/
Текст
Перейти ^оглавлению
МА.Ансеров
ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
ДЛЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ
СТАНКОВ
М. А. Ансеров
ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
ДЛЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ
СТАНКОВ
Издание четвертое,
исправленное и дополненное
Редактор Н. Г. Гутнер
ЛЕНИНГРАД
«МАШИНОСТРОЕНИЕ»
ЛЕНИНГРАДСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ
1975
ОТ РЕДАКТОРА
Книга проф. М. А. Ансерова «Приспособления для металлорежущих
станков» впервые вышла в 1960 г. и сразу же получила заслуженное при-
знание читателей. Во второе издание (1964 г.)'автором были внесены из-
менения, связанные с появлением новых нормалей машиностроения и
стандартов на детали и узлы станочных приспособлений, а также в связи
с уточнением понятий о базах и некоторых расчетов. Книга была допол-
нена новыми конструкциями приспособлений. В 1966 г. незадолго до кон-
чины М. А. Ансерова по многочисленным заявкам читателей вышло третье,
стереотипное, издание книги.
За время, прошедшее с тех пор, проделана огромная работа по стан-
дартизации деталей и узлов станочных приспособлений. Заменены уста-
ревшие ГОСТы и ОСТы и большинство нормалей машиностроения на эти
детали и узлы. Все большее применение получили различные системы
групповой и переналаживаемой оснастки (а также система УСП). Совер-
шенствовались конструкции приспособлений на базе их механизации и
автоматизации с помощью пневматического, гидравлического, электро-
механического, магнитного и других типов привода. Книга, длительное
время являвшаяся одним из основных пособий при конструировании ста-
ночных приспособлений, несколько устарела и поэтому встала задача по
ее обновлению.
Редактор не ставил перед собой цель коренным образом переработать
книгу, так как большинство ее материалов и в настоящее время находит
применение в сегодняшней практике проектирования приспособлений
к станкам. В четвертом издании книги сохранена архитектоника предыду-
щих изданий. Заменены и описаны вновь 113 стандартов на детали и узлы
станочных приспособлений. Все номера ГОСТов, на которые имеются
ссылки в тексте, приведены в соответствие с действующими по состоянию
на 1 января 1975 г.
Добавлены краткие сведения о магнитных, электромеханических и
вакуумных приводах. Изъят материал по вспомогательным инструментам.
Обновлен список литературы.
Книга М. А. Ансерова, по нашему мнению, еще долгое время будет
служить ценным пособием при проектировании приспособлений к метал-
лорежущим станкам, в особенности для молодых специалистов.
Редактор приносит большую благодарность инж. Г. В. Филиппову
за помощь при редактировании гл. IV и V, канд. техн, наук И. С. Боль-
шакову за краткое описание магнитной технологической оснастки,
Н. И. Гин за большое участие при подборе материалов.
Н. Г. Гутнер
ВВЕДЕНИЕ
Первостепенное значение для технического перевооружения всего на-
родного хозяйства имеет развитие машиностроения. В Директивах
XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану развития народного хозяй-
ства СССР на 1971... 1975 годы намечено увеличить выпуск продукции
машиностроительной и металлообрабатывающей промышленности
в 1,7 раза, главным образом за счет повышения производительности
труда в 1,5...1,8 раза. Для решения этой задачи необходимо изыскать
и использовать все имеющиеся резервы производства, одним из которых
является сокращение вспомогательного времени при механической обра-
ботке за счет механизации и автоматизации технологических процессов.
Затраты на изготовление, приобретение и эксплуатацию разнообразной
технологической оснастки составляют до 20% от стоимости оборудования,
а себестоимость и сроки подготовки производства в основном опреде-
ляются величиной затраты труда и времени на проектирование и изготов-
ление технологической оснастки.
Наибольший удельный вес в общей массе оснастки имеют станочные
приспособления, с помощью которых решаются три основные задачи:
1) базирование обрабатываемых деталей на станках с выверкой по
проверочным базам заменяется базированием без выверки, что ускоряет
процесс базирования и обеспечивает возможность автоматического полу-
чения размеров на настроенных станках;
2) повышается производительность и облегчаются условия труда ра-
бочих за счет механизации приспособлений, а также за счет применения
многоместной, позиционной и непрерывной обработки;
3) расширяются технологические возможности станков, что позволяет
на обычных станках выполнять такую обработку или получать такую
точность, для которых эти станки не предназначены.
За последнее время значительно повысился уровень механизации и
автоматизации приспособлений, а также проведена большая работа по
стандартизации их деталей, узлов и отдельных конструкций. Широкая
механизация и автоматизация приспособлений в условиях мелкосерийного
и серийного производства стала возможной на базе применения двух со-
временных принципов в конструировании:
1) создание переналаживаемых (групповых, универсальных) при-
способлений с индивидуальным механизированным приводом (пневма-
тическим, гидравлическим, электромеханическим и др.);
2) создание универсальных (агрегатированных) силовых приводов для
последовательного обслуживания ряда специальных приспособлений.
Одновременно в единичном и мелкосерийном производстве широкое
применение получила система универсально-сборных приспособлений,
основанная на принципе многократного использования определенной со-
вокупности стандартных деталей и узлов, из которых в течение несколь-
4
ких часов компонуются разнообразные приспособления. В ней начинают
использовать пневмо- и гидросиловые узлы для закрепления заготовок.
Применение переналаживаемых и универсально-сборных приспособле-
ний, а также универсальных приводов резко снижает затраты средств и
времени на подготовку производства.
При комплексной автоматизации обработки на станках приспособле-
ния проектируются с полуавтоматическим, а при наличии загрузочных
устройств — с автоматическим циклом работы. В первом случае обычно
автоматизируются приемы зажима и освобождения обрабатываемых дета-
лей (полуавтоматические тиски, скальчатые кондуктора и т. п.); во вто-
ром — все приемы по загрузке, зажиму, откреплению и удалению обра-
ботанных деталей.
В делительных и поворотных приспособлениях автоматизируются по-
ворот стола, а также зажим и открепление заготовок. Следует отметить,
что конструирование переналаживаемых групповых и автоматизированных
приспособлений, а также внедрение их в производственную практику
еще не получили должного размаха на машиностроительных заводах. Не-
обходимо всемерно расширять их проектирование и внедрение, а попутно
обобщать и систематизировать передовой опыт в этой области.
В современном машиностроении все большее распространение полу-
чает технологическая оснастка, скомпонованная из стандартных деталей
и узлов, а также стандартные конструкции приспособлений, изготавли-
ваемые на специализированных заводах. Однако в ряде случаев для ори-
гинальных и сложных в изготовлении деталей, а также при смене объекта
производства машиностроительным заводам приходится своими силами
конструировать и изготавливать технологическую оснастку для обеспече-
ния заданной точности и высокопроизводительной обработки.
Ознакомлению со стандартными элементами и конструкциями при-
способлений и областью их применения, а также изучению вопросов, свя-
занных с конструированием приспособлений, и посвящена эта книга,
построенная на основании научного обобщения широкой практики кон-
струирования станочных приспособлений. В ней использованы материалы
многих проектно-технологических институтов, заводов и оригинальные
конструкции, созданные новаторами-станочниками. Учтены и кратко из-
ложены ГОСТы на детали, узлы и конструкции приспособлений, вышед-
шие до 1 января 1975 г. По стандартным конструкциям указаны основные
размерные параметры и материалы их элементов, что помогает ориенти-
роваться при выборе и проектировании конструкции приспособления.
В первом разделе изложены основы расчета при базировании, необ-
ходимые для обеспечения требуемой точности обработки; даны классифи-
кация и расчет силовых механизмов, а также пневматических и гидравли-
ческих приводов. Рассмотрены типовые конструкции элементов механиз-
мов и приводов приспособлений. Во втором разделе помещены наиболее
удачные и типичные конструкции, преимущественно с пневматическим и
гидравлическим приводами, переналаживаемые и автоматизированные.
Лучший метод изучения богатого опыта в проектировании приспособ-
лений — ознакомление с проверенными на практике конструкциями.
В связи с этим, а также учитывая запросы начинающих и недостаточно
опытных конструкторов и студентов, в книге даются не схемы (за редким
исключением) и не отдельные разрезы, а полностью конструкции при-
способлений. Молодым конструкторам и студентам рекомендуется
в первую очередь изучить принципиальные положения и методику рас-
четов, изложенные в первых главах книги. Это позволит быстрее и уве-
реннее проектировать приспособления и совершенствовать их конструкции.
РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ
ДЕТАЛИ, МЕХАНИЗМЫ И ПРИВОДЫ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
ГЛАВА I
БАЗИРОВАНИЕ ОБРАБАТЫВАЕМЫХ ДЕТАЛЕЙ
И УСТАНОВОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
1. ПОНЯТИЯ о КОНСТРУКТИВНОЙ И УСТАНОВОЧНОЙ БАЗАХ
ОБРАБАТЫВАЕМОЙ ПОВЕРХНОСТИ
Элементами детали являются ее поверхности, оси, линии
или отдельные точки.
На чертеже или операционном эскизе детали каждая из обрабатывае-
мых поверхностей связана с другими элементами детали координирую-
щими размерами и соотношениями \
Конструктивной базой1 2 обрабатываемой поверхности на-
зовем совокупность элементов детали, с которыми обрабатываемая поверх-
ность или ее ось связана координирующими размерами или соотношениями
на чертеже. Так, например, у детали, изображенной на рис. 1.1, а, кон-
структивная база оси обрабатываемого отверстия состоит из трех элемен-
тов: поверхностей т и п, от которых заданы координирующие размеры х,
у до оси, и нижней плоскости k, с которой ось отверстия связана требова-
нием взаимной перпендикулярности (соотношением). Конструктивной
базой оси отверстия у детали по рис. 1.1, б служит опорная плоскость т.
У ступенчатых валиков (рис. 1.1, в, г) обрабатываются две группы по-
верхностей — шейки и торцовые поверхности (уступы). Конструктивной
базой цилиндрических шеек служит их ось, а базами, определяющими
положение уступов, являются у левого валика торец т (координатная
система простановки размеров, рис. 1.1, в), а у правого — торец т и
уступы п и k (цепная система простановки размеров, рис. 1.1, г).
Из этих примеров следует, что если два элемента детали связаны коор-
динирующим размером или соотношением, то любой из них можно при-
нимать за базу 3 относительно другого (обратимость конструктивных баз).
Так, на рис. 1.1, б ось отверстия можно рассматривать как конструктив-
ную базу опорной плоскости у правого валика торец i — как базу
уступа k; уступ k — как базу в отношении торца i или уступа п (рис. 1.1, г)
и т. д.
Обработка детали обычно состоит из отдельных операций, выполняе-
мых на различных станках. На каждой операции (установке) деталь пред-
1 Координирующие размеры — расстояния между плоскостями, осями
и другими элементами. Соотношения — параллельность или взаимная перпендику-
лярность плоскостей и осей, концентричность (соосность) поверхностей и т. п.
Допустимые отклонения (погрешности) координирующих размеров и отклонения в со-
отношениях регламентируют допуском.
2 Конструктивную базу часто называют измерительной базой.
3 Базой называется поверхность или ось, относительно которой определяется положе-
ние других поверхностей или осей (ГОСТ 16319——70).
6
варительно базируют на станке, затем закрепляют и производят обработку
одной или нескольких поверхностей.
Каждая обрабатываемая поверхность должна иметь свою установоч-
ную базу, с помощью которой ее правильно ориентируют относительно
станка или режущего инструмента.
Установочной базой обрабатываемой поверх-
ности называют совокупность элементов детали, с помощью которых
обрабатываемую поверхность (ее ось) правильно ориентируют на станке
относительно траектории режущего инструмента.
В ряде случаев, наоборот, режущий инструмент ориентируют относи-
тельно установочной базы обрабатываемой поверхности.
Рис. 1.1. Конструктивные базы обрабатываемых поверхностей,
выявляемые на чертеже детали
Установочная база может быть опорной или проверочной; соответ-
ственно применяются два метода базирования:
1) по опорным установочным базам;
2) по проверочным установочным базам.
Опорная установочная база — совокупность элемен-
тов детали, которыми она непосредственно соприкасается с установоч-
ными поверхностями приспособления при базировании.
Проверочная установочная база — совокупность
элементов детали, по которым производится выверка положения детали
на станке при базировании.
В качестве проверочной базы кроме поверхностей служат линии, оси
и центры, наносимые разметкой, а иногда и сами обрабатываемые поверх-
ности. Например, центрирование литой втулки в кулачках планшайбы
можно производить по отверстию, подлежащему обработке; базирование
станины перед шлифованием ее направляющих — по предварительно
обработанным направляющим и т. п.
Выверка производится с помощью рейсмаса, индикатора и других ин-
струментов. В процессе выверки устанавливаемую деталь приходится'
смещать, подклинивать и т. п.
Базирование с выверкой по проверочным базам отнимает много вре-
мени и применяется обычно в единичном производстве. Базирование
по опорным базам не требует выверки; необходимая ориентировка детали
(обрабатываемой поверхности) достигается сразу же, как только базовые
элементы детали войдут в контакт с установочными элементами приспо-
собления. Такое базирование выполняется значительно быстрее и при-
7
меняется в массовом и серийном производстве, где в связи с этим широко
используются всевозможные установочно-зажимные приспособления.
При выборе опорной установочной базы и построении схемы базиро-
вания рекомендуется в качестве опорной базы использовать конструктив-
ную базу обрабатываемой поверхности, так как при этом исключаются
погрешности базирования (см. ниже). В таком случае, т. е. при совпадении
баз, опорную установочную базу будем называть конструктивной.
Рис. 1.2. Конструктивные и вспо-
могательные элементы опорной ус-
тановочной базы, выявляемые на
схеме базирования
Если же опорная установочная база не является одновременно и кон-
структивной базой, она называется вспомогательной.
Так, например, на схеме базирования по рис. 1.2, а опорная базовая
поверхность 1 является конструктивной (связана с обрабатываемой по-
верхностью 2 размером h), а на схеме по рис. 1.2, б — вспомогательной,
так как конструктивной базой относительно обрабатываемой поверх-
ности 2 служит поверхность 3 (опорная и конструктивная базы не совпа-
дают). На схеме базирования по рис. 1.2, в опорная база оси обрабатывае-
мого отверстия состоит из поверхностей 1 и 2. Поверхность 1 является
конструктивной, а поверхность 2 — вспомогательной опорной базой, так
как ось отверстия не связана с поверхностью 2 размером.
Размер Н, связывающий вспомогательную опорную базу с конструк-
тивной, называют базисным размером.
2. ОСНОВНЫЕ СХЕМЫ БАЗИРОВАНИЯ
ПО ОПОРНЫМ УСТАНОВОЧНЫМ БАЗАМ
Большая часть деталей машин ограничена простейшими поверхнос-
тями— плоскими, цилиндрическими, коническими, которые и используются
в качестве опорных установочных баз. Поэтому количество типовых схем
базирования невелико. Рассмотрим основные схемы.
Схема базирования призматических деталей \ Всякое твердое тело,
рассматриваемое в системе трех взаимно перпендикулярных осей, может
иметь шесть степеней свободы: перемещения вдоль осей OX, 0Y и OZ
1 Призматическая деталь рассматривается здесь как представитель многих реальных
деталей самых различных форм и размеров (плиты, крышки, коробки и пр.), которые с точки
зрения базирования являются «призматическими».
& ~
(рис. 1.3, а) и повороты относительно тех же осей. Если задать шесть коор-
динат (штриховые линии изображают жесткие двусторонние связи), то
можно точно определить положение детали в пространстве.
Три координаты, определяющие положение детали относительно пло-
скости XOY, лишают ее трех степеней свободы — возможности пере-
мещаться в направлении оси OZ и вращаться вокруг осей OY и ОХ. Две
координаты, определяющие положение детали относительно плоскости
ZOY, лишают ее двух степеней свободы — возможности перемещаться
в направлении оси ОХ и вращаться вокруг оси OZ. Шестая координата,
Рис. 1.3. Схема базирования призматических деталей
определяющая положение детали относительно плоскости XOZ, лишает
ее последней степени свободы — возможности перемещаться в направле-
нии оси OY.
Если координаты заменить опорными точками, получится схема бази-
рования призматических деталей в приспособлении (рис. 1.3, б); силы
зажима Wlt W2, W3 совместно с опорными точками обеспечивают двусто-
ронние связи — силовое замыкание всей системы.
Поверхность детали, несущая три опорные точки, называется глав-
ной базирующей поверхностью; боковая поверхность с двумя
точками — направляющей; торцовая поверхность с одной опор-
ной точкой — упорной.
В качестве главной желательно выбирать базирующую поверхность,
имеющую наибольшие размеры. В качестве направляющей — поверх-
ность наибольшей протяженности.
Схема базирования цилиндрических деталей. Для того чтобы точно
определить положение валика в пространстве, необходимо задать пять
жестких связей — координат (рис. 1.4,- а), которые лишают валик пяти
степеней свободы: возможности перемещаться в направлении осей ОХ,
OY, OZ и вращаться вокруг осей ОХ и OZ. Шестая степень свободы —
вращение вокруг собственной оси — отнимается у валика координатой,
проведенной от поверхности шпоночной канавки.
Если координаты заменить призмой, получим вторую схему базиро-
вания (рис. 1.4, б) с зажимом детали силой W.
Цилиндрическая поверхность валика, несущая четыре опорные точки,
называется двойной направляющей базирующей поверх-
ностью; торцовая поверхность валика является упорной базой.
Для ориентирования детали в угловом положении необходима вторая
упорная база под шпонку или штифт.
При базировании по наружной цилиндрической поверхности или по
отверстию в различных самоцентрирующих патронах и на оправках эти
9
поверхности также являются двойными направляющими базами; торец
или уступ детали используют в этом случае в качестве упорной базы.
t Схема базирования коротких цилиндрических деталей (диски, кольца).
В этом случае торцовая поверхность детали, несущая три опорные точки
(рис. 1.5, а), является главной базирующей поверхностью.
Рис. 1.4. Схема базирования цилиндрических деталей
Короткая цилиндрическая поверхность несет две опорные точки и на-
зывается центрирующей базой. Боковая поверхность шпоноч-
ной канавки эквивалентна одной опорной точке и является упорной
базой.
На рис. 1.5, б, в показаны примеры базирования по рассматриваемой
схеме с применением короткой призмы и кулачков патрона.
Рис. 1.5. Схема базирования коротких цилиндрических деталей
(диски, кольца)
Базирование по коническим поверхностям. При установке детали
длинной конической поверхностью, например в конусном отверстии шпин-
деля станка, она лишается пяти степеней свободы, так как длинная кони-
ческая поверхность является одновременно двойной направ-
ляющей и упорной базой. Для ориентирования детали в угло-
вом положении требуемся еще одна упорная поверхность под штифт или
шпонку.
При установке детали в центрах станка используются короткие кони-
ческие отверстия. Левое центровое отверстие является одновременно
центрирующей и упорной базовой поверхностью и лишает
деталь трех степеней свободы; правое — только центрирующей, дополни-
тельно лишающей деталь двух степеней свободы. Если при центрировании
10
необходимо задать детали точное угловое положение и лишить ее шестой
степени свободы, то используется вторая упорная база.
Из анализа основных схем видно, что для полного базирования Детали
с лишением ее всех степеней свободы необходим комплект из трех
базирующих поверхностей1, несущих шесть основных
опорных точек (правило шести точек). Каждая опорная точка
отнимает у детали одну степень свободы. При установке по грубо обра-
ботанным или черновым базам излишние опорные точки (сверх шести)
делают -схему ‘базирования статически неопределенной
и не только повышают, но, наоборот, понижают точность установки.
3. СХЕМЫ ПОЛНОГО И УПРОЩЕННОГО БАЗИРОВАНИЯ
В серийном и особенно массовом производстве широко применяют ме-
тод автоматического получения размеров заданной точности
на настроенных станках. При настройке станка установку режущих ин-
струментов на размер или установку упоров и копиров производят от
опорных баз детали, точнее — от соответствующих им установочных по-
верхностей приспособления. Если в данной установке (операции) тре-
буется получить координи-
рующие размеры в трех
направлениях, по осям X,
Y, Z, то для базирования
необходим комплект из
трех поверхностей; каж-
дому направлению разме-
ров должна соответство-
вать своя базирующая по-
верхность. В этом случае
Рис. 1.6. Схемы базирования: а — полного; б — упро-
щенного, с одной степенью свободы
применяют схему полного
базирования с ^лишением
детали всех шести степе-
ней свободы. При получении размеров в двух или только в одном направ-
лении применяют схемы упрощенного базирования. Поясним это при-
мерами.
У детали, показанной на рис. 1.6, а, положение фрезеруемого паза
определяется тремя координирующими размерами: х, у и z. Чтобы обес-
печить возможность автоматического получения трех размеров на на-
строенном станке, деталь соответственно необходимо базировать по трем
поверхностям: 1, 2нЗ, применяя схему полного базирования.
У детали, изображенной на рис. 1.6, б, положение обрабатываемого
уступа определяется двумя размерами: хи г. Неточная ее установка вдоль
оси Y не имеет значения и поэтому здесь достаточны только две базирую-
щие поверхности: 1 и 2 (схема упрощенного базирования с одной степенью
свободы). Торец детали в этом случае может быть использован как опор-
ная (но не базирующая) поверхность, прилегающая к упору; последний
обычно предусматривается для восприятия продольной составляющей
силы резания.
У призматической детали (рис. 1.7) требуется обработать верхнюю
плоскость, выдерживая размер 100 ± 0,1. В этом случае для установки
необходима лишь одна база (нижняя плоскость), и схема становится про-
стейшей (с тремя степенями свободы). Для предотвращения смещения и
1 Исключение составляет базирование с применением длинной конической поверх-
ности, совмещающей в себе две базирующие поверхности; комплект в этом случае состоит
из двух разнородных базирующих поверхностей.
11
для грубой ориентировки детали в горизонтальной плоскости ее боковые
поверхности могут прилегать к упорам.
На рис. 1.8 показаны схемы упрощенного базирования деталей на
призмах.
Чтобы обеспечить автоматическое получение размера z и требование
симметричности канавки относительно оси вала (рис. 1.8, а), достаточно
лишить его четырех степеней свободы; перемещение вдоль призмы и вра-
щение вокруг собственной оси не влияют на размер z и симметричность
Рис. 1.7. Схема упрощенного базирования
с тремя степенями свободы:
1 — деталь; 2 — щуп; 3 — уставов, 4 — устано-
вочные пластинки приспособления
Рис. 1.8. Схемы упрощенного базирования
на призмах: а — с двумя степенями сво-
боды; б — с одной степенью свободы
расположения канавки. При необходимости торец вала может быть ис-
пользован как опорная (но не базирующая) поверхность.
Для выполнения требования симметричности канавки не только от-
носительно оси вала, но и относительно оси отверстия, просверленного
в нем (рис. 1.8, б), деталь необходимо лишить пяти степеней свободы и для
базирования использовать пять точек (установка на призму — четыре
точки и короткий срезанный палец — одна точка).
При необходимости получения канавки определенной длины при-
шлось бы применять схему полного базирования и использовать вторую
упорную базу (торец вала).
4. СХЕМЫ БАЗИРОВАНИЯ ПО ПЛОСКОСТИ И ОТВЕРСТИЯМ
С ПРИМЕНЕНИЕМ УСТАНОВОЧНЫХ ПАЛЬЦЕВ
Эти схемы базирования можно разделить на три группы:
1) по торцу и отверстию;
2) по плоскости, торцу и отверстию с осью, параллельной плоскости;
3) по плоскости и двум перпендикулярным к ней отверстиям.
a) S)
Рис. 1.9. Базирование по отверстию ^основная база) и торну с одной сте-
пенью свободы: а — на высоком пальце; б — на жесткой оправке
На рис. 1.9 показаны схемы с символическим изображением числа
опорных точек, присущих базирующим поверхностям.
12
При базировании деталей по торцу и отверстию возможны два случая:,
а) основной базирующей поверхностью является отверстие;
б) основной базирующей поверхностью является торец.
На рис. 1.9, а изображена схема центрирования детали на в ы с о к о м
цилиндрическом пальц
зой, несущей четыре опорные точ-
ки, торец — одну; ущетали остав-
лена одна степень свободы — воз-
можность вращаться вокруг паль-
ца. Аналогичной является схема
базирования на жесткой токарной
оправке (рис. 1.9, б).
В случаях, когда за основную
базу требуется принимать торец
детали, установочные пальцы
должны выполняться низкими.
На рис. 1.10, а базирование по
е. Отверстие является основной ба-
Неправильно
Правильно .
Рис. 1.10. Базирование по торцу (основная
база) и отверстию с одной степенью свободы:
а — с применением высокого пальца (не-
правильно); б — с применением низкого
пальца (правильно)
торцу (три точки) и отверстию на
высоком пальце (четыре точки) противоречит правилу шести точек. В ре-
зультате деталь устанавливается с перекосом, а при зажиме вертикальной
силой W деформируется и изгибается палец.
Рис. 1.11. Схемы полного базирования: а — по плоскости
и отверстию на высоком срезанном пальце; б, в — по плос-
кости и двум отверстиям на низких цилиндрическом и сре-
занном пальцах
Для статической определенности установки торец и отверстие должны
нести только пять опорных точек. Как видно из рис. 1.10, б, это обеспе-
чивается установкой детали на низкий цилиндрический
палец (две точки).
На рис. 1.11, а показана схема полного базирования детали по п л о -
скости, торцу и от в ё р с т и ю. Если зазор в сопряжении пальца
с отверстием меньше допуска на размер L, то нижняя плоскость детали не
прилегает к опорам приспособления. Чтобы обеспечить прилегание, при-
меняют срезанный палец 1, благодаря чему увеличивается зазор в на-
13
правлении размера L (см. ниже). В этой схеме высокий срезанный палец
обеспечивает две опорные точки.
На рис. 1.11, б показана схема полного базирования шатуна по торцам
(три точки) и двум отверстиям (три точки). Для статической определен-
ности установки используют низкие цилиндрический и срезанный пальцы
(две и одна точки).
На рис. 1.11, в, изображена схема базирования детали по плоскости и
двум отверстиям с установкой на низкие цилиндрический и срезанный
пальцы. Подобные схемы часто применяются при обработке таких деталей,
как плиты, крышки, корпуса, блоки цилиндров и т. п. В этих установках
плоскость является главной базирующей поверхностью (три точки), а два
отверстия, сопряженные с пальцами, заменяют собой направляющую и
упорную базы в основной схеме (см. рис. 1.3, б).
Из приведенных схем видно, что установка детали на высокий ци-
линдрический (несрезанный) палец отнимает у нее четыре степени сво-
боды (см. рис. 1.9), на низкий цилиндрический — две, на высокий срезан-
ный — две, на низкий срезанный — одну.
5. РАСЧЕТЫ ПРИ БАЗИРОВАНИИ ПО ПЛОСКОСТИ
И ОТВЕРСТИЯМ
При установке деталей по плоскости и двум отверстиям необходимо
выполнять расчеты, связанные с установкой на пальцы.
Введем обозначения:
Ао, Бо— расстояния между центрами базовых отверстий и установоч-
ных пальцев (номинальный размер);
60 — допуск на межцентровое расстояние базовых отверстий;
— —отклонение межцентрового расстояния базовых отверстий;
6П — допуск межцентрового расстояния установочных пальцев;
, 6П
± — отклонения межцентрового расстояния установочных паль-
цев;
grain — минимальный зазор в сопряжении первого отверстия с паль-
цем;
S™n — минимальный зазор в сопряжении второго отверстия с паль-
цем.
Условие возможности установки деталей на два цилиндрических
пальца. Для вывода условия предполагаем худший случай из всех
возможных (рис. 1.12), а именно: межцентровое расстояние отверстий
у детали выполнено по наибольшему предельному размеру (Ло
4-б0/2), межцентровое расстояние пальцев — по наименьшему
(Бо— 6п/2), зазоры в сопряжениях отверстий с пальцами выполнены ми-
нимальными: S™11, S“in.
На схеме (рис. 1.12, а) показано положение отверстий 1, 2 и пальцев 3,
4 при номинальном межцентровом расстоянии между ними (размер Ао).
На схеме (рис. 1.12, б) оси отверстий Г и 2' имеют наибольшее меж-
центровое расстояние (размер Ао Д- б0/2), а окружностями 3' и 4' показано
положение пальцев при наименьшем межцентровом расстоянии (Бо—6п/2).
Из графического построения (рис. 1.12, б) находим
8О 8П \ 5Г!п S?!n
4~ Т") = 2 । 2 '
Отсюда определяется условие возможности установки на два цилиндри-
ческих пальца
+ = 60 + бп. (1)
14
Условие возможности установки деталей на один цилиндрический
и один срезанный палец и определение оптимального значения ширины Ь
цилиндрического участка срезанного пальца. Чтобы уменьшить расчетные
минимальные зазоры и тем самым повысить точность базирования, не на-
рушая условия возможности установки на два пальца [формула (l)Ji
один из них срезают, как показано на рис. 1.13, чем увеличивают зазор
в направлении размера Ао.
Из треугольника КО 2С имеем
(Оа£+£С)2= (О2К)2+(КА+АС)2-
из треугольника АО2К—•
(О2К)2 = (AO^ — tAK)2.
Подставляя значения вели-
чин отрезков, получим
D S™in \2 D2
___1___i__ _
2 “ 2 1 4
Рис. 1.12. Расчетные схемы для случая уста-
новки детали иа два цилиндрических пальца
Квадратами малых величин х
и S™ln можно пренебречь. Тогда
X=-y-S™in. (2)
Следовательно, чем уже цилиндрический участок b срезанного пальца,
тем больше зазор х. Однако чрезмерное уменьшение цилиндрического
Рис. 1.13. Схема для определения увеличенного зазора х
в направлении размера образующегося в сопряжении
отверстия со срезанным пальцем
участка приводит к быстрому износу пальца, поэтому ширину b следует
брать наибольшую из возможных, определяя ее расчетом.
Подставляя в уравнение (1) значение х вместо Sg1’11, получим условие
возможности установки на цилиндрический и срезанный пальцы
+ + (3)
откуда
^min
6o + 6n-.s^“D
(4)
15
Если получим S«!n > 6О 4- 6П, т. е. b < 0, то базировать заготовку
можно на два цилиндрических пальца.
Определение величины предельного смещения (поворота) детали при
установке ее по плоскости и отверстиям на два пальца. Предполагаем
Рис. 1.14. Схема для определения предельного смещения
(поворота) детали при установке по плоскости и отверстиям
на цилиндрический и срезанный пальцы
худший предельный случай (рис. 1.14), т. е. что зазоры в'сопряжениях
пальцев с отверстиями оказались максимальными.
1.1 Из построения имеем
Рекомендуемые размеры (в мм) срезанных постоянных установочных пальцев стах O2X=OiOi=~-; gmax
(ГОСТ 12210—66)
DoDn 2
D (предельные отклонения по ПР) ь В gmax t rmax 02A = - T„ 2 . Рассматривая прямо- угольный треугольник O^O'jA, находим
От Св 1,6 до 2,5 • 2,5 до 4,0 4,0 » 6,0 0,6 0,8 1,0 D - -0,5
Св. 6,0 до 8,0 8,0 » 10,0 5max 1 ^niax frrr/ 1 12 /КХ
» 2,0 D - - 1,0 Tga“ 2AO * При базировании по пло-
Св. 10,0 до 12,0 12,0 » 16,0 16,0 » 20,0 3,0 D - - 2,0 скости и одному отверстию на высоком срезанном пальце (см. рис. 1.11, a) S?in = 0. Условие возможности -уста- новки получаем из форму-
Св. 20,0 до 25,0 25,0 » 32,0 D D - 3,0 - 4,0 лы (3) 5мп-4-^6пл.о + 6Пл.п- (6) Соответственно из форму- лы (4) gmin h D, (7) Опл.о Опл. п
Св. 32,0 до 40,0 40,0 » 50,0 4,0 5,0 D- -5,0
где ^пл.о — Допуск на расстояние L между базовой плоскостью детали
и осью отверстия; 6ПЛ. п — то же между установочной плоскостью при-
способления и осью пальца.
16
Рекомендуемые допуски, посадки и конструктивные размеры срезан-
ных пальцев. Допуски <5П и <5ПЛ. п в зависимости от требуемой точности
задаются в пределах 1/5—1/2 от допуска на межцентровые расстояния
А А
отверстий. Установку на один палец производят по посадкам или
, . , <4
А А А
установку на два пальца — по посадкам -v или -777.
А * А Ш
Размеры постоянных срезанных пальцев (см. рис. 1.13) рекомендуется
выбирать по табл. 1.1.
Проверочный расчет выполняют по приведенным выше формулам. При
необходимости изменяют посадки (зазоры) в сопряжениях отверстий с паль-
цами.
6. ПОНЯТИЯ о ПОГРЕШНОСТЯХ, ВОЗНИКАЮЩИХ
ПРИ ОБРАБОТКЕ ПАРТИИ ДЕТАЛЕЙ
НА НАСТРОЕННОМ СТАНКЕ В ПРИСПОСОБЛЕНИИ
Обрабатываемые детали в любой стадии обработки и в готовом виде
имеют отклонения от геометрически точной формы и номинальных раз-
меров, заданных чертежом. Эти отклонения (погрешности) должны лежать
в пределах заданных допусков.
Различают:
Г) погрешности отдельных элементарных поверхностей в виде откло-
нения их размеров от номинала и искажений формы в продольных и по-
перечных сечениях;
2) погрешности во взаимном расположении элементарных поверхностей
и их осей в виде отклонения координирующих размеров от номинала и
искажений в соотношениях (в параллельности, перпендикулярности,
соосности и т. п.).
Погрешности установки, связанные с базированием, закреплением и
неточностью приспособлений, оказывают прямое влияние на простран-
ственные отклонения, т. е. на отклонения координирующих размеров и
соотношений, и не оказывают влияния на отклонения размеров и формы
отдельных поверхностей (в частности, диаметральных размеров и разме-
ров, получаемых мерным инструментом), за исключением случаев зажима
тонкостенных деталей.
Ниже рассматриваются погрешности координирующих размеров и
соотношений.
Суммарная погрешность любого координирующего размера склады-
вается из первичных погрешностей, которые принято делить на три
группы:
1) погрешности установки деталей;
2) погрешности настройки станка;
3) погрешности обработки.
Погрешность установки еу возникает в процессе уста-
новки деталей в приспособлении и складывается из погрешности базиро-
вания еб и погрешности закрепления s3. Кроме того, в погрешности уста-
новки следует включать дополнительную погрешность, связанную с при-
способлением епр: неточностью его изготовления, неточностью установки
на станке, износом его установочных элементов.
Погрешность настройки Дн возникает в процессе уста-
новки режущего инструмента на размер или регулировки упоров и ко-
пиров для автоматического получения заданных размеров на станке.
Погрешность обработки Добр возникает в процессе не-
посредственной обработки, и вызывается:
1) геометрической неточностью станка в ненагруженном состоянии;
17
2) деформацией упругой технологической системы станок — при-
способление — деталь—инструмент под нагрузкой;
3) износом и температурными деформациями режущего инструмента
и другими причинами.
Если все эти погрешности сложить, то получим условие обеспечения
заданной точности координирующего размера (условие работы без брака):
8У = Аа + АОбр®^,
где 6 — допуск на размер, выполняемый на данной операции (установке).
Левая часть неравенства имеет чисто структурный характер, так как
суммирование погрешностей производится не арифметически, а по опре-
деленным правилам, подробно рассматриваемым в курсе технологии ма-
шиностроения. Важно отметить, что погрешность установки является со-
ставной частью суммарной погрешности координирующего размера и во
многих случаях имеет доминирующее значение.
Каждая из составляющих [погрешности установки, т. е. 8б, е3 и епр,
представляет собой величину поля рассеяния получаемого координирую-
щего размера при данной установке. Если, например, выдерживаемый
при данной установке размер обозначить через Н и предположить, что
никаких других погрешностей, кроме погрешности базирования, не суще-
ствует, то погрешность базирования еб будет полем рассеяния размера Н.
Так как при обработке партии деталей величина поля рассеяния опре-
деляется как разность между максимальным Ятах и минимальным
размерами деталей данной партии, то
8б = Hj. max Н± min-
Точно так же, полагая, что при обработке имеет место только погреш- .
ность закрепления е3 или только погрешность епр, можем записать:
8з ~ max Нг mm
ИЛИ
8np = Hg max ^3mln-
В действительности эти погрешности могут возникать одновременно,
и если предположить, что никаких других погрешностей кроме указан-
ных трех не будет, то получим суммарное поле рассеяния координирую-
щего размера, величину которого мы называем погрешностью установки
8у = Hmsx —
Так как s6, s3 и епр представляют собой поля рассеяния случайных
величин, распределение которых подчиняется закону нормального
распределения (характеризуется кривой Гаусса), то погрешность уста-
новки 8у как суммарное поле (суммарная погрешность) находится путем
суммирования составляющих ее погрешностей по правилу квадратного
корня 1, т. е.
Sy = ]^8б -j- 8з Snp-
Ниже даются понятия о погрешностях s6, s3 и епр.
Погрешностью базирования еб будем называть вели-
чину поля рассеяния, получаемого при обработке координирующего раз-
мера, возникающего по причине смещения конструктивной базы, когда
она не является одновременно опорной установочной базой.
1 Обоснование такого правила суммирования полей рассеяния случайных величин
'дается в курсах теории вероятности и математической статистики.
18
Погрешность базирования равна разности предельных расстояний
между конструктивной базой и установленным на размер режущим ин-
струментом или упором.
Поясним это примерами.
На рис. 1.15, а боковая установочная база / детали является конструк- •
тивной, так как она непосредственно связана с обрабатываемой поверх-
ностью размером А. В таком случае сбд = 0, т. е. погрешность базиро-
вания для размера А равна нулю.
На том же рисунке нижняя опорная база 2 является вспомогательной,
а конструктивной базой в отношении обрабатываемой поверхности слу-
жит поверхность 3. Так как положение оси фрезы на настроенном станке
постоянно, а конструктивная база 3 заготовок данной партии смещается
Рис. 1.15. Схемы установок, при которых возникают погреш-
ности базирования
в пределах допуска на их размер Н, то е6в = 6, т. е. погрешность базиро-
вания для размера В равна допуску на базисный размер Я,
соединяющий вспомогательную установочную и конструктивную базы 1.
При базировании поверхностью, охватываемой или охва-
тывающей установочный элемент приспособления, и при наличии
зазора между ними также возникает погрешность базирования.
На рис. 1.15,6 конструктивной базой в отношении обрабатываемой по-
верхности является ось заготовки, а установочной — ось оправки. При
наличии зазора эти оси не совпадают и конструктивная база (ось заго-
товки) может смещаться вверх или вниз на размер --у) полное смеще-
ние равно Smax. Следовательно, ебЛ = Smax.
На рис. 1.15, в показан случай, когда погрешность базирования яв-
ляется суммой двух частных погрешностей. Если бы в сопряжении не
было зазора (например, при установке на цанговую оправку), то погреш-
ность базирования для размера Н равнялась бы половине допуска на
диаметр заготовки (-у)- Эта погрешность неизбежна из-за несовпадения
конструктивной базы обрабатываемой поверхности (нижняя образующая)
с ее установочной базой (ось оправки). При наличии зазора суммарная
погрешность размера Н
&би = -у- + Smax.
Погрешностью закрепления е3 будем называть ве-
личину поля рассеяния координирующего размера, возникающего по
1 Предполагается, что размер получен на предыдущей операции или предыдущем
переходе.
19
причине смещения (осадки) конструктивной базы под действием сил
зажима.
Погрешность закрепления, как и погрешность базирования, равна раз-
ности предельных расстояний между конструктивной базой и установ-
ленным на размер режущим инструментом или упором.
Для партии обрабатываемых деталей погрешность закрепления s3 = О,
если смещение конструктивной базы хотя и велико, но постоянно;
в этом случае координата середины поля рассеяния получаемых размеров
может быть изменена (совмещена с серединой поля допуска) наладкой
станка.
Однако в связи с колебанием сил зажима (удельных давлений) при
переходе от одной детали к другой, неоднородностью качества и волни-
стости поверхности у деталей партии и по другим причинам неизбежны
Рис. 1.16. Схемы, поясняющие причины возникновения погрешностей при установке де-
талей на плоскость и по отверстию
колебания величины осадки конструктивной базы. Допустим, что при на-
стройке станка на обработку и получение координирующего размера Н
у партии деталей фреза (рис. 1.16, а) была установлена на размер Н'
при наименьшей контактной деформации в стыке деталь — установочные
элементы приспособления, т. е. при наименьшей осадке конструктивной
базы, занявшей положение т'п'. Тогда у некоторых деталей из партии
под действием повышенных сил зажима конструктивная база получит
большую осадку и займет положение т"п". Следовательно, номинальный
размер Н будет изменяться в пределах от Н’ до Н"; величина поля рас-
сеяния и будет погрешностью закрепления, т. е.
83 = Н” — И'.
Погрешностью, связанной с приспособлением,
(8пр) будем называть дополнительную погрешность установки, влияющую
на рассеяние координирующего размера или соотношения и возникающую
из-за неточности изготовления приспособления, износа его установочных
элементов (опор), неточности базирования и закрепления приспособления
на столе или шпинделе станка. Погрешность приспособления епр не свя-
зана с процессом установки заготовок в приспособлениях, и при расчетах
точности она часто учитывается отдельно. Тогда погрешность установки еу
определяется суммированием погрешности базирования 8б и погрешности
закрепления е3.
При обработке плоскостных заготовок, а также торцовых поверхностей
(уступов) тел вращения и при получении линейных размеров погрешность
базирования и погрешность закрепления являются коллинеарными век-
торами, лежащими на одной прямой, и суммируются арифметически;
£у = 8б 4” &з*
20
При обработке поверхностей вращения и получении диаметральных
размеров векторы 8б и 83 могут иметь любое угловое взаимное положение
и погрешность установки определяется как векторная сумма погреш-
ности базирования и погрешности закрепления; наиболее вероятное зна-
чение еу определяется суммированием этих случайных величин по пра-
вилу квадратного корня:
Еу = X еб 4~ Ез-
Так, например, в случае, показанном на рис. 1.16, б, при базировании
и закреплении заготовки на жесткой оправке с зазором возникает погреш-
ность базирования 8б. Кроме того, при закреплении самой оправки, на-
пример в кулачках самоцентрирующего патрона, возникает погрешность
закрепления 83 (радиальное смещение оси оправки be). Зная величины 8б
и 83, по указанной выше формуле найдем погрешность установки в виде
радиального смещения или расстояния (эксцентриситета) ас между осью
отверстия детали и осью ее наружной поверхности вращения после обра-
ботки; биение будет равно двойному эксцентриситету.
В связи с вопросом о погрешностях закрепления отметим следующее.
При настройке станка для автоматического получения заданной точ-
ности установка режущего инструмента на размер, а также регулировка
положения упоров или копира производится от установочных поверх-
ностей приспособления до приложения на них нагрузки.
В результате все последующие сдвиги установочных поверхностей и не-
полное совмещение с ними опорных баз деталей приводят к погрешностям
закрепления по связанным с этими базами размерам и соотношениям1.
Погрешности закрепления зависят от конструкции приспособления,
размеров и конфигурации заготовки, точности формы и качества ее базовых
поверхностей, от величины сил зажима и других факторов. Поэтому эти
погрешности, за редким исключением, могут определяться только опыт-
ным путем для типовых приспособлений (патроны, тиски и т. п.)1 2.
Погрешности базирования сравнительно просто определяются расче-
том, исходя из анализа геометрических связей, присущих той или иной
схеме базирования.
7. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ПОГРЕШНОСТЕЙ БАЗИРОВАНИЯ
И ЗАКРЕПЛЕНИЯ
Для приближенного определения допустимой погрешности базирова-
ния можно пользоваться формулой
ебдоп^ —
где 86доп — допустимая погрешность базирования; 6 — допуск на раз-
мер; А — суммарная погрешность (без погрешности базирования), опре-
деляемая для размера, получаемого в данном переходе, по таблицам сред-
ней экономической точности.
Действительная, или фактическая, погрешность базирования
должна быть меньше или равна допустимой, т. е. еб действ==£ 8бдоп.
Ниже приводятся примеры расчета действительных погрешностей ба-
зирования.
1 Погрешности, возникающие до приложения сил зажима по таким причинам, как
неточность формы базовых поверхностей и др., можно было бы выделить в особую группу
«погрешностей от несовмещения», но, так как после зажима картина меняется, в этом иет
необходимости.
2 Экспериментальные данные о погрешностях закрепления при установке в трехку-
лачковых патронах, цангах, оправках, тисках и при зажиме силой, направленной перпен-
дикулярно к опорной базирующей поверхности, приведены в Справочнике технолога-
машиностроителя (Т. I, издание третье, Машгиз, 1972) и др.
21
Погрешности базирования при установке деталей плоскостью.
На рис. 1.17, а опорная установочная база (плоскость 1) является кон-
структивной. Погрешность базирования в этом случае равна нулю и не
входит в суммарную погрешность получаемого при фрезеровании раз-
мера 30 ± 0,15 мм.
\/ На рис. 1.17, б та же установочная база — вспомогательная, а кон-
структивной является плоскость 3. В этом случае неизбежна погрешность
базирования, значение которой легко определяется из следующих рас-
суждений.
Настроечный размер с, а следовательно, и положение фрезы при обра- .
ботке поверхности 2 остаются неизменными (с = const), а конструктив-
ная база 3 при обработке партии деталей будет колебаться относительно
лезвий фрезы в пределах допуска 0,28 мм на базисный размер 50 мм, по-
лученный в предыдущей операции. Допуск на базисный размер и будет
Рис. 1.17. Схемы для расчета погрешностей базирования при
установке деталей на плоскость
погрешностью базирования 8б — 0,28 мм. Эта погрешность входит в сум-
марную погрешность получаемого при данной установке размера 20
0,15 мм. Тогда на погрешности настройки и обработки остается всего
лишь 0,3—0,28 = 0,02 мм, что явно недостаточно.
Чтобы решить задачу, необходимо исключить погрешность базирова-
ния, выполнив установку по схеме, показанной на рис. 1.17, в, или произ-
вести перерасчет допусков.
Увеличить допуск на размер 20 мм технолог без согласования с кон-
структором не может. Остается возможность уменьшить допуск на ба-
зисный размер 50 мм и тем самым уменьшить погрешность базирования.
Новый допуск на размер 50 мм можно найти из уравнения
бво == 8б ~ ^20 А,
где б5й и 620 — допуски на размеры 50 и 20 мм; е6 — погрешность бази-
рования; А — суммарная погрешность (без учета погрешности базирова-
ния), определяемая для размера 20 мм по таблицам средней экономической
точности.
Новый допуск на базисный размер в виде отклонений указывается
технологом на операционном эскизе, который и выдается на рабочее место
взамен рабочего чертежа.
Так, например, при А = 0,1 мм
б-о = 0,3—0,1 — 0,2 мм.
Тогда на операционном эскизе должны быть указаны размеры: 20
0,15 и 50 =t 0,1.
