксплуатации, просты в управлении, а также имеют невысокую стоимость.

По виду пневмодвигателя пневматические силовые приводы делятся на два вида: пневматические цилиндры с поршнем и пневматические ка­меры с диафрагмами.

По способу компоновки пневмоприводов с приспособлениями их подразделяют на встроенные, прикрепляемые и универсальные. Встроен­ные пневмоприводы размещаются внутри корпуса приспособления и со­ставляют с ним одну целую конструкцию. Прикрепляемые пневмоприводы устанавливаются на корпусе приспособления и подсоединяются к зажим­ному устройству. Такие пневмоприводы могут быть применимы и на дру­гих приспособлениях. Универсальный пневмопривод представляет собой специальный агрегат (автономный) и может использоваться для закрепле­ния заготовок в различных приспособлениях.

Поршневые и диафрагменные пневмодвигатели бывают одно- и дву­стороннего действия (рис. 4.1). В пневмодвигателях одностороннего дей­ствия перемещение штока с поршнем или прогиб диафрагмы в пневмока­мере осуществляется сжатым воздухом, а обратный ход штока с поршнем или диафрагмы со штоком - под действием пружины, установленной на штоке.

В сравнении с пневматическими гидравлические приводы имеют меньшие габаритные размеры (при одинаковых выходных параметрах), так как в них создаются более высокие давления масла (до 6,0 МПа и выше, то есть до 60 кгс/см и выше).

Гидроцилиндры так же, как и пневмоцилиндры, выполняют одно- и двусторонние действия. Конструктивно они выполняются такими же, как и пневмоцилиндры. В зажимных устройствах одностороннего действия воз­врат поршня в исходное положение осуществляется пружиной. Гидрорас­пределители применяют двух типов: ручного или педального. Они имеют два положения, соответствующие зажиму и откреплению заготовки. Гид­роцилиндры чаще всего применяют встраиваемые со стандартизованным внутренним диаметром: 40, 50, 60, 75, и 100 мм.

Основным расчетным параметром пневмоцилиндра является осевая сила на штоке поршня, зависящая от размеров пневмоцилиндра и давленая сжатого воздуха в его полостях. Расчет осевой силы Q, которая по сути и является силой закрепления, ведется по формулам

Для работы пневмоцилиндра двустороннего действия (рис. 4.2) вре­мя срабатывания можно определить по формуле, которая является более точной, чем уравнение (4.7):

t_c=t₀+t₁+t₂+ t₃ (4.8)

где t₀- время срабатывания пневмоцилиндра (время, в течение которого в наполняемой полости давление растет от атмосферного до давления в ма­гистральной сети); t₁ - время выстоя поршня, т. е. время от момента от­крытия впускного клапана воздухораспределительного крана до начала движения поршня (в этот период времени давление постоянно растет): t₂ – время движения поршня; t₃- время от момента окончания хода поршня до полного выравнивания давления в бесштоковой полости пневмоцилиндра с давлением в магистральной сети.