Погрешности базирования при установке деталей наружной или вну-
тренней цилиндрической поверхностью. На рис, 1.18 показаны схемы
установки вала на плоскость для фрезерования поперечного паза. На
рис. 1.18, а конструктивной базой, связанной с обрабатываемой поверх-
22
ностью размером hlt является верхняя образующая вала (линия); на
рис. 1.18, б конструктивная база — нижняя образующая (размер /г2);
на рис. 1.18, в конструктивная база — ось вала (размер h).
Так как во всех трех случаях валы устанавливаются вспомогательной
базой, то по размерам hr, h2 и h неизбежны погрешности базирования,
значения которых зависят от допуска бо на диаметр устанавливаемых ва-
лов D. При установке вала на призму (рис. 1.19) погрешности базирования
зависят также и от угла призмы а.
Рис. 1.18. Схемы для расчета погрешностей базирования
при установке деталей — тел вращения — на плоскость
Для определения этих погрешностей предположим, что на призму
поочередно установлены два вала из партии: один с наибольшим предель-
ным диаметром другой — с наименьшим—Dmln, и последовательно
рассчитаем: 1) расстояние Д/ij между верхними обра- зующими валов; 2) расстояние Д/г2 между их нижними об- разующими; 3) расстояние Д/г между их осями. Эти расстояния и будут погрешностями бази- рования соответствующих размеров при уста- новках деталей по схемам, показанным на рис. 1.20. Из геометрических построений находим efe = Дд = ABi — АВ2 = (- 1 1 к 2 2 sin -2- 1 ( ^mln । ^max \ , _ В max £ Рис. 1.19. Схема, поясняю- щая причины возникновения погрешностей базирования при установке вала на призму
( 2 (-б’глах — ®иш) 1 + sis “g- 2 sin 4- / $d (1 4- sin -2- \ - i £_Z_ = М
о . а 2sm— Аналогично ч==Ч= о . а х и 2sm — с Л а \ Од I 1 — SIU — ) == k£D\ ' (9) 2 sin -g- = = (Ю) 2 sin -g- S3
В этих формулах
1 + sin -S- 1 — sin ~ 1
Ь в --------£_ ; £ =----------£- ; k =---------.
1 п • » п • а Л. а
2 sin -g- 2 sm — 2 sin -y
Подставляя вместо а различные углы призмы, получим числовые зна-
чения коэффициентов k, приведенные в табл. 1.2.
Таблица 1.2
Значения коэффициентов k, ky kz,
при различных углах а призмы
Коэффициенты Урлы призмы а в град
60 90 120 180
k 1,0 0,7 0,58 0,5
1,5 1,21 1,07 1,0
feg 0,5 0,21 0,08 0,0
Если угол призмы равен 90°, то погрешности базирования:
8fti= 1,216д(рис. I. 20, п); 8ftg = 0,216^ (рис. I. 20, б);
8/г = 0,76о (рис. I. 20, в).
В установках по схемам, показанным на рис. 1.18, угол а — 180°,
а соответственные погрешности будут
8Л1 = §D; еу = 0; 8ft = 0,56d.
На рис. 1.21, а показана установка, при которой необходимо обеспе-
чить получение размера h2 и симметричное расположение паза относи-
Рис. 1.20. Схемы для расчета погрешностей базирования при
установке деталей на призму
тельно оси вала; последнее зависит от колебаний размера h. По аналогии
с предыдущими схемами (см. рис. 1.18, б и в) погрешности базирования
будут 8д2 = 0; sfl = 0,56д (отклонение от симметричности).
На рис. 1.21, б изображен вал, зажатый в кулачках самоцентрирую-
Щего патрона. Конструктивной базой является ось вала. Так как ось вала
совпадает с осью патрона, относительно которой установлена фреза, то
конструктивная база одновременно является и установочной базой. При
этих условиях 8Й = 0. Если бы размер h был показан от нижней образую-
щей, то eft = 0,56d.
На рис. 1.21, в показана установка на жесткую оправку для обработки
наружных поверхностей (диаметры Dlt О2), концентричных отверстию,
и получения уступов (размеры а и Ъ). Конструктивной базой наружных
поверхностей вращения является ось отверстия, а установочной базой —
ось оправки.
24
При наличии зазора ось отверстия (конструктивная база) может сме-
щаться относительно оси оправки (установочной базы) на величину экс-
центриситета е, равного половине зазора. В результате несовпадения баз
возникает погрешность базирования в виде биения наружной поверх-
ности относительно внутренней, равная двум эксцентриситетам.
Предполагая худший случай, т. е. что в сопряжении возможен макси-
мальный зазор Smax — 2е, получим
ед2= Smax = '$mjn 6Л 8в, (11)
где sDs п &Dt — биение по диаметрам; Smln — минимальный зазор;
6Л и 6В — допуски на диаметры отверстия и оправки.
Рис. 1.21. Варианты схем установки деталей— тел вращения
Погрешности базирования при получении размеров по длине а и b
будут
Вд “ о, 6а.
В первом случае конструктивная база (левый торец обрабатываемой
детали) и установочная база (тот же торец) совпадают; погрешность ба-
зирования равна нулю. Во втором случае базы не совпадают и погрешность
базирования по размеру b равна допуску на базисный размер а.
Рис. 1.22. Схемы установки в центрах: а — с жестким передним
центром; б — с плавающим центром; в схема обработки детали
из прутка
При установке деталей на оправки или пальцы с натягом погрешности
базирования в радиальном направлении исключаются.
Погрешности базирования при установке деталей в жестких центрах.
При этой схеме базирования (рис. 1.22, а) возможны погрешности в ради-
альном и осевом направлениях. На первом переходе погрешность в ради-
альном направлении создается погрешностью зацентровки, т. е. смещением
оси центровых гнезд относительно оси заготовки. Приближенно эту по-
грешность можно определить по формуле
еб — 0,256о,
где 6д — допуск на диаметральный размер заготовки.
25
Эта погрешность проявляется в виде биения заготовки при обработке.
На последующих переходах погрешность уменьшается й вместе с другими
погрешностями укладывается в поле допуска.
При установке в центрах погрешность базирования по длине шеек
валов создается за счет колебания размера левого центрового гнезда,
являющегося одновременно и упорной базой,
= Ду,
где I — размер длины шейки; Ду — разность между наибольшей и наи-
меньшей высотами конуса центрового гнезда у партии деталей.
Рис. 1.23. Схема установки плоскостью й двумя отверстиями иа
жесткие пальцы
Для центровых гнезд с углом конуса 60е эта погрешность в зависи-
мости от размера гнезд колеблется в пределах 0,1—0,25 мм. Чтобы исклю-
чить эту погрешность, применяют плавающий центр, при котором обес-
печивается постоянство положения деталей в осевом направлении
(рис. 1.22, б).
Погрешности базирования при обработке деталей из прутка на револь-
верном станке по упорам. При изготовлении втулок (рнс. 1.22, в) пруток
подается до упора К, закрепленного в револьверной головке. Торец Т
прутка является установочной базой. Так как размеры Н и h указаны
от торца Т, то погрешности базирования по этим размерам не будет.
Чтобы исключить погрешность базирования по размерам а и Ь, на-
стройку (регулировку) упоров производят в определенной последова-
тельности. Прежде всего настраивают упор, ограничивающий величину
выдвижения прутка, т. е. упор, определяющий положение торца Т. От
этого упора настраивают упор отрезного резца 1 (размер Н) и упор расточ-
ного резца 2 (размер h). Упор резца 3 настраивают от упора отрезного
резца 1 (размер а); от упора резца 3 настраивают упор резца 4 (размер Ь).
При такой настройке упоры являются как бы конструктивными устано-
вочными базами при получении всех линейных размеров. Этим исклю-
чаются погрешности базирования.
Погрешности базирования при установке деталей плоскостью и двумя
отверстиями. На рис. 1.23 показана схема такой установки. Из анализа
схемы получаем
®й = 0; Eg^ ss Smax» Eg^ = Smax! S/ ==s Smax.
26
Чтобы уменьшить погрешности базирования, необходимо применять
плавающие конические пальцы (рис. 1.24).
Погрешности закрепления при установке деталей в цанговых патронах.
При обработке заготовок в патронах со втягиваемой цангой возникают
погрешности в размерах по длине, так как при зажиме цанга оттягивает
заготовку от лезвия инструмента на величину, зависящую от допуска на
диаметр базовой поверхно-
сти. Так, например, при под-
резании торца на настроен-
ном токарном станке (рис.
1.25) требуется выдержать
размер I. Положение верши-
ны резца остается неизмен-
ным, а заготовка при зажиме
оттягивается от резца на ве-
личину ег = 1Г — I. Эта раз-
ность и будет погрешностью
закрепления. Из схемы вид-
но, что
8/==4_/=_»_,
11 tg а
где 5d — допуск на диаметр
базовой поверхности заготов-
ки; а — угол уклона конуса
Рис. 1.24. Установка иа плавающие конические
пальцы
цанги.
При обработке на револьверном станке пруток подается до упора
в револьверной головке и торец прутка является упорной базой. Однако
при зажиме пруток оттягивается назад и возникает аналогичная погреш-
Рис. 1.25. Схемы установки в цанговых патронах
ность закрепления. На схеме рис. 1.25, б заготовка также зажимается втя-
гиваемой цангой. Однако наличие упора (цилиндрические штифты) исклю-
чает ее смещение при затяжке, и погрешность ег = 0. На схеме рис. 1.25, в
показан цанговый патрон, в котором цанга только сжимается; смещению
ее вдоль оси шпинделя препятствует торец b гайки. Погрешность — 0.
8. ПРАВИЛА ВЫБОРА УСТАНОВОЧНЫХ БАЗ
Погрешности, возникающие при базировании и закреплении обраба-
тываемых деталей, непосредственно влияют на точность выполнения коор-
динирующих размеров и соотношений. Поэтому правильный выбор баз
имеет большое значение.
Готовая деталь может иметь комплекс черновых и комплекс обрабо-
танных поверхностей. Взаимная увязка комплекса черновых поверхностей
обеспечивается в процессе получения заготовки путем воспроизведения
на ней фигуры штампа, литейной формы и т. п. Взаимная увязка комплекса
1 27
обработанных поверхностей обеспечивается с необходимой точностью вы-
бором баз и всей постановкой технологического процесса.
Для взаимной увязки этих двух комплексов поверхностей необходимо
придерживаться определенных правил выбора баз.
Выбор черновых баз. Черновыми, т. е. необработанными, установоч-
ными базами приходится пользоваться на первой операции; общие пра-
вила выбора черновых баз следующие.
1. Если у деталей после окончательной обработки некоторые поверх-
ности остаются черными, рекомендуется принимать их за установочные
базы на первой операции и от них обрабатывать поверхности, исполь-
зуемые затем в качестве установочных баз. Этим обеспечивается необходи-
мая увязка комплексов черновых и обработанных поверхностей. Напри-
мер, при обработке поршней автомобильного двигателя за черновую базу
на первой операции принимают внутреннюю необрабатываемую полость
поршня, от которой обрабатывают поверхности, используемые в качестве
базы на последующих операциях. При этом обеспечивается требуемая
концентричность черновой и обработанных поверхностей у готового
поршня.
2. У деталей, обрабатываемых кругом, за черновые базы следует при-
нимать поверхности с наименьшими припусками. Такой выбор исклю-
чает возможность появления брака из-за недостатка припуска на этих
поверхностях.
3. Черновые базы должны быть по возможности ровными и чистыми.
Нельзя принимать за базу места, где расположены прибыли, литники,
разъемы опок (в отливках) или разъемы штампов (в поковках). Поверх-
ность, используемая в качестве основной базы, должна обеспечивать наи-
большую устойчивость и жесткость заготовки при обработке.
Выбор чистовых баз. Для выбора этих баз также установлены неко-
торые общие правила.
1. Чистовые установочные базы должны быть конструктивными, а не
вспомогательными, что исключает погрешность базирования.
2. Они должны обеспечивать наибольшую устойчивость и наименьшие
деформации детали от зажима и усилий резания. В тех случаях, когда
поверхности не удовлетворяют этим требованиям, создают искусственные
базы путем обработки платиков, поясков, выточек или отверстий.
3. Необходимо стремиться соблюдать принцип постоянства баз, т. е.
чтобы все точные поверхности на всех операциях (установках) обрабаты-
вались с использованием одних и тех же установочных баз. При перемене
баз в ходе технологического процесса возникают дополнительные погреш-
ности, зависящие от состояния поверхностей установочных баз и точности
их расположения относительно ранее применявшихся баз.
9. КОНСТРУКЦИИ УСТАНОВОЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
Базовым поверхностям обрабатываемой детали соответствуют уста-
новочные поверхности приспособления. Детали приспособлений, несущие
установочные поверхности, применяются в виде опорных пластин, призм,
установочных пальцев и т. п. В ряде случаев в установочную систему
входят ориентирующие или центрирующие механизмы и механизмы
опор.
Установочные детали и механизмы делятся на основные и вспомога-
тельные.
Основные предусматриваются схемой базирования и определяют
положение детали в соответствии с правилом шести точек. Вспомо-
гательные вводятся иногда в установочную систему лишь для по-
28
вышения устойчивости и жесткости обрабатываемой детали и противо-
действия силам резания.
Конструкции и размеры установочных деталей должны, как правило,
выбираться по ГОСТам или нормалям машиностроения (см. приложе-
ния 1 и 2). Поверхности установочных деталей должны обладать большой
износостойкостью. Поэтому их обычно изготовляют из сталей 15 и 20
с цементацией на глубину /г=0,8...1,2 мм с последующей закалкойдо твер-
дости HRC5Q...55. Особо ответственные детали, например установочные
пальцы, изготовляются из сталей марок У7А или 20Х; при использовании
стали 20Х детали перед закалкой (HRC55...60) цементируют.
Основные опоры под базовые плоскости
Опоры постоянные выполняются с плоской, сферической
или насеченной головкой (рис. 1.26). Диапазон .размеров (в мм) стандарт-
ных опор с плоской и сферической головкой по ГОСТ 13440—68 и
Рис. 1.26. Опорные штыри: а — с плоской головкой; б — со сферической головкой; в —,
с насеченной головкой; г — с переходной втулкой
ГОСТ 13441 — 68: d = 3...25; D = 5...40; Н = 3...60; L = 7...92; опоры
с насеченной головкой (ГОСТ 13442—68) имеют d = 6...25; D — 10...40;
Н = 6...60.
Отверстия под опоры в корпусе приспособления выполняются сквоз-
ными; сопряжение опор с отверстиями — по посадке у или -у.
Опорные площадки под головки штырей должны слегка-выступать
и обрабатываться одновременно, чем обеспечивается расположение их
в одной плоскости. Опоры с плоскими головками после их запрессовки
также шлифуются одновременно, для чего по размеру Н оставляется при-
пуск 0,2....0,3 мм на шлифование после сборки.
Иногда з отверстия корпуса под опоры запрессовывают стальные за-
каленные втулки (рис. 1.26, г). Торцы втулок одновременно шлифуют,
обеспечивая необходимую плоскостность, а высоту опор выполняют с от-
клонениями посадок С или Сх. При этом отпадает необходимость шлифо-
вать установочные поверхности опор при сборке и сокращается время на
ремонт приспособления. В отверстия втулок опоры устанавливают по
посадкам у или у.
Опорные пластины (ГОСТ 4743—68) имеют два исполнения
(рис. 1.27): плоские (исполнение 1) и с косыми пазами (исполнение 2).
Размеры стандартных пластин (в мм): В -- 10...40; L = 25...220; Н —
= 5...25; h = 2,5...7; hr = 1,0...2,5; b = 8...20; d = 3,4... 11,0; dr =
= 6...18; A = 13...80; I — 6...30; c — 0,6...1,6. Предельные отклонения
29
размера Н: (—0,010...—0,014 мм); размера A: (=i=0,l мм...±0,25 мм).
Пластины крепятся двумя или тремя винтами. Материал — сталь марки
20Х по ГОСТ 4543—71. Твердость HRC 55...60, глубина цементации
h=0,8...1,2 мм.
Плоские пластины целесообразно закреплять на вертикальных стен-
ках корпуса, так как при горизонтальном их положении в углублениях
над головками винтов (1—2 мм) скопляется мелкая стружка, трудно уда-
ляемая при очистке приспособления. Пластины с косыми пазами уста-
навливают на горизонтальных поверхностях корпуса. В этом случае
стружка, сдвигаемая при перемещении устанавливаемой детали, попадает
в углубления (косые пазы) пластин и не нарушает контакта при установке.
а) исполнение /
Рис. 1,27. Опорные пла-
стины: а — плоские и с
косыми пазами; б — при-
меры применения пластин
Пластины, как и опоры, закрепляют на корпусе; при наличии не-
скольких площадок в одной плоскости они обрабатываются совместно.
Выбор типа и размеров опор зависит от размеров и состояния базовых
поверхностей.
1. Детали с начисто обработанными базовыми плоскостями больших
размеров (а в ряде случаев полученные методами точного литья) уста-
навливают на опорные пластины, а небольшие — на опоры с плоской
головкой. При этом предельная нагрузка на опоры не должна превышать
400 кгс/см2 [261.
2. Детали с необработанными поверхностями устанавливают на опоры
со сферической или насеченной головкой. Последние обычно применяются
для закрепления в вертикальных стенках корпуса, когда очистка их от
стружки не представляет затруднения.
Предельные нагрузки на опоры со сферической головкой при уста-
новке стальных либо чугунных заготовок не должны превышать: при
О = Ю мм — 200 кгс; О = 16 мм — 500 кгс; D = 25 мм — 1200 кгс и
D = 400 мм — 3000 кгс. Для заготовок из цветных металлов или их спла-
вов предельные нагрузки следует уменьшать на 30—40%. Опоры с рифле-
ной головкой допускают вдвое большие нагрузки (от 400 до 6000 кгс).
Количество опор и их расположение выбираются в соответствии со схе-
мами базирования. Во всех случаях при конструировании приспособлений
30
Рис. 1.28. Самоустанавливающиеся основные опоры:
h 2 — жесткие опорные штыри; 3,4=, плавающие опоры
Исполнение 1 . .
а)
Рис. 1.29. Конструкции винтовых регулируемых опор:
а — с лыской под ключ (ГОСТ 4084—68); б — с ше-
стигранной головкой (ГОСТ 4085—68); в—с круглой
головкой (ГОСТ 4086—68); г—усиленная (ГОСТ 4740—68)
31
необходимо обеспечивать условия для легкого удаления стружки с уста-
новочных поверхностей.
Иногда в качестве основных опор применяют самоустанавливающиеся
и регулируемые опоры.
Самоустанавливающиеся опоры (рис. 1.28) услож-
няют конструкцию приспособления и применяются лишь в специальных
Рис. 1.30. Примеры применения винтовых регулируемых опор
случаях. Так, например, при базировании детали плоскостями ее бобышек,
расположенными по периметру четырехугольника, целесообразно одну
из постоянных опор заменить двухточечной (рис. 1.28, а, в). При базиро-
вании ступенчатой плоскостью можно применить двухточечную опору по
рис. 1.28, б.
Регулируемые винтовые опоры, приведенные на рис. 1.29, приме-
няются в качестве основных или вспомогательных опор. Примеры их
использования показаны на рис. 1.30.
Вспомогательные опоры
Вспомогательные опоры применяют дополнительно к основным, когда
необходимо повысить жесткость и устойчивость устанавливаемых деталей.
Так, например, на рис. 1.31, а деталь имеет ступенчатую базовую пло-
Рис. 1.31. Схемы применения вспомогательных опор
скость. Размер h ы&кцу плоскостями приспособления и детали колеблется
в пределах допуска, и полное совмещение ступенчатых поверхностей не-
возможно. В этом случае за базу принимают одну плоскость, а под дру-
гую — подводят вспомогательную опору 1.
У детали, изображенной на рис. 1.31, б, требуется фрезеровать пло-
скости k бобышек, перпендикулярные к базовой плоскости Ь. Для по-
32
вышения жесткости детали в приспособлении предусмотрена вспомогатель-
ная опора 1.
Конструкции вспомогательных опор и их деталей нормализованы.
На рис. 1.32 показана подводимая клиновая опора (МН 350—60),
а в табл. 1.3 даны ее размеры.
Опора приводится в соприкосновение с деталью после ее установки на
основных опорах перемещением клина (угол скоса 8°). После контакта
Рис. 1.32. Подводимая клино-
вая вспомогательная опора:
1 — клин; 2 — колпачок; 3 — опор-
ный штырь; 4 —- втулка; 5 — на-
жимной вннт; 6 — рукоятка; 7 —
штифт; 8 — кулачок; 9 — замковое
кольцо; 10 — шарнк; 11, 12, 13 —
вннты н шайбы
опорного штыря 3 с деталью вращают винт 5, который с помощью шари-
ков 10 раздвигает кулачки 8, фиксирующие опорный штырь. Колпачок 2
предохраняет опору от загрязнения.
На рис. 1.33 показана конструкция самоустанавливающейся опоры
(ГОСТ 13159—67). При установке заготовки в приспособлении штырь 2
опускается, сжимая пружину 10. После этого винтом 8 с помощью пальца 3
Таблица 1.3
Размеры (в мм) подводимых клиновых опор (МН 350—60)
d н It D -Di (допустимые отклонения А \ ло-) ь L С
наибольшее наименьшее
16 16 - 54 59 64 58 63 63 25 30 35 20 22 6 по 22
20 22 65 70 75 80 72 77 82 87 30 35 40 45 30 26 140 15
2 М. А. Ансеров
33
опора фиксируется. В конструкцию опоры также входят: стальной кор-
пус 1, колпачок 4, винты 5 и 11, звездообразная рукоятка 6 (ГОСТ
4742—68), штифты 7 и 9.
Размеры опоры приведены в табл. 1.4.
Кроме рассмотренных опор применяются и встроенные винтовые под-
порки (ГОСТ 13158—67), выполняемые как с призмой (исполнение 2),
так и без призмы (исполнение 1). Конструкции винтовых подпорок по-
казаны на рис. 1.34. При использовании встроенных винтовых подпорок
и винтовых регулируемых опор (см.
рис. 1.30) нельзя допустить отрыва
деталей от их основных опор.
1 — корпус; 2 — гайка специальная; 3 —
призма; 4 — штифт; 5 — винт (ГОСТ 1478 —
64); 6 — винт
При механизации и автоматизации приспособлений применяют вспо-
могательные опоры, управляемые с помощью пневмо- или гидропривода.
На рис. 1.35 показан блок из двух подводимых клиновых опор, под-
держивающих обрабатываемую деталь 1, расположенную на основной
опоре 2. Чтобы не оторвать деталь от основной опоры, штыри 3 подводятся
с помощью слабых пружин 4, перемещающих самотормозящие клинья 5
с углом скоса а = 8... 10°. При наличии самоторможения штыри не могут
опускаться при давлении со стороны обрабатываемой детали.
Перед установкой очередной детали срабатывает небольшой силовой
цилиндр 9 со штоком 10, который при помощи реечного механизма 7, 8
и кулачков 6 перемещает клинья 5 в исходное положение, и опоры опу-
скаются.
Таблица 1.4
Размеры (в мм) самоустанавливающихся опор (ГОСТ 13159—67)
Исполнение d И D L Di h
наибольшее наименьшее
1 10 80 72 32 110 Мб 65 50 34
1 14 100 90 40 132 Мб 75 58 44
1 18 130 120 50 160 М8 90 70 58
34
Управление силовым приводом опор обычно согласовывается с управ-
лением приводом зажимов и производится с помощью общего распреде-
лительного устройства.
В ряде случаев опоры и зажимы последовательно срабатывают от одного
привода. Так, например, в конструкции, показанной на рис. 1.36, шток-
рейка привода зажимает деталь, под
которую с помощью пружин и
клиньев 2 предварительно подведены
Рис. 1.35. Сблокированные подводимые
клиновые опоры
Рис. 1.36. Автоматизированная подводимая
опора
две опоры 3. При раскреплении шток-рейка, перемещаясь влево, вращает
реечный валик 4, который в свою очередь перемещает реечный валик 1,
имеющий два скоса С. При движении вниз валик 1 своими скосами пере-
двигает клинья 2 в исходное положение и освобождает опоры 3. После
этого устанавливается следующая деталь и цикл подвода опор и зажима
повторяется.
Установочные пальцы
Эти детали применяются при базировании заготовки по плоскости
или торцам и отверстиям.
ГОСТами определены следующие конструкции.
1. Пальцы установочные цилиндрические постоянные, ГОСТ 12209—66
(рис. 1.37, а).
2. Пальцы установочные срезанные постоянные, ГОСТ 12210—66
(рис. 1.37, б) и пример их применения (рис. 1.37, в).
3. Пальцы установочные цилиндрические сменные, ГОСТ 12211—66
(рис. 1.37, г).
4. Пальцы установочные срезанные сменные, ГОСТ 12212—66
фис. 1.37, д') и пример их применения (рис. 1.37, с).
5. Пальцы установочные цилиндрические высокие, ГОСТ 17774—72
(рис. 1.37, ж) и примеры их применения (рис. 1.37, з).
6. Пальцы установочные срезанные высокие, ГОСТ 17775—72
(рис. 1.37, и) и пример их применения (рис. 1.37, к).
Постоянные пальцы запрессовываются в корпус приспособления по
А
посадке -д-, а диаметры их установочных поверхностей выполняются
* ' 35
36
с отклонениями по посадке Д или Х3 в зависимости от требуемой точности
базирования.
Сменные пальцы применяются при интенсивной эксплуатации при-
способления, когда они сравнительно быстро изнашиваются и заменяются.
А
Пальцы монтируются в закаленной втулке по посадке а диаметры их
установочных поверхностей также выполняются с отклонениями по по-
садке Д или Х3. Постоянные и сменные стандартные пальцы имеют три
исполнения: для диаметров до 10 мм, менее 20 мм и более 20 мм.
Рис. 1.38. Схемы сочетания пальцев с опорными пластинами
Размерные параметры пальцев следует брать из указанных ГОСТов;
размеры втулок под установочные пальцы — по ГОСТ 12214—66 и
ГОСТ 12215—66 (см. табл. III.5). Известны и другие конструкции пальцев.
В частности, на рис. 1.37, л, м показаны примеры установочных пальцев со
сменными шайбами 1 вместо буртиков, применяемые в случаях интенсив-
ного износа последних. Шайбы могут быть прошлифованы при вынутых
пальцах, что также является преимуществом такой конструкции.
Во избежание заклинивания при съеме заготовки в случае ее установки
на один палец (рис. 1.37, н) высота Н направляющей части пальца не
должна превышать значения
H==l±^.y2D^ , (а)
где Дт|п — зазор между пальцем и отверстием детали.
В случаях установки заготовки на два пальца (рис. 1.37, г) при D =
= D± и I = рабочая высота пальцев Н, исключающая заклинивание
заготовок при съеме, определяется как
- - Y<^L + D) (б)
37
Берется наименьшее значение Н, определенное по формулам (а) и (б).
При базировании детали по плоскости и двум отверстиям пальцы обычно
применяются в сочетании с опорными пластинами (рис. 1.38, а), а при
установке по торцу и отверстию они могут запрессовываться в специаль-
ную опорную пластину той или иной конструкции (рис. 1.38, б). При
установке тяжелых деталей, когда неподвижные пальцы мешают загрузке,
их делают выдвижными. Съемный палец 1 установлен в плунжере 2
(рис. 1.39, а), управляемым рычагом 3. Иногда для выдвижения пальца
используют реечный механизм. Конусные подпружиненные пальцы
(рис. 1.39, б) применяются при базировании детали коническим или не-
обработанным цилиндрическим отверстием.
Опорные призмы
На рис. 1.40 показаны опорные призмы различных конструкций.
Стандартная призма (ГОСТ 12195—66) применяется для установки корот-
ких изделий (рис. 1.40, а) или как элемент опорной сборной призмы, пред-
назначенной для базирования длинных изделий (рис. 1.40, в). На
Рис. 1.40. Опорные призмы:
а — стандартная призма
(ГОСТ 12196—66) и пример
ее применения; б — призма
с выемкой; в — сборная
призма
рис. 1.40, б показана призма с выемкой. Призмы, предназначенные для
деталей с D = 5...150 мм, выполняются с Н = 16...70 мм; Вг = 8...120 мм.
Материал—сталь марки 20Х. Твердость рабочих поверхностей HRC55...60.
Глубина цементированного слоя 0,8... 1,2 мм.
При установке детали по черновой базе, а также при установке сту-
пенчатых валов рабочие поверхности призм делают узкими (рис. 1.40, б).
Крупные изделия устанавливают на чугунные или сварные призмы со
сменными стальными закаленными пластинками на наклонных плоско-
стях. Рабочие поверхности и основание призмы шлифуются. В сборных
конструкциях с двумя и более призмами, используемыми для установки
одной детали, все призмы шлифуют совместно. Для точной установки
призмы в ней предусмотрены два отверстия (рис. 1.40, а): 1 —под кон-
трольные штифты; 2 — под прижимные винты.
33
На рабочем чертеже призмы необходимо указывать размеры 5Х, L±
(от основания до верхней образующей устанавливаемой детали) и L.
Размер В± необходим для разметки и предварительной обработки призмы,
а размер — для контроля после окончательной обработки.
Зависимость между этими размерами выражается следующей фор-
мулой:
L = + 1,2077? — 0,5Вх,
а в случае применения нестандартных призм с углом а = 120° формулой
L = Ь,, + 1,0877? — 0,289В.
Размер D принимается в пределах 5...150 мм; Н — в пределах
16...70 мм; Bi —в пределах 8...120 мм.
10. ОРИЕНТИРУЮЩИЕ И САМОЦЕНТРИРУЮЩИЕ МЕХАНИЗМЫ
В ряде случаев устанавливаемые детали необходимо ориентировать по
их плоскостям симметрии. Применяемые для этой цели механизмы обычно
не только ориентируют, но и зажимают детали, поэтому называются уста-
новочно-зажимными.
Рис. 1.41. Ориентирующий механизм с неподвижной и подвижной
призмами
Установочно-зажимные механизмы делятся на ориентирующие
и самоцентр ир ующие. Первые ориентируют детали только по
одной плоскости симметрии, вторые — по двум взаимно перпендикуляр-
ным плоскостям.
К группе самоцентрирующих механизмов относятся всевозможные
конструкции патронов и оправок. Эти механизмы подробно описываются
в дальнейшем (см. гл. VI).
Для ориентирования и центрирования деталей некруглой формы часто
используют механизмы с неподвижными (ГОСТ 12196—66), установоч-
ными (ГОСТ 12194—66) и подвижными (ГОСТ 12193—66) призмами. В ори-
ентирующих механизмах одна из призм крепится жестко — неподвижная
или установочная, а вторая выполняется подвижной. В самоцентрирую-
щих механизмах обе призмы перемещаются одновременно.
На рис. 1.41 показан ориентирующий механизм, в котором призма 1
закреплена жестко, а призма 2 перемещается винтом с помощью махо-
вичка 3. При ориентировании и зажиме литых и кованых заготовок с не-
точными размерами по длине применяют установочную и подвижную
призмы. Первая выставляется при наладке по размерам заготовки, после
чего крепится жестко.
39
Рис. J.42. Призмы: а —
неподвижные призмы
(ГОСТ 12196—66) и при-
мер их применения; б —
установочные призмы
(ГОСТ 12194—66) и при-
мер их применения; в—
подвижные призмы (ГОСТ
12193—66) и пример их
применения
На рис. 1.42 показаны конструкции призм. Неподвижные призмы для
зажимаемых деталей диаметрами D = 5... 100 мм выполняются с L ~
— 32...100 мм; Н = 10; В — 16...100 мм в двух исполнениях: исполне-
ние 1 — без поднутрения рабочих поверхностей призмы, исполнение 2—
со скошенными рабочими поверхностями под углом а = 7°. В последнем
случае обеспечивается более надежное прилегание необработанной по-
верхности детали к основной опоре. Установочные и подвижные призмы,
Рис. Г.43. Направляющая колодка (а) и пример ее применения (б)
предусмотренные для зажима деталей диаметрами D = 3...100 мм, вы-
полняются с L — 25 мм; Н — 8...32; В = 16...100 мм. Они также имеют
два исполнения: без скоса и со скосом рабочих поверхностей (а = 7°).
Материал призм — сталь марки 20Х, твердость рабочих поверхностей
HRC 55...60. Цементация производится на глубину h = 0,8... 1,2 мм.
Рис. 1.44. Самоцентрирующий механизм тисочного типа:
7,2 — призмн; 3 — винт; 4, ю — пробки; 5, 6,8,9 — винтвг; 7 — вилка
Подвижные и установочные призмы монтируются в приспособлении
с помощью направляющих колодок (ГОСТ 12198—66) по посадке
Колодки крепятся к корпусу с помощью четырех винтов. Для правиль-
ного расположения колодок предусмотрены два контрольных штифта. На
рис. 1.43 показаны конструкция и пример применения направляющих
колодок. Основные размеры (в мм): Вг — 32...150; В= 10...100; Н =
= 16...50. Материал колодок—сталь марки 20Х. Твердость направляющих
HRC 55...60; глубина цементации h — 0,8... 1,2 мм.
41
Таблица /. 5
Механизмы для ориентирования и центрирования некруглых детален
Наименование н принцип работы
Эскиз
Ориентирующий механизм с
двумя торцовыми кулачками.
При повороте рукоятки 1 ку-
лачки 2, установленные на ва-
лике 5, ориентируют деталь в
продольной плоскости симмет-
рии
Ориентирующий механизм с
рычагами. При перемещении
плунжера 1 деталь поджимается
к рычагам 2, установленным на
осях 3, и ориентируется ими в
продольной плоскости симмет-
рии. При отводе плунжера ры-
чаги под действием пружины 4
освобождают деталь
Центрирующий механизм с
двойным эксцентриком. При
повороте рукоятки 1 по часовой
стрелке эксцентрик 2 переме-
щает ползуны 3 со скосами,
ориентирующие деталь 4 в про-
дольной и поперечной плоско-
стях симметрии. Для возвраще-
ния ползунов в исходное поло-
жение предусмотрены две пру-
жины
Накладной кондуктор с ори-
ентирующим механизмом в виде
параллелограмма, составленно-
го из двух продольных и двух
поперечных шарнирно соеди-
ненных планок 2 и 3. Под дей-
ствием винта 1 поперечные план-
ки 3 поворачиваются на осях 5,
и параллелограмм ориентирует
деталь в продольной плоскости
симметрии; для ориентации в
поперечной плоскости преду-
смотрены штифты 4
Кондуктор с выступами 1 и 2
для ориентации детали. Послед-
няя поджимается покачиваю-
щейся опорой 3, установленной
на откидной планке 4
42
На рис. 1.44 изображен самоцентрирующий механизм тисочного типа,
в котором призмы 1 и 2 перемещаются по точному пазу винтом 3 с правой
и левой резьбой; от осевого смещения винт удерживается вилкой 7, при-
гнанной к его выточке. Так как при сборке установить призмы на точном
расстоянии от центра приспособления трудно, то в механизме преду-
смотрено регулировочное устройство, позволяющее смещать винт с приз-
мами в осевом направлении.
Зажимы тисочного типа самопентрирующие и плавающие нормализо-
ваны (МН 3196—62; МН 3197—62).
В табл. 1.5 приведены типовые конструкции механизмов для ориен-
тирования и центрирования некруглых деталей.
Примеры в табл. 1.5 показаны в основном с ручным приводом, но
эти механизмы могут быть легко механизированы с помощью пневмо-
и гидропривода (см. гл. IV и V).
ГЛАВА II
СИЛОВЫЕ МЕХАНИЗМЫ
1. ЗАМЕЧАНИЯ О РАСЧЕТЕ ПОТРЕБНЫХ СИЛ ЗАЖИМА
Определив схему базирования и расположение установочных эле*
ментов, намечают схему закрепления деталей. Последняя должна удов-
летворять следующим требованиям:
1) в процессе зажима не должно нарушаться положение детали, за-
данное ей при базировании;
2) силы зажима должны быть достаточными, чтобы исключить воз-
можность смещения и вибраций детали в процессе обработки;
3) силовые механизмы должны быть быстродействующими и легко
управляемыми.
При построении схемы закрепления деталей определяют точки при-
ложения величины и направления сил зажима исходя из схемы действия
Неправииьно
Рис. II. 1. Точки приложения сил зажима
и значений сил резания и их моментов. Так, например, при фрезерова-
нии деталей, учитывая наличие опрокидывающих моментов, боковые
опоры и направленные на них силы зажима располагают как можно ближе
к обрабатываемой поверхности. При построении схемы закрепления дета-
лей в кондукторе учитывают действие осевой силы резания, крутящего
момента и т. д. Линия действия силы зажима должна проходить через
рабочую поверхность опоры (рис. II. 1) и перпендикулярно к ней. Со-
блюдение этого требования обязательно при закреплении нежестких
деталей (планки, плиты, рамы, станины и т. п.).
Величины сил зажима можно определять, решая задачу статики на
равновесие твердого тела под действием всех приложенных к нему сил
и их моментов1 (сил резания, зажима, массы, реактивных сил и сил трения).
1 Решаются совместно шесть уравнений статики, в которых алгебраические суммы про-
екций всех сил на каждую из координатных осей и моменты сил относительно этих осей
приравнены к нулю. -
44
Значения сил резания и моментов рассчитывают по формулам из
курса резания металлов или берут из таблиц нормативов, а затем, для
большей надежности, увеличивают их на коэффициент запаса К = 1,5 . . .
2,5; меньшее значение Л для случая чистовой обработки, большее — для
черновой. На практике силы зажима обычно определяют приближенно,
исходя из анализа взаимодействия сил резания и зажима и их мо-
ментов.
Рис. II.2. Схемы взаимодействия сил резания и зажима
Рассмотрим пять характерных случаев такого взаимодействия.
1. Силы зажима W и резания Р имеют одинаковое направление и
действуют на опору (рис. II.2, а). В этом случае сила зажима мини-
мальна (Fmin).
2. Силы имеют противоположное направление (рис. II.2, б). Тогда
W = КР.
Рис. П.З. Схемы для расчета сил зажима при обработке
в патронах и на оправке
3. Силы направлены взаимно перпендикулярно, и силе резания про-
тиводействуют силы трения на опоре и в точке зажима (рис. II.2, в).
В этом случае
+ Ж = КР-,
= -
fi+h’
где f lt — коэффициенты трения.
При = = 0,1
W = 5KP.
4. Заготовка, обрабатываемая в трехкулачковом патроне, находится
под воздействием момента Мрез и осевой составляющей силы резания Рх.
Из схемы, приведенной на рис. П.З, а, находим
отсюда
ПУ ^^ред . го- ^сум /_•>
w сум /7? ’ z ’ 'd'
где Л?рез — момент силы резания; FcyM — суммарная сила зажима
всеми кулачками; W — сила зажима одним кулачком; z — число кулач-
s
45
ков; 7? — радиус заготовки; /< — коэффициент запаса; f— коэффициент
трения.
Найденное значение TFcyM проверяется на невозможность осевого
сдвига заготовки
WzyJ^KPx,
отсюда
. Гсуи^. (б)
5. Заготовка, закрепленная на цанговой оправке (рис. II.3, б), как
и в случае зажатия в патроне, подвергается воздействию момента реза-
ния, которому противостоит момент силы трения, равный WzyJR.
Следовательно, потребная сила lFcyM определяется по формуле (а).
При расчетах средние значения коэффициента трения можно прини-
мать равными:
1) при контакте обработанных поверхностей с опорными пластинами
(см. гл. I, рис. 1.27) f = 0,1 ... 0,15;
2) при контакте необработанных поверхностей с установочными шты-
рями со сферической головкой f = 0,2 . . . 0,3;
3) при контакте с закаленными рифлеными элементами (рифленые
опоры, губки кулачков и т. п.) f 0,7 в зависимости от рисунка и глу-
бины насечки.
Силы зажима в каждой точке следует определять с возможно большей
точностью, так как чрезмерное их завышение приводит к неоправдан-
ному увеличению габаритов и массы приспособлений, диаметров цилинд-
ров, излишнему расходу сжатого воздуха, к увеличению деформации
закрепляемых деталей.
Действительные силы зажима, развиваемые силовыми механизмами,
должны быть равны или несколько больше расчетных. Значение этих
сил зависит от величины исходной силы Q и передаточного отношения
сил выбранного механизма.
2. КЛАССИФИКАЦИЯ СИЛОВЫХ МЕХАНИЗМОВ
Силовые механизмы приспособлений делятся на простые и комбини-
рованные, т. е. состоящие из двух-трех сблокированных простых меха-
низмов (см. схему).
К простым механизмам относятся клиновые, винтовые, эксцен-
триковые, рычажные, рычажно-шарнирные и др. Простые механизмы
принято называть зажимами.
Комбинированные механизмы обычно выполняются как
винто-рычажные, эксцентрико-рычажные и т. п.
В тех случаях, когда простые или комбинированные механизмы ис-
пользуются в компоновках с механизированными приводами (пневмати-
ческими и др.), их называют механизмам и-у силителями.
По числу ведомых звеньев механизмы делятся на однозвенные,
двухзвенные и многозвенные (многоточечные).
Каждый силовой механизм имеет ведущее звено, к которому прикла-
дывается исходная сила, и одно или несколько ведомых звеньев (прижим-
ных планок, плунжеров, кулачков), передающих обрабатываемой детали
силы зажима. Многозвенные механизмы зажимают одну деталь в несколь-
ких точках или несколько деталей в многоместном приспособлении одно-
временно и с равными силами.
Особую группу многозвенных механизмов составляют самоцентри-
рующие патроны и оправки.
46
КЛАССИФИКАЦИЯ СИЛОВЫХ МЕХАНИЗМОВ СТАНОЧНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
По степени механизации силовые механизмы классифицируются на
ручные, механизированные и автоматизиро-
ванные.
Ручные механизмы требуют применения значительной мускульной
энергии и утомляют рабочего. Механизированные работают от энергии,
передаваемой приводом. Автоматизированные приводятся в действие
перемещающимися столами, суппортами, шпинделями станков или центро-
бежными силами вращающихся масс и осуществляют зажим и раскрепле-
ние изделий без участия рабочего.
3. КЛИН КАК СРЕДСТВО ЗАЖИМА И САМОТОРМОЖЕНИЯ
Большинство силовых механизмов основано на действии клина, обла-
дающего свойством самоторможения.
Разновидности клина
Клин применяется в следующих конструктивных вариантах:
1) плоский односкосый (рис. II.4);
2) двускосый (рис. II.5, а) или круглый (рис. II.5, б);
3) криволинейный клин в форме эксцентрика или плоского кулачка
(рис. II.6). В этих конструкциях основание односкосого клина как бы
навернуто на окружность диска, а наклонная его плоскость превращена
в криволинейную поверхность;
4) винтовой клин в форме торцового кулачка (рис. II.7). Здесь одно-
скосый клин как бы свернут в цилиндр; основание клина образует опору,
а его наклонная плоскость — винтовой профиль кулачка х.
1 Виит и гайка также работают по принципу торцового кулачка с трением по одной
стороне резьбового профиля.
47
Рис. II.6. Криволинейные клинья: а — эксцентрик; б — плоский кулачок с рабочим
профилем, очерченным по архимедовой спирали
Рис. II.7. Винтовые клинья в форме поворотного (а) и неподвижного (б)
торцовых кулачков:
1 — клинья; 2 — рычаги
48
г, МА
i
Рис. II.8. Самоцентрирующие клиновые механизмы: а—цанговые
патроны; б — клиновая оправка 2 с клиньями 1
А
Рис. П.9. Самоцентрирующие клиновые механизмы:
а — клиноплунжерная оправка с трехскосым клином 2
и плунжерами 1; б — шариковая оправка с конусом 2
и шариками I
49
В самоцентрирующих клиновых механизмах (патроны, оправки)
используются системы из трех и более клиньев. К таким механизмам от-
носятся: цанговые и клиновые (рис. II.8, а и б), клиноплунжерные и
шариковые (рис. II.9, а и б) и некоторые другие.
Условия самоторможения клина
В силовых механизмах клин может работать с трением на двух поверх-
ностях (наклонной поверхности и основании гклина) или с трением только
на наклонной поверхности. Последний случай обычно встречается в само-
центрирующих клиновых механизмах. Так, например, если цанговый
Рнс. 11.10. Клиновые механизмы: а — с трением на обеих
поверхностях клиньев; б — с трением только на наклонной
поверхности
механизм снабжен упором 3 (рис. 11.10, а), ограничивающим перемещение
заготовки 2 (пруток), то каждый лепесток 1 цанги (клин) при зажиме
преодолевает трение на двух поверхностях. Если механизм без упора,
трение возникает только на конической поверхности, так как пруток в этом
случае перемещается вместе с цангой
и F\ — 0.
В клиновой оправке (см. рис. II.8, б)
заготовка устанавливается до упора и
каждый клин при зажиме имеет трение
на двух поверхностях. Но если заготов-
ка 2 не прилегает к упору (рис. 11.10, б),
то клинья 1 преодолевают трение толь-
ко на наклонной поверхности (Fr = 0).
Для выяснения условий самоторможе-
ния рассмотрим рис. 11.11 и 11.12. Из
механики известно, что если тело 1
(рис. 11.11), нагруженное нормальной
реакцией N, под действием силы Q равномерно перемещается на плоско-
сти 2, то при наличии силы трения F полная реакция R отклоняется
от направления нормали навстречу движению на некоторый угол <р,
называемый углом трения 1.
Из рисунка находим
tg<P = ^- (1)
Так как коэффициент трения скольжения /= то
tg ф = /; ф = arctg f.
На рис. 11.12, а показана схема сил, действующих на зажатый
односкосый клин с трением на двух поверхностях.При любом угле скоса а
1 На рисунке-конус трения изображен штриховыми линиями.
50
зажатый клин стремится вытолкнуть сила обратного действия Ро.я,
представляющая собой горизонтальную составляющую нормальной реак-
ции N; W — ее вертикальная составляющая Ч
Силе Ро д противодействуют сила трения Ft на основании клина и
горизонтальная составляющая F' силы трения F на наклонной поверх-
ности клина.
Условие равновесия клина
Р' + Р1^РО.Я- (2).
Из схемы сила трения
F=Nf=NiS(p=^W
1 =>v cos а
Рис. 11.12. Схема для выяснения условия самоторможения и запаса само-
торможения клина (а); схема для определения выталкивающей силы QB (б)
Ее горизонтальная составляющая
F' = F cos а — W tg ф.
Вертикальная составляющая силы трения F, равная F sin а, сумми-
руется с вертикальной составляющей W нормальной силы N. Соответ-
ственно величина нормальной реакции на основании клина
W — W + F sin а = IE (1 tg а tg ф), (3)
а сила трения на основании клина
Ej = W tg ф! = IF tg ф! (1 4- tg a tg ф).
Формула (2) для предельного случая перехода самотормозящего
клина в несамотормозящий приобретает вид
P^F + 74. ' '
Подставив в эту формулу значения сил, получим
Ро. я = tF tg а = tF tg Ф + tg Ф1 0 + tg а tg ф)
или
tg а = tg Ф 4- tg ф! 4- tg a tg ф tg фр
1 На схемах рис. 11.12 и последующих схемах зажатый клин рассматривается в со-
стоянии равновесия, а все приложенные к нему силы, в том числе реактивные и силы тре-
ния, приводятся к эквивалентным взаимно уравновешенным вертикальным и горизонталь-
ным составляющим (изображены жирными линиями).
&1
При малых углах а произведение tg а tg ср tg фг близко к нулю,
а величина тангенсов углов близка к величине соответствующих углов
в радианах.
Тогда условие предельного равновесия клина выразится равенством
а = ср (р1.
Полагая углы трения на обеих поверхностях клина одинаковыми,
т. е. фх = ф, получим
а = 2ф.
Для клина с трением только на наклонной поверхности (ф! = 0) усло-
вие равновесия будет
а = ф.
Очевидно, что в заторможенном состоянии клин будет находиться,
если угол его скоса а меньше 2ф или ф.
Условия
а < ф + Фб а < 2ф (4)
или
а < ф (4a)
называются условиями самоторможения клина с тре-
нием на двух поверхностях (4) и одной поверхности (4а).
Клин и сопряженные с ним детали обычно выполняются из стали,
с чисто обработанными (шлифованными) поверхностями. Для этих по-
верхностей, в зависимости от условий работы клина, принимают
^ = tgT = O,l; ф = 5° 43'
или
/=^ф = 0,15; ф=|°30'.
Тогда условия самоторможения соответственно будут:
для клина с трением на двух поверхностях
а < 11° (при f — 0,1);
а < 17° (при f = 0,15);
^для цлина с трением только на наклонной поверхности
а < 5° 43' (при f — 0,1);
а < 8° 30' (при f — 0,15).
Для надежности заклинивания углы а при расчетах берут меньше
предельных, исходя из потребного запаса самоторможения
(см. ниже).
Выталкивающая сила QB (рис. 11.12, б), необходимая для расклини-
вания самотормозящего клина, определяется из следующих рассуждений.
Заменим силы N и F равнодействующей R и разложим ее на силы W"
и F". На основании клина действуют нормальная сила реакции и
сила трения
Из условия равновесия клина находим:
= q3—f"-^-f1,
Так как из схемы
F" = ГЧб(ф-а); F, = V tg Ф1,
то
QB = IF'ttg (ф — а) 4-tg фх] (5)
52
ИЛИ При ф = Ф1
Qb = W Itg (ф — а) + tg Ф J. (6)
Для клина с трением только по наклонной поверхности
QB = W tg (ф - а). (7)
Сила W в формулах (6) и (7) подсчитывается по формуле (3). Для
упрощения расчетов можно принимать W'f=& W.
Запас самоторможения клина
В ряде случаев самотормозящие механизмы, в основе которых лежит
клин, подвергаются при обработке деталей расшатывающему действию
сил резания. По этой причине параметры, обеспечивающие самотормо-
жение, могут измениться и самотормозящий механизм превратится в ме-
ханизм несамотормозящий, что может привести к аварии.
Так, например, в пневматических токарных кулачковых патронах с само-
тормозящим клиновым центрирующим механизмом сжатый воздух
используется только для зажатия и отжатия заготовки, а в процессе
обработки она удерживается за счет самоторможения клинового меха-
низма. За каждый оборот шпинделя кулачки расшатываются силами реза-
ния, и если угол скоса клиньев а лишь немного меньше угла трения ф,
вести обработку в таком патроне небезопасно.
Экспериментальная проверка ряда конструкций таких патронов
показала, что сила QB на штоке привода, потребная для разжима (раскли-
нивания), в 2,5 . . . 3,5 раза меньше силы, необходимой для зажима
(заклинивания). Если же разжим производится не сразу, а после обра-
ботки заготовки, то сила, потребная для разжима, становится еще меньше,
что указывает на изменение условий самоторможения х.
Явление утраты самоторможения можно наблюдать также на примере
винтовых соединений. Винтовая поверхность стандартной крепежной
резьбы самотормозящая, так как угол подъема резьбы (угол клина) ф =
= 2 ... 4°, что меньше угла трения ф = 6° 40'. Однако при сотрясениях
узла винтовой механизм становится несамотормозящим (гайка отходит)
и необходимо ставить контргайку или шплинт.
Для оценки надежности самоторможения различных силовых меха-
низмов необходимо ввести объективный показатель — запас само-
торможения, который должен полностью исключать возможность
потери самоторможения механизмом, работающим в условиях вибраций
или нагрузок переменного знака 1 2 3.
Запасом самоторможения К. будем называть отношение сил, удержи-
вающих клин в заторможенном состоянии, к силе обратного действия.
Из схемы на рис. 11.12, а видно, что клин удерживается в затормо-
женном состоянии силой трения Fr и горизонтальной составляющей F'
силы трения F.
Следовательно,
Выше найдено, что
Fr = W' tg фг W tg фх; F' = F tg ф; P0.a=Ftga.
1 При разжиме заготовки сразу же после ее зажима преодолевается статическое трение
(трение покоя). В процессе обработки статическое трение под действием сил резания осла-
бевает и при известных условиях возможно саморасклинивание.
3 Аналогичным показателем при расчете деталей на прочность является коэффициент
запаса прочности, по которому оценивают надежность детали в отношении разрушения.
53
Тогда после подстановки значений Fb F', Р0,ди сокращения на W по-
лучаем
Д’— +
tg а
ИЛИ при ф! = ф
<8>
Для предельного случая перехода самотормозящего клина в несамо-
тормозящий а ~ 2ф и соответственно К. — 1. При а О, К. —♦ со.
У клина с трением только на наклонной поверхности запас самотор-
можения в два раза меньше, т. е.
/<== ML. (8а)
tga
Для предельного случая a = ф, Л = 1.
В самотормозящих механизмах, подвергающихся сотрясениям и не
имеющих предохранительных устройств от саморасклинивания или
постоянного поджима пневмогидроприводом, рекомендуется брать Л 3.
4. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ПРОСТЫХ И КОМБИНИРОВАННЫХ МЕХАНИЗМОВ
Для любого простого механизма можно определить передаточное
отношение сил и передаточное отношение перемещений.
Передаточное отношение сил
W=Qi,
где W — сила, развиваемая на ведомом звене (сила зажима); Q — исход-
ная сила, прикладываемая к ведущему звену механизма. Соответственно
для идеального механизма, т. е. механизма без трения,
. ^д . W ~ 01
1ИД Q » ИД — ЧИид-
Передаточное отношение перемещений
где Sw — перемещение ведомого звена; SQ — перемещение ведущего
звена.
Передаточные отношения i и 1ЯД всегда больше единицы и характери-
зуют выигрыш в силе; ia — всегда меньше единицы и характеризует
проигрыш в пути.
Так как в случае идеального механизма выигрыш в силе равен
проигрышу в пути (золотое правило механики, вытекающее из равенства
работ), то
tn= -±- или 1ИД =
гИд * *п
К. п. д. механизма
Для любого механизма можно также определить условие и запас
самоторможения.
54
Для комбинированных механизмов, состоящих из нескольких после-
довательно сблокированных простых, передаточное отношение сил, пере-
мещений и к. п. д. определяется по формулам
i ~
in = iai i"2 • • • iak<
т] = . T)b
где ц, r|1 — характеристики первого простого механизма; г2, in,,
т]2—характеристики второго механизма и т. д.; k — число простых
механизмов.'
Сила зажима Ц7, развиваемая комбинированным механизмом, опре-
деляется по формуле
W = . ik,
где Q — исходная сила на рукоятке или штоке привода. Так, например,
если в комбинированном механизме (рис. 11.13), состоящем из последо-
Рис. 11.13. Схема действия комбинированного механизма
вательно сблокированных винтового, клинового и рычажного механиз-
мов, первый увеличивает исходную силу Q на рукоятке в 75 раз (ix = 75),
второй повышает силу первого в три раза (t3 = 3), а третий повышает
силу второго в два раза (г8 = 2), то
W = (75-3-2) Q == 450Q.
Если характеристики i\, i2. • • С простых механизмов заранее неиз-
вестны, то расчет силы зажима W, развиваемой комбинированным меха-
низмом, можно выполнять последовательно.
Вначале определяем силу = Qir, развиваемую первым простым
механизмом; затем, рассматривая ее как исходную силу в отношении
второго механизма, определяем силу развиваемую вторым
механизмом, и т. д. В результате получим
W = Wk = Wk.tik,
где k — число сблокированных простых механизмов.
Перемещение (ход) последнего ведомого звена в комбинированном
механизме определяется по формуле
Если известны характеристики 1ВД1, гЙД2 то перемещение можно
определять по формуле
с = S * * *
W С г'иД1 «ИД2 «ИДК
Количество простых силовых механизмов ограничено, и все они в ос-
нове своей являются клиновыми или рычажными. Следовательно, ком-
бинированные механизмы представляют собой систему из клиновых,
рычажных или клино-рычажных механизмов. Для того чтобы комбини-
55
рованный механизм был самотормозящим, достаточно иметь в нем хотя бы
один самотормозящий простой механизм.
Ниже определяются характеристики простых механизмов; зная их,
легко найти характеристики любого комбинированного механизма.
5. КЛИНОВЫЕ МЕХАНИЗМЫ
В качестве силовых механизмов станочных приспособлений приме-
няются:
1) механизмы с односкосым клином без роликов и с роликами;
2) многоклиновые самоцентрирующие механизмы.
Первые обычно используются в качестве усилителей пневмо- и гидро-
приводов, а вторые применяются в конструкциях патронов и оправок.
Механизмы с односкосым клином
Из условия равновесия клина находим соотношение сил.
1. Для идеального механизма (рис. 11.14, а)
Q = P = Ц7ИД tg а;
Рис. 11.14. Схемы для расчета характеристик механизма с одно-
. скосым клином: а — идеальный механизм; б — реальный
отсюда
Следовательно, идеальный клиновой механизм при а —» 0 развивает
силу зажима ТГИД — со.
2. Для механизма с трением на обеих поверхностях клина (рис. II. 14, б)
р = Ц7 tg (а + ф); Рг — W tg фр
Q — Р + /д = W Itg (а ф) + tg Ф J-
Отсюда исходная формула
~ *2 tg (а+<р) + tg<pi ’
коэффициент при Q — передаточное отношение сил i \
3. Для механизма с трением только по наклонной плоскости клина
tg Ф1 — 0 и исходная формула принимает вид
1 Во всех последующих формулах коэффициент при Q представляет собой передаточ-
ное отношение сил I.
56
4. Для клина с двумя роликами (рис. 11.15) трение скольжения заме-
няется трением качения, и в формулу (10) вместо коэффициентра трения
скольжения tg Ф1 и угла трения скольжения <р следует подставлять при-
веденные коэффициент трения качения tg <р1пр и угол трения качения <рпр,
выраженные соответственно через коэффициент и угол трения скольжения.
Тогда исходная формула (10) принимает вид
tg (а + <рпр) + tg ф1Пр ’ (12)
Значения приведенных коэффициентов и углов трения качения найдем,
рассматривая нижний ролик в равновесии (рис. 11.15).
Моменты приложенных к ро-
лику сил трения Ft и Т, взятые
относительно центра ролика,
равны, т. е.
р в Т
ri —— 1 2 •
Так как
Fi = W tg Ф1пр; T-Ftgcp,,
то
Отсюда
tg Фшр=tg <Pi 4- • <13>
Соответственно для верхнего
ролика
tg<Pnp=tg<p-J-; (13а)
Рис. 11.15. Схема для расчета характеристик
механизма с односкосым клином и роликами
приведенный угол трения
. d
фпр ~ arctg ф.
(136)
В конструкциях с роликами снижаются потери на трение, а силы
зажима увеличиваются на 35...50%. Если в формуле (13) принять tg срх ==
= 0,1; d/D = 0,5, то коэффициент трения качения будет tg ф1пр— 0,1 X
х 0,5 = 0,05.
5. Для клина с роликом только на наклонной плоскости (см. рис. II.4)
исходная формула (10) принимает вид
tg (а + <рпр) -ptgtp •
Передаточное отношение in перемещений и ход находим из
рис. 11.14, а:
*П = 4^-= tg a; Sr = SQtga. (15)
К. п. д. механизмов определяется по формуле
П = «п>
где i — коэффициент при Q в соответствующих формулах.
57
Условия и запас самоторможения клина без роликов определяются
по формулам (4), (4а), (8), (8а) гл. И.
Клиновые механизмы с роликами обычно используются в качестве
усилителей приводов и являются нёсамотормозящими. В таких меха-
низмах обычно а 10°.
Многоклиновые самоцентрирующие механизмы
Примеры этих механизмов показаны на рис. II.5, II.8, II.9, 11.10.
Определяется суммарная сила зажима Ц7сум, развиваемая всеми клинь-
ями одновременно. Так как Wcya не зависит от числа клиньев (скосов),
то расчет ее производим по предыдущим формулам, предполагая, что
исходная сила Q приложена к одному клину.
Для механизмов с клиньями, имеющими трение только на наклонной
поверхности,
ЦТ — О-------?---
с*м ’-тц(а-г,р)-
При наличии роликов на наклонных поверхностях вместо «р в формулу
следует подставлять <рпр.
В случае клиньев с трением на двух поверхностях
П7 — л______________________________J.
сум Ч tg (а + ф + tg ф1
Сила зажима каждым клином
__________________________________ Гсум
п ’
(16)
(17)
где п — число клиновых элементов в механизме.
Общая сила трения F от числа клиновых элементов не зависит:
Рис. 11.16. График для определения
характеристик клиновых механизмов
с односкосым клином и многоклино-
вых с трением на обеих поверхностях
клиньев (механизмы без роликов).
Формулы: для механизмов с односкосым
клином W == Qi; для многоклиновых
^сум ® ~ 4
F==Wn = -^=V
Радиальный ход Sw клиньев, к. п. д.,
условие и запас самоторможения под-
считываются аналогично предыдущему.
Диаметральный ход клиньев равняется
25
Расчетные графики
На рис. II. 16... II. 18 приведены рас-
четные графики, построенные на осно-
вании предыдущих формул, при следую-
щих данных: tg <р = tg фх = 0,1; ср - =
— 5° 50'; d/D = 0,5. По этим же дан-
ным составлена табл. II. 1 числовых зна-
чений характеристик.
Для всех клиновых механизмов
Д. = tg сс; Т| = tin = i tg а,
где i — коэффициенты при Q в соответ-
ствующих формулах. Условия и запас
самоторможения — по формулам (4), (8).
По найденным характеристикам и
по формулам, помещенным в подрису-
58
ночной подписи, определяются силы зажима KZ, радиальные перемеще-
ния S^z и к. п. д. механизмов; для многоклиновых самоцентрирующих
механизмов определяются Ц?сум и диаметральный ход клиньев равный 23^.
Рис. 11.18. График для определения
характеристик клиновых механиз-
мов с односкосым клином и роли-
ками:
1 — для механизмов с одним роликом;
2 — для механизмов с двумя роликами
Формулы: W = Qi; т) » ii
Рис. 11.17. График для определе-
ния характеристик многоклиновых
механизмов с треннем только на на-
клонной поверхности клиньев.
Формулы: 1Усум = Qi-, ц =
Таблица 11.1
Числовые значения характеристик клиновых механизмов
i i П i П » Ч
Механизмы Углы скоса <х, . . . о
2 5 10 15
С односкосым клином:
без роликов 4,25 0,15 3,46 0,30 2,62 0,42 2,19 0,59
с одним роликом 5,40 0,19 4,20 0,36 3,05 0,54 2,37 0,64
с двумя роликами 7,40 0,26 5,32 0,46 3,60 0,63 2,69 0,73
С двускосым клином:
без роликов 7,40 0,26 5,30 0,46 3,56 0,63 2,65 0,71
! с двумя роликами И ,80 0,41 7,25 0,63 4,38 0,77 3,10 0,83
Многоклиновые самоцентри- рующие:
с трением только по на- клонным поверхностям клиньев 7,40 0,26 5,30 0,46 3,56 0,63 2,65 0,71
с трением по обеим по- верхностям клиньев 4,25 0,15 3,46 0,30 2,62 0,42 2,19 0,59
Для всех механизмов 1а = = tga 0,035 0,087 0,176 0,268
6. КЛИНОПЛУНЖЕРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ
Клиноплунжерные механизмы применяются с одним, двумя и боль-
шим числом плунжеров. Одно- и двухплунжерные обычно используются
в качестве усилителей привода; многоплунжерные — в качестве центри-
рующих механизмов патронов и оправок.
59
Плунжер представляет собой промежуточную деталь нажимного дей-
ствия (обычно цилиндрический валик), служащую для передачи усилия
от одного элемента механизма к другому или воздействующую непосред-
ственно на зажимаемую заготовку.
Конструкция и размеры плунжеров стандартизованы. ГОСТ 12483—67
устанавливает три исполнения конструкции плунжеров: с одним сфери-
ческим и вторым плоским торцом (рис. 11.19, а); с двумя сферическими
торцами (рис. 11.19, б); с одним сферическим торцом и плоской головкой
(рис. 11.19, в).
Плоским торцом плунжер воспринимает давление (например, созда-
ваемое гидропластмассой), а сферическим торцом он воздействует на за-
жимаемую заготовку или какую-нибудь деталь механизма. Головка огра-
ничивает осевое перемещение плунжера. Основные размеры плунжеров
(в мм) по ГОСТ 12483—67: d = 8...25 (Х3); L = 25...200; D =* 10...30;
h = 2...4; Lid = 3...8.
Для исполнения 1 допускается выполнять диаметр плунжера с пре-
дельными отклонениями посадки С.
Для обеспечения упругого воздействия плунжера на деталь, ограни-
чиваемого усилиями пружины, применяются пустотелые плунжеры
в двух исполнениях: с плоским и сферическим торцом (рис. 11.20, а) и
со сферическим торцом и плоской головкой (рис. 11.20, б). Основные раз-
меры этих плунжеров (в мм) по ГОСТ 12484—67: d — 8...25; L = 16...125;
I = 10....105; dj = 5...20; О = 10...32; h = 2...4; с = 0,6...1,6; Lid =
= 2...5.
Материал плунжеров — сталь марки 45 по ГОСТ 1050—60. Допускается
замена на стали других марок с механическими свойствами не ниже,
чем у стали марки 45. Твердость рабочих торцовых поверхностей —
HRC 40...45. Размеры канавок под выход шлифовального круга для
плунжеров с плоской головкой берутся по ГОСТ 8820—69. Плунжеры
хромируются; покрытие Х9 — по ГОСТ 9791—68.
Одноплунжерные механизмы
На рис. 11.21 показаны схемы клиноплунжерных механизмов с одним
плунжером.
Силовые характеристики механизмов зависят от их конструкции.
1. Для механизма, представленного на рис. 11.21, а, расчетная схема
изображена на рис. 11.22. Так как в этом случае рассматривается равно-
весие плунжера, а не клина, то силы Р ъ W, найденные из схемы на
рис. 11.14, б, показаны направленными от клина на плунжер.
Из равновесия плунжера находим
Р = N-, W = — Fa = — Ptg фа
иди
F = W7! — Р tg фа.
Подставляя значения и Р, получим
« 18<»ч-Ф) + 1еФ.~Q «K+l+W*6<“ + «*«f’'
После преобразования получаем исходную формулу
П/ Г) 1 — tg (а + <р) tg <р2 /1 о)
r-<?"tg(a + <p) + tg<p1 * <18)
Из этой формулы легко получить частные формулы для всех разно-
видностей механизмов, приведенных на рис. II.21.
60
а)Исполнение 1
® Исполнение 2 ,
а
$ Исполнение J
Рис. 11.19. Конструкции плунжеров: а — со сферическим и плоским
торцами; б — с двумя сферическими торцами; в — со сферическим
торцом и плоской головкой; г =- примеры применения
о) Исполнение 1
Рис, 11.20. Конструкции пустотелых плунжеров: а — с плоским и сферическим тор-
цами; б = пример применения
61
2. Для механизма, изображенного на рис. 11.21, б, в формулу (18)
вместо tg ф.2 подставляется tg ф2пр, т. е. приведенный коэффициент
трения, выраженный через коэффициент трения для двухопорного плун-
жера. Последнее необходимо в связи с тем, что условия трения консоль-
ного плунжера иные, чем двухопорного.
Значение tg ф2пр можно получить следующим путем. Сила Р
(рис. 11.23, слева) вызывает перекос плунжера, т. е. его поворот отно-
Рис. 11.21. Схемы клиноплун-
жерных механизмов: а, в, д — с
двухопорным плунжером; б—с
консольным плунжером без ро-
ликов; г — с одним роликом;
е — с двумя роликами
сительно средней точки О (в пределах зазора), и создает давления, рас-
пределенные по закону треугольников. Нормальные равнодействующие N
этих давлений удалены от вершин треугольников на расстояние ~ 1^а!^ =
= 1/3а; расстояние между силами N равно 2/3а.
Рис. 11.22. Схема для расчета
клиноплунжерного механизма
с двухопорным плунжером без
роликов
Рис. 11.23. Схема сил, действующих иа консольиый
плунжер
При условии равновесия плунжера моменты сил Р и N относительно
точки О равны, т. е.
9
Pl = N-~a.
Так как
то
N = -^- = -
h tg <р2
tg<Pa 3
62
Отсюда
2^2 = Р tg ф2 = Р tg ср2 пр.
Окончательно
tg ф2пр = -7-tg Ф2,
(19)
где I — расстояние от средней точки контакта консольного плунжера
с клином до середины направляющей плунжера; а — длина направляющей
консольного плунжера; tg ф2 — коэффи-
циент трения двухопорного (неперекошен-
ного) плунжера.
Тогда формула (18) принимает вид
W7____ Q 1 --- tg (К ~Г ф) tg ф2пр
4 tg (а + <р) + tg ф!
(20)
3. Для механизма, показанного на
рис. 11.21, в, вместо <р в формулу (18) под-
ставляется фпо, определяемый по фор- „ „
г И1₽ 1 1 Рис. 11.24. Клин с двумя последо-
муле (1о). вательно расположенными скосами
4. Для механизма по рис. 11.21, г вме-
сто tg ф2 и угла ф в формулу (18) подставляются tg ф2пр и фпр.
5. Для механизма, представленного на рис. 11.21, д, вместо ф и tg ф!
подставляются фпр и tg ф1пр, определяемые из формул (13).
6. Для механизма по рис. 11.21, е вместо ф, tg фх и tg фа подстав-
ляются фпр, tg ф1пр и tg ф2пр.
В исходной формуле (18) и ее частных разновидностях коэффициент
при Q равен i. Условия и запас самоторможения те же, что и у клиновых
механизмов.
Механизмы с роликами выполняются несамотормозящими, с углами
а 10°. Клинья самотормозящих механизмов обычно имеют два угла
скоса аг и а (рис. 11.24). При перемещении по первому скосу клина
плунжер быстро подводится к зажимаемой детали; на втором скосе осу-
ществляется самоторможение.
Многоплунжерные самоцентрирующие механизмы
В этом случае (см. рис. II.9, а) силы реакций всех консольных плун-
жеров, действующих на опорные поверхности многоскосого клина, вза-
нмбо уравновешиваются. Поэтому в исходной формуле (18) и ее частных
значениях следует tg фх положить равным нулю (tg фх = 0). Тогда
_____ n 1 — tg (а -|- ф) tg ф2Пр /91 \
^сум— Ч. tg (а + ф) ’
где tg ф2пр определяется из формулы (19).
Сила зажима каждым плунжером
^7 __ 1^сум
П
Расчетные графики
На рис. 11.25 и 11.26 приведены расчетные графики для определения
характеристик клиноплунжерных механизмов. Графики построены при
следующих данных:
tg Ф2 ~ tg фг = tg ф = 0,1; ф = 5° 50'; d/D = 0,5; На = 0,7.
По этим же данным составлена табл. II.2 числовых значений харак-
теристик.
63
Для всех клиноплунжерных механизмов:
«П = tg а; П = П’п = г’ tg а>
где i — коэффициент при Q в формулах (10)...(18), (20); (21).
Условия и запас самоторможения определяются по формулам (4) и (8).
Рис. 11.25. График для определения
характеристик клиноплунжерных ме-
ханизмов с двухопорным плунжером
(см. рис. 11.21, а, в, д):
1 механизмы без роликов; 2 — с одним
роликом; 3 — с двумя роликами.
Формулы: W — Qi; Т) «= й’п
Рис. 11.26. График для определения ха-
рактеристик клиноплунжерных механиз-
мов с одним консольным плунжером (см.
рис. 11.21, б, г, е) и многоплунжерных
(см. рис. II.5 и 11.9, а):
1,2,3 — одноплунжерные механизмы соответ-
ственно без роликов, с одним и двумя роли-
ками; 4 — многоплунжерные механизмы.
Формулы: для одноплунжерных W — Qi, для
двух- и многоплунжерных (кривая 4);
W
^сум = W =s —, где гг—число плун-
п
жеров
Таблица 11.2
Числовые значения характеристик клиноплунжерных механизмов
Механизмы i Г) L £ i
Углы скоса а, . . .°
2 5 10 15
Одноплунжерные: с двухопорным плунже- ром то же с роликом » с двумя роликами с консольным плунже- ром то же с роликом * » с двумя роликами Двухплунжерные: без роликов с роликами на наклон- ных плоскостях Многоплунжерные самоцен- трирующие 4,20 5,35 7,35 4,15 5,30 6,60 7,20 11,50 7,20 0,15 0.19 0,26 0,14 0,18. 0,23 0,25 0,40 0,25 3,40 4,15 5,25 3,30 4,10 5,16 5,10 7,00 5,10 0,30 0,36 0,46 0,29 0,36 0,45 0,44 0,61 0,44 2,55 3,00 3,50 2,47 2,90 3,40 3,35 4,20 3,35 0,47 0,53 0,62 0,44 0,51 0,60 0,59 0,74 0,59 2,00 2,30 2,60 1,92 2,20 2,50 2,40 2,90 2,40 0,54 0,62 0,70 0,52 0,59 0,67 0,65 0,78 0,65
Для всех механизмов in — = tg а 0,035 0,087 0,176 0,268
Примеры клиноплунжерных механизмов
Различные клиноплунжерные механизмы приведены на рис. 11.27...
11.31.
64
C*J
Ансеров
Рис. 11.27. Клипоплуп-
жерпый механизм с одно-
скосым клином 2 н кон-
сольным плунжером 3. При
перемещении штока при-
вода 1 вправо прихват 4
зажимает деталь; при об-
ратном движении штока
плунжер и прихват воз-
вращаются в исходное по-
ложение (поднимаются)
под действием пружин 5
Рис. 11.28. Одноплунжерный механизм с клипом 1, роликом 3
на наклонной плоскости и двухопорным плунжером 2. При пе-
ремещении штока привода влево прихват 4 зажимает деталь; при
обратном движении штока плунжер и прихват возвращаются
в исходное положение за счет верхнего скоса на клине
ханизм с роликами 3 и 7 на основании и наклонной плоскости
штокклипа 1 и двухопорным плунжером 4.
Двойной угол скоса на клине обеспечивает быстрый подвод
прихвата 5 к обрабатываемым деталям и надежный их зажим;
возврат плунжера в исходное положение осуществляется пру-
жиной 2. Прихваг скользит на опорах 6
Рис. 11.30. Двухплунжер-
ный механизм с двуско-
сым клином 1.
При перемещении
штока прихваты 4 зажи-
мают деталь; плунжеры 2
и прихваты возвращаются
в исходное положение
пружинами 3
Рис. II.31. Многоплунжерный центрирующий механизм (токарная
консольная оправка с пневмоприводом).
Привод с усилием Q перемещает тягу 1, фланец которой через
шайбы 2 и кольцо 4 воздействует на три качалки Б, установленные
иа осях 6. Качалки одновременно перемещают трехскосые клинья 9
н 11, каждый нз которых раздвигает по три плунжера 7. Последние
центрируют и равномерно зажимают деталь в двух сечениих. При об-
ратном ходе штока правый клин возвращается в исходное положение
тягой 1, а левый — пружиной 10. Плунжеры возвращаются в исходное
положение под действием пружинящих колец 8.
Механизм смонтирован в литом корпусе 3 оправки и предохраня-
ется от засорения крышкой 12. Как видно из конструкции, клинья 9 и I/
имеют независимое перемещение, н если базовое отверстие заготовки
будет иметь конусность, то и в этом случае зажим в каждом сечении
и всеми плунжерами будет равномерным
66
7. РЫЧАЖНЫЕ МЕХАНИЗМЫ
Рычаги используются в виде прихватов прижимных планок в винто-
вых и эксцентриковых зажимных устройствах или в качестве усилителей
приводов.
На рис. 11.32 показаны три схемы рычагов. На всех схемах: 1 — за-
жимаемая деталь; 2 — точка опоры (ось) рычага.
Из равенства моментов сил относительно опор находим: по схеме
на рис. 11.32, а
при = 12
Рис. П.32. Схемы рычажных
механизмов
По схеме на рис. 11.32, б
(23)
при = /2
W = <2ц.
По схеме на рис. 11.32, в
W= (24)
при I = 0,5Л
W = 2Qn.
3 этих формулах: Q — исходная сила, развиваемая винтом, эксцентри-
ком или штоком привода; ц — к. п. д., учитывающий потери на трение
з опоре рычага, ц = 0,95.
В сравнении с рычагом на рис. 11.32, а рычаг на рис. 11.32, б раз-
вивает силу зажима в два раза большую, а рычаг на рис. 11.32, в —
з четыре раза.
Пример конструкции винтового рычажного механизма приведен на
рис. 11.33, й, эксцентрикового — на рис. 11.33, б и винтового — на
рис. 11.33, в. Схемы этих механизмов соответственно показаны на рис. 11.32.
Для облегчения установки зажимаемых деталей рычаг на рис. 11.33, а
эь,:.илнен поворотным, на рис. 11.33, б — отодвигаемым, на рис. 11.33, в—
:с;:идным. Детали этих зажимов (рис. 11.33, б) стандартизированы:
гр?:. ват 1 — по ГОСТ 9058—69; опорная пластина 2 — по ГОСТ 9053—68;
эксцентрик 3 — по ГОСТ 9061—68.
8. ВИНТОВЫЕ МЕХАНИЗМЫ
Винтовые механизмы (рис. 11.34) используются для непосредствен-
ного зажима или для зажима с помощью прихватов. Непосредственный
зажим осуществляется винтом (при неподвижной гайке) (рис. 11.34, б)
гли гайкой — на неподвижной шпильке (рис. 11.34, в).
67
Рис. 11.33. Примеры конструкций рычажных механизмов
(прихватов)
Рис. П.34. Винтовые механизмы: а — схема для расчета; б — зажим,
винтом; в — зажим гайкой
68
- Винтовой механизм можно рассматривать как комбинированный,
состоящий из рычага с плечами гср и I (рис, 11.34, а) и клина с трением
только по наклонной поверхности.
Так как
^ид. рычага г ’ ^ид. клина — |g а >
то сила, развиваемая идеальным винтовым механизмом, будет
где tg ф— угол подъема резьбы, равный tg а, если резьбовую поверх-
ность рассматривать как клин (развертка на вертикальную плоскость).
В реальных механизмах учитываются потери на трение в резьбе
и на поверхностях контакта винта или гайки с зажимаемым изделием.
Зажим винтами со сферической пятой
В этом случае (рис. 11.35, а) учитывается трение только в резьбе,
т. е. трение на наклонной плоскости клина, для которого из формулы (11)
_ 1
’клина — tg ta-Рф) ’
Тогда сила зажима
W = Q , (26)
Гср tg (4- + Фпр)
где I — длина рукоятки (ключа) в мм; гср — средний радиус резьбы
(р \
tg ф — —); Р — шаг резьбы в мм;
Фпр — приведенный угол трения.
У механизмов с треугольной или трапецеидальной резьбой гайка
перемещается как бы по V-образному желобу. Поверхность трения при
Рие. 11.35. Схемы для расчета винтовых механизмов
этом больше, чем при перемещении по плоскости (при прочих равных
условиях). В этих случаях пользуются приведенным коэффициентом
трения fnp, выраженным через коэффициент трения f.np-и плоском кон-
такте,
f
/пр а ,
COS -у
а 5
где -----половина угла при вершине профиля резьбы.
69
Для метрической резьбы с треугольным профилем
При f = 0,1
fnp = tg Фпр = 0,115;
отсюда
<рпр = arctg 0,115 6° 40'.
К- п. д. механизма
____ .. _ tg а
р — иг: — tg (1j, + фшр} •
Условие самоторможения: ф ==5 6° 40'. Запас самоторможения по фор-
муле (8а)
tg-ф
Так как
то
2лгср/пр
' “ Р
У стандартных метрических резьб углы подъема ф — 2...4°. Поэтому
все механизмы с крепежной метрической -резьбой самотормозящие.
Зажим гайками и винтами с плоской пятой
В этих случаях дополнительно учитывается трение на торце гайки
и винта.
Для гайки, работающей как кольцевая пята (рис. 11.35, б), момент Мп
силы трения пяты определяем из следующих рассуждений.
Нагрузку на площади контакта я (R2 — г2) предполагаем равномерно
распределенной. Отсюда удельное давление
Р ~ Я (R4 _ Г2) • (а)
Элементарный момент сил трения d Мп на бесконечно узком кольце
шириной dp найдем из формулы
dMn = dFp — рр2пр dpp = 2лцрр2 dp,
где dF — элементарная сила трения на кольце; р — коэффициент трения
в пяте.
Отсюда
_ к
Мп — 2прр [ р2 dp — 2тшр -т -.
* о
г
Подставляя значение р из формулы (а), получим
(б)
70
Для винта с плоским торцом (рис. 11.35, в) г — 0, и формула (б) при-
нимает вид
Мп=-^-/?рГ. (в)
Во избежание нории поверхности заготовки и для умеиботеиия мшгенга
сил трения часто на конец нажимного винта закрепляется пята с гладкой
или насеченной опорной поверхностью (рис. 11.35, а). В этом случае
сферический конец винта вращается в конусном гнезде пяты, касаясь
с ней по окружности радиуса R = DI2.
Момент, создаваемый силами трения в пяте, будет
Ма— pWR ctg-y-.
При наличии трения только в резьбе момент на рукоятке. (ключе)
находим из формулы (26)
QI = W tg (ф + фпр) гср = Мр.
С учетом трения в пяте этот момент будет
QI = Мр + Мп. ' (г)
При зажиме гайкой уравнение (г) принимает вид
qz = г [Гср tg (ф ф- фпр) + и ^2—4]; (д)
при зажиме винтом с плоским торцом
(2/=П7[гср1ё(ф + фпр)4-4н7?}; (е)
при зажиме винтом с пятой
Ql=W [гср1ё(ф 4-<рпр) 4-p./?ctg. (ж)
Решая уравнения моментов относительно W и заменяя радиусы диа-
метрами, получим формулы для расчета сил зажима.
Зажим гайкой
W-t--------„ , ' , (24
гСр (Ф “Г фпр) + ~7Г И gp. _^2
где D — наружный диаметр опорного торца гайки; d — внутренний диа-
метр опорного торца; и — коэффициент трения на торце гайки.
Зажим винтом с плоским торцом
F=Q-------------1------j---. (28)
гср (Ф “Г Фпр) Н
Зажим винтом с пятой
r=Q----------------L_--------- (29)
rcp tg (Ф + фпр) Н—2” ctg ~~2~
Величина исходного усилия Q на рукоятке (ключе) лимитируется
условием прочности болта на растяжение. Допустимое усилие зажима
(кгс) по условию прочности для основной метрической резьбы
^доп = 0,64 Д^- [а]р = 0,5 d* [а]р, ; ....(30)
где [о]р — допустимое напряжение при растяжении, 1о ]р 800 кгс/см2.
71
Определяя 1ГД0П и подставляя его значение в формулы (26)—(29),
можно найти предельные значения Q, допускаемые по условиям проч-
ности.
Условие самоторможения по формуле (4). Запас самоторможения при
наличии трения в резьбе и пяте определяется по формуле
р____ (rcpf /?срУ)
А р ’
где Кер =----2------средний радиус пяты; н — коэффициент трения
в пяте.
Упрощенные расчетные формулы и таблицы
При грубо приближенных расчетах для определения силы зажима
(кгс) при нормальной длине ключей (I = 14d, где I — длина ключа,
d — номинальный диаметр резьбы) можно пользоваться формулами:
при зажиме винтами со сферической пятой
W 140Q; ~ (31)
при зажиме гайками . -
W = 65Q. (32)
В табл. П.З и II.4 приведены численные значения U? в зависимости от Q,
найденные по формулам (26)...(30) при следующих данных: фпр = 6° 34';
р = 0,1; р = 120°.
Таблица П.З
Силы, развиваемые винтовыми
зажимами
2 г 1
х ^7 S
Характеристика - " ; 2S, 2 S 4) О’ о х £ о « U
зажима Номик НЫЙ Д1 рсзьбь Длина ча в м Исход усили< ключе Сила з W в к
Винтом СО сферическим 10 12 16 120 140 190 2,5 3,5 6,5 420 570 1060
торцом (см. рис. II. 35, а) 20 24 240 310 10,0 13,0 1650 2300
10 120 2,5 300
Винтом с пя- 12 140 3,5 400
той (см. рис. 16 190 6,5 720
II. 35, в) 20 240 10,0 1140
24 310 13,0 1600
Таблица 11.4
Силы, развиваемые винтовыми
зажимами
Характер зажима 1 Номинальный ! диаметр резьбь I Р мм Длина ключа i мм Исходное уси- лие Q на ключе в кгс Сила зажима U" « кгс
10 120 4,5 400
Гайкой при 12 140 7 580
неподвижной шпильке (см. 16 190 10 850
рис. 11.34, в и 11.35, б) 20 240 10 850
24 310 15 1460
Стандартные детали винтовых зажимов
Нажимные винты, пяты й переходные резьбовые втулки для нажимных
винтов. Для зажима обрабатываемых деталей в станочных приспособле-
ниях предусмотрены различные стандартные нажимные винты с цилин-
дрическим концом или с концом под пяту. Винты исполняются со шли-
цами, головками, рукоятками или углублением под ключ. Их основные
размеры и конструкции приведены в табл. II.5, а примеры применения
некоторых из них показаны на рис. 11.36. Материал нажимных винтов —
сталь марки 45 (ГОСТ 1050—60). Твердость — HRC 33...38. Метриче-
ская (по ГОСТ 9150—59) или трапецеидальная (по ГОСТ 9484—60) резьба
выполняется по 3-му классу точности.
72
Таблица 11.5
Стандартные нажимные винты для станочных приспособлений
Бинт
Основные размеры в мм
С цилиндрическим концом (ГОСТ 13428—68)
d = М5, . . ., М36
Z = 20.... 220
dx = 4,5.....28
Г1 = 4.....2,5
та= 6......32
С рукояткой и цилиндрическим концом
(ГОСТ 13430—68)
Исполнение / Исполнение 2
(снеподвижной рукояткой) Лподвижиой рукояткой}
С рукояткой и концом под пяту (ГОСТ
13431—68)
d = Мб,. . . ,М48 и Трап. 16Х .4 . . .
. . Трап. 50x8
Z = 25....... 320
Н = 10........50
L = 50 ..... 250
dx = 5, . . -, 25
D = 12........60
Исполнение / Исполнение 2
(с неподвижной рукояткой)! с подвижной
L рукояткой )
С отверстием под рукоятку и цилиндриче-
ским концом (ГОСТ 13432—68)
d = Мб, . • .
. . ., М48 и
Трап. 16X4...
.. ., Тpan. 50х 8
Z = 25.....32
Н= 10, . . 50
D = 12..........60
dx = 4,5........38
d2 = 5, . . ., 25
г, = 4.........28
73
Продолжение табл. П.5
Винт
Основные размеры в мм
С отверстием под рукоятку и концом под
пяту (ГОСТ 13433—68)
d = Мб, ...
. . . , М48 и
Трап. 16x4 . . .
. . ., Трап. 50x8
1 = 25......32
Н = 10......50
D = 12, .... 60
= 4,5, . .. , 38
d2 = 5........25
rt = 4, . . ., 28
d3 = 5........25
С шестигранной головкой и цилиндрическим
концом (ГОСТ 13434—68)
di = 4,5, . . ., 38
ту = 4..........40
С шестигранной головкой и концом под пя-
ту (ГОСТ 13435—68)
d = Мб, . .
.... М48 и
Трап. 16X4 . . .
..., Трап. 50X8
Z = 20, . - ., 320
Н = 8.......60
dj= 4,5, . . ., 28
/у = 4..........28
С шестигранным углублением и цилиндри-
ческим концом (ГОСТ 9051—68)
d = Мб, . . ., МЗО.
1=8.........125
di = 4,5.......24
d2 = 3,5, . . ., 16,2
П = 4, . . ., 20
С накатанной головкой (ГОСТ 14731—69)
d= М3, . . ., М12
1= 12, . . ., 100
Н= 3......12
di = 2....9
D = 12, . . ., 40
ту = 3, ...» 8
d = Мб, . . ., М12
1= 25, . . ., 100
Н = 20.......40
L = 48, . . 143
г = 50, .... 80
74
Пяты (рис. 11.37) выполняются с гладкой или насеченной опорной
поверхностью, в зависимости от шероховатости поверхности зажимаемых
деталей. Они крепятся к нажимным винтам при помощи шпильки или пру-
жинного упорного конца. Для этого в пятах предусмотрено отверстие под
шпильку (исполнение 7) или канавка под пружинное внутреннее плоское
упорное кольцо по ГОСТ 13941—68 (исполнение 2). Крепление пяты по
принципу «невыпадающего» винта показано на рис. 11.37, б.
Рас. 11.36. Примеры применения стандартных нажимных винтов с цилиндрическим кон-
ks или с концом под пяту: а — по ГОСТ 13428—68; б — по ГОСТ 13429—68; в — по ГОСТ
13430—68; г — по ГОСТ 13431—68; д — по ГОСТ 13434—68; е — по ГОСТ 14731—69
Материал пят — сталь марки 45. Твердость — HRC 40...45. Основ-
ные размеры пят—поГОСТ 13436—68: D = 10...60 мм; Н = 10...40 мм;
размеры увеличенной пяты— по ГОСТ 13437—68: D = 25...100 мм; Н —
= 12...45 мм.
Рукоятки (стандартные) к винтам выполняются из стали марки 45
«ТОСТ 1050—60), кроме звездообразных рукояток по ГОСТ 4742—68,
которые изготовляются из стали марки 35Л-1 по ГОСТ 977—65 или ков-
кого чугуна марки КЧ 30-6 по ГОСТ 1215—59. Основные размеры руко-
яток приведены в табл. II.6.
Во избежание износа в чугунные корпуса приспособлений устанав-
днваются переходные резьбовые втулки (рис. 11.38) с наружной и вну-
тренней резьбой. Основные размеры этих втулок — по ГОСТ 4741—68:
внутренняя резьба d = М6...М48 (ГОСТ 9150—59) или Трап. 16x4...
..., Трап. 50x8 (ГОСТ 9484—60), правая и левая; высота Н = 10...95 мм.
75
Рис. 11.37. Пяты для нажимных винтов: а — конструкция (ГОСТ
13437—68); б — пример крепления пяты на нажимном винте
с резьбовым концом; в, г—примеры применения увеличенных пят
Рис. 11.38. Переходная резьбовая втулка (а) и пример ее примене-
ния (б)
76
Таблица 11.6
Рукоятки и примеры их применения
Основные размеры в мм
Стандартные рукоятки для станочных приспособлений
Цилиндрические (ГОСТ 8923—69)
Исполнение 1 Исполнение 2
Вариант
исполнения 2
= 46, , 345
L = 40....... 320
D = 6, .... 25
d= 5, .... 20
= М5, . . ., М20
О, = 20, .... 32
С шаровой головкой (ГОСТ 8924—69)
Lj = 73.... 345
L = 63, .... 320
D = 22......50
d = 8....20
di = М8.....М20
77
Продолжение табл. II.6
Рукоятки и примеры их применения
Основные размеры в мм
Н = 50, . . .. 112
D = 160, . . ., 380
d = 12, . . 32
И = 12, . . 20
D = 20, .... 40
d= М5, .... М12
di= 15.......32
= 71, . . ., 225
L= 63, . . ., 200
Н = 12, .... 40
d = 8, .... 25
78
Продолжение табл. II .6
Рукоятки и примеры их применения
Основные размеры в мм
Исполнение J
H = 20, . . ., 60
D = 32, . . ., 100
d= 12, . . ., 32
r= 50, . . ., 120
Подвижные (ГОСТ 13447—68)
Расклепать и
/зачистить при
' сборке с сопря-
гаемой деталью
-------------Z
L
Расклепать и
зачистить/
Для d >18т
L — 50, . . 630
D = 7, . . ., 36
d — 5........32
Неподвижные (ГОСТ 17779—72)
L = 50, .... 630
d = 5, .... 25 (Ct)
= 5, .. ., 25
1= 16, .... 80
79
Таблица П-7
Стандартные гайки для станочных приспособлений
Рукоятки и примеры их применения -
Основные размеры в мм
С шарнирной рукояткой (ГОСТ 8921—69)
d = Мб, . . ., М20
Н = 28......70
Т= 63.......160
D = 16, .... 40
С рукояткой подвижной или неподвижной (ГОСТ- 13426—68)
Исполнение ?
d = Мб........М30
Н = 28........100
L = 50, . . ., 200
D = 16, . . 50
d = Мб.......М30
Н = 28, . . ., 100
D = 16, .... 50
de 5, . . ., 215
(А или Аг)
d = Мб......М12
Н = 6......14
L = 30, . ., 70
D =10, . . .,24
80
Продолжение табл. 11.7
Рукоятки и примеры их применения
Основные размеры в мм
Фасонные (ГОСТ 4088—69)
d= М5.......М16
Я = 10, .... 32
L = 25......60
В = 10......22
Шестигранные со сферическим горцом (ГОСТ 14727—69)
d= Мб.......М48
Н = 9.......72
D = 11,5.......86,5
S = 10, .... 75
81
Продолжение табл. П.7
мм
Стандартные шайбы для станочных приспособлений
Таблица II.8
Шайбы и примеры их применения
Основные размеры в мм
Сферические (ГОСТ 13438—68)
Конические (ГОСТ 13439—68)
82
Продолжение табл. //.8
Шайбы и примеры их применения
Основные размеры в мм
Концевые (ГОСТ 14734—69)
Исполнение! Исполнение?
D = 28,. . .. 90
d = 5,5.......9,0
/7 = 4.......6
Откидные (ГОСТ 9060—69)
D = 20........140
d = 5, . . ., 20
b — 6, , . ., 52
Неправ = 36........2Ю
Н = 4, . . ., 20
Квадратные (ГОСТ 12943—67)
d= 11,. ... 26
В = 22.......45
г = 50, .... 800
h = 2,5......5,0
83
Таблица 11.9
Прихваты и примеры их применения •-
Стандартные прихваты для станочных приспособлений
Поворотные (ГОСТ 4734—69)
Исполнение 1
Б 120^2°
о
Б-Б
Передвижные (ГОСТ 4735—69)
Исполнение!
Откидные (ГОСТ 4736—69)
Исполнение 1
Вариант исполнения!
(с плоской нажимной
поверхностью)
Под стержень диаметре?^ Основные размеры в мм
L - 40, .... 320
В = 18, .. 100
Н = 8, . . 50
6 36 6=8, . . 40
/ = 18, . . ., 150
- - d = 7, . . 42
L = 40, .... 320
В = 18, . . ., 100
Я= 8, . . 50
Ь = 7, . . .. 38
6, . . ., 36 &! = 8, . . 40
/1 = 6, . . 20
А = 16, . ... 115
At = 8, . . ., 100
d= Мб, .... М24,
кл. 3
1 = 6, . 16
L = 56, . ., 360
В = 16, . 60
Н = 12, . 45
5 24 Ь = 6, . . 26
61 = 6, . - 25 (Л4)
d= 5,. -.20 (Лга)
1 = 14, ... 50
84
Продолжение табл. П.9
Прихваты и примеры их применения
Основные размеры в мм
Под
стержень
диаметром
Передвижные плоские (ГОСТ 12937—67)
Исполнение 1 ЗО”* 1°
5... 30
L = 36-..320
В = 20... НО
Н = 5...30
b = 7...33
А = 8...50
Передвижные изогнутые (ГОСТ 12938—67)
12... 30
L = 80-.320
В = 40... 110
12...30
Ь = 14...33
Hi = 28-.72
А = 18—50
85
Продолжение табл. 11.9
Основные размеры в мм
Прихваты и примеры их применения
Под
стержень
диаметром
Передвижные ступенчатые (ГОСТ 12939—67)
8
12... 30
L = 80...320
В = 40... ПО
Я= 12...30
6= 14...33
Нг = 28...72
А = 15...50
/1= 14...36
Передвижные вилкообразные (ГОСТ 12940—67)
12...30
Г = 100... 800
В = 38... 113
Н = 20...60
Ь= 14...33
1= 18...36
Корытообразные (ГОСТ 12941—67)
L= 100... 300
В = 40... 100
Н = 35...70
86
Продолжение табл. // .9
Прихваты и примеры их применения
Под
стержень
диаметром
Основные размеры в мм
Универсальные изогнутые (ГОСТ 12942—67)
10...24
В = 30...50
12...26
D = 100 и 160
L>j= 50 и 90
г — 12,5 и 17,5
Шарнирные двусторонние (ГОСТ 9057—69)
Z, = 19...95
В = 8...40
Н = 22... ПО
b = 8...40
d = М4...М24,
кл.З
dj= 4...20 (Х4)
87
Продолжение табл. II.9
Прихваты и примеры их применения
Под
стержень
диаметром
Основные размеры в мм
Передвижные шарнирные (ГОСТ 9058—69)
6...24
L = 63...200
В = 20... 80
Н = 14...40
b = 7—26
А = 12... 50
d = 8—20 (Л5а)
Передвижные фасонные (ГОСТ 14732—69)
6-36
L = 63...320
В = 20—100
Н = 20... НО
b = 7—38
Д1 = 8...63
Н = 10...50
Испопнение 2
88
Продолжение табл. П.9
Под
стержень
диаметром
Основные размеры в мм
Прихваты и примеры их применения
Г-образные (ГОСТ 14733—69)
ко Исполнение /
6.-24
£ — 16...50
1= 18...75
Пг = 2'8... 120
О = 16...50
d, = 10...36
Наружная резьба D = М12Х 1,25...М64Х2 мм; S = 14...75 мм. Мате-
риал— сталь марки 45. Твердость HRC 25...30.
Гайки и шайбы. Применяются следующие конструкции гаек: с шар-
нирной рукояткой; с подвижной или неподвижной рукояткой; с отвер-
стием под рукоятку; крыльчатые гайки; гайки с накаткой; шестигранные
гайки со сферическим торцом; шестигранные гайки с буртиком; штур-
вальные гайки; фасонные гайки; потайные цилиндрические гайки.
Основные размеры стандартных гаек указаны в табл. II.7.
Материал гаек — сталь марки 45 (ГОСТ 1050—60), твердость HRC
30...35. Шестигранные гайки с буртиком и со сферическим торном изго-
товляются из стали 40Х, твердость их HRC 33...38.
Шайбы для станочных приспособлений выполняются сферическими,
коническими, подвесными, быстросъемными, откидными, концевыми и
квадратными. Их конструкции и основные размеры приведены в табл. II.8.
Материал шайб — сталь марки 45 (ГОСТ 1050—60); твердость—HRC 40...45.
В приспособлениях следует избегать применения съемных гаечных
ключей, так как это связано с увеличением вспомогательного времени,
а в случае необходимости следует предпочитать торцовые ключи.
Прихваты и планки. Пластины, непосредственно зажимающие детали
с помощью элементов винтовой пары, стандартизованы и называются при-
хватами. Стандартные пластины, несущие нажимные винты, называются
планками. Различают; передвижные плоские, передвижные изогнутые,
передвижные ступенчатые, передвижные вилкообразные, корытообразные,
изогнутые универсальные, поворотные, передвижные, откидные, двусто-
ронние шарнирные, передвижные шарнирные, передвижные фасонные
и Г-образные прихваты.
Их основные размеры указаны в табл. 11.9. Материал прихватов —
сталь марки 45 (ГОСТ 1050—60). Твердость — HRC 30...45 (см. ГОСТы).
Размеры прихватов выбираются в зависимости от диаметра стержня,
пропускаемого через их отверстия. Г-образные прихваты применяются
в случаях, когда зона крепления невелика. Втулка к Г-образным прихва-
там (по ГОСТ 9059—69) показана на рис. 11.38, б.
Планки и примеры их применения показаны на рис. 11.39. Они вы-
полняются откидными по ГОСТ 14735—69 (рис. 11.39, а) и съемными
по ГОСТ 14736—69 (рис. 11.39, б) с основными размерами (в мм): d —
= М5...М20; А = 25...140; Н = 6...32; В = 16...40; L = 41...180. Ма-
89
териал планок — сталь марки 45 (ГОСТ 1050—60). Твердость — HRC 30...
35. Кроме того, находят применение прижимные планки по МН 2549—61.
Для правильного расположения прихватов при зажиме деталей при-
меняются ступенчатые опоры (ГОСТ 1557—67), показанные на рис. 11.40.
Рис. 11.40. Опора ступенчатая: а — конструкция;
б — пример применения
Их основные размеры (в мм): Н = 50...350; L = 90... 130; В = 50...80.
Материал — чугун марки СЧ 18-36 (ГОСТ 1412—70). Допускается
замена его на сталь марки 35Л-1 (ГОСТ 977—65).
В тех случаях, когда в зоне крепления требуется компактность, вместо
планок применяются Г-образные прихваты по ГОСТ 14733—69.
Примеры применения винтовых механизмов
В табл. 11.10 и 11.11 показаны типовые конструкции ручных винтовых
зажимов. Винтовые зажимы применяются также в приспособлениях меха-
низированного типа и в приспособлениях-спутниках. При их проектиро-
вании необходимо максимально использовать стандартные детали (ру-
коятки, прихваты, опоры, планки и т. п.).
90
Таблица 11.10
Типовые конструкции винтовых прихватов для зажима сверху
Эскиз
Наименование и принцип работы
Поворотный прихват с регулируемой опорой 1 и
упорным штифтом. Регулируемая опора позволяет
зажимать обрабатываемую деталь с переменным
размером h
Отодвигаемый прихват с винтовым домкратом.
Прижим осуществляется плоскостью цилиндриче-
ского вкладыша 1, имеющего возможность повора-
чиваться в отверстии прихвата
Быстродействующий прихват, автоматически ото-
двигаемый кулачком 1. Возврат производится пру-
жиной 2
Откидной прихват с пружинящим плунжером 1
для отвода прихвата в исходное положение
91
Продолжение табл. 11.10
Наименование и принцип работы
Отодвигаемый прихват. Применяется для поджи-
ма деталей снизу вверх
Прихват для деталей большой высоты, смонтиро-
ванный на колонке
Стандартный двусторонний прихват по ГОСТ
9057—69
Таблица 11.11
Типовые конструкции винтовых прихватов для зажима сбоку
Эскиз
Наименование и принцип работы
Боковые прихваты, обеспечивающие
зажим детали одновременно в гори-
зонтальном и вертикальном направле-
ниях: а—прихват 1 на оси 2, исполь-
зуемый для зажима по обработанной
поверхности; б — прихват 3 на сфери-
ческой опоре 4 — для зажима по необ-
работанной поверхности
92
Продолжение табл. II .11
Эскиз
Наименование и- принцип работь
Боковой прихват со скошенной опо-
рой
Боковой наклонный прихват
Боковой прихват 1 в виде клина,
поджимающий обрабатываемую деталь
одновременно к нижним и боковым
опорам
Разновидности клиновых прихва
тов
- Шарнирный прнхват 1 для бокового
зажима деталей, устанавливаемых не-
посредственно на столе станка. Стой-
ка 2 направляется по пазу стола и за-
крепляется болтами с Т-образными го-
ловками
Боковой прихват, закрепляемый в
пазу стола для зажима детален типа
тонких пластин, устанавливаемых на
его опорной поверхности (ГОСТ 1556—
67)
93
Продолжение табл. П.11
Эскиз
Наименование и принцип работы
Боковой прихват в виде ползуна,
корпус которого закрепляется на сто-
ле станка
Боковой прихват для зажима дета-
лей на столах строгальных и фрезер-
ных станков. Шарнирный прихват 2
упирается в колодку 1, а прихват 3
поджимает детали к сменному упору 4
9. МЕХАНИЗМЫ С ЭКСЦЕНТРИКОВЫМИ И ПЛОСКИМИ КУЛАЧКАМИ
Кулачки представляют собой диски или валики, у которых рабочий
участок профиля является дугой окружности (эксцентриковые кулачки)
либо очерчен по архимедовой спирали или эвольвенте (плоские кулачки).
Зажимы с их использованием являются быстродействующими.
Эксцентриковые кулачки
Эти кулачки представляют собой круглые диски (или валики), у кото-
рых ось вращения смещена относительно их геометрического центра.
Величина этого смещения А называется эксцентриситетом. Другие важ-
нейшие характеристики эксцентриков выясним на примере эксцентри-
кового рычага (рис. 11.41).
Линия kn делит эксцентрик на две симметричные половины, пред-
ставляющие собой два криволинейных клина. Для зажима путем пово-
рота кулачка на некоторый угол обычно используется участок пт профиля
нижнего клина (жирная линия на рис. 11.41, б) или участок, симметрич-
ный относительно точки т (жирная линия на рис. 11.41, «).
94
Рассматривая механизм как комбинированный, состоящий из рычага
с плечами / и р и клина с трением на двух поверхностях (на оси и в точке М
зажима), получим силовые зависимости:
для идеального механизма
с₽ —.Q jga ; (33)
rep ‘ь ^ср
для реального
^с₽ — ® tg(»cP +ф) -fig <и ’ (34)
где 1Гср — среднее значение силы зажима; рср — среднее значение ра-
диуса, проведенного из центра вращения эксцентрика в точку Л! зажима;
Рис. 11.41. Схемы для расчета эксцентриков
аср — средний угол подъема эксцентрика в точке зажима; <р, — углы
трения скольжения в точке М зажима и на оси эксцентрика.
При расчетах по формуле (34) обычно принимают: коэффициент тре-
ния f = tg q> = tg (₽i = 0,1; acp = 4°; pcp = -2-.
При нормальной длине рукоятки {I ^=> 2D) расчет можно производить
по более простой формуле
W 12Q. (35)
Среднее значение к. п. д. при а ср = 4° определяется из графика на
рис. 11.16: т]ср «== 0,3.
Условие самоторможения эксцентрика выражается зависимостью
^14, (36)
где D — диаметр эксцентрика; А — эксцентриситет.
Линейный ход S эксцентрика находим из треугольника СОВ
(рис. 11.41, б):
S = A sin р.
При Р 0 Smln = 0; при р = 90° Smax = А.
Стандартные круглые эксцентрики (ГОСТ 9061—68) имеют предель-
ные размеры: D — 32...80 мм; А = 1,7...4,0 мм. Следовательно, линей-
ный ход этих эксцентриков невелик и их нельзя применять для зажима
заготовок с большим колебанием размера в направлении зажима.
В формуле (34) средние значения аср и рср приняты потому, что эти
параметры переменные и зависят от угла поворота эксцентрика |3.
Из приведенных схем можно видеть, что при зажиме точкой т (схема
слева), когда р — 0, а линия kn горизонтальна, угол а имеет максималь-
95
ное значение (amax). При зажиме точкой М (схема справа), когда эксцен-
трик повернут на угол аг < ашах. И, наконец, при зажиме точкой п,
когда (3 = 90°, а линия kn вертикальна, угол а = 0. Если бы зажим
осуществлялся точками на участке mk, угол а претерпевал бы аналогич-
ное изменение от аюах в точке т до а = 0 в точке k. Зависимость а от
угла поворота (3 выражается формулой
, Л cos В /о'тч
tg а = . (37)
— + Л sm р
При (3 = 0
2Л 2А
tg := "р" » '-'-шах ~ arctg -jy •
При р = 90°
tg «mm = 0, = 0.
Обычно принимают атах — 8° 30' (см. ниже). Тогда аср = 4°.
Радиус р также зависит от угла (3 и изменяется от рт!п = ---А
(при р=0)до ртах = ~ + А (при р=90°). Отсюда рср = ^-.
Эксцентрики должны быть самотормозящими при зажиме любой
точкой рабочего профиля, в том числе и при зажиме точкой т, когда угол а
имеет максимальное значение (атах). Поэтому условие самоторможения
эксцентрика как клина с трением по двум поверхностям должно выра-
жаться зависимостью
атах ф + Ф1-
При tg фх = tg ф = 0,1 фх = ф = 5° 43', и условие самоторможения
принимает вид otmax*Cll3.
Для того чтобы обеспечить необходимый запас самоторможения, при-
нимают ашах = 8° 30'. Тогда из зависимости tg ашах — tg 8° 30' =
л 1 с 2Л D . .
— 0,15 = находим -г- = 14.
D А
„ D , ,
Отсюда условие самоторможения -j- Js 14.
Все стандартные эксцентрики — самотормозящие.
Величина эксцентриситета определяется как (.241
1 — cos р ’
где — зазор, необходимый для установки заготовки под эксцентрик
(обычно принимают Sx = 0,2...0,4 мм); б —допуск на размер заготовки
от ее установочной базы до точки контакта с рабочей поверхностью экс-
центрика в мм; / — жесткость эксцентрикового зажима в кгс/мм; (3 — угол
поворота эксцентрика от начального (нулевого) положения, град.; W —
сила зажима заготовок в кгс.
Диаметр цапфы
ЯСсм
где b — длина цапфы в мм; осм — допускаемое напряжение на смятие
(1,5...2,0 кгс/мм2).
Задаваясь величиной Ь, определяют d.
96
Толщину кулачка В определяют по формуле
где о =С 2от —допускаемое напряжение на смятие; стт —предел теку-
чести материала кулачка; Ег и Е2— модули упругости соответственно
материалов кулачка и соприкасающегося с ним элемента (промежуточной
детали или заготовки); сц и а, — коэффициенты Пуассона соответственно
для материалов кулачка и соприкасающегося с ним элемента; R — радиус
наружной (рабочей) поверхности эксцентрика.
При Ег = Е2 и Pi = р2 = 0,25 получим
D
где Д = —.
Откуда
3=0,0175-^4-
По полученным значениям D, A, Bud выбираются из соответствую-
щих ГОСТов конструкция и размеры эксцентрикового кулачка.
Плоские кулачки
Достоинство эксцентриков заключается в простоте их изготовления;
основной недостаток — непостоянство угла подъема и сил зажима. Кроме
того, они имеют небольшой линейный ход. Поэтому вместо эксцентриков
(Л
2*
Рис. 11.42. Схемы для расчета плоских кулачков
иногда применяют кулачки с рабочим профилем, очерченным по архиме-
довой спирали или эвольвенте.
Величины радиусов архимедовой спирали (рис. II.42), взятых через
равные углы р, образуют арифметическую прогрессию.
Если ~х— разность прогрессии, то
г2 = Гт + х; г3 = fl + 2х; rn = + (п — 1) х.
Угол подъема архимедовой спирали определяется из уравнения
где (Г, — угол между начальным гг и конечным тп радиусами.
4 М. А. Ансеров
97
Так как отношение Лк (3„ для данной спирали—величина постоянная,
а г — величина переменная, то угол подъема а архимедовой спирали —
переменный; тангенс угла, а соответственно и угол уменьшаются с уве-
личением радиус-вектора.
Для кулачков с углом = 90° обычно принимают h — гп — г{ =
= 1,5 мм. При столь незначительной разнице в размерах радиусов tg а
и угол а можно рассматривать как величины постоянные.
Построение профиля по архимедовой спирали, обеспечивающего
условие самоторможения, показано на рис. 11.42, б. На развернутой
начальной полуокружности диаметром D как на катете строят треуголь-
ник, второй катет которого h определяют по формуле
h = 0,075лП. (38)
Из треугольника находим
, h
tg а = „ с п-
° 0,5л£>
0,075л£>
0,5л£>
0,15
и соответственно а — 8° 30'. При этом угле плоские кулачки, как и экс-
центрики, — самотормозящие. Сила зажима рассчитывается по фор-
муле (34).
Преимущество кулачков состоит в том, что они могут работать с углами
поворота до 180°, обеспечивая значительный линейный ход и постоянство
Рис. 11.43. Опора под
эксцентрики
сил зажима.
Типовые конструкции эксцентриковых зажимов
Конструкции стандартных эксцентриковых ку-
лачков и их основные размеры приведены в табл.
11.12.
Кулачки устанавливаются на валики, вращаемые
рукоятками. В случаях, когда рукоятка связана не-
посредственно с кулачком (заштифтована, прива-
рена и т. п.), последний монтируется на оси.
На рис. 11.43 показана опора под эксцентрики
(ГОСТ 9053—68). Основные размеры опоры (в мм):
L = 25... 110; b = 5...30; В = 32...70; Н = 10...22;
Л = 2,5... 10. Материал — сталь марки 20Х по ГОСТ 4543 — 71.
Глубина цементированного слоя h = 0,8...1,2. Твердость — HRC 55...60.
Материал. эксцентриковых кулачков — сталь марки 20Х по
Таблица 11.12
Кулачки эксцентриковые и эксцентриковые двухопорные
Кулачки
Основные размеры в мм
D = 32...80
В = 14...28
А = 1,7...4,0
d = 10...20
Н = 31...78
<4 = 8...20
t= 11,6...22,6
98
Продолжение табл. [[J2
Кулачки
Основные размеры в мм
ГОСТ 12189—66
D = 50... 140
В = 14...28
А = 2,5...7,0
16...30
г= 25,8...72,1
гг = 12...32
г2 = 16...40
Сдвоенные (ГОСТ 12190—66)
90
4-4-J
D = 50... 140
В = 14...28
А = 2,5...7,0
6Х&!= 14X16...27X32
Вильчатые (ГОСТ 12191—66)
Ь
в
D = 32...100
В = 20...50
А =
d =
Ь —
dr = 6...20
1,7... 6,0
5... 18
8...22
Эксцентрики двухопорные (ГОСТ 12468—67)
D =
А =
d =
Исполнение 7
ВидБ
Исполнение?
16...40
1,0...2,5
12...32 (X)
10...24
16...40
60...135
7...17
1 =
В =
s =
99
Таблица 11.13
Типовые конструкции эксцентриковых зажимов и прихватов
Эскиз
Наименование и принцип работы
При повороте рукоятки 1 в направле-
нии стрелки круглый эксцентриковый
кулачок 2 скользит по опоре 3 и с по-
мощью прихвата 5 зажимает деталь 4 (в
одной точке)
При повороте валика 1 круглый экс-
центриковый кулачок 2 (исполнение 2)
воздействует на коромысло 3, передаю-
щее зажимное усилие с помощью тяг 4
прихватам 5, закрепляющим деталь 6 в
нескольких точках
При повороте рукоятки 1 эксцентрико-
вый кулачок 5 передает зажимное усилие
через коромысло 6 и тягн 4 Г-образным
прихватам 3, зажимающим деталь 2 в двух
точках
При повороте сдвоенного эксцентрико-
вого кулачка 1 одновременно перемещают-
ся плунжеры 2, воздействующие на при-
хваты 3, зажимающие деталь 4 в двух точ-
ках
100
Продолжение табл. 11.13
Наименование и принцип работы
В резьбовые отверстия корпуса 4 ввер-
нуты два ушка 3 (ГОСТ 4739—68). При
нажиме на рукоятку 2 вильчатый эксцен-
трик 1 с помощью тяги 6 с помощью при-
хвата 5 (ГОСТ 9058—69) вначале зажима-
ет левую деталь 7, а затем и правую 8
Двухопорный эксцентриковый кула-
чок 2 (ГОСТ 12468—67) поворачивается
рукояткой 1. При этом плунжер 5 воздей-
ствует на поворотный прихват 4 (ГОСТ
4734—69), зажимающий деталь 3
Передвижной прихват (ГОСТ 4735—69)
с эксцентриковым кулачком (ГОСТ
9061—68). Регулирование положения
эксцентрика 1 по высоте зажима произ-
водится перемещением клина 2
Прихват с одноопорным эксцентрико-
вым валиком. В плунжер 1 установлен
винтовой регулируемый толкатель 2, ко-
торый при повороте рукоятки 5 воздей-
ствует на прихват 4, зажимающий деталь 3
Быстродействующий прихват с эксцен-
триковым кулачком, установленным на
валике. При повороте рукоятки 1 валика
прихват автоматически отводится с по-
мощью захватывающего штифта 3. Плос-
кая пружина 2 обеспечивает постоянный
контакт прихвата с кулачком
101
Продолжение табл. 11.13
?СКИЗ
90
Наименование и принцип работы
Г-образный прихват с вильчатым экс-
центриковым рычагом. Кулачок рычага
опирается на торец закаленной резьбовой
втулки 1, которая служит также для ре-
гулирования хода эксцентрика. Положе-
ние втулки фиксируется гайкой 2
Упором сдвоенного эксцентрика 1 слу-
жит правый конец коленчатого рычага 2,
что обеспечивает зажим изделия в двух
направлениях
Быстродействующий зажим с плоским
кулачком
Эксцентриковые тиски со сменными губ-
ками для зажима мелких деталей
102
ГОСТ 9053—68. Допускается замена сталями других марок, механические
свойства которых не ниже, чем устали марки 20Х. Глубина цементирован-
ного слоя 0,8...1,2 мм. Твердость HRC 55...60.
Типовые конструкции эксцентриковых зажимов показаны в табл. 11.13.
10. МЕХАНИЗМЫ С ТОРЦОВЫМИ ЭКСЦЕНТРИКОВЫМИ КУЛАЧКАМИ
Торцовый кулачок с рукояткой представляет собой быстродействую-
щий комбинированный механизм, состоящий из рычажного и клинового,
с трением на основании и винтовой поверхности. Сила W, развиваемая
механизмом, рассчитывается по формуле
== Ф'рычЧсл'
Рис. 11.44. Прихват с торцовым кулачком
Рис. 11.45. Торцовый двусторонний эксцентриковый кулачок
На рис. 11.44 показан кулачок 4, помещенный в отверстии плиты 5,
который при повороте действует на штифт 3, скользящий по его винтовой
поверхности. Через штифт давление передается рычагу 1, установленному
на оси 2. При повороте рукоятки в другую сторону рычаг возвращается
в исходное положение под действием подпружиненного плунжера 6.
Профиль кулачка имеет двойной угол подъема — 15 и 5°, что обеспе-
чивает быстрый подвод прихвата к детали и надежный ее зажим.
Сила, передаваемая рычагу,
W = О .. ........ , (39)
Гер tg (а + Ф) + tg v
103
Таблица 11.14
Типовые конструкции зажимов и прихватов с эксцентриковыми торцовыми кулачками
Эскиз
Наименование и принцип работы
Быстродействующий боковой зажим
с торцовым эксцентриковым кулачком.
При повороте рукоятки 4 штифт 1 сколь-
зит по торцу неподвижного торцового ку-
лачка 2 и посылает скалку 3 вперед, за-
жимая деталь. Для раскрепления детали
рукоятку поворачивают в обратном на-
правлении и отводят назад. Штифт 1 при
этом проходит через окно к в кулачке
Быстродействующий зажим с торцовым
эксцентриковым кулачком. Рукоятка 2
при повороте скользит по торцу кулачка 1
и перемещает плунжер 3 с опорой 4 вверх
(зажим) или вниз. Последняя поджимает
деталь (валик) к штифтам 5, образующим
призму. Кулачок имеет продольный вырез
для рукоятки и два угла подъема: =
= 15° (быстрый подвод) и а2 = 5° (за-
жим)
Универсальный прихват с торцовым
кулачком. Последний состоит из двух по-
ловин: нижней неподвижной 7 и верхней
поворотной 5, управляемой рукояткой 6.
При повороте рукоятки 6 длинный конец
прихвата 1 перемещается вверх (зажим)
или вниз. В отверстии прихвата размеще-
на с зазорами цилиндрическая гайка 2 ре-
гулировочного винта 3 с головкой 4
Рукояткой 1 поворачивают валик 2, на
котором жестко закреплен двусторонний
торцовый эксцентриковый кулачок 3
(ГОСТ 12192—66). Последний воздей-
ствует на два плунжера 4, которые с по-
мощью двуплечих рычагов 5 и призм 6 за-
жимают деталь 7. При разжиме призмы
отводятся пружинами 8
104
где г — наружный радиус цилиндра кулачка; гср — средний радиус
цилиндра кулачка; I — длина выступающей части рукоятки; <р и фг —
углы трения на винтовой поверхности и основании кулачка.
Стандартный двусторонний торцовый эксцентриковый кулачок (ГОСТ
12192—66) показан на рис. 11.45. Материал — сталь марки 20Х по ГОСТ
4543—71, твердость HRC 55...60; глубина цементированного слоя /г =
=0°8...1,2 мм. Основные размеры (в мм): £>=80 и 100; В=-40 и 50; Н =
= 15 и 20; h = 3,5 и 4,5; г = 25 и 30; гх = 34 и 42.
Типовые конструкции приведены в табл. 11.14.
11. РЫЧАЖНО-ШАРНИРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ
Рычажно-шарнирные механизмы используются как быстродействую-
щие ручные зажимы или как усилители в механизированных приводах.
В первом случае (рис. 11.46) зажим детали осуществляется поворотом
рукоятки, которая переводится за мертвую точку до упора 1, что гаран-.
Рис. 11.46. Схема рычажно-
шарнирного ручного зажима
Рис. 11.47. Схема для расчета
однорычажных шарнирных ме-
ханизмов с роликом
тирует надежность закрепления. Необходимая сила закрепления заго-
товки 3 регулируется винтом 2 и изменяется при повороте рукоятки от
нуля до W'max в мертвой точке и незначительно уменьшается при кон-
такте с упором 1. Такие быстродействующие ручные зажимы широко
применяются в виде различных нормализованных узлов при компоновке
приспособлений (например, МН 340—60 на кулачковые шарнирные за-
жимы и т. п.). Методика расчета таких зажимов определена в работе [24].
Во втором случае они работают от пневматических, гидравлических, пнев-
могидравлических и других приводов.
По конструкции они делятся на однорычажные, двухрычажные одно-
стороннего действия, двухрычажные двустороннего действия (самоцен-
трирующие). Свойством самоторможения эти механизмы не обладают.
Однорычажные шарнирные механизмы
На рис. 11.47 показана схема однорычажного механизма с роликом.
Рычаг 1 посредством прихвата 2 зажимает деталь 3 и находится в равно-
весии. Исходная сила Q и реакция N со стороны опоры ролика заменяются
равнодействующей R, направленной вдоль рычага. После разложения R
в точке С получены силы W a Q.
Из треугольника сил WCR для идеального механизма находим
‘ 105
Следовательно, идеальный однорычажный механизм, как и клиновой,
при а —> О развивает силу Ц7ид оо.
Сила, развиваемая идеальным механизмом, определяется по формуле
<40>
где р — дополнительный угол к углу наклона а, которым учитываются
потери на трение скольжения в шарнирах, р — arcsin tg cpinp —
приведенный коэффициент трения качения, которым учитываются потери
на трение в роликовой опоре, tg cpinp = tg d — диаметр осей
шарниров и ролика; D — наружный диаметр ролика; L — расстояние
между осями отверстий рычага; f — коэффициент трения скольжения
в шарнирах и на оси ролика; tg (рг — коэффициент трения скольже-
ния на опоре ролика.
Значение угла р можно опре-
делить из схемы, приведенной на
рис. 11.48, где г—радиусы отвер-
стий рычага. Из центров отвер-
стий радиусом р = rf описаны две
окружности трения (штрих-пунк-
p,rt тирные линии). К этим окружно-
стям проведена касательная хх\
Рис. 11.48. Схема для определения значения угол, заключенный между этой ка-
угла Р сательной и линией центров АВ,
и будет углом р.
Для определения угла р проведена штриховая линия СВ параллельно
касательной хх на расстоянии 2р от центра.
Из прямоугольного треугольника АСВ находим
д 2р 2rf d ,
sln₽ = = __ д
При коэффициенте трения f = 0,1 угол р незначительный. Так, на-
пример, при = 0,2 р = 1° 10'.
Одной из характеристик механизма является так называемый з а -
пас хода, значение которого находим из прямоугольного треуголь-
ника АВС (см. рис. 11.47). При перемещении рычага 1 в вертикальное
положение, т. е. в положение «распора» (а = 0), точка А приложения
исходной силы Q проходит путь
SQ = АВ — L sin а,
а точка С приложения силы W соответственно проходит путь
Sw = L — ВС — L — Z, cos а;
окончательно
Svy = L (1 —- cos а), (41)
где L — длина рычага.
Путь Sw — запас хода. При а —» 0 cos а —» 1, SV7 —> 0, т. е. запас
хода при малых углах наклона очень невелик. Так, например, при длине
рычага L = 100 мМ, а = 10° запас хода Sw = 1,5 мм; при а = 5° Sw —
= 0,5 мм.
В связи с малым значением запаса хода при конструировании рычажно-
шарнирных механизмов придерживаются следующего порядка:
1) назначают длину рычага L;
106
2) за исходное положение механизма в момент начала зажима прини-
мают положение для крепления детали с наименьшим предельным раз-
мером и в этом положении полагают угол наклона рычага а = 5°.
Тогда, например при L = 100 мм, запас хода Sw = 0,5 мм пойдет на
затягивание; другие детали из партии с большим размером будут зажи-
маться под углами а > 5°. Следовательно, при любых колебаниях раз-
мера’заготовок механизм будет работать нормально.
Двухрычажные шарнирные механизмы
одностороннего действия
Для идеальных механизмов из треугольника сил на рис. 11.49, а
находим
^ид = Q 2 tg а ’
т. е. эти механизмы при равных исходных силах развивают в два раза
меньшую силу ТГИД, чем однорычажные.
Рис. 11.49. Схемы двухрычажных шарнирных механизмов: а, б — одностороннего дей-
ствия; в, г — двустороннего действия
Для реального механизма без плунжера (рис. 11.49, а)
<42>
где углом р, как и ранее, учитываются потери на трение в шарнирах.
В механизме’ с плунжером (рис. 11.49, б) кроме трения в шарнирах
учитывается трение на плунжере, и формула принимает вид
IF = Q -g- £ tg (а + Р) Фг пр] ’ (43)
где tg <р2пр — приведенный коэффициент трения, которым учитываются
потери на трение в консольном (перекошенном) плунжере,
_ , , 3Z
tg Ф'2 np=tg Ф2 —,
где tg ф2 — коэффициент трения скольжения в двухопорном (непереко-
шенном) плунжере; а — длина направляющей, плунжера; I — расстоя-
ние от оси шарнира до середины направляющей плунжера.
При На = 0,7 и tg ф2 — 0,1 tg ф,пр = 0,21.
Запас хода механизма в два раза больше, чем у однорычажного, и
равен
S2 = 2L (1 — cos а). (44)
107
Последнее объясняется тем, что точка С перемещается не только
в результате спрямления рычагов, но и в результате смещения вверх
точки А.
Двурычажные шарнирные механизмы
двухстороннего действия
Эти механизмы можно рассматривать как спаренные однорычажные
(рис. 11.49, в и г).
Для идеальных механизмов суммарная сила определяется по формуле
0,32 081 0,3 0,83 0,870,82 0,73 0,72 т]
Рис. 11.50. График для определения
характеристик однорычажного шар-
нирного механизма с роликом (см.
рис. 11.47).
Формулы; W = Qi; s-m — (1 — cos а) Д =
Рис. 11.51. График для определения
характеристик двухрычажного шар-
нирного механизма одностороннего
действия (см. рис. П.49, с, б).
Формулы: W ~ Qi; S^—2 (1 — cos a) L—
— KL; = i/iSR = KL; П = 17ГИД
для реального механизма без плунжеров (рис. 11.49, в)
= Q tg(a + P) ’ ’ (45)
для механизма с плунжером (рис. 11.49, г)
^cyM=Q[4^~J----------------------
Суммарный запас хода определяется по формуле (44).
Сила, развиваемая каждым рычагом (плунжером), и запас хода каж-
дого плунжера соответственно в два раза меньше.
На рис. 11.50 и 11.51 приведены расчетные графики, построенные при
следующих данных: tg <р2 = tg Фг = 0,1; d/D = 0,5; На = 0,7; dll ~ 0,2;
0 = 1° 11'. При этих же данных составлена таблица числовых значений
характеристик шарнирно-рычажных механизмов (табл. 11.15).
По найденной из графиков характеристике и по формулам, помещен-
ным в подрисуночной подписи, определяются W, Sw, т].
К. п. д. л механизмов мало изменяется при переходе от больших
углов наклона к малым (см. в нижней части графиков). Это отличает их
от клиновых механизмов, у которых к. п. д. с уменьшением угла наклона
резко уменьшается.
108
Рис. 11.53. Пневматический зажим с двухрычажным шарнирным механиз-
мом двустороннего действия.
Обрабатываемая деталь (диск) центрируется по сменному пальцу 7,
установленному в корпус приспособления 2. Шток 4 встроенного в корпус
поршневого пневмопривода 3 через вилку 5 действует на рычаги 7, шар-
нирно закрепленные на оси 6. Давление со стороны рычагов 7 через
плунжеры 8 и регулируемые винты 9 передается на рычаги 10, зажимаю-
щие деталь. Рычаги 10 сидят на осях 11. Так как механизм центрирую-
щий, то при наличии пальца 1 он будет зажимать детали, имеющие лишь
строго концентричные наружную поверхность и отверстие. В противном
случае установка на палец 1 должна производиться с зазором как предва-
рительная. Регулирование механизма производится с помощью винтов 9
ПО
Таблица 11.15
Числовые значения характеристик рычажно-шарнирных механизмов
Механизмы sw 1 s W 1 sw i sw i sw
Углы наклона, ••-°
5 10 15 20 45
Однорычажные с роликом Двухрычажные одностороннего действия: без плунже- ров с плунжера- ми Двухрычажные двустороннего действия: без плунже- ров с плунжера- ми 6,33 4,63 4,52 9,26 9,05 0.004L 0,0884 0.088L 0,0884 0,0884 4,05 2,52 2,43 5,06 4,85 0.015L 0,0304 0,0304 0,0304 0,0304 2,94 1,72 1,62 3,45 3,24 0,034L 0,0681 0,0684 0,0684 0,0684 2,30 1,29 1,19 2,58 2,37 0,061 L 0,1234 0,1234 0,123L 0,1234 0,92 0,48 0,24 0,94 0,75 0.310L 0,6104 0,6104 0,6104 0,6104
Примечание. Для двухрычажных механизмов двустороннего действия Sw — суммарный запас хода.
Типовые конструкции рычажно-шарнирных механизмов
На рис. 11.52...11.54 показаны пневматические зажимы с различными
рычажно-шарнирными механизмами.
Рис. П.52. Пневма-
тический зажим
с однорычажным
шарнирным меха-
низмом и роликом.
Усилие зажима
передается от
встроенного в кор-
пус 1 приспособле-
ния поршневого
пневмопривода. В вильчатый конец штока 2 на оси 3 помещены ролик и вильчатый ко-
нец рычага 4. Последний шарнирно связан с коленчатым рычагом 5, перемещающим
ползун 6. Ползун зажимает обрабатываемую деталь
109
Рис. 11.54. Пневматические тиски с двухрычажным шарнирным механиз-
мом одностороннего действия.
В отверстие диска 1, прилегающего к резиновой мембране, запрес-
сован подпятник 2, на который опираются концы рычагов 3 и 10, шар-
нирно связанные осью 8. При впуске сжатого воздуха через кран 15
и движении диска вверх рычаги спрямляются и через ось 5 перемещают
подвижную губку 4, зажимающую деталь. Ось 11 закреплена в корпусе.
Для предотвращения перекоса диск снабжен двумя направляющими ко-
лонками 13, а его перемещение вверх ограничивается двумя регулировоч-
ными винтами 12. Регулировкой обеспечивается минимальный угол на-
клона рычагов к горизонтальной линии в пределах 5. . .7°. При этом
положении губка 4 должна надежно зажимать деталь с наименьшим
предельным размером.
Возвращение механизма в исходное положение и освобождение де-
тали производится четырьмя цилиндрическими пружинами 6, концы ко-
торых размещены в отверстиях корпуса, прикрытых сверху резьбовыми
пробками 14; пробки одновременно служат для регулирования силы сжа-
тия пружин. Две скобы 7, прикрепленные к диску и надетые на концы
оси 8, при опускании диска поворачивают рычаги и отводят губку 4.
От загрязнения механизм предохраняется защитным козырьком 9
111
12. МНОГОЗВЕННЫЕ МЕХАНИЗМЫ
Эти механизмы имеют ведомые звенья в виде прихватов или плунже-
ров; приводятся в действие они от одной рукоятки или штока привода
и зажимают несколько деталей или одну деталь в нескольких точках
одновременно. Ведомые звенья механизма представляют собой сблокиро-
ванную «плавающую» систему, а поэтому независимо от колебания раз-
меров обрабатываемых деталей зажимают их с равными силами.
По направлению сил зажима механизмы можно разделить на группы:
1) последовательного действия, передающие силу зажима в одном
направлении от детали к детали;
Рис. 11.55. Последовательный зажим четырех валиков
для фрезерования прорези
2) параллельного действия, зажимающие детали в нескольких па-
раллельных направлениях;
3) со встречными силами зажима;
4) с пересекающимися силами;
5) комбинированные.
Наибольшее применение получили двухзвенные механизмы (табл. II. 16).
При зажиме несколько пар деталей в многоместном приспособлении
или одной длинной детали в нескольких парных точках двухзвенные
механизмы используются группами. В качестве примера см. рис. VIII.65
и VIII.75.
Для зажима мелких деталей широко используются механизмы после-
довательного действия Ч
На рис. 11.55 показаны четыре валика, устанавливаемые на две зака-
ленные пластинки 8 и поджимаемые к боковому упору 6. Зажим произво-
дится прихватом 5 через откидную тягу 4. На тягу действует рычаг 2
с захватом, поворачиваемый рычагом пневмоцилиндра 1. Детали поджи-
маются к скосу стойки 3. Для установки фрезы на размер служит шаблон 7.
На рис. 11.56 показано устройство для закрепления деталей типа
пальцев, втулок, вилок и т. п. Детали закладываются в полуподшипники 4,
установленные в скользящих вкладышах 2. При затяжке откидной гайки 1
вкладыши перемещаются по двум цилиндрическим направляющим 3 и
зажимают весь ряд деталей. Штифты 5 служат упорами, к которым
1 См. также рис. VIII.84, VIII.87, VIII.88.
112
Таблица 11.16
Типовые конструкции силовых механизмов с двумя ведомыми звеньями
Принцип работы
Сила зажима, разви-
ваемая гайкой 1, пере-
дается рычагам 3, а через
них — тягам 5 и Г-образ-
ным прихватам 6; вместо
гайки можно использо-
вать шток привода. Про-
межуточная втулка 2 и
шарнирная тяга 4 обеспе-
чивают разноименный по-
ворот рычагов. Возврат
прихватов в исходное по-
ложение производится
пружинами. Перед уста-
новкой очередной детали
прихваты поворачивают
на 90°
При затягивании гай-
ки 1 сила зажима пере-
дается прихвату 2 и одно-
временно через шарнир-
ное коромысло 3, покачи-
вающееся на сферической
опоре 4, — прихвату 6.
В исходное положение
прихваты возвращаются
под действием пружин 5
Через штурвал винта 1
сила зажима передается
шарику 2, а от него —
плунжерам Зи 4. Плун-
жеры 4 приводят в дейст-
вие прихваты 5, зажима-
ющие детали в двух
точках
—
113
Продолжение табл. П.16
Эскиз
Принцип работы
Плавающий зажим
(ГОСТ 13154—67) допол-
нительно закрепляет за-
готовку, не нарушая ее
базирование в приспособ-
лении. Сила зажима, соз-
даваемая гайкой 10 с по-
мощью шпильки 12 и
гайки 11, одновременно
Передается кулачкам 1 с
опорами 9. Для обеспе-
чения плаваняя системы
в сопряжении шпильки с
Отверстиями кулачков 1
Предусмотрены достаточ-
ный зазор и сферические
Гайка 2 и шайба 6. Пру-
жина 7 возвращает кулач-
ки в исходное положе-
ние. Щитки 3 и 4 пред-
охраняют механизм от за-
грязнения. Кольцо 5 со
стопорным винтом 8 под-
держивают пластину ши-
риной Ь, перекрываю-
щую паз в приспособле-
нии. Зажим может быть
Механизирован, если
Пшильку 12 присоединить
К штоку плавающего
Пневмо- или гидроиилин-
Дра. Размер А регули-
руется гайками в преде-
лах 12 .. .120 мм. Осталь-
ные размеры (в мм): D —
*= 25; 36 и 50; В = 16; 20
В 28; И = 58; 74 и 110;
Z. = 220-.450; Ь = 28...
• ..112
Зажим производится
Эксцентриком 1, передаю-
щим давление на левый
Прихват с помощью пла-
вающего плунжера 2.
Для регулировки меха-
низма предусмотрен винт
Двухзвенный механизм
Для поджима детали
Снизу вверх вращением
Гайки 1
114
Продолжение табл. 11.16
Эскиз
Принцип работы
Механизированный за-
жим с двумя прижимны-
ми планками 1. При сме-
не деталей планки под-
нимаются с помощью
пружин при ходе штока
встроенного пневмоци-
линдра 2 вверх или по-
ворачиваются вокруг
своей оси
Механизированный за-
жим для прижима по
торцу деталей типа ди-
сков, колец, крышек
двуплечими рычагами 1
с помощью качалки 3 и
пневмоцилиндра 4. Де-
таль базируется нижней
плоскостью П и отвер-
стием. на пальце 2
Механизм с гидроци-
линдром 1 для одновре-
менного зажима короб-
чатых деталей по боко-
вой и нижней плоско-
стям. При зажиме уси-
лие штока 2' через'',кли-
ноплунжерный механизм
3, 5, ролик 6 и сегмент
7 передается рычагам 8
и 9. Первьш через штиф-
ты 10, 11 прижимает де-
таль к нижней устано-
вочной поверхности N,
а второй — к боковой
поверхности М. Подъем
плунжера 5 при разжи-
ме производится с по-
мощью скошенного паль-
ца 4
115
Продолжение табл, 11.16
Эскиз
Принцип работы
Механизированный
зубчато-реечный, клино-
плунжерный механизм с
двумя плунжерами. На
вильчатом конце штока
2 гидроцилиндра 1 на
оси 3 установлено коле-
со 4, связанное с рей-
ками на клиньях 5. Если
при зажиме один из
плунжеров 6 раньше
войдет в контакт с де-
талью, то колесо 4, пе-
рекатываясь по рейке
остановившегося клина,
будет перемещать второй
клин и плунжер, обеспе-
чивая равномерный за-
жим в обеих точках
детали примыкают нижними торцами. Полуподшипники 4 и упоры 5 можно
заменять в зависимости от диаметра и длины обрабатываемых деталей.
Пример многозвенного механизма с параллельно-встречным направле-
нием сил зажима показан на рис. II.57. В приспособлении одновременно
зажимаются восемь валиков или втулок, у которых набором из четырех
фрез фрезеруются лыски. Сила зажима, создаваемая эксцентриком 1,
передается одновременно двум прихватам 2, воздействующим на две
качалки 5. Детали поджимаются качалками к призматическим выемкам
установочной пластины 4.
Многозвенные механизмы с жесткими промежуточными элементами
сравнительно сложны. Поэтому широко внедряются многозвенные меха-
низмы с гидропластмассой.
13. МНОГОЗВЕННЫЕ И САМОЦЕНТРИРУЮЩИЕ МЕХАНИЗМЫ
С ГИДРОПЛАСТМАССОЙ
Если в замкнутую полость приспособления поместить минеральное
масло или пластическую массу (гидропластмассу) и воздействовать на
них внешней силой, то возникает гидростатическое давление, которое
по” закону Паскаля равномерно передается на все стенки полости. Это
свойство жидких заполнителей используется при проектировании двух
групп приспособлений:
1) многозвенных, в которых гидростатическое давление передается
системе скользящих плунжеров;
2) самоцентрирующих, с упругой оболочкой в виде тонкостенной
втулки; радиальная упругая деформация втулки обеспечивает точное
центрирование и зажим обрабатываемой детали.
На рис. 11.58 показаны принципиальные схемы этих механизмов.
В каналах ползуна 2 (рис. 11.58, а) помещены гидропластмасса 4 и три
плунжера 1. При вращении винта 3 ползун перемещается в направля-
ющих 5 и посредством плунжеров зажимает обрабатываемые детали. Дав-
ление со стороны винта 3 равномерно передается на все три плунжера
независимо от колебания размера I деталей. При раскреплении ползун 2
вместе с плунжерами возвращаются в исходное положение. Резьбовой
пробкой 6 закрыта полость с гидравлической средой.
116
Рис.
4
11.56. Механизм последовательного действия с вкладышами для установки деталей
Рис. П.57. Многозвенный механизм с параллельно-встречным направлением сил зажима
117
На рис. 11.58, б показана схема самоцентрирующего патрона с гидро-
пластмассой. В корпус 1 патрона запрессована тонкостенная втулка 4.
В полости, образованной выточками в корпусе и втулке, помещена гидро-
пластмасса 5. Под воздействием нажимного винта 2 и плунжера 3 давление
массы сжимает втулку 4, которая при этом центрирует и закрепляет обра-
батываемую деталь 6.
Жидкие заполнители под высоким давлением (300 и более кгс/сма)
легко проникают в зазоры подвижных сопряжений и требуют надежных
Рис. 11.58. Схемы механизмов с гидропластмассой: а — многозвенного;
б — самоцентрирующего
уплотнений. Поэтому получили применение гидропластмассы, удовлетво-
ряющие двум основным требованиям:
1) не просачиваться в зазоры сопряжений, где не предусмотрены
специальные уплотняющие устройства;
2) равномерно, без заметных потерь на трение, передавать давления
на значительные расстояния.
В станочных приспособлениях преимущественно используются три
марки гидропластмасс: СМ, ДМ и МАТИ-1-4, представляющие собой
соединения ряда химических элементов.
Обладая большой вязкостью, они не просачиваются в зазоры даже
при значительных давлениях и в то же время почти равномерно передают
давления на плунжеры и стенки втулок. Вместе с тем они не меняют своих
свойств с течением времени, устойчивы в определенных интервалах тем-
ператур и не вступают в химические реакции с металлом.
Состав, технология изготовления
и свойства гидропластмасс
В табл. 11.17 приведен состав гидропластмасс, используемых в при-
способлениях.
Полихлорвиниловая смола является основой массы. Она придает
ей механическую прочность и большую вязкость. В то же время благо-
даря наличию смолы гидропластмасса мягка, хорошо передает давление,
не прилипает к стенкам, не изменяется с течением времени.
Дибутилфталат — бесцветная нелетучая маслянистая жидкость, ис-
пользуемая в качестве пластификатора; этот пластификатор дает в ком-
позиции наиболее мягкие массы.
Стеарат кальция применяется в качестве стабилизатора и представляет
собой нерастворимое в воде кальциевое мыло.
Гидропластмасса СМ плавится при температуре 140° С, а превращается
в студень (гель) при 120° С. Она может работать в температурном режиме
118
Компоненты гидропластмасс
Таблица II .17
Компонента Марка гидропластмасс
см дм МАТИ-1-4
Полихлорвиниловая смола марки М 20 10 20,0 (ПБ)
Дибутилфталат (пластификатор) 78 88 59,2
Стеарат кальция (стабилизатор) 2 2 0,8
Вакуумное масло — — .20,0
от 5 до 60° С; при температуре ниже 5° С масса твердеет и становится
негодной для эксплуатации. Гидропластмасса ДМ плавится при 120° С,
застывает при 100° С, нормально работает при температурах от —20
до 4-40° С.
Перед заливкой расплавленной массы в приспособление последнее
прогревают до температуры 100...120° С, что необходимо для сохранения
Лучшей текучести массы в процессе заливки. Заливают массу обычно
через отверстие для силового плунжера, обеспечивая выход воздуха из
полости через какое-либо другое или специально просверленное отверстие
в корпусе. При заливке приемное отверстие должно занимать наивысшее
положение. Заполнение приспособлений гидропластмассой рекомендуется
производить не самотеком, а под давлением специального пресса.
Гидропластмасса марки СМ имеет вид слегка прозрачной коричневой
массы, напоминающей резину; обладает более высокой твердостью и
вязкостью по сравнению с гидропластмассой ДМ и применяется для
заполнения полостей центрирующих приспособлений (патроны, оправки).
Гидропластмасса марки ДМ представляет собой студнеобразную массу
светло-коричневого цвета; менее тверда и вязка и применяется для запол-
нения каналов многоплунжерных механизмов.
Основные эксплуатационные характеристики гидропластмасс СМ
и ДМ.
1. На каждые 100 кгс/сма давления объем массы уменьшается на 0,5%.
2. Момент начала просачивания гидропластмассы через зазоры в по-
движных сопряжениях зависит от величины зазоров и давлений. Так,
например, гидропластмасса СМ через зазоры0,03; 0,02 и 0,01 мм начинает
просачиваться соответственно под давлениями 300, 400 и 450 кгс/см2.
Гидропластмасса ДМ, как менее вязкая, при зазоре 0,01 мм начинает
просачиваться под давлением 125 кгс/сма.
3. Потери на трение при перемещении гидропластмассы приводят
к неравномерности передачи давления. Так, например, в самоцентриру-
ющих приспособлениях с гидропластмассой СМ при передаче давления
в кольцевую полость шириной 2...5 мм через один радиальный канал
потери давления могут доходить до 15%.
В многоплунжерных приспособлениях с гидропластмассой ДМ давле-
ние изменяется незначительно. Так, в закрытом прямолинейном канале
диаметром 10 мм давление на плунжеры, удаленные на 1000 мм от точки
приложения силы, снижается всего лишь на 2...5%.
Многозвенные механизмы с гидропластмассой
Анализ этих конструкций позволяет разделить их на две группы:
1) механизмы, корпус которых при закреплении и раскреплении
деталей перемещается или откидывается на шарнире вместе с рабочими
плунжерами;
119
2) механизмы с неподвижным корпусом, рабочие плунжеры которых
должны иметь устройства для их перемещения при зажиме и раскреплении.
Механизмы с подвижным корпусом выполняются в форме ползунов,
откидных планок, губок тисков и т. и., в полости которых помещены
гидропластмасса и цилиндрические плунжеры.
Рис. 11.59. Сменные губки к тискам с гидропластмассой
Рис. 11.60. Приспособле-
ние с откидными планка-
ми и гидропластмассой
На рис. 11.59 показаны специальные губки тисков для установки и
закрепления семи цилиндрических пальцев, у которых необходимо фре-
зеровать плоскости. Губка 1 имеет установочную призму 2 и упоры 5;
полость губки 4 заполнена гидропластмассой марки ДМ, передающей
давление на плунжеры 5, которые сопрягаются с отверстиями корпуса
А
по посадке —•
Механизм, изображенный на рис. 11.60, выполнен в виде двух откид-
ных планок 2, стягиваемых болтом 1 с гайкой. Десять деталей, у которых
120
требуется фрезеровать скосы, устанавливаются в выемки фигурной пла-
стины 4. Сила зажима от гайки передается на планки 2 и через гидро-
пластмассу— на плунжеры 3. Плунжеры одновременно и с одинаковой
силой зажимают детали.
Механизмы с неподвижным корпусом имеют встроенный силовой узел
для перемещения плужеров. На рис. 11.61 показано кассетное приспособ-
ление с пневматическим приводом. Сжатый воздух через мембрану 2
и плунжер 3 создает давление в пластической массе 7; последняя переме-
щает рабочие плунжеры 8, которые зажимают обрабатываемые детали.
При отсутствии сжатого воздуха в сети давление можно создавать вин-
том 7, действующим через плунжер 6.
Обрабатываемые детали 1 (рис. 11.62) надевают на пальцы 2 кассеты 3,
после чего ее устанавливают на штифты 10 (рис. 11.61) приспособления.
Качающаяся пята 4 одновременно зажимает две детали.
В исходное положение плунжеры 8 возвращаются под действием
пружин 9. Крепление обоймы с плунжерами к корпусу приспособления
осуществляется винтами 5.
Сопряжение плунжеров с направляющим отверстием корпуса осуще-
А и
ствляется по посадке —. На наружных поверхностях плунжеров про-
резаны неглубокие канавки, которые в процессе работы заполняются
гидропластмассой и образуют лабиринтное уплотнение.
Расчет сил зажима и перемещений плун-
жеров производится в такой последовательности. После зажима
в замкнутой полости механизма создается гидростатическое давление р
кгс/см2 и все звенья находятся в равновесии (рис. 11.63).
Из условия равновесия нажимного плунжера 1
Q = -^-p. (а)
а каждого рабочего плунжера 2
Поделив уравнение (б) на (а), получим
f D \2
7Г~ \ d J.
Отсюда, с учетом потерь на трение,
(47)
При наличии на плунжерах возвратных пружин (см. рис. 11.61) фор-
мула (47) принимает вид
/ Г) \2
W = Q(-r) Ч-Р, (48)
где U7 — сила зажима каждым рабочим плунжером в кгс; Q — исходная
сила, развиваемая нажимным плунжером, в кгс; D — диаметр рабочего
плунжера в см; d — диаметр нажимного плунжера в см; т] — к. п. д.
(т) = 0,90...0,95); Р — сопротивление пружин в кгс.
Зависимость перемещений определяется из условия равенства объемов,
образуемых перемещающимися нажимным и рабочими плунжерами,
Т7 лО2 с лй2 „
V = — SQ = Swn.
121
Рис. 11.62. Кассета к приспособлению по
рис. 11.61
Рис. 11.63. Схема к расчету многоплунжерного меха-
низма с гидропластмассой
Рис. Ii.61. Механизированное приспособление с гидро-
пластмассой и сменными кассетами
Отсюда
Sq — Swn (-j
(49)
где SQ — перемещение нажимного плунжера; Sv? — перемещение рабо-
чего плунжера; п — число рабочих плунжеров.
Самоцентрирующие механизмы с гидропластмассой
Патрон, изображенный на рис. 11.64, состоит из корпуса 1, закреп-
ляемого на планшайбе, нажимного винта 2 с шестигранным отверстием
под ключ, плунжера 3, центрирующей и зажимной тонкостенной втулки б.
Между корпусом и втулкой помещена гидропластмасса 7; винт 4 и конус-
ная заглушка 5 прикрывают отверстие, через которое при заливке гидро-
пластмассы из полости приспособления выхо-
дит воздух.
При вращении винта 2 гидропластмасса
деформирует.тонкостенную часть втулки 6. По-
следняя центрирует и зажимает закладываемую
в патрон обрабатываемую деталь.
В оправке, изображенной на рис. 11.65, ги-
дропластмасса 3 сжимается штоком-плунжером
1 пневмопривода токарного или шлифоваль-
ного станка. Тонкостенная втулка 2 насажи-
вается на корпус 5 в горячем состоянии с.на-
тягом и дополнительно закрепляется гайкой 6.
Винт 4 ограничивает ход плунжера вправо и
предохраняет втулку от возникновения в ней
остаточных деформаций. В подобных конструк-
циях необходимо также ограничивать и ход
плунжера влево. Винты 7 закрывают отверстия
для выхода воздуха при заливке.
' На рис. 11.66 корпус 5 патрона с каналами
для массы прикреплен к переходной планшайбе
1. В корпусе помещена тонкостенная втулка 4
Рис. 11.64. Патрон с гидро-
пластмассой
для центрирования и зажима поршня при про-
резании в нем канавок под поршневые кольца. Давление в полости соз-
дается плунжером 7, связанным через тягу 9 со штоком пневмоци-
линдра. Вспомогательный плунжер 6 служит для регулирования объема
полости и, следовательно, давления и силы зажима. В корпусе патрона
закреплена направляющая втулка 8. Резьбовая пробка 3 и заглушка 2
закрывают отверстия для выхода воздуха.
При проектировании патронов и оправок с гидропластмассой рассчи-
тываются:
1) параметры упругих тонкостенных втулок;
2) размеры нажимных винтов и плунжеров у приспособлений с ручным
приводом;
3) размеры плунжеров, диаметр цилиндра и ход поршня у приспособ-
лений с механизированным приводом 2.
Введем обозначения (рис. 11.67):
D — диаметр установочной поверхности центрирующей втулки
в мм;
I — длина тонкостенной части втулки в мм;
h — толщина тонкостенной части втулки в мм;
1 Здесь приводится методика расчета по нормалям МАП.
123
Рис. 11.65. Пневматическая оправка с гидропласгмассой
Рис. 11.66, Пневматический патрон с гидропластмассой
Рис. П.67. Схема для расчета тонкостен-
ных втулок
124
, Т — ширина опорных поясков втулки в мм;
t — толщина опорных поясков в мм;
АДдоп — допустимая упругая деформация втулки (увеличение или
уменьшение диаметра) в ее средней части в мм;
Smax — максимальный зазор между установочной поверхностью
втулки и базовой поверхностью зажимаемой детали в сво-
бодном состоянии в мм;
—длина контактной зоны, т. е. участка упругой втулки,
прилегающего к зажимаемой детали после деформации,
в мм;
а — коэффициент, характеризующий длину контактной зоны,
<. = А;
р — гидростатическое давление в полости приспособления
в кгс/см2;
Л1кр — допустимый крутящий момент, вызванный силой резания,
в кгс/см, Л1кр = Ргг;
Рг — сила резания в кгс;
г — плечо силы резания в см.
Диаметр D определяется из рабочего чертежа обрабатываемой детали.
Длину I рекомендуется принимать равной длине базового отверстия
детали или на 20—30% больше этой длины.
Значение ADgon определяется по формуле
(50)
где — предел текучести материала в кгс/см2; Е — модуль упругости
в кгс/см2; К— коэффициент запаса прочности, К — = 1,2- * *1,5;
[а] — допускаемое напряжение в кгс/см2.
Для втулок с I > 0,3D обычно принимают К. — 1,4. Тогда для хро-
мистых сталей при ат = 8500 кгс/см2 и Е = 2,09-10® кгс/см2 получим
АДдоп = 0,003D.
При деформации коротких втулок с Z < 0,3.0 в зоне сопряжения их
тонкостенной части с опорными поясками возникают сложные напряже-
ния, создаваемые изгибающим моментом, и поэтому рекомендуется при-
нимать К = 2. Тогда для конструкционных сталей АОДОП = 0,002D.
При АОдоп > 5ШЙХ механизм центрирует и зажимает деталь; при
АОдоп = Smax происходит только центрирование; при АОдоп < 5шах
механизм применять нельзя.
Расчеты и практика показывают, что самоцентрирующие механизмы
с упругой оболочкой можно применять для зажима деталей с базовыми
поверхностями, обработанными по 2-му или 3-му классу точности.
Толщина h тонкостенной части втулки определяется по формулам:
Для соотношения При D — Ю ... 50 мм П ри D ~ 50 ... 150 мм
h= 0,0150 + 0,5 ft = 0,0250
4><>4 ft = 0,010 + 0,5 ft = 0,020
4>'>4 й = 0,010 + 0,25 й = 0,0150
125
При D > 150 мм и Z > 0,3D
h = pD~-’ (51)
2£ ДО ’ v
при D > 150 мм и Z < 0,3D
/г==0 8-^___(52)
где р — гидростатическое давление в полости приспособления; R —
радиус установочной поверхности втулки.
Высота Н полости под гидропластмассу вычисляется по формуле
fZ==2/D. (53)
Половину высоты полости рекомендуется образовывать во втулке,
а вторую половину — в корпусе приспособления.
Гидростатическое давление р (в кгс/см2) в полости приспособления:
при Z > 0,3D
Р = _2^_; (54)
при Z < 0,3D
p=l,25-^gL, (55)
1
где п = -jj-.
Допустимый крутящий момент при резании ЛДр (в кгс*см) опреде-
ляется по формуле
Л4кр= 5-108т]/гй ZD2, (56)
где т = ; D—диаметр установочной поверхности в см; i — запас
деформации, обеспечивающий натяг при зажиме деталей, в см.
Запас деформации i (в см) представляет собой разность между допу-
стимой деформацией втулки ДОДОП и максимальным зазором 5шах в со-
пряжении
I == Д-^аоп ^гпах»
или
Z = ^D-Smax. (57)
Длина ZK контактной зоны зависит от. отношения h/R и от коэффи-
циента минимальной длины тонкостенной части втулки е, значения кото-
рых приводятся ниже:
h ~R 0,01 0,02 | 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1
eR 0,357? 0.5/? 0,67? 0,77? 0,757? 0,857? 0,907? 1,057? : 17? 1,157?
Если длина тонкостенной части втулки Z < eR, то
(58)
126
Если же I > &R, то
ZK = 8J? 1/^—r + Z0,
г *->шах “Ь 1
где l0 = I — eR.
При Smax — О /к = /. С увеличением зазора 1К уменьшается, а еле-'
довательно, уменьшается и надежность зажима. Для обеспечения точного
центрирования и надежного крепления деталей необходимо соблюдать
условие
а = А. = 0,5 .. . 0,8,
где а — коэффициент длины контакта.
Для облегчения расчетов, связанных с определением параметров
тонкостенных втулок, обычно пользуются табличными материалами [16].
На рис. 11.68 приведены типичные конструкции тонкостенных втулок
для патронов (рис. 11.68, а, б) и оправок (рис. 11.68, в, г). Втулки с под-
нутрением выполняют для увеличения длины I тонкостенной части; угол
поднутрения [3 = 35...45°, радиус г h. В этом случае ширину опорного
пояска несколько увеличивают и принимают = 1,257". Полость вту-
лок под гидропластмассу обрабатывается с шероховатостью класса 6;
для снижения потерь на трение желательно ее полировать.
При большой длине обрабатываемых деталей и для деталей с проточ-
кой в средней части базовой поверхности применяют центрирующую
втулку (рис. 11.68, д)'с пояском жесткости. Ширина К пояска выбирается
конструктивно или в зависимости от ширины проточки Кг детали, при-
чем К < К-б толщина tn (0,75...0,9) t. Втулку с пояском жесткости
можно рассматривать как состоящую из двух втулок; рабочая длина
каждой из них определяется расстоянием между опорным и промежуточ-
ным поясками.
Расчет втулки с промежуточным пояском сводится к расчету втулки
меньшей длины (втулки до пояска), нагруженной вдвое меньшим кру-
тящим моментом.
Сопряжение втулок с корпусом выполняется по легкопрессовой (Пл)
или прессовой (Пр) посадке 2-го класса точности. При повышенных
режимах резания и при обработке крупногабаритных деталей втулки
127
дополнительно крепят к корпусу винтами (рис. 11.68, а, г). За номи-
нальный диаметр D установочной поверхности втулки патронов при-
нимают наибольший, а втулки оправок — наименьший предельный диа-
метр базовой поверхности обрабатываемой детали. Допуск (отклонения)
на диаметр D обычно назначают по посадке движения 2-го класса точности.
Материал для изготовления втулок: при О < 40 мм — сталь 40Х;
при О > 40 мм — сталь У7А.
Технические условия на изготовление:
1) поверхности сопряжения обрабатываются с шероховатостью
класса 8; полость втулки под гидропластмассу и каналы — с шерохо-
ватостью класса 6;
2) допускаемая разностенность (тонкостенной части втулки) при
D < 40 мм — 0,03 мм; при О > 40 мм± 0,05 мм;
3) допускаемое биение установочной поверхности втулки относительно
поверхности посадочных поясков и базовой поверхности приспособле-
ния — не более 0,01 мм.
Рекомендуемый технологический процесс:
1) все токарные операции по изготовлению втулки, кроме образова-
ния тонкостенной части;
2) термическая обработка втулки из стали У7А до HRC 33...36, из
стали 40Х—до HRC 35...40;
3) растачивание тонкостенной части втулки;
4) шлифование опорных поясков;
5) предварительное шлифование установочной поверхности втулки;
6) сопряжение втулки с корпусом путем нагрева наружной детали
до температуры 100...115° С или охлаждения внутренней с использова-
нием сухого льда с температурой испарения —79° С;
7) заливка приспособления гидропластмассой;
8) окончательное шлифование установочной поверхности втулки.
При установке приспособления на шпиндель станка необходимо вы-
верять и устранять биение установочной поверхности втулки. Во время
эксплуатации центрирующую втулку нельзя нагружать вхолостую.
Нажимной винт с плунжером образуют силовой узел приспособления
(винт передает давление массе через плунжер). Если нет места для плун-
жера, то в виде исключения применяют нажимные винты без плунжеров.
В этом случае резьба винта выполняется по 1-му классу точности.
Диаметр d плунжера рассчитывается по формулам:
D L
при -g-<Z<-^
при -<^<-2
при
d = 1,2]/О;
d = 1,5
d = 1,8
(59)
Обычно диаметр плунжера выбирают конструктивно в пределах d =
= 10...20 мм; длину рабочей поверхности плунжера принимают равной
1,8...2 диаметрам.
Материал для плунжеров — сталь 45, твердость HRC 40...45; для
нажимных винтов — сталь 40 или 45, твердость HRC 35...40.
Сопряжение плунжера с отверстием в корпусе или промежуточной
втулке — по посадке Для большей герметичности сопряжения часто
плунжеры притирают по отверстию, обеспечивая зазор не более 0,01 мм,
или изготовляют по посадке движения 1-го класса точности. Размеры
нажимных винтов и плунжеров для самоцентрирующих приспособлений
стандартизованы.
128
Минским тракторным заводом разработаны и применяются стандарты
на силовые узлы, состоящие из нажимного винта или штока 1 и силового
плунжера 2, помещенных в стальную промежуточную втулку 3
(табл. 11.18—11.21). Применение стальной втулки предохраняет корпус
приспособления от износа и обеспечивает возможность более точного
сопряжения плунжера с отверстием.
Таблица II .18
Размеры (в мм) силового узла для стационарных приспособлений
с гидропластмассой
Таблица II .19
Размеры (в мм) силового узла для вращающихся приспособлений
с гидропластмассой
L 3
D (4) 4Я L 1 3 Максималь- ный ход плунжера Вытесняемый максимальный объем гидропластмассы в см3
М22Х 1 18 10 50 18 10 10 0,758
М27х1,5 20 24 65 22 12 10 1,54
24 18 70 2,5
5 М. А. Ангеров
129
Таблица 11.20
Размеры (в мм) силового узла для пневматических приспособлений
с гидропластмассой
Таблица II .21
Размеры (в мм) силовых плунжеров
1-1 L
П-3 с"
d (С) R L I '1
10 8 9,5 5 10 35 65 5 4
14 12 13,5 8 15 44 75 7 5
18 12 17,5 20 48 88 __ —
Во всех случаях винты и плунжеры силового узла следует выбирать
наибольшего диаметра, допускаемого конструкцией.
На рис. 11.69 изображена стандартизованная конструкция плунжера-
компенсатора и винта, применяемых в самоцентрирующих приспособле-
ниях для регулирования давления в полости, а следовательно, и для регу-
лирования деформации втулки при определенном ходе силового винта
или штока привода. Необходимость регулирования возникает, в частности,
при зажиме тонкостенных изделий с целью исключить чрезмерную их
деформацию.
130
Размеры плунжера-компенсатора и винта: L — 25 и 40 мм; I = 18
и 25 мм; остальные размеры указаны на чертеже (рис. 11.69).
Отверстия для выхода воздуха при заливке массы предусматриваются
в тех местах, где можно опасаться образования воздушных мешков.
После заливки отверстия надежно прикрываются пробками.
Расчет диаметра цилиндра и хода поршня
при использовании пневмо- или гидропривода производится в такой по-
следовательности.
1. Определяется сила Q на штоке. Для этого по формулам (59) нахо-
дится диаметр d плунжера, а по формуле (54) или (55) — гидростатическое
давление р в кгс/см2 в полости приспособления.
Q = (60)
Рис. 11.69. Конструкции плунжера-компенсатора (fl) и регулировоч-
ного винта (б)
2. Диаметр Dy поршня определяется из зависимости
Q=~T Рв,
откуда
(61)
где рБ — давление воздуха в сети (рв = 4 кгс/см2); г] — к. п. д. (л =
= 0,85).
3. Ход L поршня и плунжера определяется из следующих рассужде-
ний. Объем гидропластмассы, вытесняемой плунжером, равен прираще-
нию объема полости при деформации оболочки на величину Smax плюс
объем, образовавшийся за счет сжатия гидропластмассы (0,5% от перво-
начального объема на 100 кгс/см2 давления), т. е.
L = л (О— 2/i) ZKSfflax + л (О — 2/i)
отсюда
4 (О-2ft) qKSmax +
da
(62)
где Ki — коэффициент запаса гидропластмассы в каналах (Ki *==>
1,15... 1,2); Д2 — коэффициент упругости гидропластмассы при данном
гидростатическом давлении (Д2 = 5 • 10~5р).
14. ЦЕНТРИРУЮЩИЕ МЕХАНИЗМЫ
ТРЕХКУЛАЧКОВЫХ ТОКАРНЫХ ПАТРОНОВ
Самоцентрирующие трехкулачковые токарные патроны различаются
по степени универсальности, конструкции центрирующего механизма
и конструкции привода.
131
• Из универсальных- патронов наиболее распространенными являются
стандартные спирально-реечные патроны с плоской спиралью и ручным
ключевым зажимом (см. рис. VI.12, VI.13). С помощью ключа и кониче-
ской зубчатой передачи приводится во вращение нарезанная на диске
спираль Архимеда, с витками которой сопряжены рейки, нарезанные
на основаниях кулачков. При вращении спирального диска кулачки
синхронно перемещаются в радиальных пазах корпуса к центру или
от центра патрона и производят центрирование и зажим заготовки.
В последние годы у нас и за рубежом ведутся работы по оснащению
универсальных патронов механизированным приводом (пневматическим,
гидравлическим, электромеханическим и т. п.), что в четыре-пять раз
сокращает время на зажим заготовок, облегчает труд станочника и позво-
ляет автоматизировать процесс зажима.
Ниже приводятся схемы и расчеты стандартного спирально-реечного
патрона с ключевым зажимом. Основой патрона является самотормозящий
спирально-реечный центрирующий механизм.
Построение спирально-реечного центрирующего механизма
Спираль Архимеда, нарезанная на диске, и рейки кулачков образуют
спирально-реечный механизм, показанный на рис. 11.70.
Теоретически архимедова спираль описывается точкой, движущейся
с равномерной скоростью и по
Рис. 11.70. Спирально-реечный центри-
рующий механизм (вид со стороны
задней бабки):
радиус-вектору, который равномерно
вращается с угловой скоростью со.
Началом радиус-вектора является
центр спирали; движение точки
начинается из этого центра
(рис. 11.71).
Рис. 11.71. Архимедова спи-
раль
I — диск с нарезанной спиралью Архи-
меда (левой); 2 — кулачок с рейкой
Уравнение спирали в полярных координатах
г = aQ, (63)
где г — радиус-вектор; Q — полярный угол в радианах.
а = — = const.
Величина а называется характеристикой спирали.
Из уравнения (63) видно, что при Q — 1 рад а = г. Следовательно, харак-
теристика спирали а представляет собой радиус-вектор при угле Q, рав-
132
ном 1 рад. При Q = 360° = 2л рад спираль делает первый виток, а ра-
диус-вектор г0 становится равным шагу спирали t, т. е.
г0 — а2л = t,
отсюда
а =
г0 t
2л 2л
(64)
У левой спирали витки, начиная от центра, закручиваются против
часовой стрелки (см. рис. 11.70 и 11.71), у правой — по часовой стрелке.
Угол подъема а архимедовой спирали опре-
деляется из уравнения
1 t 1
tg а = а — = т,---------.
° г 2л г
(65)
Так как а величина постоянная, а г
непрерывно увеличивается, то угол а не-
прерывно уменьшается.
В качестве примера приведем пара-
метры левой спирали стандартного клю-
чевого патрона модели ТС-25.
Параметры спирали (см. рис. 11.70):
D = 192,5 мм; d = 110 мм; t = 10 мм;
а = 1/2л = 1,59 мм.
По формуле (65) находим углы подъема
спирали
tg “max =
— _L — .___10 — о 029' а 1 °40'-
~ ~ 3,14-110 ’ w >
t 10
tlD 3,14-192,5
tg =
0,0165; gm,n 0° 57';
л(Г>4-4) 3,14(192,5+ 110) — 0,021; аср
Нарезанную на диске спираль можно рассматривать как совокупность
двух теоретических спиралей, из которых одна сопрягается с выпуклыми,
а вторая с вогнутыми рабочими поверхностями зубьев рейки (рис. 11.70).
При вращении спирали против часовой стрелки контакт происходит по
выпуклым поверхностям и кулачок перемещается к центру (зажим).
При обратном вращении контактируют вогнутые поверхности зубьев
рейки (разжим).
Если бы кулачок не имел радиальных перемещений, то можно было бы
обеспечить сопряжение зубьев рейки с витками спирали по всей ширине
кулачка. Для этого рабочие поверхности зубьев рейки с шагом t следовало
бы профилировать радиусами г2, . . ., гп из центра О', смещенного
относительно центра спирали О, лежащего на оси симметрии рейки, на
величину а характеристики спирали (рис. 11.72).
При таком смещении участки спирали, взятые в пределах ширины
кулачка, довольно точно заменяются дугами окружностей.
Учитывая перемещение кулачка, при котором самый нижний зуб
его рейки может зацепляться с внешним витком спирали, а ее верхний
зуб — с внутренним витком, приходится во избежание заклинивания
профилировать вогнутые поверхности всех зубьев постоянным радиусом 7?,
несколько превышающим максимальный радиус-вектор спирали rmax =
— D/2, а выпуклые — радиусом который несколько меньше мини-
мального радиус-вектора спирали rm1n = d/2.
1-33
На практике принимают (размеры в мм)
Центры окружностей радиусов 7? и Рг лежат на линии ББ, которая
параллельна осевой линии рейки и отстоит от нее на величину а харак-
теристики спирали.
В результате вместо контакта по всей ширине кулачка в сопряжении
образуется линейный контакт с клинообразными зазорами между сопря-
женными поверхностями г.
Каждый виток спирали (кроме первого, начинающегося из центра)
можно рассматривать как криволинейный клин, полученный из обычного
односкосого клина, основание которого свернуто в кольцо (начальная
окружность витка спирали), а наклонная плоскость превращена в спи-
раль.
Следовательно, спирально-реечный механизм можно рассчитывать
как клиноплунжерный самоцентрирующий механизм с тремя консольными
плунжерами (кулачками).
Расчет механизма приводится ниже в общем расчете механизма па-
тронов.
Расчет стандартного универсального
спирально-реечного патрона с ключевым зажимом
модели ТС-25 (наружный диаметр 250 мм)
На рис. 11.73 показана схема механизма патрона.
Параметры конструкции:
I = 250 мм — длина рукоятки ключа;
г = 55 мм — радиус отверстия конического колеса;
гг — 12 мм — радиус средней начальной окружности кониче-
ской шестерни;
рщ = 10° 25' — половина угла при вершине начального конуса
шестерни;
zm = 10 — число зубьев шестерни;
г2 = 85 мм — радиус средней начальной окружности кониче-
ского колеса;
= 90 — Рш — половина угла при вершине начального ко-
нуса колеса;
гк = 77 — число зубьев колеса;
а = 25° 35' — угол зацепления;
гср =75 мм — средний радиус-вектор витков спирали;
t = 9,52 (3/8") — шаг спирали;
аср = 1° 12' — средний угол подъема витков спирали.
Другие расчетные параметры:
Q = 25 кгс — исходная сила на рукоятке ключа;
Р; Р/, Ps — окружная, радиальная и осевая силы в зацеплении кони-
ческой пары, приложенные в середине зуба;
Рр, — окружная и радиальная силы, действующие в зацеплении
витка спирали с зубом рейки кулачка и направленные
от спирали на кулачок 1 2;
1 На рис. 11.72 показан вид кулачка со стороны рейки; на рис. П.70 — вид кулачка
в его рабочем положении (вид со стороны его ступеней). Поэтому на рис. 11.70 линия цен-
тров ББ показана смещенной от плоскости симметрии кулачков АА влево.
2 Силы реакции со стороны зуба конического колеса на зуб шестерни, а также со сто-
роны зуба кулачка на виток спирали на схеме не показаны, так как они соответственно
равны, но имеют обратное направление.
134
117 — суммарная сила зажима в патроне
tn — передаточное отношение перемещений патрона;
г] — к. п. д. патрона.
Принятые к. п. д. и коэффициенты трения:
т]3 = 0,96 — к. п. д. зацепления конической шестерни с колесом;
f = 0,15 — коэффициент трения плоской пары сталь по чугуну;
fi = tg ср = 0,1 — коэффициент трения плоской пары сталь по стали;
Ф = 5°43' — угол трения пары сталь по стали
Рис. 11.73. Схема стандартного универсального спирально-реечного патрона с ключевым
зажимом модели ТС-25:
1 — рукоятка ключа; 2 — коническая шестерня; 3 — коническое колесо-спираль; 4 — средний ви-
ток левой спирали Архимеда; 5 — средний зуб рейкн кулачка; 6 — кулачок; 7 — зажимаемая
деталь
Механизм патрона состоит из трех элементарных силовых механизмов:
1) рычажного с плечами I и гх, взятыми относительно оси малого
зубчатого колеса;
2) второго рычажного с плечами г2 и гср, взятыми относительно оси
колеса — спирали;
3) центрирующего клиноплунжерного, в котором клиновыми парами
являются витки спирали и зубья реек на кулачках, а плунжерами —
три кулачка, скользящие в направляющих корпуса патрона.
Уравнение сил механизма патрона в общем виде
W7 = <2лзйЧ‘3; (66)
- W = 25’0,96i1t2t3 = 24t1i2i3, (66а)
где i1, i2, is — передаточные отношения сил рычажных и центрирующего
клиноплунжерного механизмов.
Для определения ц, t2, i3 рассмотрим последовательно эти механизмы.
Рычажный механизм с плечами I и гг. На плече I приложена сила Q,
которая на меньшем плече гг развивает силу Р > Q.
1 Для удобства расчета суммарная сила зажима отнесена к одному кулачку.
135
Передаточное отношение сил рычажного механизма
Р
Для определения неизвестной силы Р из условия равновесия рычага
напишем уравнение моментов
QI — Рг{ — Fari — Fbr3 = 0,
Рис 11.74. Схема сил, действующих в зацеплении
конической зубчатой передачи:
1 — шестерня; 2 — колесо
где Fa— сила трения в радиальных опорах а колеса; гг = 12 мм — сред-
ний радиус опор; Fb — сила трения в торцовой опоре b колеса (в пяте);
г3 — 16 мм — радиус действия силы трения в пяте.
Чтобы определить силы трения, необходимо знать нагрузку на опоры.
Эту нагрузку создают силы Р, Pr, Ps, действующие в зацеплении зубчатой
конической передачи 1.
Выясним предвари-
тельно соотношение между
этими силами. Из схемы
на рис. 11.74 получаем:
Рп ~ Т — Р tg а;
cos а
Рг= Bcos/V,
Ps = Т sin рш.
Окончательно:
Р, = Р tg а cos рш =
= 0,47В;
Ps = Р tg а sin рш =
= 0,087В.
Сила Ps создает нагрузку на торцовую опору шестерни, а равнодей-
ствующая сил Р и Рг нагружает радиальные опоры колеса
В=]/В1 2 * + В2^1,1В.
Тогда 2
=/?)пр =-- 1,1В-1,5/ = 0,26В;
Fb = PJ == 0,087В-0,1 = 0,009В.
Подставляя значения В в уравнение моментов и решая его относи-
тельно силы В, получим
р —______&_______•
1,26гх + 0,009л3 ’
п 25•250 л л п
Р —-----------------я» 410 кгс.
1,26-12+ 0,009-16
Передаточное отношение сил
Р 410
г^—= 5й = 26-4-
1 Пара сил Q на рукоятке нагрузку на опоры не создает.
2 /пр — приведенный коэффициент трения скольжения цапфы в подшипнике, выражен-
ный через коэффициент трения скольжения f плоской пары. В однородных условиях (оди-
наковый материал трущихся пар, шероховатость их поверхностей и пр.) /пр >/ и нахо-
/4 jx \
дится в пределах /пр = I — • • • — } f ~ (1,27... 1,57) /.
136
Рычажный механизм с плечами г2 и гср. На плече г3 приложена сила
Рк = Р, которая на меньшем плече гср развивает силу Рг. Передаточное
отношение сил рычажного механизма
Для определения силы Pt из условия равновесия рычага напишем
уравнение моментов
РГ2 — —Fcr — Fdrzv = 0,
где Fc — сила трения в радиальной опоре с колеса; г = 55 мм — радиус
опоры с; Fd — сила трения в торцовой опоре d колеса; гср =75 мм —
средний радиус торцовой опоры.
Радиальная опора нагружается силами РГк и Рк, приведенными к оси
рычага,
р = Ps = 0,087Р.
Равнодействующая этих сил
Р р} + Р2 р = 4Ю кгс;
1 ' К к
торцовая опора нагружается силой
PSk ~РГ = 0,47Р. ' .
Тогда
Fc = ^ifnp = 410-1,57/ = 100 кгс;
Fd = PJ = 0,47Р/ = 29 кгс.
Подставляя значения F в уравнение моментов и решая его относи-
тельно силы Рх, получим:
„ Рг — Fj — F.r п
г> _ г2 с а ср .
Г1 — Z-------------->
'ср
' п 410-85— 100-55 — 29-75 осо
Р, =----------==---------= 363 кгс.
7о
Передаточное отношение сил
г2 = = 0,89.
Центрирующий клиноплунжерный механизм. Передаточное отношение
сил механизма
Для определения неизвестной силы W из условия равновесия центри-
рующего механизма найдем вначале силу
Так как в клиновой паре виток 4 спирали действует на зуб 5 рейки
кулачка (рис. 11.73) как односкосый клин с трением только по наклонной
плоскости, то 1
П-! —363 tg 12'+5° 43') — ^о,121 3000 кгс-
1 См. формулу (11) гл. II.
137
Если бы в направляющих кулачка отсутствовали потери на трение,
то сила и была бы силой зажима W. В реальном механизме W <
Для определения сил трения в направляющих на рис. 11.75, а, б, г
показана схема кулачка в трех проекциях, находящегося в равновесии
под действием всех приложенных к нему сил и их моментов относительно
координатных осей XYZ. Начало координат принято в точке О, образо-
ванной пересечением трех взаимно перпендикулярных плоскостей: пло-
Рис. 11.75. Схема сил, действующих на ку-
лачок патрона
скости симметрии кулачка, плоскости симметрии пазов кулачка и пло-
скости, проходящей через точку приложения сил Р± и Wr.
Рассмотрим вначале систему сил, действующих в плоскости XOY
(рис. 11.75, г).
Сила Рг стремится сдвинуть кулачок вдоль оси Y, одновременно
повернуть его относительно оси Z и вызывает реакции N2 и N], корпуса
патрона и соответственно сил трения Р,2 и Fr в направляющих
(рис. 11.75, б).
Для определения этих сил трения составим уравнения проекций
сил на ось Y и моментов относительно оси Z.
Уравнение проекций сил
Рг - N2 = 0; N2 = Pt.
Отсюда
= /’if; • (69)
F2 — 363-0,15 = 54,5 кгс.
Уравнение моментов
1 1 1 1 т
138
Отсюда
F^NJ^P^f-, (70)
F1 = 363 -g-0,15 « 57 кгс,
где для данного патрона (см. рис. II.75, г) п = 22 мм, т — 23 мм.
Рассмотрим систему сил, действующих в плоскости X0Z (рис. 11.75, а).
Силы Wi, W и сила трения F2 вызывают поворот кулачка относи-
тельно оси Y и создают в стыках направляющих корпуса с пазами ку-
лачка нормальные давления, распределенные по закону треугольника
(рис. 11.75, в), и соответственно силы трения F. Равнодействующие нор-
мальных давлений N создают реактивный момент с плечом, равным 2/8h,
где h — длина контакта кулачка с направляющими.
Для определения силы трения F составим уравнение моментов отно-
сительно оси Y
Wa 4- WJ + F2c---Nh = 0;
Отсюда
Г = ЛГ/ = ^-(1Га 4-^5 4-МЛ (71)
F = —I— (Г16 4- 3000 • 12 + 54,5 • 7) 0,15;
F = 0,043117 + 99,
где для данного патрона h = 82,5 мм; а — 16 мм; Ъ = 12 мм; с — 7 мм.
Суммарную силу зажима W определяем из уравнения проекций сил
на ось Z (рис. 11.75, а, б)
W — + 2F 4- 2FX + F2 == 0.
Отсюда
W = Wj, — 2F — 2F1 — Fa. (72)
Подставив значения всех входящих в правую часть уравнения вели-
чин и выполнив необходимые преобразования, получим
W = 3000 — 2 0,043W - 2-99 — 2 -57 — 54,5;
1,086И7-= 2633,5.
Окончательно
W = = 2420 кгс.
1,000
Передаточное отношение сил центрирующего клиноплунжерного ме-
ханизма .
К. п. д. поступательных пар кулачок — направляющая корпуса па-
трона
_ w _ 2420 _ п о
Лп. П — — 3000 — 0,806.
Определение хода кулачков. Механизм патрона представляет собой
две кинематические пары: коническое зубчатое зацепление и спирально-
139
реечный механизм. Повороту ключа, а значит и шестерни на целый обо-
рот соответствует поворот конического колеса — спирального диска на
часть оборота, равную
= олз.
Y гк 7/
Целому обороту спирального диска соответствует перемещение каждого
кулачка на шаг спирали t = 9,52 мм.
Одному полному обороту ключа будет соответствовать ход кулачка
Таблица I! .22
Суммарная сила зажима в кулачках патрона
(по ГОСТ 1654—71)
Диаметр патрона в мм Максимальный крутящий момент на ключе в кгс-см Максимальное ' значение наибольшей суммарной силы зажима на трех кулачках в кгс
80 3,5 800
100 5,0 900
125 (130) 7,5 1 700
160 12,5 2 500
200 16,0 3 000
250 18,0 4 500
315 (320) 20,0 5 500
400 28,0 6 500
500 36,0 8 500
630 46,0 10 500
Примечание.
Аналогичные данные для патронов с меха-
низированным приводом см. в табл. VI.11
— Zcp —•
= 9,52-0,13 1,24 мм.
Диаметральный ход ку-
лачков патрона при повороте
ключа на целый оборот
х — 2SW — 2,48 мм.
Определение к. п. д. па-
трона. К. п. д. патрона опре-
деляется по формуле
Лп Лк. зйкЛп. П> (73)
где цп — к. п. д. патрона;
Лк. з = 0,96 — к. п. д. кони-
ческого зацепления; г]к =
= 0,153 — к. п. д. клиновой
пары спираль — рейка ку-
лачка; т]п. п = 0,806— к. п. д.
поступательной пары кула-
чок — направляющие корпу-
са патрона.
Тогда к. п. д. патрона
г|п = 0,96-0,153-0,806 = 0,12.
Суммарная сила зажима кулачками и максимальный крутящий момент
самоцентрирующих патронов с ручным приводом, в соответствии с тех-
ническими требованиями к токарным патронам общего назначения
(ГОСТ 1654—71) должны соответствовать данным,приведенным в табл. 11.22.
15. ПРУЖИННЫЕ И ПНЕВМОПРУЖИННЫЕ СИЛОВЫЕ МЕХАНИЗМЫ
В станочных приспособлениях широкое применение получили винто-
вые цилиндрические пружины сжатия. Накапливаемая пружинами при
их сжатии потенциальная энергия используется для зажима обрабаты-
ваемых деталей. Кроме того, они применяются в качестве возвратных
пружин в пневмо- и гидродвигателях (цилиндрах) одностороннего дей-
ствия, в регуляторах давления, клапанах, фиксаторах и т. п.
В ряде случаев для зажима используются стальные мембраны.
Для получения большой силы зажима и большого хода зажимного эле-
мента (плунжера, прихвата) применяются комплекты мембран. Так,
например, комплект из четырех пар стальных мембран с наружным
диаметром 50 мм, отверстием 30 мм и общей высотой комплекта 32 мм
обеспечивает силу зажима ~1300 кгс при ходе зажимного элемента 6 мм.
140
Примеры механизмов с цилиндрическими пружинами сжатия
У этих пружин (ГОСТ 13165—67), как и у пружин растяжения, де-
формация (осадка) прямо пропорциональна нагрузке Р.
Пользуясь обозначениями, указанными на рис. 11.76, можно записать
Рц Рк _ Рк — Рн _ Рпр __ :
fn (к h /пр
Обозначения на рисунке: Рн, Рк, Рщ, — начальная (предварительная)
нагрузка; конечная (максимальная) рабочая нагрузка, соответствующая
допускаемому напряжению [т]; предельная нагрузка, при которой пру-
жина сжимается до соприкосновения витков, а напряжение почти дости-
Рис. 11.76. Графики зависимости между нагрузкой Р и ходом пружины
сжатия (а) и растяжения (б)
гает предела упругости; Рк—не должна превышать (0,8...0,9) Рпр;
Рк—Ра — полезная нагрузка; /н, /к, fnp — осадка пружины при началь-
ной, конечной и предельной нагрузках; Н, Ни, Нк, — длина пружины
в свободном состоянии и после приложения начальной, конечной и пре-
дельной нагрузок; h — рабочий ход пружины; / — постоянная величина,
характеризующая жесткость пружины; жесткость выражает усилие в кгс,
необходимое для сжатия или растяжения пружины на 1 мм.
Для цилиндрических винтовых пружин круглого сечения жесткость
можно определять по формуле
. _ Gd*
7 ~ 8Dc®n’.
где Z)cp — средний диаметр пружины в мм; d — диаметр проволоки в мм;
п — число рабочих витков пружины; G — модуль сдвига; для стали G =
= 8000 кгс/мм2.
Начальная нагрузка Рн на пружину необходима для нормальной
работы механизма; она обеспечивает выборку зазоров в сопряжениях и
соблюдение прямолинейности характеристики пружины. Начальная на-
грузка устанавливается в пределах
0,1Рк^Рн^0,5Рк.
У пружин, предназначенных для работы в качестве аккумуляторов
энергии, пределы сужаются до
0,4Рк<Рн<0,5Рк.
Винтовые пружины силовых механизмов обычно изготовляются из
стальной углеродистой пружинной проволоки II класса по ГОСТ 9389—60.
Исходное усилие Q в пружинных механизмах не трансформируется
и равняется силе зажима W = Рк, т. е. Q = Рк. Для получения этой
силы пружине задается конечная осадка fK. Если при сборке механизма
произведена начальная осадка fa пружины, то ее рабочий ход h и соот-
Рис. IL77. Схема приспособления с пружинным зажимом (д) и кон-
струкция зажима, встроенного в откидную крышку (б)
ветственно ход элемента, непосредственно зажимающего деталь, опреде-
ляется из зависимости
h = /к - /н.
Рис. 11.78. Схема скальчатого кондуктора
с встроенным в кондукторную плиту пру-
жинным зажимом
Чтобы при зажиме осадка была не больше допустимой, т. е. не больше fK,
в механизме предусматривается упор, ограничивающий сжатие пружины.
Для получения одной и той же
силы зажима W при проектирова-
нии можно подобрать различные
значения допустимых осадок fK.
Так, например, осадку можно уве-
личить, уменьшая жесткость пру-
жины или увеличивая число ее
витков. Чем больше осадка /к, тем
эластичнее работает зажим, тем
меньше колеблется сила зажима
в связи с колебаниями размера
закрепляемых деталей. Если, на-
пример, изменению осадки пру-
жины на 1 мм соответствует измене-
ние силы зажима на 1 кгс, то при
увеличении числа витков вдвое этому же изменению осадки будет отвечать
изменение силы зажима только на 0,5 кгс. По этой причине осадку /к
следует предусматривать возможно большей, насколько это позволяют
требования к габаритным размерам механизма.
На рис. 11.77, а показана схема приспособления с пружинным зажи-
мом, встроенным в откидную крышку 1. Крышка доводится до упора
в стенку корпуса 3 приспособления и в рабочем положении удерживается
защелкой 2. Зажимы по рис. 11.77, б можно изготовлять как самостоя-
тельные узлы.
. На рис, 11.78 аналогичный пружинный зажим К применен в скальча-
том кондукторе для поджима детали 2, установленной на подставке 4,
142
к боковому упору 1. Зажим с конусным наконечником 5 закреплен в кон-
дукторной плите 3 винтом 6х.
При сборке таких зажимов пружину предварительно осаживают на
величину fH, почти равную Д: /к — /н = 1...3 мм.
Небольшой запас осадки необходим для компенсации колебаний
размера заготовки в пределах допуска.
На рис. 11.79 схематично изображены два других типичных пружин-
ных механизма. В механизме на рис. 11.79, а деталь 4 зажимается пру-
жиной 2, действующей с усилием W через плунжер 3 и быстросъемную
шайбу 5. Деталь освобождается под давлением толкателя 7; очень неболь-
шой ход толкателя необходим лишь для снятия шайбы 5. При освобож-
Рис. 11.79. Типовые конструкции пружинных механизмов: а — со
штоком; б — с подъемной плитой
дении детали пружина не должна получать осадку больше fR, что учиты-
вается при расчете. Такие механизмы можно проектировать для значи-
тельных сил зажима, так как толкатели 1 обычно работают от винта
(без особого напряжения со стороны рабочего) или пневматического (ги-
дравлического) привода. Рассмотренная схема положена в основу кон-
струкций пневмопружинных патронов: трехкулачкового клинового и
цангового (см. рис. VI. 16 и VI.51). Преимущество таких патронов в сравне-
нии с пневматическими — безопасность работы, так как падение давления
в сети не влияет на надежность зажима.
В механизме по рис. II.79, б зажим автоматически осуществляется
при опускании гильзы 1 шпинделя сверлильного станка. На гильзе за-
креплена поперечина 2, несущая колонки 3 с пружинами. На колонках,
которые для повышения жесткости направляются втулками 5, подвешена
кондукторная плита 4.
Перед началом сверления кондукторная плита зажимает деталь 6
с силой, достаточной, чтобы удержать деталь в начале обработки. Для
этого при сборке пружине сообщается соответствующая начальная осадка fH.
По мере подачи сверла осадка увеличивается и в конце обработки дости-
гает значения, близкого к Д. Чтобы не было большой разницы в силе
зажима в начале и в конце обработки, длину пружины Н в свободном
состоянии и осадку /к берут как можно большими.
Другой пример механизмов с цилиндрическими пружинами см.
рис. VIII.63.
1 Для уменьшения габаритов вставные пружинныезажимы лучше выполнять с тарель-
чатыми пружинами (мембранами).
ИЗ
Примеры применения стальных мембран
(тарельчатых пружин)
Стальные мембраны состоят из набора стандартных элементов — дисков
(ГОСТ 3057—54), имеющих форму усеченного конуса с углом 0 = 2...6°
(см. рис. 11.81), изготовляемых из листовой стали марки 60С2А или сход-
ной с нею, толщиной от 1 до 20 мм. Они работают только как пружины-
сжатия. Диаметр основания
D элемента пружины колеб-
лется в пределах от 28 до
300 мм, а высота конуса h ~
= 0,6...9 мм.
При нагружении пружины
по периметру ее диски полу-
чают упругую деформацию
(осадку); уменьшение высоты
конуса не должно превосхо-
дить 0,8 h.
Сложность расчета сталь-
Рис. 11.80. Пневмопружннные тиски
ных мембран затрудняет по-
строение их характеристики. На практике пружины этого типа выби-
рают, пользуясь таблицами ГОСТ 3057—54.
Стальные мембраны проще в изготовлении, чем витые цилиндри-
ческие; они штампуются и подвергаются несложной обработке для вырав-
нивания торцов.
Рис. 11.81. Схема закрепления деталей с помощью пневмопружинного
механизма на поворотном столе
На рис. 11.80 показаны пневмопружннные тиски, в которых зажим
производится пакетом мембран 5, а отжим — пневмоцилиндром одно-
стороннего действия.
При раскреплении сжатый воздух подается через распределительный
кран 1 с коническим золотником и перемещает поршень 2. Последний
через конусную насадку разводит рычаги 3, которые, поворачиваясь на
осях 4, короткими плечами с роликами перемещают тягу 6, сжимая
мембраны.
Под действием цилиндрической пружины 8 рычаг 7 перемещает винт
9 с подвижной губкой 10 справа налево, и обрабатываемая деталь И
освобождается.
При переключении крана сжатый воздух уходит в атмосферу, пор-
шень 2 и рычаги 3 возвращаются в исходное положение, а пружины 5
зажимают в тисках очередную заготовку.
144
Рис. 11.82. Гидропружинный силовой меха-
низм с клином-усилителем
Для раскрепления деталей, обрабатываемых на поворотных столах,
можно использовать один пневмопривод для нескольких приспособлений,
если предусмотреть в этих приспособлениях пружинные зажимы
(рис. 11.81). Такой привод можно применять на многопозиционных пово-
ротных столах агрегатных станков или сверлильных станков с много-
шпиндельными головками. На таком столе можно установить необходимое
число приспособлений и смонти-
ровать один стационарный силовой
привод; с помощью последнего бу-
дет обеспечиваться сжатие тарель-
чатых пружин, а значит, и осво-
бождение обрабатываемых дета-
лей.
В этом случае не только упро-
. щается конструкция зажимных
приспособлений и уменьшаются их
габариты, но использование ста-
ционарного силового привода из-
бавляет от необходимости подво-
дить рабочую среду (сжатый воз-
дух) к вращающимся вместе со сто-
лом пневмоцилиндрам, что также
значительно упрощает конструк-
цию. Автоматизация управления
закреплением обрабатываемых де-
талей при этом обеспечивается са-
мыми простыми средствами.
В некоторых случаях для сжа-
тия пружин вместо пневмопривода
можно использовать движение ча-
стей станка. Так, например, на
станках для непрерывного фрезеро-
вания можно рядом с вращающим-
ся столом установить копир, кото-
рый будет заставлять скользящий
по нему плунжер в нужный момент сжимать пружину и освобождать изделие.
На рис. 11.82 показано гидропружинное зажимное устройство, допол-
ненное клиновой парой.
Усилие зажима создается пакетом тарельчатых пружин 1, смонтиро-
ванных в стакане 2, и шпилькой 8, прикрепленной к клину 5; усилие
пружин регулируется гайкой 9.
Клин 5 воздействует на клин 3, с которым связана тяга 4 зажимного
механизма. Отжим производится гидравлически путем нажатия поршня 7
на шпильку 8 до упора в стакан 2. Ход поршня, а следовательно, и
клина 5 при отжиме регулируется цилиндром 10, навинченным на ста-
кан 2. Все устройство собрано в корпусе 6 и может быть смонтировано
в любом месте станка или приспособления.
Расчет цилиндрических пружин сжатия круглого сечения
Расчет сводится к определению диаметра d проволоки, среднего диа-
метра £>ср пружины, числа п рабочих витков, а также к построению.ха-
рактеристики пружины, т. е. графической зависимости между нагрузкой
и деформацией х.
1 Рабочие чертежи пружин оформляют по ГОСТ 2.401—68.
145
Пружины приближенно рассчитывают на кручение, считая, что на-
грузка Р (в кгс) направлена вдоль оси пружины и вызывает в попереч-
ном сечении проволоки крутящий момент
Осп
м = р-^.
Величина наибольших касательных напряжений тшах в крайних
точках сечения определяется по формуле
Tmax— ij7p »
где Wo — полярный момент сопротивления; для круглых сечений Ц7В =
лйз
“ 16 ’
Тогда условие прочности будет
-8PDcpcrTi
Tmax — я^з -
где [т ]—допускаемое напряжение в кгс/мм1 2.
Для более точного расчета пружины в формулу (а) вводят коэффи-
циент К, учитывающий кривизну витка и влияние поперечной силы.
Тогда формула принимает вид
8РОСп
(б)
Отсюда находим максимальную (конечную) допускаемую нагрузку
(см. рис. 11.76)
(a)
(74)
р _ ad? [т]
к 8РСрК‘
По этой формуле, задаваясь нагрузкой Рк, можно подобрать диаметр
проволоки d, если известен средний диаметр пружины Оср, или диаметр
пружины Оср, если выбран диаметр проволоки d. В случаях, когда d
и Dcp одновременно выбираются по конструктивным соображениям, по
формуле определяется допускаемая рабочая нагрузка Рк.
Допускаемое сжатие (деформация) одного витка (в мм) определяется
из равенства работ внешней силы (нагрузки) Рк и момента кручения М,
действующего в сечении пружины, и определяется по формуле
_лОср(т]
7i— GdK ’
где G — модуль сдвига; для стали G = 8000 кгс/мм2.
Коэффициент /< в формулах определяется из зависимости
4С—1 . 0,615
А ~ 4С — 4 ' с ’
(75)
где C = -£----индекс пружины.
Индекс С рекомендуется выбирать по табл. 11.23.
Допускаемое напряжение кручения [т] (в кгс/мм2) зависит от мате-
риала пружины и условий ее работы.
Пружины диаметром от 0,2 мм до 5 мм изготовляются из стальной
углеродистой пружинной проволоки II класса по ГОСТ 9389—60 Т Пру-
жины диаметром от 6 до 12 мм изготовляют из стальных прутков марки
60С2 по ГОСТ 14959—69 2, сортамент по ГОСТ 14963—69.
1 Термообработка не производится; при необходимости после механической обработки
производят отпуск.
2 Производится закалка в масле при 870s С и отпуск при 460® С; HRC 40 .. . 47.
146
Для пружин общего назначения применяется также сталь марки 65Г
по ГОСТ 14959—69; сортамент по ГОСТ 7419—55.
В зависимости от условий работы пружины делятся на две группы:
1) пружины, подвергающиеся ударным нагрузкам или работающие
со 100 и более циклами изменений напряжений в минуту;
2) пружины, работающие без ударных нагрузок или со 100 и менее
циклами изменений напряжений в ми- нуту. В зависимости от марки пружинной стали и группы, в которую входит пру- Таблица 11.23 Значение индекса С в зависимости от диаметра проволоки d
жина, допускаемое напряжение круче- ния [т ] выбирается по табл. 11.24. Наружный диаметр пружины d в мм С
7) = Dср ~j- d~, i.,.2,5 5...10
шаг пружины в свободном состоянии 3...5 6...12 4...10 4...9
/ = d fi 4- S,
где S — наименьший допускаемый зазор между витками пружины под
рабочей нагрузкой Р; зазор S берется по табл. 11.25 в зависимости от
диаметра d проволоки.
Таблица II .24
Допускаемые напряжения кручения [т] в кгс/см2 для пружинных сталей
Диаметр проволоки в мм Предел прочности при растяжении в кгс/мм2 Допускаемые напряжения в кгс/мм2
прн сжатии пружин до соприкосно- вения витков [т] для пружин группы I [T]j для пружин группы II [т]ц
Проволока класса II по ГОСТ 9389—60
[т] = 0,55ов [rij = 0,3ов =0,55 [т] [т]ц = 0,44ов = 0,8 [т]
0,2—0,5 220 121 66 97
0,6 210 115 63 92
0,8 200 НО 60 88
1 195 107 58 86
1,2 190 104 57 84
1,6 185 102 55 81
2 175 96 ' 52 77
2,5 165 91 .49 73
3 155 85 46 68
4 145 80 43 64
5 130 71 39 57
Сталь 60С2 по ГОСТ 14959—69
[т] = 0,6ов [т]1 = 0,33ов = [т]ц = 0,45ов =
= 0,55 [т] = 0,75 [т]
6—12 130 78 39 59
Примечание,
Допускаемое напряжение на кручение для пружин группы II из стали 65Г равно
35 кгс/мм2.
147
Длина проволоки, необходимой для изготовления пружины *,
L = л (D — d) (п 4- 1,5),
где п — число рабочих витков пружины.
Длинные пружины, у которых £- > 2,5, могут при сжатии терять
^ср
устойчивость (выпучиваться);' в этом случае их необходимо ставить на
оправках или монтировать в выточках или гильзах (рис. 11.83). При этом
между пружиной и сопрягаемым с ней
элементом должен обеспечиваться
зазор 2.
Для пружин с D = 10... 150 мм
зазор 2 = 1...7 мм.
Таблица II .25
Значение зазора S в зависимости
от диаметра проволоки d в мм
d 5 d s
0,2 0,15 3 0,60
0,3...0,8 0,20 4 0,80
1,0 0,25 5 1,00
1,2 0,30 6 1,20
1,6 0,40 7 1,40
2,0 0,50 8 1,60
2,5 0,50 10...16 2,00
Рис. 11.83. Установка пружины на
оправку (а) и в отверстие (б)
Таблица для подбора цилиндрических пружин сжатия
(по нормали станкостроения)
Вместо трудоемкого расчета по формулам параметры пружины можно
быстро выбрать из табл. 11.26, в которой они приведены для цилиндриче-
ских пружин сжатия, изготовляемых из пружинной проволоки класса II
(ГОСТ 9389—60) диаметром 0,5—5 мм и из прутков стали 60С2 (ГОСТ
14959—69) диаметром 6 мм и более.
Таблицей охвачены только пружины группы II, т. е. пружины, рабо-
тающие при безударных нагрузках или со 100 и менее циклами изменений
напряжений в минуту, так как они используются в станочных приспособ-
лениях 1 2.
Принятые в таблице обозначения:
Рк — допускаемая рабочая нагрузка в кгс;
/1 — деформация (осадка) одного витка при нагрузке Р в мм;
tK — шаг пружины при нагрузке Р в мм;
t — шаг пружины в свободном состоянии в мм;
d — диаметр проволоки в мм;
D — наружный диаметр пружины в мм;
D—d = -ОСр — средний диаметр пружины в мм.
Примеры подбора пружин сжатия по таблице
Пример 1. Требуется подобрать по таблице пружину сжатия для шарикового замка
(рис. 11.84, а) с нагрузкой 5 кгс при Нк = 17 мм.
Решение. 1. По табл. 11.26 находим ближайшую нагрузку Рк = 5,4 кгс и соот-
ветствующие d = 1,2 мм, D -- 10 мм, t = 3,5 мм.
1 Длина проволоки определяется с учетом подгибки торцовых витков и подшлифовки
на 3/4 витка (мертвые витки), что необходимо для создания опорной плоскости.
2 В случае необходимости расчет пружин группы I выполняется по приведенным выше
формулам.
148
Таблица ll .26
Характеристики пружин сжатия группы II
d D н t d D ft г
3 0,58 0,4 0,6 1
0,4 4 0,55 1,0 0,6 1,6 22 53 1,2 4,8 6
5 0,47 1,8 0,7 2,5 25 47 1,7 4,8 6,5
28 49,7 2,7 4,8 7,5
4 32 47,5 4,07 4,93 9
4 1,14 0,78 0,72 1,5 36 42,5 5,4 5,1 10,5
0,5 5 0,93 1,35 0,85 2,2 40 38,5 7,0 5,0 12
6 0,78 2,07 0,93 3 45 34,4 9,3 5,7 15
7 0,67 2,94 1,06 4
0,8 6 7 8 10 2,76 2 40 2,12 1,71 0,95 1.4 1,92 3,2 1,05 1,1 1,28 1,3 2 2,5 3,2 4,5 5 28 32 36 40 45 51,5 63,5 63 66 59 1,0 2,0 3,0 4,5 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 7 8 9 10,5 12
50 54 7,8 9,8 6,2 7,2 14
8 3,4b 3,64 0,75 1,25 1,25 2 2,5 55 49 17
1,25
10 12 3,0 2,72 2,25 3,62 1,25 1,88 3,5 5,5 32 36 96 НО 1,3 2,3 7,2 7,2 8,5 9,5
40 108 3,3 4,8 7,2 7,2 10,5 12
6 45 104
7 5,8 0,55 1,45 2 50 95 6,2 7,8 14
8 5,6 0,85 1,45 2,3 55 87 7,9 8,1 16
1.2 10 5,4 1,8 1,7 3,5 60 80 9,7 8,3 18
12 4,5 2,74 1,76 4,5
14 3.9 4 2 6 40 140 2,1 3,1 4,6 6,3 7,8 8,4 8,4 8,4 8,7 9,2 10,5 11,5 13 15 17
1,6 8 10 12 14 10,2 Н,1 8,7 8,6 0,4 1,0 1,5 2,5 2 2 2 2 2,4 3,0 3,5 4,5 7 45 50 55 60 136 139 137 126
16 7,8 7,0 3,55 4,69 2,45 2,3 6
18 7 45 194 188 193 185 160 2,4 3,4 4,9 6,4 9,3 9,6 9,6 9,6 9,6 10,7 12
2 12 14 16 18 16,0 13,8 14,2 12,8 1,0 1,5 2,43 3,28 2,5 2,5 2,57 2,72 3,5 4 5 6 8 50 55 60 70 13 14,5 16 . 20
20 11,6 10,6 4,2 5,3 2,8 3,2 7
22 8,5 55 60 274 280 2,5 3,5 12 14,5 15,5
12
14 25,7 1,0 3 4 70 301 6,5 12 18,5
16 23,8 1,5 3,0 4,5 75 290 8 12 20
18 21 2,0 3,0 5 10 80 273 9,4 12,6 22
2,5 20 21 2,9 3,1 6 90 245 12,5 13,5 26
22 19,3 3,7 3,3 7 100 222 16,2 14,8 31
25 17,2 5,0 3,5 8,5 НО 203 20,3 15,7 36
28 15,4 6,5 4.0 10,5
16 22,1 0,6 3,6 4,2 70 480 4,5 14 18,5
18 28,8 1,2 3,6 4,8 75 456 5,5 14 19,5
20 31,4 1,9 3,6 5,5 80 465 7 14 21
3 22 28,3 2,4 3,6 6 90 418 9,5 14,5 24
25 27,3 3,6 3,9 7,5 100 379 12,5 15,5 28
28 24,6 4,7 3,8 8,5 ПО 347 15,7 16,3 32
32 21,7 6,5 4,5 11
149
2. Из формулы Я к = iKn + d определяем число витков
пк — d 17— 1,2 _ „
"-гсгс“-ггс-“9-3-
3. Находим длину пружины в свободном состоянии
Н = nt+ d = 9,3-3,5+ 1,2 «*34 мм.
О)
Пример 2. Требуется подобрать по таблице пружину сжатия, которая при нагрузке
Рк = 250 кгс имеет длину Нк = 120 мм (рис. 11.84, б). Известно: рабочий ход пружины
h = 20 мм; наружный диаметр
пружины D 75 мм. Заданная
нагрузка Рк не совпадает с на-
грузкой, имеющейся в таблице.
Р е ш е н и е. 1. По табл.
11.26 находим d = 10 мм, D —
= 75 мм, /к = 12 мм, t — 20 мм.
2. Определяем нагрузку
пружины Рпр при сжатии ее до
соприкосновения витков
di
Рпр = 1000 уз__X
X (Z —d)=1000 х
Рпр
Рис. 11.84. Схема к расчету пружин сжатия
X (20 — 10) = 364 кгс,
где D — d= Dcp — 65 мм.
3. Определяем шаг пружины при нагрузке Рк = 250 кгс:
(t — d) = 20 — ~ (20-10) = 13,1 мм.
* пр 00’
4. Определяем число рабочих витков
HK-d 120-10 _.
п = —77- = —13Д~ = 8Л
5. Находим длину пружины в свободном состоянии
Н = nt Ч~ d = 8,4-20 “f” 10 = 178 мм;
можно принять Н = 180 мм.
6. Определяем деформацию fn пружины при нагрузке Рв
= Н — (Як + Л) = 180 — (120 + 20) = 40 мм.
7. Определяем деформацию fK пружины при нагрузке Рк
?к ” "V h = 40 Ч" 20 = 60 мм.
8. Определяем нагрузку в начале рабочего хода
Рн = Л<—==250-^-.-=« 167 кгс.
(к оО
ГЛАВА III
КОРПУСА, ДЕЛИТЕЛЬНЫЕ, НАПРАВЛЯЮЩИЕ
И ДРУГИЕ ДЕТАЛИ И МЕХАНИЗМЫ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
1. КОНСТРУКЦИИ КОРПУСОВ
Основой приспособления является его корпус, несущий установочные,
направляющие, делительные детали и узлы, зажимные устройства, а также
вспомогательные детали и механизмы. Корпус воспринимает силы, воз-
никающие при зажиме детали, в процессе ее механической обработки
и при закреплении приспособления на станке. Поэтому он должен обла-
дать необходимыми и достаточными прочностью, жесткостью и вибро-
устойчивостью при минимальной массе. Это достигается при помощи ребер
жесткости (месторасположение которых и их количество выясняется из
анализа численных значений и схемы сил, действующих на корпус),
а не путем увеличения сечений стенок и основания корпуса. С целью
облегчения последнего в нем следует предусматривать выемки, окна и
полости, но не в ущерб его прочности и жесткости. В то же время не
должны создаваться трудности при очистке приспособления от стружки
и смазочно-охлаждающей жидкости. Поэтому следует предусматривать
наклон поверхностей, угол которого рекомендуется [24] принимать:
при работе без смазочно-охлаждающих жидкостей — 35...40°; при работе
с применением смазочно-охлаждающих жидкостей — 45...50°, а при обиль-
ном охлаждении — 30...35°. Различные направляющие, упоры и подвиж-
ные элементы желательно защищать от попадания стружки.
Форма и размеры корпуса зависят от конфигурации и размеров заго-
товок, обрабатываемых в приспособлении, а также от расположения уста-
новочных, зажимных, направляющих и других деталей, узлов и меха-
низмов.
В механизированных пневматических и пневмогидравлических при-
способлениях в корпусе могут предусматриваться полости, служащие
резервуарами (камерой, цилиндром) для сжатого воздуха или масла, что
также влияет на его размеры и форму.
При конструировании корпусов необходимо также предусмотреть
следующее:
1) для литых корпусов — выступающие платики для закрепления
стальных опорных пластин и других различных стандартных опор и
установочных деталей;
2) достаточные зазоры между поверхностями детали и корпуса в це-
лях удобства установки и снятия заготовок (создание достаточного и
удобного рабочего пространства);
3) наличие элементов для правильной и быстрой установки и закреп-
ления приспособлений на станках, а также устройств для их подъема и
транспортировки;
151
4) простоту изготовления и обеспечение безопасности работы (отсут-
ствие острых углов, достаточные просветы между рукоятками управления
и корпусом и т. д.).
Опорные элементы корпусов (рис. III. 1), предусмотренные для уста-
новки на стол станка и для обеспечения должной устойчивости и правиль-
ного расположения приспособления относительно рабочей поверхности
стола, должны шлифоваться совместно — с одной установки. Это же
относится и к стальным приставным ножкам (ГОСТ 12204—72 и ГОСТ
Рис. Ш.1. Опорные элементы, выполненные за одно це-
лое с корпусом: a — ножки; б — платики
12205—66), опорная поверхность которых (для передвижных и кантуемых
корпусов) должна перекрывать Т-образные пазы стола.
На всех позициях обработки заготовки центр тяжести передвижных,
поворотных или кантуемых приспособлений должен проектироваться
внутрь контура, образованного опорными элементами корпуса.
Приспособления для фрезерных, строгальных и других станков необ-
ходимо точно ориентировать относительно стола. Для этой цели приме-
Рис. III.2. Схема ориентирования приспособле-
ния на столе станка направляющими шпонками
столов и боковых стенок пазов — не
няются шпонки и штыри, сопри-
касающиеся с пазами столов и
приспособлением. Ширина па-
зов и расстояние между ними ре-
гламентированы ГОСТ 6509—61.
Отклонения на ширину цен-
трального (калиброванного) па-
за задаются по А или Д3, на
остальные пазы — по Д4. Шеро-
ховатость рабочей поверхности
же 6-го класса. На рис. III.2
показана схема ориентирования приспособления с помощью привертных
призматических шпонок (ГОСТ 14739—69), заходящих в центральный
паз стола. В табл. Ш.1 приведены конструкции стандартных шпонок,
примеры их применения и предельные значения их основных размеров.
Когда шпонка пригоняется по пазу стола, на ее ширину Вг даются
припуски под пригонку размером 0,3... 1,0 мм. Для облегчения пригонки
по длине шпонки предусмотрен специальный паз 2,0X0,5 мм (ниже ко-
торого ширина шпонки Bi). Ширина шпонок В выбирается в соответствии
с шириной паза стола с отклонениями по посадке С (ГОСТ 1574—71).
Изготовляются шпонки из стали марок 40Х (ГОСТ 4543—71) или 45
(ГОСТ 1050—60). Твердость HRC 40...45.
Установочные штыри (ГОСТ 12213—66) и пример их применения по-
казаны на рис. III.3. Их основные размеры (в мм): d — 14...42; D =
= 28...48; L = 90... 145; I = 13...35; = 38...58.
Материал — сталь марки У8А по ГОСТ 1435—54. Допускается за-
мена на сталь других марок с механическими свойствами не ниже, чем
у стали марки У8А. Твердость поверхностей с диаметрами D и d
HRC 55...60.
152
Таблица III ,1
Стандартные шпонки для направления корпусов приспособлений на столах
станков и их основные размеры
Шпонки и примеры их применения
Основные размеры
в мм
Призматические привертные (ГОСТ 14737—69)
Исполнение!
Исполнение 2
В
Исполнение 2
ИсполненаеЗ
Исполнение]
i
В = 6...54;
L = 10...90;
Н= 6...32;
Bi = 10...54;
Я1 = 7...38;
d= 2,4...17;
Й1= 3...15;
Ы = 4...22
Ступенчатые (ГОСТ 14738—69)
В = 10...54;
Bi = 14...65;
L = 16...90;
Н = 10...54;
й= 4...12
Круглые (ГОСТ 14739—69)
Исполнение t
Исполнение 1 Исполнение 2
1
D = 10...28;
L = 20...34;
d= 8...18;
di = М5...М8;
/= 5...14;
h = 6,8 и 10
153
Рис. Ш.З. Штыри для установки приспособления на столик станков
(а) и пример их применения (б):
1 — втулка; 2 — приспособление; 3 — стол станка
Рис. III.4. Болты к станочным пазам:
а — по ГОСТ 13152—67; б — усилен-
ные по ГОСТ 12459—67; в, г — бы-
стросъемные по ГОСТ 12201—66
Рис. III.5. Прихва-
ты для крепления
приспособлений:
а — конструкция;
б — пример приме-
нения
154
Для закрепления корпусов приспособлений на столе станка в них
предусматриваются отверстия или проушины под болты, головки которых
заходят в обработанные пазы стола (рис. III.4). Основные размеры бол-
тов (в мм): по ГОСТ 13152—67: d = М8...М48, L = 25 и 400, Н = 6...34,
b = 14...85; по ГОСТ 12459—67: d = М16...М42, L = 200... 1250, Н =
= 8,5...25, b = 22...54; по ГОСТ 12201—66: d = М8...М30, L = 32...360,
h = 6...22, Н = 20...65, В — 8...30. Болты изготовляются из стали
марки 45 по ГОСТ 1050—60 (твердость головки HRC 35...40), а быстро-
съемные — из стали 35 по ГОСТ 1050—60.
Корпуса и основания приспособлений крепятся также с помощью
специальных прихватов (ГОСТ 12467—67), показанных на рис. III.5.
Основные размеры прихватов (в мм): L = 40... 125; В = 25...70; Н =
= 20...70; А = 4...12; Bt = 10...36. Материал — сталь марки 45 по
ГОСТ 1050—60. Допускается замена на стали других марок с механиче-
скими свойствами не ниже, чем у стали марки 45. Твердость HRC 35...40.
Эти прихваты изготовляются методом прецизионного литья.
Подъем и транспортировка тяжелых приспособлений производится
с помощью ручек (ГОСТ 12485—67 и ГОСТ 12486—67) или рым-болтов
(ГОСТ 4751—67), которые крепятся к корпусу. Материал ручек — сталь
марки 35 по ГОСТ 1050—60.
Корпуса изготовляются цельными или сборными из отдельных стан-
дартных элементов. Цельные корпуса получают методами литья, сварки,
ковки, резки из проката и т. п. В качестве материала применяется чу-
гун марки СЧ 18-36 по ГОСТ 1412—70 (допускается замена на сталь
марки 35Л-1 по ГОСТ 977—65); а также чугун марки СЧ 32-52. Для не-
стандартных корпусов применяется чугун марки СЧ 12-28 и сталь марки
СтЗ, а также алюминиевые и магниевые сплавы [24 ].
В последнее время небольшие корпуса приспособлений для легких
и средних работ выполняют из эпоксидных смол с различными наполни-
телями. Усадка эпоксидных компаундов составляет 0,05...1,0%, а кор-
пуса из них прочны, износостойки, легки, виброустойчивы. Следует
подчеркнуть, что корпуса являются наиболее трудоемкими деталями
приспособлений.
Сборные корпуса получают методами сборки и сварки из отдельных
простых стандартных элементов корпусов (ГОСТ 12947—67...
ГОСТ12961—67), из которых можно скомпоновать относительно сложные
конструкции корпусов. Жесткость таких корпусов за счет дополнительных
стыков и сопряжений ниже, чем у цельных. Для корпусов крупных
размеров целесообразно применение сварных конструкций.
Стандартные литые элементы корпусов
Из стандартных элементов можно собирать наиболее типичные корпуса
фрезерных и сверлильных приспособлений. Материал плиты — сталь
марки СтЗ по ГОСТ 380—71. Остальные элементы выполняются из чугуна
марки СЧ 18-36 по ГОСТ 1412—70 (допускается сталь марки 35Л-1).
Предельные отклонения: охватывающих размеров — по Д7, охватывае-
мых — по В7, прочих размеров — —допуска 7-го класса точности.
Все рабочие и привалочные поверхности элементов корпусов имеют ше-
роховатость поверхности класса 6. Параллельность и перпендикулярность
поверхностей с предельными отклонениями по VII степени точности
(ГОСТ 10356—63) — 25 мкм на 160 мм длины. Чугунные элементы кор-
пусов после предварительной механической обработки подвергаются ста-
рению.
Конструкции их и основные размеры элементов корпусов приведены
в табл. III.2.
155
г)
У6
2
1 1
а) —г
-ТГ-------‘И; ‘
-2J____
3
6 ' е)
2
6
2
Е ЕЕ ЕЁЧ еже
Рис. Ш.6. Примеры конструктивных компоновок (а—с кор
1 — коробка по ГОСТ 12949 — 67; 2 — плита по ГОСТ 12948 — 67; 3 — штифт по ГОСТ 3128 — 70;
7 — угольник по ГОСТ 12952 — 67; 8 — трехгранник по ГОСТ 12953 — 67; 9 — четырехгранник по
по ГОСТ 12947 — 67; 13 —
156
пусных деталей приспособлений из стандартных элементов:
4 — болт по ГОСТ 3033 — 73; 5 — винт по ГОСТ 13428—68; 6 — швеллер по ГОСТ 12950—67;
ГОСТ 12954 — 67; 10 — угольник по ГОСТ 12951—67; 11 — ребро по ГОСТ 12958—67; 12 — плита
ребро по ГОСТ 12960—67
157
Таблица III .2
Стандартные детали (элементы) корпусов л их основные размеры
Элементы корпусов и примеры применения
Основные размеры в мм
Плиты стальные (ГОСТ 12947—67)
В = 60...500;
L = 80... 1000;
Н = 8...40
Плиты чугунные (ГОСТ 12948—67)
В = 100...500;
L = 200...800;
Н = 18...60
Исполнение 2
СТАТТС
ilrii^g ВиВЕ
’Взооо!
Коробки (ГОСТ 12949—67)
в = 60...400;
£ = 80...400;
Н = 60 и 90;
S = 14...22;
Si = 16...25
158
Продолжение табл. III.2
Элементы корпусов и примеры применения
Основные размеры в мм
Швеллеры (ГОСТ 12950—67)
В = 40...250;
L = 40...400;
Н = 60...400;
S = 14...32;
Si = 12...30
Угольники (ГОСТ 12951—67)
В = 28... 140;
L = 25...400;
Н = 40...400;
S = 11...36
Угольники с ребрами (ГОСТ 12952—67)
Исполнение I Исполнение 2
В == 40...180;
L — 50...630;
60...500;
S = 14...34;
Si = 12...28;
I = 80...320
Трехгранники (ГОСТ 12953—67)
В — 40...180;
Н = 40...200;
S = 14...25
Четырехгранники (ГОСТ 12954—67)
В = 40... 125;
L = 60...320;
Н = 40...250;
S = 14...28
159
Продолжение табл. IH.2
Элементы корпусов и примеры применения
Основные размеры в мм
Ребра правые (ГОСТ 12955—67)
В = 36...75;
L = 90...320;
И = 125...480;
5 = 12...25;
Si = 8...20
Ребра левые (ГОСТ 12956—67)
В== 36...75;
L= 90...320;
Н = 125...480;
5= 12...25;
5, = 8...20
Ребра боковые правые (ГОСТ 12957—67)
В = 40...80;
L = 95...330;
Н — 125...480;
Bi = 28...50;
5 = И и 20;
Si= 8...20;
Zi = 65...260
160
Продолжение табл. 111,2
Элементы корпусов и примеры применения
Основные размеры в мм
Ребра боковые левые (ГОСТ 12958—67)
В = 40... 80;
L = 95... 330;
Н = 125...480;
fij = 28...50;
S = 11 и 20;
= 8...20;
1г = 65...260
Ребра двусторонние правые (ГОСТ 12959—67)
Ребра двусторонние левые (ГОСТ 12960—67)
В = 40...75;
L = 90...320;
Н = 125...480;
Bi = 24...40;
В2 = 25... 50;
I = 30...130;
S= 12...25;
Si = 8...20;
S3= 12...20;
6
М. А. Ансеров
161
Продолжение табл. 1II.2
Элементы корпусов в примеры применения
Основные размеры в ш
Лапки (ГОСТ 12961—67)
В = 52...70;
L = 80... 190;
Н = 48 и 55;
В, = 60...SO;
S = 12...20;
Ь = 18...20
Ножки высокие (ГОСТ 12204—72)
d= М10...М20;
L = 32...160;
Z.1 = 25...55;
D = 12...32;
S = 14...27
162
Продолжение табл. III.2
Элементы корпусов и примеры применения
Осиовньте размеры в мм
Ножки низкие (ГОСТ 12205—66)
d — М5...М16;
L = 10.„50;
£1= 18...75;
D = 8...25;
di = 5.„16;
5 = 5,5. „22,0
Ручки с винтовым креплением (ГОСТ 12485—67)
d = 10; 12 и 16;
А -= 100; 125 и 160;
L = 116; 145 и 185;
Н ~ 65; 85 и 100;
Hi = 55; 70 и 82;
5=5; 6 и 8;
h = 22; 30 и 34;
hi = 18, 22 и 25;
b = 16, 20 и 25
163
Продолжение табл. II!.?
Элементы корпусов и примеры применения
Основные размеры в мм
Ручки со штифтовым креплением (ГОСТ 12486—67)
d= 10 и 12;
А ~ 100 и 125;
L = ПО и 137;
Н = 65 и 85;
/71 = 55 и 70;
ii ~ 3 и 4
Основным элементом (основанием) корпуса является стальная
(ГОСТ 12947—67) или чугунная (ГОСТ 12948—67) плита; для крупных при-
способлений применяются чугунные плиты. Примеры конструктивных
компоновок корпусных деталей показаны на рис. III.6.
Коробки можно устанавливать на плите или непосредственно на столе
станка любой из шести граней и в любом положении. Можно одновре-
менно монтировать две и более коробки, скрепляя их болтами. Если
коробки монтируются на столе станка, то к ним предварительно привин-
чиваются лапки. Швеллеры также монтируются на плите, часто совместно
с коробками или другими элементами. Так как отдельные части обраба-
тываемых деталей могут размещаться в полостях коробок, трех- и четырех-
гранников, между полками швеллеров или ребрами угольников, то воз-
можно создание достаточно компактных конструкций приспособлений.
Другие элементы корпусов используются для повышения жесткости
конструкции или при монтаже кондукторов и т. п.
Стандартные заготовки корпусов и корпусных деталей
Эти элементы приспособлений изготовляются из тех же марок чугуна,
что и стандартные литые элементы корпусов. Допускается применение
сталей по ГОСТ 977—65 с механическими свойствами, не уступающими
чугуну выбранной марки. В результате той или иной дополнительной
механической обработки удается сравнительно быстро и с минимальными
затратами труда получить или собрать нужный корпус. Поэтому под
последующую обработку для них предусмотрены припуски по 3-му классу
точности по ГОСТ 1855—55. После обдирки с шероховатостью поверхности
классов 3 и 5 они подвергаются старению.
Отдельные элементы корпуса или сам корпус и зажимные устройства
в нем соединяют штифтами (ГОСТ 3128—70), винтами (ГОСТ 13428—68),
болтами (ГОСТ 7805—70; ГОСТ 3033—73), штырями (ГОСТ 12213—66) и др.
Конструкции, основные размеры и примеры компоновок корпусов
показаны в табл. III.3.. .
164
Стандартные детали н примеры компоновок
Основные размеры в мм
Таблица III.3
Стандартные детали (заготовки) корпусов, их основные размеры и примеры
компоновок
Плиты круглые низкие (ГОСТ 4074—69)
D = 140...815;
Н = 20...50
Болванки круглые (ГОСТ 4075—48)
D = 75; 100; 125; 150;
175 н 200
.165
Продолжение табл. [Ц.$
Стандартные детали и примеры компоновок
Основные размеры в мм
Швеллеры с ребрами (ГОСТ 4079—69)
В = 70...220;
L = 800 и 1000;
Н = 70 ..320;
1= 42...134;
/1 = 100...300;
S = Si = 10.. .30;
S2 = 16...32
Тавры (ГОСТ 4080—69)
В = 125...400;
L = 1000;
Н = 125...360;
Bi = 36...60;
b = 32...50;
h = 90...260
166
Продолжение табл. Ш.З
Стандартные детали и примеры компоновок
Основные размеры в мм
В = 125... 400;
L = 1000;
Н = 125...360;
В1 = 36...60
Ъ = 32...50;
h = 90...260
Тавры с ребрами (ГОСТ 4081—69)
В = 200...400;
L = 1000;
Н= 125...360;
b = 30...70;
I = 44...70;
Zi = 150...260;
h = S = 20...36
167
П родолжение табл, 111,3
Стандартные детали и примеры компоновок
Основные размеры в мм
D = 88...645;
И = 45...150;
D; = 55...392;
d = 22...265;
h = 20...48
Корпуса квадратные (ГОСТ 4585—69)
В = 60... 400;
L = 60...400;
И = 70...180;
Li = НО...500;
S = S1 = 12, 16 и 20;
h = 16, 20 и 25;
/и = 40... НО
168
Продолжение табл. III. 3
Стандартные детали и примеры компоновок
Основные- размеры в мм
Корпуса поперечные (ГОСТ 4586—69)
В = 80...200;
L = 60...160;
Н = 90...140;
Z-! = ПО...230;
S = 12 и 16;
h — 16 и 20;
/ц = 70... НО
Корпуса продольные (ГОСТ 4587—69)
В = 50... 160;
L = 80...400;
Н = 90...200;
Si = 90...250;
Li= 140...500;
S = 10...20;
h = 16, 20 и 25;
/ц = 60... 150
169
Продолжение табл. !П. ?
Стандартные детали и примеры компоновок
Основные размеры в мм
Корпуса продольные ступенчатые (ГОСТ 4588—69)
В = 50...100;
L = 200...400;
Н = 50... 100;
I = 40 и 50;
h = 20, 25 и 32
Стойки (ГОСТ 4589—69)
В = 40... 200;
Н = 60...250;
L = 32...125;
Si = 80...250;
Ci = 50...180;
h= 12...25;
г = 6, 10 и 12
170
Продолжение табл. III. 3
Стандартные детали и примеры компоновок
Основные размеры в мм
Стойки делительных устройств (ГОСТ 4590—69)
В = 160, 200 и 250;
Н = 100, 160 и 200;
L = 60, 80 и 110;
Li = 180, 200 и 320;
Bi = 80, 100 и 125;
Нт. = 180, 260 и 340;
h = 16, 20 я 25
Зажимные устройства (Г-образные прихваты, тисочные зажимы,
гидро- и пневмоцилиндры и т. п.) монтируют по возможности на поверх-
ности корпусов, а не внутри последних, с целью обеспечения многократ-
ности применения элементов корпусов в других компоновках.
Примеры конструкций специальных (фрезерных, сверлильных и др.)
приспособлений с корпусами, собранными из стандартных заготовок и
литых элементов корпусов, см. в гл. VIII.
2. КОНСТРУКЦИИ НАПРАВЛЯЮЩИХ У ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
С ПЕРЕДВИЖНЫМИ И ПОВОРОТНЫМИ ЧАСТЯМИ
В тисках, делительных приспособлениях и других устройствах пере-
мещение подвижных частей осуществляется по прямолинейным или
круговым направляющим различной формы. Прямолинейные направля-
ющие для салазок обычно выполняются Т-образными или в виде ласточ-
кина хвоста с планками и клиньями для регулирования зазора в сопря-
жении.
На рис. III.7, а показана конструкция Т-образных направляющих,
получивших наибольшее распространение. Салазки 1 прикрепляются
к направляющим 2 с помощью планок 7 и болтов 6; необходимый зазор
в сопряжении Б обеспечивается путем шабрения плаиок при сборке.
171
Планка 3 и винты 5 служат для регулирования зазора в сопряжении А,
после чего винты стопорятся контргайками 4. Если винты 5 нельзя раз-
местить сбоку, то регулирование зазора в сопряжении А осуществляют
с помощью одного или двух клиньев 1 (как показано на рис. III.7, б),
которые выполняются с уклоном 1/100 или 1/50. Клинья 1 перемещаются
при вращении винтов 2, буртики которых входят в пазы клиньев (пазы
Рис. III.7. Направляющие салазок прямоугольной формы: а — регулирование планками;
б, в — регулирование двумя и одним клином
Рис. III.8. Направляющие в виде ласточкина хвоста: а — регули-
рование планкой; б — регулирование клином
прорезаются после окончательной пригонки). На рис. III.7, в показаны
винты 2, стопорящиеся нажимной колодкой и вспомогательными вин-
тами 3.
На рис. III.8 показаны направляющие в виде ласточкина хвоста,
применяемые при повышенных требованиях к точности приспособлений.
В конструкции, изображенной на рис. III.8, а, регулирование зазора
между салазками 1 и их направляющей 2 производится планкой 3 с по-
мощью винтов 4 с последующей их фиксацией контргайками. Если нельзя
применить боковые винты, то для регулирования зазора используется
клин 3 (рис. III.8, б), перемещаемый винтом с буртиком.
172 <
Неправильно Правильно
Рис. Ш.9. Неправильное и правильное расположение
регулировочных элементов относительно направления
силы резания
Рис. III. 10. Типовые конструкции круговых направляющих поворотных
приспособлений
173
Клин выполняется с уклоном от 1/50 до 1/100 и сопрягается с соответ-
ствующей наклонной плоскостью салазок.
На рис. III.9 показаны случаи правильного и неправильного располо-
жения регулировочных планок и клиньев относительно направления сил
резания Р.
Круговые направляющие поворотных приспособлений с целью облег-
чения пригонки выполняются кольцеобразными с канавками для смазки
на поверхностях контакта (рис. III.10). Часть 1 поворачивается относи-
тельно неподвижного корпуса 3 на цапфе 2 (рис. III.10, а, б) или на
неподвижной оси 2 (рис. III.10, в). В первом случае закрепления в пово-
ротной части цапфа вращается в стальной закаленной втулке 5, запрессо-
ванной в чугунный корпус. Во втором — втулка 5 запрессовывается
в отверстие поворотной части. В ряде случаев (особенно для больших
и тяжелых приспособлений) поворотная часть монтируется на шариках
(рис. III. 10, г) с целью уменьшения сил трения. Щиток 4 предохраняет
направляющие от загрязнения.
При конструировании необходимо предусматривать смазку подвиж-
ных частей.
3. ДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА (ФИКСАТОРЫ)
Эти устройства являются наиболее ответственными в делительных при-
способлениях, от которых зависит точность деления при позиционной
обработке.
Фиксаторы обычно представляют собой стержни различной формы,
которые монтируются на корпусе (неподвижной части) приспособления.
В процессе обработки стержень заводится в одно из отверстий, преду-
смотренных в подвижной (поворотной) части, и жестко фиксирует ее отно-
сительно корпуса. Перед делениями или индексацией фиксатор выводится
из отверстия, после чего осуществляется последующая фиксация. Коли-
чество делений (позиций) определяется количеством отверстий в подвиж-
ной части приспособления. Управление фиксаторами осуществляется
вручную или автоматически.
Кроме простых фиксаторов используются относительно сложные дели-
тельные механизмы типа делительных головок с механизмами мальтий-
ского креста (в тяжелых приспособлениях) с использованием храповых
механизмов и т. п. Они имеют механический, пневматический или гид-
равлический привод.
Фиксаторы выполняются с цилиндрической, призматической и кони-
ческой рабочей частью.
На рис. III.11, а показана схема работы фиксатора с цилиндрической
рабочей частью; фиксатор 3 продольно подвижен в направляющей втулке 2,
установленной в неподвижном корпусе приспособления, и под действием
пружины заскакивает в фиксирующие втулки 1, размещенные в поворотной
части.
Как видно из схемы, суммарная погрешность AS шага, получаемая
при делении и переносимая на обработанные детали, зависит не только
от допуска 6Х на расстояние между осями двух соседних фиксирующих
втулок, но и от зазоров Si и S2 в сопряжении фиксатора со втулками 1
и 2. Если учесть возможный эксцентриситет А втулок, то суммарную
погрешность шага можно выразить формулой
AS = Sj + S2 + 6Х + А.
Уменьшение погрешности достигается назначением соответствующих
допусков и посадок.
174
Сопряжение фиксаторов (ГОСТ 13160—67...ГОСТ 13162—67) с направ-
ляющими и фиксирующими втулками выполняется по посадке до-
пуск 5j 0,03 мм. В точных делительных приспособлениях соответственно
применяются посадки и Д 0,02 мм. В особо точных устройствах
зазоры не должны превышать 0,01 мм, что достигается притиркой, а меж-
осевое расстояние задается с допуском St д 0,015 мм.
Растачивание отверстий под фиксирующие втулки обычно произво-
дится на прецизионных станках, обеспечивающих получение линейных
размеров с точностью до 0,005 мм. Учитывая неточности радиальных рас-
стояний от оси вращения поворотной части до осей фиксирующих втулок
и фиксирующего пальца, последний подвергают двустороннему срезу,
образуя в сечении ромб с большой осью, перпендикулярной радиусу
окружности центров втулок.
Для уменьшения влияния зазоров и повышения точност применяют
фиксаторы с конической или призматической рабочей частью
(рис. III.11, б, в). В этом случае ST = 0, однако следует иметь в виду,
что при малейшем загрязнении фиксирующего гнезда механизм не обе-
спечивает необходимой точности деления.
Рабочий конец реечного фиксатора (ГОСТ 13162—67) выполняется
с сечением в виде ромба, наибольшая ось которого наклонена относительно
направления зубьев рейки на угол а (назначается заказчиком и не дол-
жен превышать 90°).
Типовые конструкции ручных фиксаторов и примеры их применения
показаны в табл. II 1.4, там же показаны и втулки под фиксаторы и уста-
новочные пальцы. Иногда фиксация производится непосредственно по
отверстиям, пазам, зубьям и т. п., имеющимся в заготовке.
С целью устранения вредного влияния зазоров в фиксаторе и компен-
сации износа втулок применяются и другие конструкции фиксирующих
механизмов.
Фиксаторы выполняются из стали марки 45 (ГОСТ 13160—67) — твер-
дость HRC4Q..A5 и марки 20Х (ГОСТ 13161—67 и ГОСТ 13162—67) —
твердость ЯДС55...60. Допускается замена на другие марки сталей
с соответствующими механическими свойствами.
Конические втулки (ГОСТ 13157—67) изготовляются из стали марки
У8А по ГОСТ 1435—54. Твердость ЯДС55...60.
Кроме ручных применяются фиксаторы, действующие от механиче-
ских, пневмо- и гидроприводов.
175
Таблица III.4
Наименование, принцип работы
и основные размеры в ии
Типовые конструкции фиксаторов
Эскиз
Исполнение 2
Конусность к. 5
Исполнение 2
<4:5
Простейшие фиксаторы с
подпружиненными шариком
или пустотелым пальцем. Не
обеспечивают точного деления.
При больших нагрузках —
проскакивают
С вытяжной ручкой (ГОСТ
13160—67) — с цилиндриче-
ским или коническим рабочим
концом. Для расфиксации от-
тягивают кнопку 4 и повора-
чивают ее на 90°. Штифт 3 за-
ходит в торцовые пазы втулки
и удерживает фиксатор в край-
нем заднем положении. После
индексации кнопка 4 повора-
чивается и пружина 2 посыла-
ет фиксатор 1 в крайнее перед-
нее положение, когда он вхо-
дит в фиксирующую втулку.
Основные размеры: d — 6... 16;
D = 16 и 22; £,= 83... 109;
Di = 20 и 26; А = 25 и 32;
1= 6...16
Байонетный (ГОСТ 13161—
67) с цилиндрическим или ко-
ническим рабочим концом.
При повороте рукоятки 4
штифт 5 скользит по винтовому
пазу фиксатора, посылая его
вперед или отводя назад (£ —
фиксатор; 2 — корпус; 3 —
пружина).
Основные размеры: d =
= 10...20; D = 32 и 40; D± =
= 60 и 65; Z = 10...20; h ~ 12
и 16; Z3 == 62 н 75; L —
= 72... 102
176
Продолжение табл. И 1.4
Эскиз
Наименование« принцип работы
и основные размеры в мм
Реечный (ГОСТ 13162—67)
с ромбическим фиксирующим
концом.
При повороте рукоятки 6
шестерня 3 перемещает фикса-
тор 1 (имеющий нарезанную
рейку) вперед или назад (2 —
втулка; 4 — пружина, 5 —
пробка).
Основные размеры: d —
= 8...36; £= 60... 160; £> =
= 2S...55; Di = 30...63; De =
= 18...48; I = 8...25; h =
= 3...5; £i = 28...55
Втулка для фиксаторов
и установочных пальцев
(ГОСТ 12215—66).
Основные размеры: d =
= 2,5...16,0; Я=4...8;£> =
= 6...22 (для d > 16,0 разме-
ры по МН 5531—64)
Втулка с буртиком для
фиксаторов (ГОСТ 12214—66).
Основные размеры: d = 2,5...
...50,0; Н =4.„55; £>=6...63;
£>3 = 9...68; h = 1,6...5,0
177
Продолжение табл. И 1.4
Наименование,- принцип работы
и основные размеры в мм
Коническая втулка для
фиксаторов (ГОСТ 13157—67).
Основные размеры: d = 6...20;
dx = 5. . . 16; L = 8. . . 22;
D= 10...26; Di = 13...30
Реечный фиксатор 1 с
призматическим фиксирую-
щим концом. Управляется ру-
кояткой 2
Реечный цилиндрический
фиксатор с пружинящей рабо-
чей частью. Фиксатор 1 пере-
мещается в направляющей
втулке 3 под действием пружи-
ны 4 и сцепляется с зубом дели-
тельного диска 2. В этой кон-
струкции в момент фиксации
выбирается зазор не только в
сопряжении с зубом, но и в на-
правляющей втулке. Угол ско-
са рабочего пальца фиксатора
10...129
178
Продолжение табл. Ш.4
Эскиз
Наименование, принцип работы
И основные размеры в мм
Реечный сдвоенный фикса-
тор с фиксаторами 1 и 3, управ-
ляемыми рукояткой 5; фикси-
рующие втулки 2 и 4 располо-
жены в шахматном порядке.
Применяется в случаях, когда
расстояние между соседними
отверстиями настолько мало,
что их не удается разместить
на одной линии (окружности)
Реечный фиксатор с педаль-
ным управлением. Применяет-
ся в крупных приспособлени-
ях, когда обе руки рабочего за-
няты поворотом подвижной
части. Зубчатый валик 2, пе-
ремещающий фиксатор 7, свя-
зан с педалью 6 посредством
рычага 3, серьги 4 и тяги 5
Вытяжной фиксатор, управ-
ляемый рукояткой с торцовым
кулачком
179
Продолжение табл. II 1.4
Наименование,- принцип работы
н основные размеры в мм
Рычажные фиксаторы
Рычажный фиксатор. Ро-
лик 2, смонтированный < фик-
саторе 1, заскакивает во впа-
дины делительного колеса
4. МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ И ПОДЪЕМА
ПОВОРОТНЫХ ЧАСТЕЙ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
Для повышения жесткости и предупреждения вибраций, а также для
долговечности фиксаторов подвижные части приспособлений после их
перемещения необходимо закреплять. Выполнение этого требования осо-
бенно важно для фрезерных приспособлений, испытывающих большие
нагрузки.
В ряде конструкций для затяжки поворотной части используются
эксцентриковые валики (рис. III.12). При вращении рукоятки валика 1,
установленного в неподвижном корпусе на подшипниковых втулках, он
перемещает тягу 2, связанную с цапфой 3 сегментами 4. Осевое сме-
щение цапфы обеспечивает надежное закрепление поворотной части на
корпусе.
В крупных делительных приспособлениях с вертикальной осью перед
вращением подвижной части необходимо ее несколько приподнять для
облегчения поворота. Для подъема и закрепления после деления может
быть использован эксцентриковый валик, аналогичный рассмотренному
(рис. III. 13). При вращении эксцентрикового валика 4 в одном направле-
нии производится закрепление поворотной части 5; валик действует через
резьбовую опору 6, ось 1 и винт 2.
При вращении в обратном направлении эксцентриковый валик 4
воздействует на ось 1 и упорный шарикоподшипник 3, приподнимает
поворотную часть на десятые доли миллиметра, что достаточно для легкого
ее вращения на шарикоподшипнике.
Для сокращения затрат времени на управление поворотными
(делительными) столами и стойками применяют блокировку фикси-
рующего и зажимного механизмов или фиксирующего и подъемного
180
Рис. III. 12. Эксцентриковый механизм для крепления пово-
ротной части
Рис. III. 13. Эксцентриковый механизм для подъема и закрепле-
ния поворотной части (планшайбы) стола после поворота
181
Рис. Ш.14. Сблокированный механизм фиксации и зажима по-
воротной части стойки
Рис. Ш.15. Сблокированный механизм фиксации и за-
жима поворотной части (планшайбы) стола
182
механизмов; сблокированные механизмы приводятся в действие одной
рукояткой.
На рис. III.14 показан сблокированный механизм фиксации и зажима,
примененный у поворотной стойки (горизонтальная ось вращения). На
эксцентриковом валике 1 свободно установлена шестерня 3, сцепленная
с рейкой-фиксатором 6. На правом торце шестерни имеются односкосые
зубья, которыми она связана с храповой полумуфтой 4, жестко прикреплен-
ной к ступице рукоятки 5. Пружина 2 прижимает шестерню к храповой
полумуфте 4, и поэтому при вращении рукоятки по стрелке вместе с ней
вращается шестерня 3, и фиксатор 6 вводится в фиксирующую втулку.
Когда фиксатор входит в гнездо на полную глубину, шестерня 3 прекра-
щает вращение и отжимается храповой полумуфтой в сторону пружины 2.
В этот же момент эксцентрик осуществляет затяжку поворотной части 7
на неподвижном корпусе 8 приспособления.
На рис. III.15 показан широко применяемый сблокированный меха-
низм фиксации и зажима поворотной части стола (вертикальная ось вра-
щения). При вращении рукоятки 5 вводится в фиксирующую втулку
реечный фиксатор 4 и одновременно сжимается хомутик 2. Последний
давит на конусную деталь 3 и прижимает планшайбу 1 к корпусу стола.
5. КОНДУКТОРНЫЕ ВТУЛКИ И КОНДУКТОРНЫЕ плиты
Кондукторные втулки (ГОСТ 18435—73, технические требования)
служат для направления режущего инструмента при обработке отверстий
на сверлильных и расточных станках. Применяются неподвижные и вра-
щающиеся втулки.
Кондукторные плиты служат для установки кондукторных втулок.
Неподвижные кондукторные втулки
Неподвижные кондукторные втулки разделяются на постоянные,
сменные, быстросменные.
Постоянные втулки выполняются без буртика
и с буртиком (ГОСТ 18430—73) и применяются при
отверстий одним инструментом
(сверлом, зенкером) в условиях
мелкосерийного производства.
Они запрессовываются в кон-
дукторную плиту по посадке
а в технически обоснован-
А
ных случаях—по посадке .
Сменные втулки применяются
при обработке отверстия одним
инструментом в условиях круп-
носерийного и массового про-
(ГОСТ 18429—73)
обработке неточных
Исполнение 2
ИЗВОДСТВа, когда они сравни- Рис. Ш.16. Крепление смежных кондукторных
тельно быстро изнашиваются и втулок без буртика стопорными винтами
необходима их быстрая замена.
Они устанавливаются в промежуточных втулках (ГОСТ 18433—73) по
А
посадке От проворачивания и подъема при обработке (под воздей-
ствием сходящей стружки) сменные втулки без буртика (ГОСТ 15362—73)
крепятся стопорными винтами (рис. Ш.16), а втулки с буртиком
(ГОСТ 18431—73) — головкой винта (табл. III.5).
183
Таблица 111.5
Кондукторные и промежуточные втулки и их основные размеры
Втулки
Основные размеры в мм
Постоянные (ГОСТ 18429—73)
Исполнение 1 Исполнение 2
0,19^0^80,0 0,19 ^di 1,5
d + 0,3
d= 0,19,,.80;
D = 2,8,..100:
Я= 4...80;
fti = 1...4;
h = 0,6...6
Постоянные с буртиком (ГОСТ 18430—73)
Исполнение 1
0,19^0^60,0
Исполнение 2
0,19^0^1,5
d — 0,19...80;
0=2 8...100;
/7= 4...80;
Di = 5... 108;
h = 1,5...6;
hi = 1...4
Сменные без буртика (ГОСТ 15362—73)
d= 0,19...80;
D = 4...36;
Н = 6,3...25
Сменные (ГОСТ 18431—73)
Для втдлок
Для втулок с аялбДмм
Для втулок с D с предель-
ными отклонениями по Д,
d = 4,5...50;
D = 8...63;
Н = 6,3...63;
Di = 16...88;
h2 = 4...14;
h = 9...16;
= 4...6
184
Продолжение табл. III.5
Втулки
Основные размеры в мм
Быстросменные (ГОСТ 18432—73)
Для втулок с
d = 3 4...50;
D = 9...63;
Н = 6.3...63;
D = 12...88;
h = 8...16;
hi = 3...6
Промежуточные (ГОСТ 18433—73)
d= 8...63;
D = 12...80;
Н = 6,3...63
Промежуточные с буртиком (ГОСТ 18434—73)
d = 8...63;
D = 12...80;
Н= 6,3... 63;
01= 16...88;
h= 1,5...6;
hi = 2,5-4
Пр имечание.
Втулки без буртика применяются в случаях, когда толщина Н кондукторной плиты обеспе-
чивает должное направление втулки, базирующейся своей наружной цилиндрической поверхно-
стью с диаметром D. В противном случае (-^-<1) применяются втулкн с буртиком, базирую-
щиеся также его нижней торцовой поверхностью, прилегающей к верхней плоскости кондук-
торной плиты. Наличие буртика улучшает и направление инструмента.
185
Быстросменные втулки (ГОСТ 18432—73) используются в случаях,
когда точное отверстие получается путем последовательного применения
нескольких инструментов, для каждого из которых требуется своя втулка
(например, сверло, зенкер, развертка и т. п.). Они устанавливаются в про-
межуточных втулках по посадке -д- или Для удобства пользования
буртик быстросменной втулки имеет накатку. На нем имеется площадка П
под головку винта (см. табл. III.5) и срез С. В рабочем положении втулка
повернута так, что головка винта препятствует ее осевому смещению.
При замене втулку поворачивают так, чтобы под головкой винта оказа-
лась срезанная часть буртика, после чего ее свободно вынимают и заме-
няют другой. В такой конструкции не-требуется вращать винт при смене
втулки.
Промежуточные втулки (ГОСТ 18433—73) служат для установки
сменных или быстросменных втулок в приспособлениях к металлорежу-
щим станкам (табл. III.5). Они монтируются в корпусах или кондуктор-
А
ных плитах по посадке -р-.
Направляющие втулки под расточный инструмент запрессовываются
в различных кондукторах и служат для направления сверл и скалок с рез-
цами или насадным инструментом; сопряжение скалок с втулками вы-
А А
полняется по посадкам и
Применение кондукторных втулок упраздняет операцию разметки,
уменьшает увод сверла и разбивку обрабатываемых отверстий, точность
которых заметно увеличивается по сравнению с обработкой без кондук-
торов.
Сопряжения мерного режущего инструмента с кондукторными втул-
ками осуществляются в системе вала, если инструмент направляется ре-
жущей частью по посадкам или ф- и
Номинальный размер диаметра направляющего отверстия кондуктор-
ной втулки выбирается из соответствующих ГОСТов (см. выше). Его пре-
дельные размеры должны превышать наибольший диаметральный размер
режущего инструмента (сверло, зенкер, развертка и др.). Затем по нор-
мали машиностроения МН 5532—64 «Втулки кондукторные. Допуски и
предельные отклонения» выбираются соответствующие предельные от-
клонения (по табл. 1 или 2). Эти отклонения рассчитаны по фор-
мулам:
В. О. dBT = B. О. йнаиб инетр. + в- °- d (аля посадок ~ или ;
Н. О. dBI = Н. О. йнанб. ИНс1р_ ф- Н. О. d ^для посадок ~ или —'j,
где В. О. <4ВТ — верхнее отклонение диаметра dBH втулки; Н. О. dBT —
нижнее отклонение диаметра dBli втулки; В. О. Фнаи6. ИНСТп, — верхнее
отклонение наибольшего диаметра инструмента; Н. О. Д!аиб. иистр. —
нижнее отклонение наибольшего диаметра инструмента; d — номиналь-
ный размер отверстия.
Например, требуется определить предельные отклонения диаметра
направляющего отверстия кондукторной втулки под зенкер № 1 для
обработки отверстия с номинальным диаметром 25 мм. По табл. 1 нормали
машиностроения МН 5532—64 находим:
dBT = 25Zo;238 мм; б d ~ 0,013 мм для втулок с отклонением по Дх (в СВ);
dBT = 25Со,’гз7 мм; 6d==0,022 мм для втулок с отклонением по Д (в СВ).
186
Если определить предельные отклонения расчетным путем по форму-
лам, приведенным выше, то по табл. 1 нормали МН 700—60 для зенкера
№ 1 (под черновую развертку) — В. О. d3eHK = —0,245 мм; Н. О. d3eHli =
= —0,290 мм.
По ОСТ 1022 для номинального размера 25 мм отклонения Д в СВ
составляют: В. О. d — +0,030. мм; Н. О. d = +0,008 мм. Тогда
В. О. dBT = —0,245 + (+0,030) = —0,215 мм;
Н. О. dBT = —0,245 + (+0,008) = —0,237 мм.
Для втулки, выполненной с отклонениями до Д1 (в СВ), В. О. d —
= +0,020 мм; Н. О. d = +0,007 мм; тогда
В. О. dB1 = —0,245 + (+0,020) = —0,225 мм;
Н. О. dBT = —0,245 + (+0,007) = —0,238 мм.
Если режущий инструмент имеет специальные направляющие части
(цапфы, шейки и т. п.), расположенные в разных местах по длине инстру-
мента (переднее, заднее или комбинированное направление), то сопря-
Рис. III. 18. Схема поверхностей кон-
дукторной втулки, на расположение
которых регламентированы предель-
ные отклонения
Непрабипьно
Рис. III.17. Постоянные кондукторные втулки
с буртиком
жение направляющих участков с отверстием кондукторной втулки осу-
ществляется в СА.
Средняя интенсивность износа отверстий втулок при сверлении от-
верстий диаметрами 10...20 мм на 10 м пути составляет при обработке
серого чугуна 3...5 мкм, стали марки 40 по ГОСТ 1050—60 4...6 мкм,
алюминиевых сплавов 1...2 мкм [24]. По этим данным определяют макси-
мальное количество сверлений через кондукторную втулку по установ-
ленной предельной величине ее износа. Ориентировочно количество свер-
лений через кондукторную втулку принимают равным 10 000... 15 000.
Расстояние h (рис. III.17) от нижнего торца кондукторной втулки до
поверхности обрабатываемой детали принимается равным от ’/g dBT до dBT,
где dBT — диаметр отверстия втулки под инструмент; при обработке
хрупких материалов (чугуны, бронзы) выбирается минимальное расстоя-
ние, а при обработке вязких (стали и др.) — максимальное. Для зенкеро-
вания h ag 0,3d. От величины h зависит и положение оси просверленного
отверстия.
В качестве материалов при изготовлении кондукторных втулок при-
меняются: сталь марки 9ХС по ГОСТ 5950—63 для d 9 мм, сталь
марки У10 по ГОСТ 1435—54 для d 9...27 мм и сталь марки 20Х по
ГОСТ 4543—71 для d > 27 мм. Твердость НДС 60. Втулки из стали
187
марки 20Х необходимо цементировать с h. — 0,6... 1,0 мм. Предельные
отклонения формы и расположения поверхностей В, D и d (рис. II 1.18)
не должны превышать величин V степени точности ГОСТ 10356—63. Ради-
альное биение поверхности d относительно поверхности Dx—по III и IV сте-
пеням точности.
Кондукторные втулки маркируются в соответствии с требованиями
ГОСТ 18435—73.
При конструировании кондукторов необходимо указывать на черте-
жах допуски (отклонения) на расстояния от оси одной из кондукторных
втулок до установочных элементов приспособления и на расстояния между
осями втулок (рис. III.19). Для
этого необходимо учитывать и сум-
мировать все погрешности, сопут-
ствующие обработке отверстий: за-
зоры в сопряжениях, перекос ин-
струмента, эксцентричность вту-
лок и т.п. 1401. Так как подобный
расчет весьма сложен, то на прак-
тике допуски 62 на координирую-
щие размеры назначают в два-три
раза меньшими соответствующих
Рис. III. 19. Схема простановки размеров и допусков на чертеже детали или
допусков на чертежах кондукторов выбирают, пользуясь следующими
рекомендациями:
1) в кондукторах для обработки сквозных отверстий под болты и не-
точных отверстий под резьбу допуски на координирующие размеры брать
в пределах от =t0,05 до =±0,1 мм;
2) в кондукторах, где требуется обработка отверстий высокой точ-
ности, например под подшипники валов, осей и т. п., а также для обра-
ботки отверстий многошпиндель-
ными головками, допуски на коор-
динирующие размеры уменьшать
до =t0,02 мм.
Кроме стандартных применя-
ются специальные конструкции
кондукторных втулок. Так, напри-
мер, на рис. III.20, а показана спе-
циальная втулка, предназначен-
ная для обработки отверстия в ус-
тупе или углублении детали. Втул-
ка, изображенная на рис. III.20, б,
используется для сверления от-
верстий по криволинейной поверх-
ности: при такой конструкции
втулка предохраняет инструмент
от увода в начале резания. При
сверлении отверстий, близко рас-
положенных друг к другу, приме-
няют втулки по рис. III.20, в, а при
очень близких расстояниях между
осями — втулки по рис. III.20, г
с эксцентрично расположенным одним отверстием. В последнем случае
сверление выполняют последовательно в трех положениях втулки; фикса-
ция производится штифтом по пазам, прорезанным во втулке.
Установочные размеры для крепления сменных и быстросменных вту-
лок различных исполнений указаны в табл. III.6.
188
Таблица III.6
Установочные размеры (в мм) на крепление кондукторных втулок в приспособлениях
Втулки кондукторны.
Сменные
Исполнение 1 . Исполнение2
1 - $ 2
1 — сменная кондукторная втулка (ГОСТ 18431—73);
2 — крепежный элемент; 3 — промежуточная втулка
(ГОСТ 18433—73 или ГОСТ 18434—73)
Быстросменные
1 — быстросменная кондукторная втулка
(ГОСТ 18432—73); 2 — крепежный элемент; 3— проме-
жуточная втулка (ГОСТ 18433—73 или 18434—73)
5, не менее 0
До 9 1,5 4
Св. 9 до 18 2,0 4
» 18 » 36 2,5 5
» 36 » 45 3,0 6
» 45 » 56 3,5 6
» 56 » 63 4,0 6
До 6,3 1,5 3
Св. 6,3 до 9,0 1,5 4
,, 9 >18 2,0 4
» 18 » 36 2,5 5
» 36 » 45 3,0 6
» 45 » 56 3,5 6
» 56 » 63 4,0 6
Вращающиеся втулки
При растачивании отверстий с передним направлением расточной
скалки (рис. II 1.21) рекомендуется на скалку надевать стальную зака-
ленную втулку 2, которая не вращается в направляющей втулке 1 кон-
дуктора. Это исключает возможность попадания (затягивания) мелкой
стружки в зазор между вращающейся скалкой и отверстием втулки.
Для отвода стружки на направляющей втулке 1 предусматривается
конический участок К.
На рис. III.22 показана конструкция нормализованных вращающихся
втулок для направления инструмента по гладкой направляющей части
(МН 358—60).
Предельные размеры втулок (в мм): d (с отклонениями по А) = 10...75;
D (с отклонениями по Пл) — 30... 140; L = 28...80; Н = 12...55. Биение
поверхности диаметра D относительно поверхности диаметра d должно
быть не более 0,015 мм, радиальный зазор—не более 0,015 мм, осевой—
от 0,2 до 0,5 мм.
Материал деталей / и 2 — сталь марки ХВГ; твердость HRC 62...65.
Материал игл — серебрянка, примерно той же твердости.
189
Рис. Ш.21. Конструкция
направляющих втулок, обес-
печивающая защиту инстру-
мента от попадания мелкой
стружки в зону трения
Рис. III.22. Вращающаяся втулка для
направления инструмента по гладкой на-
правляющей части (МН 358—60):
1 — корпус; 2 — втулка; 3 — сепара’Ор; 4 —
Шарики; 5 — кольца; 6 — иглы; 7 — шайба:
8 — пружинное стопорное кольцо
Рис. Ш.23. Кондукторы с откидными плитами и за-
щелками
190
Кондукторные плиты
В зависимости от связи с корпусом кондуктора плиты могут быть
жесткими, откидными, съемными, подвесными и подъемными.
Жесткие плиты отливают за одно целое с корпусом или прикрепляют
к нему сваркой, а чаще при помощи винтов; в последнем случае для
точной фиксации плиты при сборке предусматриваются контрольные
штифты.
Откидные или шарнирные плиты позволяют открывать кондуктор
для установки и снятия обрабатываемых деталей. Откидная плита 1
(рис. II 1.23) автоматически запирается пружинной защелкой 2
(ГОСТ 13164—67).
Съемные или накладные кондукторные плиты обычно используются
для обработки систем отверстий в крупных деталях на радиально-свер-
лильных станках. Они накладываются непосредственно на деталь и
после необходимой ориентировки прикрепляются к ней.
Подвесные плиты применяют при сверлении многошпиндельными го-
ловками. Плита вместе с головкой подвешивается на шпиндель станка и
направляющими колонками связывается с корпусом приспособления.
Над плитой располагаются пружины, которые в момент ее контакта
с обрабатываемой деталью начинают сжиматься и плитой закрепляют
деталь.
Подъемные плиты устанавливаются на уступах колонок скальчатых
кондукторов и с помощью рукоятки или пневмопривода и реечной пере-
дачи поднимаются и опускаются, осуществляя одновременно и зажим
детали.
Плиты изготовляются из высококачественного чугуна, реже из стали.
Толщина плит согласовывается с высотой кондукторных втулок и обычно
колеблется в пределах от 15 до 30 мм. Для высоких втулок на плитах
предусматриваются местные утолщения (бобышки). Конструкции плит
описаны в гл. VII.
6. УСТАНОВИ
Для установки (наладки) положения стола станка вместе с приспособ-
лением относительно режущего инструмента применяются специальные
шаблоны — установи, выполняемые в виде различных по форме пластин,
призм и угольников. Последние закрепляются неподвижно на корпусе
приспособления так, чтобы их рабочие поверхности не мешали инструменту
в процессе резания. Между инструментом и рабочей поверхностью уста-
нова в процессе наладки вводится стальной закаленный щуп. Непосред-
ственное соприкосновение фрезы с установом во избежание их поврежде-
ния не допускается. Взаимоположение режущего инструмента и уста-
нова проверяется от последнего и от него же, как от базы, задаются
размеры до установочных элементов приспособления.
Чаще всего установи применяются при обработке на фрезерных стан-
ках, настроенных на автоматическое получение размеров заданной точ-
ности (реже на строгальных и др.). В этом случае окончательная наладка
положения стола производится относительно проворачиваемой фрезы.
На станках типа продольно-фрезерных, где стол не имеет устано-
вочных перемещений, наладка осуществляется за счет перемещения
фрезы.
Различают высотные и угловые установы. Первые служат для пра-
вильного расположения детали относительно фрезы по высоте, а вторые —
и по высоте, и в боковом направлении.
На схеме рис. II 1.24, а цилиндрическая фреза 3 ориентируется по вы-
сотному установу 1 и щупу 2 толщиной h; снимаемый припуск — t.
191
Рис. Ш.24. Примеры применения устаноиов
Рис. III.25. Конструкции стандартных установов: а — круглые высотные; б —
прямоугольные высотные; в — угловые; е — торцовые угловые
192
Размер Н от опорной поверхности приспособления -До рабочей поверх-
ности установа указывается на чертеже приспособления. Этот размер
вместе с толщиной /г щупа равен получаемому на данной операции размеру
детали, но задается с допуском в два-три раза уменьшенным по сравнению
с заданным на чертеже детали. Обычно размеры от опор до рабочих по-
верхностей установов выполняются с допуском ±0,05 мм, а на операции
предварительной обработки — с допуском ±0,10 мм.
На рис. III.24, б показано, как с помощью углового установа и двух
щупов фреза ориентируется для обработки паза. На рис. III.24, в—е
показаны примеры установки соответственно дисковых, фасонных и кон-
цевых фрез.
Конструкции установов и их расположение на корпусах приспособ-
ления должны обеспечивать возможность быстрой и точной ориентации
обрабатываемой детали относительно фрезы.
На рис. III.25, а показаны круглые высотные установи
(ГОСТ 13443—68) с размерами (в мм): D — 16, 25 и 40; Я = 8, 10 и 12;
предельные отклонения по С. Высотные установы прямоугольной формы
(ГОСТ 13444—68) показаны на рис. III.25, б. Их основные размеры
(в мм): Н = 32...ПО; b = 16; Ь± = 36; h = 10...80; А = 12 и 20. Угло-
вые установы (ГОСТ 13445—68) показаны на рис. III.25, в. Их основные
размеры (в мм): В = 16, 25 и 40; Н = 8, 10 и 16; предельные отклонения
по С; = 20, 22 и 28. Торцовые угловые установы (ГОСТ 13446—68)
изображены на рис. III.25, г. Их основные размеры (в мм): Н = 32...НО;
Н± = 40...120; h = 10...80; А = 12 и 20.
Высотные и угловые установы крепятся к верхней плоскости приспо-
собления, а торцовые высотные и угловые установы — к боковой (верти-
кальной стенке корпуса приспособления).
Установы высотные (ГОСТ 13443—68) изготовляются из стали марки
У7А. Твердость их HRC 55...60. Материал остальных — сталь марки
20Х (ГОСТ 4543—71). Допускается замена на сталь других марок с меха-
ническими свойствами не ниже, чем у стали марки 20Х. Твердость
НРС 55...60. Цементировать глубиной h 0,8...1,2.
Плоские щупы (ГОСТ 8925—68) имеют толщину h = 1, 3 и 5 мм.; щупы
цилиндрические (ГОСТ 8926—68) применяются диаметром d — 3 и 5 мм.
Размеры как плоских, так и цилиндрических щупов — с отклонениями
по посадке С. Материал — сталь марки У7А; твердость HRC 55...60.
Щупы и примеры их применения показаны на рис. III.26.
7. ДЕТАЛИ ШАРНИРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
В конструкциях приспособлений часто используются поворотные ры-
чаги, откидные планки, откидные шайбы и другие детали, устанавливае-
мые шарнирно на осях в вилках, ушках, стойках и т. п.
.Детали шарнирных соединений, примеры их применения и основные
размеры приведены в табл. II 1.7.
Все перечисленные детали выполняются из стали марки 45 по
ГОСТ 1050—60, твердость HRC 33...40 (твердость шаровой головки
HRC 40...45).
На рис. III.27, а показаны запорное кольцо (МН 470—61) и проточки
под запорные кольца на оси и в отверстии.
Предельные размеры кольца при номинальных диаметрах оси или
отверстия (в мм): d = 4...100; d0 = 0,8...3,7; D = 3,4...97; п = 2,5...32.
Предельные размеры проточек при тех же номинальных диаметрах (в мм):
d = 4...100; dj = 3,6...98; d2 = 8,4...102; ds = 9,2...105.
Примеры применения запорных колец в шарнирных и нешарнирных
соединениях показаны на рис. III.27, б—д.
7 М. А. Ансеров
193
Рис. III.26. Стандартные щупы и примеры их применения: а и б — плоские
(ГОСТ 8925—68); в и г — цилиндрические (ГОСТ 8926^68)
Рис. III.27. Запорные кольца и примеры их применения
194
Таблица III .7
Детали шарнирных соединений и их основные размеры
Детали шарнирных соединений
и примеры их применения
Основные размеры в мм
Ъ = 5...40 (Х4);
bi = 4,5—36;
D = 10...65;
L ~ 25...142;
d= 4,1...32,5 (Де);
<h = М5...М36
Вилки с резьбовым хвостовиком
(ГОСТ 4738— 67)
Исполнение 1 исполнение 2
b = 5...40 (Л4);
d = 4...32 (Л или Л4);
di = М5...М36;
D = 16...80;
L = 10...60
195
Продолжение табл. HL7
Детали шарнирных соединений
и примеры их применения
Основные размеры в мм
Вилки с резьбовым отверстием
(ГОСТ 12470—67)
b = 8...40 (Д4);
d = М6...М36;
di — 6...32 (Д или Д4);
В = 16...80;
S = 14...60;
/7= 23...120
Вильчатые рычаги (ГОСТ 12476—67)
А = 40... 160;
b = 10...25 (Д4);
d — 8...20 (А или Д4);
di = 8...20 (Л или Д4);
В = 20...50 (Х4);
S = 16...40;
L = 56...200
196
Продолжение табл Ш .7
Детали шарнирных соединений
и примеры их применения
Основные размеры в мм
Однопазовые серьги (ГОСТ 12477—67)
Для 25 мм, Ъ=Юмм и
к=Ш2мм,Ъ=12мм
А = 25...160;
b = 10...25 (Л4);
61 = 10...25;
d — 8...20 (А или Л4);
di = 8...30 (Л или А4);
В = 20...50 (XJ;
S = 16...40;
L = 41...200
Серьги двухпазовые (ГОСТ 12478—67)
2отв. d
d — 8 ... 20 (Л или Л4);
А = 32... 160;
6= 8...20 (Л4);
В = 20...50 (Х4);
S = 16...40;
L = 48...200
197
Продолжение табл. Ill.7
Детали шарнирных соединений
и примеры их применения
Основные размеры в мм
А ~ 32... 160;
b = 8...20 (А или А4);
В = 20...50 (Х4);
S = 16...40;
1 = 48...200
Оси потайные (ГОСТ 12469—67)
й<12мм
d = 4...20 (Х3 илн С);
L = 20...40;
di = М6...М22;
1= 5...10
d= М4...М30;
1= 3...100 (Ш4 в СВ);
D = 8,5...36;
/7= 3,5...11;
di= 5...24 (Х4);
7-справ = 12,5...141
198
Продолжение табл. III.7
Детали шарнирных соединений
н примеры их применения
Основные размеры в мм
Винты ступенчатые (ГОСТ 9052—69)
d = M4...M30;
/ = 3...1ОО (Ш4 в СВ);
0 = 8,5...36;
/7 = 3,5...11;
^ = 5...24(Х4);
7-справ = 12,5—141
Опоры регулируемые с шаровой головкой
(ГОСТ 12481—67)
А
А-А
А
d= М6...М16;
L = 40... 160;
D = 8...20 (Ci);
S = 4„.14 (С^)
ГЛАВА IV
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИВОДЫ
1. РАЗНОВИДНОСТИ ПРИВОДОВ
Механизация и автоматизация приспособлений проводится для повы-
шения производительности при работе на станке и облегчения труда ра-
бочего как при установке и закреплении объекта механической обработки,
так и при повороте и индексации приспособлений в процессе обработки,
снятии обработанных деталей со станка, удалении стружки, дальнейшей
транспортировке деталей и др. Для этого в приспособлениях используются
пневматические, гидравлические, механические, электрические, магнит-
ные, комбинированные и другие приводы, рассматриваемые ниже. В настоя-
щее время вследствие относительной простоты и невысокой себестоимости
конструкции при наличии в цехе пневмосети наибольшее применение по-
лучили пневматические приводы. К их достоинствам от-
носятся: быстрота действия, простота управления, надежность и стабиль-
ность в работе, нечувствительность к изменению температуры окружаю-
щей среды, использование отработанного воздуха для сдува стружки и т. п.
Недостатки: большие габариты, так как давление воздуха в пневмосети не
превышает 4...6 кгс/см2, невысокий к. п. д. и необеспечение плавности хода
зажимных элементов в работе.
Гидравлические приводы по принципу действия не
отличаются от пневматических, но конструктивно имеют существенные
различия. Они работают при давлении масла до 160кгс/сма, что позволяет
значительно уменьшить их габариты по сравнению с пневматическими.
Гидроприводы плавны и бесшумны в работе, имеют малую инерцию сра-
батывания и высокий к. п. д. (до 90%). Их недостатки: необходимость
наличия индивидуальной или групповой насосной станции, изменение
вязкости масла в процессе работы и в зависимости от температуры окру-
жающей среды и др.
Объемные гидропривод и пневмопривод представляют собой сово-
купность устройств, в число которых входит один или несколько объем-
ных гидро- или пневмодвигателей, предназначенных для приведения
в движение механизмов и машин соответственно посредством рабочей
жидкости или рабочего газа под давлением. Термины и общие понятия
для гидро- и пневмоприводов определены ГОСТ 17752—72.
Для стройности изложения пневмопривод (гл. IV) и гидропривод
(см. гл. V) рассматриваются в книге раздельно. Классификации (частично)
оборудования объемного гидропривода и пневмопривода (ГОСТ 17752—72)
приведены на схемах IV. 1, IV.2.
Пневматические приводы предназначены для обеспечения необходи-
мых усилий и скоростей рабочих органов, экономичности, надежности и
долговечности, безопасности и быстродействия при использовании сжатого
200
Схема IV.i
КЛАССИФИКАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ОБЪЕМНОЙ ГИДРОПНЕВМАТИЧЕСКОЙ МАШИНЫ
S
к»
Схема IV.2
КЛАССИФИКАЦИЯ ГИДРОПНЕВМОАППАРАТОВ
воздуха с заданными параметрами и при заданных условиях эксплуата-
ции. Общие технические требования на пневмоприводы регламентированы
ГОСТ 18460—73. Основные параметры пневмоприводов и воздух для
их питания должны соответствовать: номинальные давления —
ГОСТ 12445—67; номинальные потоки воздуха — ГОСТ 12449—67;
классы загрязненности воздуха — ГОСТ 17433—72.
Состоят пневмоприводы из пневмодвигателя, пневматической аппа-
ратуры и пневмосети, представляющей собой трубы, рукава, каналы и
соединения. В качестве двигателя обычно применяется цилиндр с поршнем
или пневматическая рабочая камера с мембраной. Соответственно по прин-
ципу работы пневмодвигатели делятся на поршневые и мембранные.
Рис. IV. 1. Схемы цилиндров: а—одностороннего действия; б — двустороннего действия
с односторонним штоком; в — двустороннего действия с двусторонним штоком; г — плун-
жерные; д — телескопические; е — с торможением; ж — мембранные; з — сильфонные
По конструкции (ГОСТ 17752—72) различают пневмоцилиндры: одно-
стороннего и двустороннего действия, плунжерный, поршневой, с дву-
сторонним или односторонним штоком, с торможением, сильфонный, те-
лескопический, двухступенчатый и др. Схемы этих цилиндров показаны
на рис. IV. 1.
По методам компоновки с приспособлениями как поршневые, так и
мембранные двигатели могут быть встроенными, прикрепляемыми или
приставными. У встроенных двигателей цилиндры растачиваются, а
мембраны размещаются непосредственно в корпусе приспособления.
Прикрепляемые — монтируются на корпусе приспособления. Если при-
способление больше не применяется в производстве, то двигатель отде-
ляется от него и используется на другом приспособлении. Приставные дви-
гатели полностью выделены в самостоятельный агрегат и многократно
используются в компоновках с различными приспособлениями.
В пневмодвигателях двустороннего действия рабочий и холостой ход
осуществляется сжатым воздухом, в пневмодвигателях одностороннего
действия рабочий ход — сжатым воздухом, а холостой — усилием пру-
жины. Двигатели двустороннего действия (рис. IV.2, а, б) применяются
при наличии в приспособлении самотормозящих зажимных механизмов,
требующих больших усилий на штоке поршня не только во время рабо-
чего, но и во время холостого хода. Двигатели одностороннего действия
(рис. IV.2, в, г) рекомендуется применять в случаях, когда усилия при
холостом ходе невелики. Эти двигатели не требуют уплотнения штока,
203
вдвое уменьшается расход воздуха на цикл зажима. Недостаток их со-
стоит в том, что при рабочем ходе часть усилия затрачивается на сжатие
пружины.
Пневмоприводами оснащаются:
1) стационарные приспособления, закрепляемые на столах фрезер-
ных, сверлильных и других станков;
Рис. IV.2. Схемы поршневых и мембранных пневмодвигателей: а, б — двусто-
роннего действия; в, г — одностороннего действия с возвратной пружиной;
/ — корпус; 2 — направляющий ®пневмораспределитель (кран); 3 — резиновая мембрана;
4 — опорная шайба (диск); D и d — диаметры мембраны (в свету) и опорной шайбы
2) вращающиеся приспособления (патроны, оправки);
’~3) приспособления, устанавливаемые на вращающихся и делительных
столах при непрерывной и позиционной обработке.
Во всех этих случаях монтажные схемы приводов имеют свои особен-
ности.
2. ПОРШНЕВЫЕ ДВИГАТЕЛИ (ПНЕВМОЦИЛИНДРЫ)
Стационарные цилиндры
Всесоюзным научно-исследовательским и проектно-конструкторским
институтом промышленных гидроприводов и гидроавтоматики (ВНИИ-
гидропривод) разработаны конструкции стационарных пневматических
цилиндров, часть которых включена в Государственные стандарты (на-
пример, ГОСТ 15608—70 на цилиндры пневматические на номинальное
давление 10 кгс/см2 или ГОСТ 16029—70 на цилиндры телескопические,
гидравлические и пневматические и др.).
Стандартные пневматические цилиндры (ГОСТ 15608—70) двусторон-
него действия с односторонним штоком предназначены для привода пе-
ремещений узлов различного производственного оборудования, техноло-
204
гической оснастки, устройств автоматизации и механизации. Они рабо-
тают на сжатом воздухе давлением до 10 атм при температуре от —45
до +60° С. Скорость перемещения штока не более 0,5 м/с.
. Сжатый воздух должен быть очищен от паров кислот, щелочей, влаги
и насыщен распыленным маслом вязкостью от 10 до 32 мм2/с (сСт) с'кон-
центрацией 2...4 капли на 1 м® при 50° С. Механические частицы, содер-
жащиеся в воздухе, по размеру не должны быть более 40 мкм, при кон-
центрации их 20 мг/м®.
Цилиндры выпускаются следующих исполнений: без торможения
(исполнение 1) и с торможением (исполнение 2). По виду крепления ци-
линдры разделяются на цилиндры с креплением: на удлиненных стяжках
(основное исполнение), лапах, переднем или заднем фланцах, проушине,
цапфе. Конец штока может иметь наружную или внутреннюю (для диа-
метров цилиндров от 50 мм и выше) резьбу с подводом воздуха через от-
верстие с метрической или конической резьбой.
Основные рабочие параметры пневмоцилиндров приведены в табл. IV. 1.
Таблица IV .1
Основные рабочие параметры пневмоцилиндров
Диаметр в мм Теоретическое усилие на штоке в кгс Масса
Толкающее Тянущее Толкающее Тянущее движущихся частей в кг, не более (для цилиндров с торможением)
цилиндра D штока d Давление в кгс/см2
6,3 10
25 10 31 26 49 41 «
32 10 50 45 80 72 —
40 12 79 72 126 114 —
50 16 124 111 196 176 60
63 16 196 183 ЗН 291 90
80 25 317 286 503 454 300
100 25 495 464 785 736 500
125 32 773 723 1 227 1 147 800
160 40 1267 1187 2011 1 885 1 600
200 5° 1979 1856 3 142 2 946 4 000
250 63 3092 2896 4 909 4 597 7 500
320 80 5066 4750 8 042 7 539 15 000
360 80 6412 6096 10 178 9 676 20 0С0
400 90 7916 7575 12 566 11 930 25 000
Примечание.
Действительное давление составляет 0,78... 0,95 от теоретического. Диаметр отверстий
для подвода воздуха di'. резьба метрическая MlOX 1...М30Х 2 (ГОСТ 91501—59) или резьба
коническая — (ГОСТ 6111— 52).
На рис. IV.3 приведена конструкция цилиндра без торможения с креп-
лением на удлиненных стяжках. Основными деталями цилиндра являются:
шток 1, поршень 6, крышки 4 и 8, гильза 5, крепежные шпильки 9. На-
правление штока 1 в передней крышке 4 обеспечивается бронзовой втул-
кой 3. Уплотнение неподвижных соединений осуществляется резиновыми
кольцами 10 круглого сечения (ГОСТ 9833—73). Подвижные соединения
уплотняются резиновыми манжетами 2 и 7. Капроновая наплавка на
поршень 6 уменьшает потери на трение в процессе работы и износ гильзы 5.
295
^0.5
1*0.2
Рис. IV.4. Встроенные пневмоцилиндры (конструкция ЗИЛа)
206
Основные размеры пневмоцилиндров приведены в табл. IV.2.
Конструктивно цилиндры мало различаются. В крышках цилиндров
с торможением дополнительно выполнены расточки, в которые входят соот-
ветствующие по диаметрам тормозные втулки, закрепленные на штоке.
В конце хода штока свободный выход воздуха из нерабочей полости ци-
линдра перекрывается втулкой, в результате чего в ней создается воз-
душная подушка, противодавление воздуха нарастает и поршень тормо-
зится.
Цилиндры всех типов и диаметров имеют унифицированные детали:
гильзы, штоки, направляющие втулки и др.
Цилиндры с удлиненными стяжками по способу их крепления яв-
ляются универсальными. Кроме непосредственного крепления стяжками
можно с помощью фланцев, угольников, цапф и других переходных дета-
лей осуществить различные способы крепления цилиндров (см. табл. IV.2).
Так, на рис. IV.3 взамен шпилек применены четыре стяжки, с помощью
которых при сборке стягиваются в общий узел не только крышка с гиль-
зой, но и переходные детали крепления цилиндров. Фланцевые цилиндры
крепятся с помощью лап, шарниров и специальных конструктивных эле-
ментов.
Для присоединения пневмолинии в крышках цилиндров имеются от-
верстия с метрической (ГОСТ 9150—59) или конической (ГОСТ 6111—52)
резьбой. Диаметр трубопроводов должен быть равным или меньше
диаметра di резьбовых отверстий в крышках цилиндров. Уменьшение
диаметра di и размеров соответствующей арматуры (обеспечивающей
необходимое время срабатывания) должно быть определено расчетом или
выбрано из имеющихся опытных данных.
Во избежание скопления конденсата (масла, воды, грязи) рекомен-
дуется при горизонтальном монтаже цилиндров устанавливать их таким
образом, чтобы отверстия в крышках для присоединения .трубопроводов
находились внизу.
При конструировании встроенных и других специальных цилиндров
необходимо максимально использовать все детали стандартных цилиндров
(гильзы, поршни, штоки и т. п.).
Встроенные пневмоцилиндры для станочных приспособлений нормали-
зованы (приложение к МН 2937—62...МН 2951—62). Кроме нормализо-
ванных существуют оригинальные-пневмоцилиндры. Например, конструк-
ция, разработанная на ЗИЛе (рис. IV.4), имеет ряд преимуществ по
сравнению с нормализованными цилиндрами. Гильза устанавливается
в корпусе приспособления с зазором, а не запрессовывается, что облегчает
сборку. Цилиндр может быть установлен в корпус или на корпус приспо-
собления любой конструкции и поставляться отдельным узлом и т. д.
Подвод сжатого воздуха производится через резьбовые (под штуцера)
отверстия di в крышках цилиндров и отверстия d3 в корпусах приспособ-
лений 1. Давление его не должно превышать 10 кгс/см2. Цилиндры вы-
полняются двух типов: с передней крышкой 3 (рис. IV.4, а) и с задней
крышкой 3 (рис. IV.4, б) с различным выполнением конца штока диа-
метром d (с наружной или внутренней резьбой d2). Диаметры цилиндров D
и штоков d, а также величины ходов L должны соответствовать установлен-
ным ГОСТ 6540—68: D — 63...320 мм и d = 16...80 мм; L = 10...200 мм.
Расчетное усилие на штоке: в тянущем режиме работы — 87...7540 кгс;
в толкающем режиме — 93...8040 кгс. Гильза 6 (рис. IV.4, а) изготов-
ляется обычно из стальной цельнотянутой трубы, зеркало которой обра-
ботано с шерховатостью класса 9 или 10 и хромировано. Шток 4 выпол-
няется из стали (с последующим хромированием) или из нержавеющей
стали. Его рабочая поверхность должна иметь шероховатость не ниже
класса 9 или 10. На рабочей поверхности поршня 2 устанавливается капро-
207
Таблица IV.2
Схемы и размеры пневмоцилиндров (ГОСТ 15608—70)
Пневмоцилиидр
Основные размеры
в мм
Без торможения
С креплением на удлиненных стяжках *
О= 25... 320;
d = 10...80;
Di = 20... 135 (С3);
d2 = М6...М48ХЗ;
d3= М5...М24;
А = 28... 265;
В = 38... 345;
/= 16...80;
/1 = 10...77;
/2= 16...80;
т = 9...25;
h = 5...45, не более;
йх= 4...10;
К= 92... 180;
#1 = 115...290;
5 = 8...75 (Cj);
L = 10...2500 (ход
поршня по
ГОСТ 6540—
68)
С креплением на лапах
Ai = 28...265;
А3 = 26... 190;
Bi = 45...362,5;
d4= 6...32;
mi — 3,5... 18;
/Сз ~~ 125...340;
K3 = 140...396
С креплением на переднем или заднем фланце
As = 28...265;
Д4 = 52...380;
йз = 65... 430;
Ds = 20...250 (Д3);
d. = 6...26;
ls = 8...32;
/4 = 4...22
208
Продолжение табл. IV.2
Пневмоцилиндр
Овновняе размеры
в мм
С креплением на проушине
<f6 — 8...45 (Л3);
d3= 18...100;
/s = 18...80;
t = 14...85 (Х4);
К4 = 104...250
С креплением на цапфах
В3 = 40...385;
N = 70... 570;
ds = 16...80 (Х8);
le = 22...90
С торможением
С креплением на удлиненных стяжках *
D = 50... 320;
d= 16...80;
Di = 52... 135 (С8);
di = М10...М48ХЗ;
А = 52... 265;
В = 70...345;
Bt — 87...375, не бо-
лее;
I = 25...80;
/х= 39... 120;
/2 = 25... 80;
L = 25...60;
т — 12,5...25;
h— 30...98, не бо-
лее;
hi = 5... 38;
К= 106...208;
Xi= 143...318;
S = 14...75 (С6);
L = 80...2500 (ход
поршня по
ГОСТ 6540—68);
ds= М8...М24
С' креплением на лапах
Д1 = 52...265;
Л2 = 45... 190;
Bi= 80... 362,5;
9...32;
mi = 5...18;
Х2= 160... 368;
Х3= 182...264
209
Продолжение табл. IV.2
Пневмоцнлиндр
Основные размеры
в мм
С креплением на переднем нли заднем фланце
А, = 52...265;
At = 85...380;
Вз = 100...430;
Di = 60...250 (Д8);
d .= 7...26;
4 = 8...32;
Z4 = 4...22
d6= 12...45 (Д8);
d. = 25... 100;
I. = 16...70;
?= 18...85(X4);
K4 = 130...318
В3 = 72...385;
№ 125...570;
ds= 20...80 (Х3);
Ze = 24...90
210
Продолжение табл. IV .2
Пневмоцнлиндр
Основные размеры
в мм
D = 360 и 400;
d = 80 и 90;
Di = 135 и 145 (С3);
D3 = 425 и 480;
D4 = 470 и 544;
& = М56Х4;
d:, = М24 и МЗО;
I = 80 и 100;
к = 114 и 132;
/2 = 80 и 95;
Л = 95 и 105, не
более;
Ki = 354 и 375;
S = 75 и 80 (СЛ;
L= 160...2500 (ход
поршня по
ГОСТ 6540—68)
Примечания;
1. Размеры А, В, D, d, dz, d3t 1* 1ц h, hit nti Kt 5, L; приведенные для базовых
моделей, относятся ко всем исполнениям пневмоцилиндров данного вида (без торможения,
с торможением).
2. Диаметр отверстия для подвода воздуха: М10Х 1...М30Х 2 (ГОСТ 9150^59) или
К7в" ...КГ.
* Базовые модели.
новая наплавка 9. Уплотнение подвижных соединений осуществляется
манжетами 7 (МН 5580—64), а неподвижных — кольцами 8 круглого
сечения (ГОСТ 9833—73). Направление штока осуществляется бронзовой
втулкой 5.
Встроенные цилиндры целесообразно применять в специальных при-
способлениях в массовом и крупносерийном производстве, а также в ба-
зовой части переналаживаемых приспособлений в серийном и мелкосерий-
ном производстве.
Технические требования и указания по испытаниям, монтажу и экс-
плуатации пневмопривода изложены в ГОСТ 18460—73 и ГОСТ 15608—70.
По направлению действия усилия, развиваемого пневмоцилиндром,
различают тянущий и толкающий режимы работ пневмопривода.
Механизированные вращающиеся приводы (цилиндры)
Эти приводы предназначены для применения в качестве силового
узла патронов, оправок и других приспособлений на токарных, револь-
верных и круглошлифовальных станках. Конструкция и основные раз-
меры цилиндров регламентированы ГОСТ 16683—71. Стандартом преду-
смотрены исполнение 1 — одинарные цилиндры с одним поршнем и испол-
нение 2 — сдвоенные с двумя поршнями. По направлению действия раз-
виваемого усилия вращающиеся приводы могут иметь два режима работы:
тянущий или толкающий.
На рис. IV.5 показана конструкция стандартных (ГОСТ 16683—71)
пневмоприводов, а в табл. IV.3 приведены их основные размеры и рабочие
характеристики.
На рис. IV.5, а совмещены разрезы приводов с тянущим (выше осе-
вой линии) и толкающим режимом работы (ниже осевой линии).
211
212
Таблица IV.3
Основные размеры (в мм) и характеристики механизированных вращающихся
пневмоприводов (рис. IV.5) с полым штоком (ГОСТ 16683—71)
сГ
25
25
40
40
65
980
1750
1480
3000
2100
710
1360
1128
2265
1796
3150
3150
2000
2000
1250
200
200
250
250
320
240
240
290
290
370
265
341
349
474
465
366
386
511
522
10
16
16
25
17,60
23,48
27,00
42,70
63,00
Вращающиеся, пневмоцилиндры в отличие от стационарных имеют
воздухоподводящие муфты, с помощью которых они соединяются с пнев-
мосетью.
В корпусе 2 (рис. IV.5, а) с крышкой 1 смонтированы поршень 10,
труба 7 с гайкой 6, пружина 8 и воздухоподводящая муфта М с резьбо-
вым отверстием К1//'- Через муфту М и отверстия в уплотнительном
кольце 4 воздух поступает в левую или правую полости корпуса привода
в зависимости от выбранного режима работы. Отвод воздуха из нерабочей
полости корпуса производится через клапан 9. При наладке на тянущий
режим работы гайка 6 с трубой 7 навинчивается на шток //до совпадения
первой кольцевой риски на гайке 6 с торцом гайки 5. При этом тарельча-
тые пружины 8 поджимают поршень 10 к опорному торцу корпуса 2.
Пробка 3 устанавливается в резьбовое отверстие, соединенное с каналом,
подводящим воздух в левую полость привода, а клапан 9 вворачивается
в отверстие, соединенное с каналом, подводящим воздух в правую полость
привода. Воздух под давлением подводится к левому торцу поршня 10
и перемещает его и связанный с ним шток 11 в крайнее правое положение.
Одновременно воздух из правой полости отводится в атмосферу через
отверстия в клапане 9, который своей конической частью перекрывает
нижний канал, отсоединяя его от правой полости корпуса. При снятии
давления воздуха пружина 8 возвращает поршень и шток в исходное (край-
нее левое) положение.
Для наладки привода на толкающий режим достаточно вывернуть
трубу 7 из штока //до совмещения второй кольцевой риски на гайке 6
с торцом гайки 5, а клапан 9 и пробку 3 поменять местами.
Сдвоенные вращающиеся приводы (рис. IV. 5, б) имеют два поршня на
общем штоке и при одинаковом диаметре поршней развивают усилие на
штоке почти вдвое большее, чем однопоршневые. Рассмотренные приводы
монтируются на задних концах шпинделей токарных и токарно-револь-
верных станков. Технические требования к ним, методы испытаний и ука-
зания по монтажу и эксплуатации приведены в упомянутых стандартах.
Кроме стандартных применяются и нормализованные вращающиеся
пневматические цилиндры: одинарные (МН 3450—62) и сдвоенные
(МН 3451—62). Цилиндры имеют два исполнения: исполнение 1 — с муф-
той для максимальной частоты вращения шпинделя станка (цилиндра)
итах = 1200 об/мин и исполнение 2 — с муфтой для максимальной частоты
вращения гатах = 2000 об/мин.
213
Конструкция воздухоподводящей муфты для «fflax = 1200 об/мин
(МН 3452—62) показана на рис. IV.6. В отверстии быбышки корпуса
пневмоцилиндра смонтирован и закреплен гайкой опорный валик 6
муфты, с установленными на нем шарикоподшипником 3 и уплотняющими
манжетами 5 V-образного сечения; последние необходимы в связи с тем,,
что корпус 1 муфты во время вращения цилиндра с опорным валиком
должен оставаться неподвижным. Между каждой парой манжет заложены
распорные кольца 4 с радиальными отверстиями для прохода воздуха.
Для фиксации манжет предусмотрены упорные кольца 2.
В центральное отверстие валика 6 запрессован воздухоподводящий
палец 7, а на шарикоподшипнике установлен сборный корпус 1 муфты
А-А
Рис. IV.6. Конструкция воздухоподводящей муфты для nfflax
= 1200 об/мни (МН 3452—62)
с резьбовыми отверстиями КУь" под штуцеры для присоединения рези-
нотканевых шлангов. При подаче сжатого воздуха через левое отверстие
муфты он по каналам а, б и другим проходит в правую полость цилиндра
и поршень со штоком перемещаются в крайнее левое положение. При
переключении направляющего пневмораспределителя (крана) воздух
подается в правое отверстие муфты и по каналам в, г, д поступает в левую
полость цилиндра, перемещая поршень вправо. Поршень, шток и крышка
корпуса цилиндра уплотнены резиновыми кольцами круглого сечения.
На рис. IV.7 показана конструкция муфты для пт!а — 2000 об/мин
(МН 3453—62). Опорный валик 1 сопрягается с корпусом 2 муфты по-
средством бронзовой втулки 3, в которой он установлен с зазором
0,005...0,010 мм. В этом исполнении исключены уплотняющие манжеты
между валиком 1 и втулкой 3, но на корпусе муфты установлена пресс-
масленка 4. Последняя обеспечивает заполнение зазора между валиком и
втулкой консистентной тугоплавкой смазкой под давлением, что предо-
храняет муфту от нагрева и препятствует утечке воздуха. На рис. IV.7
вверху справа показан разрез масленки.
214
На предприятии г. Горького и ВНИИНмаш на основе материалов
ВНИИгидропривода, НИИТавтопрома, отраслевых стандартов и нор-
малей МН 3450—62...МН 3454—62 разработаны конструкции вращаю-
щихся пневматических цилиндров для силового привода патронов и за-
Рис. IV.7. Конст-
рукция воздухопод-
водящей муфты для
«max = 2000 об/мин
(МН 3453—62)
жимных устройств токарных, токарно-револьверных, круглошлифоваль-
ных и других станков.
Сжатый воздух подается в цилиндры под давлением до 6,3 кгс/см2.
Предусмотрены одинарные цилиндры двустороннего действия для созда-
ния зажимного усилия 0,5...6,7 тс и сдвоенные — для создания усилия
2,5... 10 тс, работающие в тянущем или толкающем режимах.
Одинарные цилиндры имеют исполнение 1 (рис. IV.8, а) — с воздухо-
подводящей муфтой для максимальной частоты вращения пшах =
= 3000 об/мин и исполнение 2 (рис. IV.8, б) — для максимальной частоты
215
вращения nmax = 1500 об/мин. Диаметры цилиндра D и штоков d, а
также величины ходов I установлены в соответствии с ГОСТ 6540—68:
D = 100...320 мм; d = 25; 32 и 45 мм; I = 122 и 135 мм. Расчетные уси-
лия на штоке при работе в толкающем режиме 230...5060 кгс, а при ра-
боте в тянущем режиме — 220...4960 кгс.
Сдвоенные цилиндры изготовляются в трех исполнениях. В цилиндрах
исполнения 1 (рис. IV.9) толкающее усилие создается давлением сжатого
воздуха на один поршень, а в цилиндрах исполнений 2 и 3 (различаются
конструктивно) — на оба поршня. Тянущее усилие в цилиндрах всех
трех исполнений создается давлением сжатого воздуха на оба поршня.
Диаметры цилиндров D и штоков d, а также величины ходов I установлены
в соответствии с ГОСТ 6540—68: D = 160...320 мм; d = 32 и 45 мм;
I = 32 и 40 мм. При работе в толкающем режиме расчетное усилие на
штоке составляет 600...7840 кгс, а в тянущем— 1120...9955 кгс.
Воздухоподводящие муфты крепятся к цилиндрам с помощью фланца,
а цилиндры станков — с помощью присоединительного фланца (табл. IV.4).
Таблица IV.4
Размеры фланца (в мм) для крепления вращающегося цилиндра
иа шпинделе станка
BuS А
D (X) о, ± 0,2 Лз (Дд) L Модель станка
75 110 М68Х2 65 120 1К62
М68Х 1,5 65 140 1А62, 1А62Б
100 140 М52Х 1,5 48 100 1615А, 1615
125 170 М52Х1.5 50 120 161, 1336, 1338
125 170 М110Х1.5 95 160 163
Примечание.
Материал деталей — сталь 45 по ГОСТ 1050—60.
Схема включения вращающихся цилиндров в воздушную сеть пока-
зана на рис. IV.41.
Для случая, когда прекращение нормальной подачи воздуха в ци-
линдр (обрыв шланга, падение давления и т. д.) может вызвать аварию,
должно быть предусмотрено устройство, обеспечивающее выключение
станка или сохранение давления в рабочей полости цилиндра в течение
некоторого времени (реле давления, обратный клапан и др.). При уста-
новке цилиндра на Шпиндель станка с мтах > 1000 об/мин рекомендуется
специальная вилка для предотвращения закручивания и обрыва гибких
рукавов, подающих сжатый воздух к муфте цилиндра.
216
Рис. IV.9. Сдвоенный вращающийся пневмоцилиндр
____________________183_____________________
Б_.
Ви д А Б~5
Рис. IV. Ю. Воздухоподводящая муфта («шах = 3000 об/мин)
217
ВНИИгидропривод (Харьков) разработана конструкция воздухопод-
водящей муфты с /гшах = 3000 об/мин, предлагаемая для оснащения вы-
сокопроизводительных станков моделей 1П611, 1А616, 1И61, 1620, 1Н325,
1604 и др. пневмоприводами. В муфте предусмотрено торцовое уплотне-
вив 4
Рис. IV. 11. Воздухоподводящая муфта (пщах = 1500 об/мин)
ние из текстолита (рис. IV. 10), что обеспечивает небольшой износ и боль-
шую работоспособность муфты. Улучшена и конструкция муфты с нщах —
— 1500 об/мин по сравнению с муфтой по МН 3452—62 (птях —
= 1200 об/мин) за счет сокращения количества манжет (рис. IV. 11) и
установки второго шарикоподшипника, что исключает перекосы оси
муфты в процессе ее эксплуатации. По сравнению с муфтой, допускающей
частоту вращения 3000 об/мин, она проще в изготовлении.
Специальные цилиндры
Большое разнообразие станочных приспособлений и требований к их
приводам послужило причиной создания ряда специальных цилиндров
(стационарных и вращающихся), которые можно разделить на следующие
группы:
1) однопоршневые плавающие, у которых цилиндр и поршень одно-
временно перемещаются в разные стороны;
2) двухпоршневые с расходящимися поршнями;
3) двух- или трехпоршневые с повышенным усилием на общем штоке.
Плавающие цилиндры и цилиндры с расходящимися поршнями поз-
воляют зажимать одну деталь в двух точках или две детали одновременно.
218
На рис. IV. 12 показан разрез стационарного приспособления с пла-
вающим цилиндром для закрепления шатуна при протягивании плоскости
разъема и полуотверстия в его большой головке на вертикальном протяж-
ном станке.
Цилиндр 1 закреплен на фланце рычага 5, установленного на оси 6,
а его поршень 2 со штоком 3 подвижно связан с пальцем 4. При впуске
сжатого воздуха в верхнюю полость цилиндра последний перемещается
вверх и через рычаг 5 зажимает большую головку шатуна. Одновременно
поршень со штоком перемещается вниз и с помощью пальца 4 центрирует
и зажимает малую головку. Во избежание перекоса оси штока при зажиме
по отношению к оси пальца их сопряжение выполняется шарнирным.
Рис. IV. 12. Приспособление с плавающим цилиндром
На рис. IV. 13 показана клиноплунжерная оправка 1 для центрирова-
ния и зажима поршня при обработке его наружных поверхностей. Левый
ряд плунжеров через конус раздвигается трубой 2, а правый — тягой 3.
При вращении маховичка труба и тяга перемещаются одновременно в про-
тивоположные стороны. В подобных конструкциях с целью сокращения
вспомогательного времени маховичок 4 следует заменять цилиндром
с расходящимися поршнями или плавающим цилиндром. Расходящиеся
поршни цилиндра (рис. IV. 13, а) или плавающий цилиндр (рис. IV. 13, б)
одновременно перемещают трубу и тягу в разные стороны, обеспечивая
быстрый зажим.
На рис. IV. 14 изображена схема цилиндра двустороннего действия
с расходящимися поршнями. От распределительного крана сжатый
воздух по трубопроводу 1 и центральному штуцеру подводится в цилиндр
и перемещает поршни 2 в разные стороны. Клиноплунжерные механизмы 3
с роликами и рычагами 4 одновременно зажимают две детали, установлен-
ные на корпусе приспособления. При переключении крана воздух, посту-
пающий через трубопроводы 5 и боковые штуцеры, перемещает поршни
в исходное положение (до упорного буртика 6) и детали освобождаются.
На рис. IV. 15 показан один из вариантов конструктивного оформле-
ния цилиндра с расходящимися поршнями. Цилиндр состоит из втулки 8
и стакана 9, установленных в корпусе 2 приспособления. Дно стакана
разделяет цилиндр на. две полости, а деталь 1 служит крышкой цилиндра.
219
Рис. IV. 13. Клиноплунжерная оправка для центрирования и зажима поршня
Рис. IV. 14. Схема встроенного пневмоцилиндра
двустороннего действия с расходящимися порш-
нями
Рис. IV. 15. Конструкция встроенного цилиндра двусто-
роннего действия с расходящимися поршнями
220
Рис. IV. 16. Схема (а) и конструк-
ция (б) цилиндра односторон-
него действия с расходящимися
поршнями
Рис. IV. 17. Схема (а) и конструкция (б) стационарного цилиндра с двумя порш-
нями на общем штоке
Рис. IV. 18. Вращающийся цилиндр с тремя поршнями на общем штоке
221
Две детали, во фланцах которых сверлятся отверстия, центрируются на
опорах 7 и под действием шток-клиньев 3 и плунжеров 6 с роликами 5
закрепляются при помощи съемных шайб. При рабочем ходе сжатый
воздух подводится через отверстие А, при холостом — со стороны тор-
цов цилиндра. Втулки 10 служат для направления скалок многошпин-
дельных сверлильных головок. При снятии нагрузки пружины 4 пере-
мещают плунжеры вверх.
На рис. IV. 16 показаны схема (а) и конструкция (б) цилиндра одно-
стороннего действия с расходящимися поршнями. Оси 2 рычагов 4 поме-
щены в шарнирных планках 3, связанных с корпусом приспособления при
помощи осей 5. При впуске сжатого воздуха в среднюю часть цилиндра
под действием штоков 7 планки 3 принимают вертикальное положение,
а рычаги 4 зажимают деталь (положение слева). При переключении рас-
пределительного крана сжатый воздух уходит в атмосферу, а планки и
рычаги под действием пружины 6 возвращаются в исходное положение
(положение справа). При такой конструкции обеспечивается выгодное
соотношение плеч рычагов (11г 12), и они не мешают установке и снятию
деталей. Детали базируются плоскостью и двумя отверстиями на пальцах 1.
При длинных деталях можно предусмотреть второе аналогичное устрой-
ство для зажима.
На рис. IV. 17 показаны схема (а) и конструкция (б) сдвоенного ста-
ционарного цилиндра, развивающего при рабочем ходе усилие на штоке
примерно в 1,9 раза большее по сравнению с обычным цилиндром такого же
диаметра.
Корпус цилиндра состоит из втулки 2 с внутренней перемычкой и
двух крышек 1 и 3. При впуске сжатого воздуха через штуцер в отверстие б
воздух по каналам а, в, г попадает в правые полости цилиндра; при впуске
через штуцер в отверстие е воздух по каналам д, ж, з попадает в левые
полости цилиндра. Цилиндры с двумя и более поршнями на общем штоке
используются как для стационарных, так и для вращающихся приспособ-
лений в случаях, когда при малом диаметре цилиндра необходимо иметь
большое усилие на штоке: например, при близко расположенных шпин-
делях многошпиндельных автоматов, на машинных тисках небольшой
высоты и т. п.
На рис. IV. 18 показан встроенный вращающийся цилиндр, обеспечи-
вающий значительные силы на штоке при небольших диаметрах.
Корпус встроенного цилиндра собран из двух стаканов и одной втулки
с зажатыми между ними перегородками 1. Три поршня 2 с установленными
между ними распорными втулками смонтированы на общем штоке 3.
На правом конце штока установлена переходная гайка 4, в кото-
рую ввинчивается тяга, связывающая цилиндр с патроном или оправ-
кой. К левому концу штока прикреплен палец 5 с каналами, вращаю-
щийся вместе с цилиндром относительно неподвижной воздухоподводя-
щей муфты 6.
При давлении воздуха 4 кгс/см2 цилиндр диаметром 100 мм обеспечи-
вает на штоке усилие 924 кгс; ход штока 15 мм.
Приставные двигатели, пневмоприхваты и пневмостолы
В серийном производстве используется много специальных приспособ-
лений различных конструкций. Такие приспособления целесообразно
применять в компоновках с приставными двигателями (цилиндрами).
Одним и тем же двигателем, установленным на столе станка, можно после-
довательно обслуживать несколько специальных приспособлений.
На рис. IV. 19 показан приставной пневмодвигатель с рычагом-уси-
лителем и вертикальным плунжером.
222
Сжатый воздух через штуцеры 1 поступает в верхнюю или нижнюю
полость цилиндра и перемещает поршень 2. Поршень через вильчатый
шток 3 и рычаг 4 передает движение плунжеру 5; последний через звено
связи приводит в действие силовой механизм приспособления. В нижнем
торце плунжера 5 предусмотрено резьбовое отверстие А, в которое, при
Рис. IV.19. Приставной пневмодвигатель с рычагом-усилителем
и вертикальным плунжером
необходимости можно ввинтить промежуточную деталь, и создать не тол-
кающую, а тянущую силу на плунжере. В качестве уплотнений приме-
нены резиновые кольца круглого сечения.
Основные размеры цилиндра и развиваемые им усилия приведены
в табл. IV.5.
Таблица IV.5
Основные размеры (в мм) приставных поршневых двигателей
и развиваемые ими усилия Q на плунжере (см. рис. IV. 19)
D И 1 Li П, Q в кгс
105 146 100 11 212 126 750
165 208 100 12 280 128 1500
180 230 122 12 305 132 2400
На рис. IV.20 даны примеры компоновок приставного двигателя 1
с приспособлениями.
223
Для закрепления деталей на столах фрезерных, строгальных, свер-
лильных и расточных станков применяется универсальный пневмопри-
хват, показанный на рис. IV.21. Один или несколько пневмоприхватов
управляются одновременно от одного ручного или ножного распредели-
Рис. IV.20. Примеры компоновок приставного двигателя с приспособлениями
тельного крана. В случае необходимости можно применять распредели-
тели с автоматическим управлением от упоров, прикрепляемых к по-
движным органам станков (столам, шпинделям и т. и.).
Рис. IV.21. Универсальный пневмо-
прихват с рычагом, регулируемым
по высоте
В табл. IV.6 приведены основные параметры пневмоприхватов ти-
пов /—IV.
На рис. IV.22 показан универсальный пневмоприхват с поворотным
рычагом. На прямоугольном основании 1 укреплены нижняя часть ци-
линдра 2, цилиндр 3 и поворотное кольцо 4, на котором установлен ры-
чаг 6. Кольцо 4, расположенное на цилиндре, может поворачиваться
вокруг оси 7 на 360°, что удобно в эксплуатации при постановке и снятии
обрабатываемой детали. Для увеличения зажимного усилия обеспечено
224
соотношение плеч alb = 2/х. Высота Н регулируется (в пределах 30 мм)
с помощью винта 5 так, чтобы от пяты винта до обрабатываемой детали
оставался минимальный зазор, необходимый для установки и снятия де-
тали. Такое регулирование обеспечивает минимальный ход поршня 9
в процессе зажима, что позволяет сократить расход сжатого воздуха и
произвести быстрый зажим. Обычно расстояние от плоскости зажима до
плоскости , детали равно 6 мм.
Рис. IV.22. Универсальный пневмоприхват с по-
воротным рычагом
Рис. IV.23. Пневмостол для фре-
зерных станков
При диаметре поршней 80... 100 мм усилие на штоке составляет 500...
...800 кгс при давлении 5 кгс/см3. Габаритные размеры 120х 150х 120 мм.
Сжатый воздух подается через штуцера 8 и 10.
Аналогичные прихваты применяются и с двумя поршнями на общем
штоке с усилием 1000... 1500 кгс.
Таблица IV.6
Основные параметры пневмоприхватов (см. рнс. IV.21)
Тип Размеры в мм Сила зажима в кгс при р — =5 кгс/см2 Масса в кг
D V R м Высота зажима Н при длине L винта
140 185 230
I 63 144 115 Ml 2 0...70 65...130 125... 195 390 4,20
II 80 160 130 М12 0...65 60...125 120... 180 640 4,75
III 100 180 152 М14 0...60 55...110 105... 165 1080 6,35
IV 125 205 176 М16 0...60 55...110 105... 140 1670 8,50
Недостаток приставных двигателей (цилиндров) и пневмоприхватов
заключается в том, что они устанавливаются в линию с приспособлениями.
В связи с этим вся площадь рабочего стола станка оказывается иногда
занятой, что создает неудобство в работе. При использовании пневмо-
столов (пневмоподставок) приспособления (наладки) размещаются на их
верхней плоскости, т. е. над пневмоцилиндром, и вся установка полу-
чается более компактной.
На рис. IV.23 показан пневмостол для-фрезерных станков. В корпусе 1
стола обработана цилиндрическая полость, в которой перемещается
поршень 2. Шток 7 поршня имеет резьбовое отверстие для связи с тягой.
Сжатый воздух поступает через штуцер 5, обратный клапан бис помощью
8 М. А. Аасеров ‘ 22о
i
Рис. IV.24. Примеры наладок на пневмостол
226
распределительного крана 4 направляется в верхнюю или нижнюю по-
лость цилиндра. Уплотнение поршня и штока выполнено кольцами 3
из маслостойкой резины.
На рис. IV.24 показаны примеры наладок на пневмостол, в которых
детали зажимаются через сменные тяги различных конструкций, ввинчи-
ваемые в шток 7 (рис. IV.23) пневмопривода.
На радиально-сверлильных станках пневмоцилиндр встраивается
в полость тумбы, имеющейся на станке. На рис. IV.25 показан один из
вариантов оформления привода. Воздух из сети поступает в распредели-
тельный кран 2, прикрепленный к тумбе 1 станка, и поступает в цилиндр 3.
В шток 4 ввинчена вилкообразная тяга 5, в которой на оси 7 устанавли-
вается регулируемый по высоте прихват 6.
Наиболее удачные конструкции тумб включаются в Государственные
стандарты; так, с 1 января 1972 г. введен в действие стандарт (ГОСТ
16206—70) на неподвижную стол-тумбу с пневматическим зажимом, пред-
назначенную для установки и закрепления заготовок при механической
обработке отверстий с наибольшим усилием зажима 1200 кгс.
3. ЭЛЕМЕНТЫ КОНСТРУКЦИЙ И РАСЧЕТЫ
ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Уплотнения
Уплотнения кольцевых зазоров в сопряжениях поршней с цилиндрами,
штоков с отверстиями, а также уплотнения золотниковых пар являются
наиболее ответственными конструктивными элементами.
Основными требованиями к уплотнениям являются:
1) герметичность при всех рабочих режимах;
2) высокая износостойкость и минимальные потери на трение (высо-
кий к. п. д.);
3) надежность работы при высоких и низких температурах и способ-
ность не разрушаться в результате химического взаимодействия с уплот-
няемой средой;
4) удобство монтажа и демонтажа и отсутствие необходимости под-
тяжки и регулирования при эксплуатации;
5) экономичность.
Износостойкость уплотнений подвижных соединений обеспечивается
при достаточной смазке уплотняемых поверхностей. В гидравлических
приводах смазка обеспечивается рабочей средой (масло), в пневматиче-
ских — требуется специальный подвод смазки к уплотняемым поверх-
ностям. Для неподвижных- соединений, через которые возможна утечка
рабочей среды, также применяются уплотнения.
В современных конструкциях пневмодвигателей применяются два
типа уплотнений:
1) манжеты (воротники) V-образного сечения из маслостойкой резины
по ГОСТ 6969—54 для уплотнения поршней и штоков;
2) кольца круглого сечения из маслостойкой резины по ГОСТ 9833—73
для уплотнения поршней, штоков и неподвижных соединений.
При сборке манжеты устанавливаются с натягом и для уплотнения
поршня 1 (рис. IV.26, а) выбираются такие, у которых наружный диа-
метр О, > D, т. е. больше диаметра цилиндра 2. При уплотнении штока
(рис. IV.26, б) внутренний диаметр манжеты d1 < d, т. е. меньше диа-
метра штока 3 (см. также табл. IV.7).
При таком соотношении диаметров в расточке цилиндра и торце штока
предусматриваются монтажные фаски D$ и йф, которые необходимы, чтобы
при сборке предохранить уплотнение от повреждения; диаметры фасок
227
Таблица IV.7
Размеры (в мм) V-образных резиновых манжет (ГОСТ 6969—54)
Диаметры уплотняе- мых деталей В И D, d 2 D2 d2‘, h
d D номиналь- 1 НЫЙ е> 2 О ® S = Q О S X Я О номинальный I допустимое отклонение s 2 ’S 2 f допустимое отклонение
10 12 18 20 4 4 —0,2 10,4 12,4 17,6 19,6 8,8 10,8 19,2 21,2 ±0,3 о —0,15 '
16 20 28 32 6 6 —0,3 16,6 20,6 27,4 31,4 14,2 18,2 29,8 33,8 ±0,4 3 —0,2
25 30 35 40 45 50 55 65 45 50 55 60 65 70 75 85 10 10 —0,5 26 31 36 41 46 51 56 66 44 49 54 59 64 69 74 84 22 27 32 37 42 47 52 62 48 53 58 63 68 73 78 88 ±0,5 5 —0,3
±0,6
75 80 100 105 110 130 15 15 —0,7 76,5 81,5 101,5 103,5 108,5 128,5 70,5 75,5 95,5 109,5 114,5 134,5 7,5 —0,5
±0,8
150 180 15 15 —0,7 151,5 178,5 145,5 184,5 ± 1,0 7,5 —0,5
200 250 300 240 290 340 20 20 — 1,0 202 252 302 238 288 338 194 244 294 246 286 346 ±1,2 10 —0,6
228
и йф выбираются в зависимости от диаметров цилиндра и штока. При
поступлении в цилиндр рабочей среды (сжатого воздуха или масла) она
(рабочая среда) как клин распирает лепестки манжеты и автоматически
уплотняет рассматриваемые поступательные пары.
Кольца круглого сечения также уплотняют автоматически. Для выяс-
нения условий работы кольца рассмотрим схему, приведенную на
рис. IV.27.
Кольца закладываются в прямоугольные канавки, проточенные на
поршне, а кольца для штоков — в канавки, расточенные в отверстии
Рис. IV.26. Схемы уплотнений V-образными манжетами в монтажные фаски, облегчающие
сборку поршня с цилиндром (а) и штока с отверстием в крышке цилиндра (б)
Рис. IV.27. Уплотнение резиновыми кольцами
круглого сечения
(рис. IV.27, а). Как видно, высота а канавки меньше, а ширина b больше
диаметра d2 сечения кольца, что необходимо для нормальной работы
уплотнения.
Кольца устанавливаются в канавку с натягами i (рис. IV.27, б), обе-
спечивающими предварительное уплотнение. В связи с этим внутренний
диаметр d± кольца меньше диаметра охватываемой, а наружный — больше
диаметра охватывающей поверхности. Расстояние между уплотняемыми
поверхностями должно быть меньше величины диаметра поперечного се-
чения кольца. Кольцо плотно сдавливается между внутренней поверх-
ностью цилиндра и дном канавки поршня или наружной поверхностью
штока и дном канавки фланца или крышки цилиндра, в результате чего
оно деформируется и сечение его получает овальную форму. С поступле-
нием В цилиндр под давлением рабочей среды (воздуха или масла) кольцо
перемещается к стенке канавки (в направлении потока воздуха или масла)
и, дополнительно деформируясь, принимает D-образную форму. Степень
уплотнения возрастает с увеличением давления рабочей среды. При дав-
лении, превышающем 100 кгс/см2, кольцо выдавливается в зазор между
229
уплотняемыми поверхностями, образуя «язычок» (рис. IV.27, в), что яв-
ляется основной причиной быстрого износа колец. Для устранения явле-
ния выдавливания применяют кольца из более твердой резины или уста-
навливают защитные кольца из фторопласта и др. При реверсировании
потока рабочей среды кольцо перемещается к противоположной стенке
канавки. Благодаря своей эластичности резина внедряется в микро-
неровности, перекрывает микрозазоры, препятствуя утечке рабочей среды.
Экструзия кольца тем больше, чем больше величина зазора между уплот-
няемыми поверхностями и меньше твердость резины. Поэтому зазоры
в сопряжениях должны быть минимальными во избежание интенсивного
износа колец.
Предельные отклонения диаметров сопрягаемых деталей (в СА) в зави-
симости от давления рабочей среды и вида соединения установлены ГОСТ
9833—73. При давлении до 50 кгс/см2: для подвижных соединений —
Д3, Х3, X, Д; для неподвижных соединений — Аза, А3, Х3 и С3. При дав-
лении 50...100 кгс/см2: для подвижных соединений — А3, A, Xs, X, Д;
для неподвижных соединений — А3аг А3, Х3, С3.
Диаметры сечения круглого резинового кольца и его внутренний
диаметр d1 приведены в табл. IV.8 и IV.9. В них же указаны размеры поса-
дочных мест под кольца для подвижного и неподвижного соединений.
Размеры выбраны из ГОСТ 9833—73 для стандартных диаметров штоков
и цилиндров (ГОСТ 6540—68). ГОСТ 9833—73 регламентирует следующие
номинальные диаметры сечения колец d.2: 1,4; 1,9; 2,5; 3,0; 3,6; 4,6; 5,8;
7,5 и 8,5 мм.
Обозначение типоразмера кольца имеет следующую структуру: пер-
вые три цифры — диаметр штока в мм, вторые три цифры — диаметр
цилиндра в мм, последние две цифры — диаметр сечения кольца, умножен-
ный на 10, в мм. Например, кольцо типоразмера 090—096—36 предназна-
чено для уплотнения штока номинальным диаметром 90 мм или цилиндра
номинальным диаметром 96 мм и имеет диаметр поперечного сечения
d2 = 3,6 мм. Технические требования — по ГОСТ 18829—73.
При уплотнении V-образными манжетами требуются: посадка в сопря-
жении поршня-с цилиндром ф- или ф-; шероховатость обработки зер-
Л4 Л5
кала цилиндра — 7—8-го класса; смазка умеренная. При уплотнении
кольцами круглого сечения требуется обильная смазка.
В двигателях двустороннего действия на поршне требуются две
V-образные манжеты, а кольцо круглого сечения — одно, так как послед-
нее обеспечивает уплотнение в обе стороны. Поэтому в первом случае
поршни получаются более сложными и удлиненными.
На рис. IV.27, г показано, что для облегчения сборки и сохранения
кольца от повреждения у цилиндра необходимо снимать фаску.
Защитные кольца устанавливаются со стороны, противоположной
направлению давления, а при двустороннем давлении — с обеих сторон
уплотнительного кольца. Они применяются при радиальных зазорах свыше
0,02 мм и давлении свыше 100 кгс/см2 в подвижных и свыше 200 кгс/см2
в неподвижных соединениях. Допускается применять защитные кольца
и при меньших давлениях. Ширина канавок b под уплотнительные кольца
(см. табл. IV.8 и IV.9) должна быть увеличена на максимальную (суммар-
ную) толщину защитных колец. Цельные защитные кольца из фторопласта
изготовляются толщиной не менее l_Otl мм.
В ГОСТ 9833—73 также указаны размеры и форма посадочных мест
для торцовых уплотнений, уплотнений по конусной фаске, а также резь-
бовых соединений. Там же даны рекомендации по монтажу резиновых
уплотнительных колец круглого сечения и применению и монтажу защит-
ных колец.
230
Таблица IV. 8
Кольца резиновые круглого сечения для уплотнения штоков
и посадочные места под них (выборка из ГОСТ 9833—73). Размеры в мм
я \\ Jrn i Цилинйр \ А <х,~0. Крь шка х=0...5° Е»
77777
Я| Д д. 1 ,6
Порш пя dt «1,4; ЧЯ 4г = 3,6; Г ень ,9; 2, 1,6; 5, / Ъ Шток । 5; 3 ММ Г = 0,4 8; 7,5; 8,5 мм г = 0
йшт Обозначение типоразмера кольца 4, Подвижное со- единение Неподвижное со- единение
номи- нальный предель- ное от- клонение £>г ь (А) Ь (А,)
10 010—013—19 010—014—25 9,7 —0,3 14,0 3,3 12,8 13,7 2,6 3,6
12 012—015—19 012—016—25 11,6 —0,3 16,0 3,3 14,8 15,7 2,6 3,6
16 016—019—19 016—020—25 15,6 —0,3 20,0 3,3 18,8 19,7 2,6 3,6
20' 020—023—19 020—024—25 020—025—30 19,5 —0,4 25,0 3,7 22,8 23,7 24,7 2,6 3,6 4,0
22 022—026—25 022—027—30 022—028—36 21,5 —0,4 27,0 28,0 3,7 4,4 25,3 26,7 27,6 3,6 4,0 4,7
25 025—029—25 025—030—30 025—031—36 24,5 —0,4 30,0 31,0 3,7 4,4 28,7 29,7 30,6 3,6 4,0 4,7
28 028—032—25 028—033—30 028—034—36 028—036—46 27,5 —0,5 33,0 34,0 36,0 3,7 4,4 5,2 31,7 32,7 33,6 35,4 3,6 4,0 4,7 5,6
231
Продолжение табл. IV .8
Обозначение Подвижное со- единение Неподвижное со- единение
йшт типоразмера кольца номи- нальный предель- ное от- клонение b (Л5) ь (Л5)
32 032—036—25 032—037—30 032—038—36 032—040—46 31,0 —0,6 37,0 38,0 40,0 3,7 4,4 5,2 35,7 36,7 37,6 39,4 3,6 4,0 4,7 5,6
36 036—040—25 036—041—30 036—042—36 036—044—46 35,0 —0,6 41,0 42,0 44,0 3,7 4,4 5,2 39,7 40,7 41,6 43,4 3,6 4,0 4,7 5,6
40 040—044—25 040—045—30 040—046—36 040—048—46 39,0 —0,7 45,0 46,0 48,0 3,7 4,4 5,2 43,7 44,7 45,6 47,4 3,6 4,0 4,7 5,6
45 045—049—25 045—050—30 045—051—36 045—053—46 44,0 —0,7 50,0 51,0 53,0 3,7 4,4 5,2 48,7 49,7 50,6 52,4 3,6 4,0 4,7 5,6
50 050—054—25 050—055—30 050—056—36 050—058—46 050—060—58 49,0 —0,8 58,0 60,0 5,2 6,5 53,7 54,7 55,6 57,4 59,2 3,6 4,0 4,7 5,6 7,0
56 056—061—30 056—062—36 056—066—58 55,0 —0,9 66,0 6,5 60,7 61,6 65,2 4,0 4,7 7,0
60 060—065—30 060—066—36 060—068—46 060—070—58 59,0 — 1,0 68,0 70,0 5,2 6,5 64,7 65,6 67,4 69,2 4,0 4,7 5,6 7,0
63 063—068—30 063—069—36 063—071—46 063—073—58 62,0 — 1,0 71,0 73,0 5,2 6,5 67,7 68,6 70,4 72,2 4,0 4,7 5,6 7,0
232
Продолжение табл. IV.8
. “тат Обозначение типоразмера кольца <11 Подвижное со- единение Неподвижное со- единение
номи- нальный предель- ное от- клонение Ь (Л,) Dt Ъ (Л6)
070—075—30 — — 74,7 4,0
70 070—076—36 68,5 —1,1 — — 75,6 4,7
070—078—46 78,0 5,2 77,4 5,6
070—080—58 80,0 6,5 79,2 7,0
080—085—30 — 84,7 4,0
80 080—086—36 78,5 — 1,3 — — 85,6 4,7
. 080—088—46 88,0 5,2 87,4 5,6
080—090—58 . 90,0 . . 6,5 89,2 7,0
090—095—30 — 94,7 4,0
90 090—096—36 88,5 — 1,4 — — 95,6 4,7
090—098—46 98,0 5,2 97,4 5,6
090—100—58 100,0 6,5 99,2 7,0
Примечание.
Здесь </шт — диаметр штока,
Таблица IV-9
Кольца резиновые круглого сечения для уплотнения цилиндров (поршней)
и посадочные места под Них (выборка из ГОСТ 9833—73). Размеры в мм
Для d2 = 1,4; 1,9; 2,5; 3 г = 0,4
Для rf2=3,'6; 4,6; 5,8; 7,5; 8,5 г = 0,6
D Обозначение типоразмера колец 4, Подвижное со- единение Неподвижное со- единение
номи- нальный предель- ное от- клонение d, ь ь
25 021—025—25 20,5 —0,4 — — 21,3 3,6
020—025—30 19,5 —0,4 20,0 3,7 20,3 4,0
028—032—25 27,5 —0,5 — — 28,3 3,6
32 027—032—30 26,5 -0,5 27,0 3,7 27,3 4,0
- 026—032—36 25,5 —0,5 26,0 4,4 . 26,4 4,7
233
Продолжение табл. IV. 9
D Обозначение типоразмера колец di Подвижное со- единение Неподвижное со- единение
ИОМН“ иальиый предель- ное от- клонение ъ ь
032—036—25 31,0 —0,6 — — 32,3 3,6
36 030—036—36 29,5 —0,5. 30,0 4,4 30,4 4,7
028—036—46 27,5 —0,5 28,0 5,2 28,6 5,6
036—040—25 35,0 —0,6 — 36,3 3,6
035—040—30 34,0 —0,6 35,0 3,7 35,3 4,0
40 034—040—36 33,0 —0,6 34,0 4,4 34,4 4,7
032—040—46 31,0 —0,6 32,0 5,2 32,6 5,6
041—045—25 40,0 —0,7 41,3 3,6
040—045—30 39,0 —0,7 40,0 3,7 40,3 4,0
45 039—045—36 38,0 —0,7 39,0 4,4 39,4 4,7
037—045—46 36,0 —0,6 37,0 5,2 37,6 5,6
046—050—25 45,0 —0,8 — 46,3 3,6
045—050—30 44,0 —0,7 45,0 3,7 45,3 4,0
50 044—050—36 43,0 —0,7 44,0 4,4 44,4 4,7
042—050—46 41,0 —0,7 42,0 5,2 42,6 5,6
051—056—30 50,0 —0,8 — — 51,3 4,0
56 050—056—36 49,0 —0,8- — — 50,4 4,7
048—056—46 47,0 —0,8 48,0 5,2 48,6 5,6
055—060—30 54,0 —0,9 55,3 4,0
054—060—36 53,0 —0,9 — — 54,4 4,7
60 052—060—46 51,0 —0,9 52,0 5,2 52,6 5,6
050—060—58 49,0 —0,8 50,0 6,5 50,8 7,0
058—063—30 58,0 — 1,0 58,8 4,0
057—063—36 56,0 —0,9 — — 57,4 4,7
63 055—063—46 54,0 —0,9 55,0 5,2 55,6 5,6
' 053—063—58 52,0 —0,9 53,0 6,5 53,8 7,0
065—070—30 63,5 — 1,1 65,3 4,0
064—070—36 62,5 — 1,0 — — 64,4 4,7
70 062—070—46 61,0 — 1,0 62,0 5,2 62,6 5,6
060—070—58 59,0 — 1,0 60,0 6,5 60,8 7,0
234
Продолжение табл. IV.9
D Обозначение типоразмера колеи 'Л Подвижное со- единение Неподвижное со- единение
ном и - на л ь ны и предель- ное от- клонение О 4, О
075—080—30 73,5 — 1,2 1 — 75,3 4,0
074—080—36 72,5 — 1,2 — — 74,4 4,7
80 072—080—46 70,5 — 1,2 72,0 5,2 72,6 5,6
070—080—58 68,5 — 1,1 70,0 6,5 70,8 7,0
085—090—30 83,5 — 1,4 — — 85,3 4,0
084—090—36 82,5 — 1,3 — 84,4 4,7
90 082—090—46 80,5 — 1,3 82,0 5,2 8 ,6 5,6
080—090—58 78,5 — 1.3 80,0 6,5 80,8 7,0
095—100—30 93,0 — 1,5 — — 95,3 4,0
094—100—36 92,0 — 1,5 — — 94,4 4,7
100 092—100—46 90,5 — 1,5 92,0 5,2 92,6 5,6
090—100—58 88,5 — 1,4 90,0 6,5 90,8 7,0
104—110—36 102,0 — 1,6 — — 104,4 4,7
110 102—110—46 100,0 — 1,6 102,0 5,2 102,6 5,6
100—110—58 98,0 — 1,6 100,0 6,5 100,8 7,0
125 118—125—46 115,0 — 1,8 117,0 5,2 117,6 5,6
115—125—58 113,0 — 1,8 115,0 6,5 115,8 7,0
135—140—36 131,5 —2,2 — — 135,4 4,7
140 130—140—46 127,5 —2,0 132,0 5,2 132,6 5,6
130—140—58 127,5 —2,0 130,0 6,5 130,8 7,0
155—160—36 151,0 —2,4 — — 155,4 4,7
160 150—160—46 147,5 —2,4 152,0 5.2 152,6 5,6
150—160—58 147,5 —2,4 — — 150.8 7,0
175—184—36 171,0 —2,8 — — 175,4 4,7
180 ' 170—180—46 167,0 —2,6 172,0 5,2 172,6 5,6
170—180—58 167,0 —2,6 — — 170,8 7,0
195—200—36 191,5 —3,0 — — 195,4 4,7
190—200—46 187,0 —3,0 192,0 5,2 192,6 5,6
200 190—200—58 187,0 —3,0 — — 190,8 7,0
185—200—85 180,0 —2,8 185,0 9,4 186,4 10,3
235
Продолжение табл. /V.9
D Обозначение типоразмера колец di Подвижное со- единение Неподвижное со- единение
номи- нальный предель* ное от- клонение ь h
220 210—220—46 210—220—58 205—220—85 206,5 206,5 201,5 —3,2 —3,2 . —3,2 212,0 205,0 5,2 9,4 •212,6 210,8 206,4 5,6 7,0 10,3
250 240—250—46 240—250—58 235—250—85 236,0 236,0 231.0 —3,6 -3,6 —3,6 242,0 235,0 5,2 9,4 242,6 240,8 236.4 5,6 7,0 10,3
280 270—280—58 265—280—85 265,5 260,5 —4,3 —4,0 265,0 9,4 270,8 266,4 - 7,0 10.3
320 310—320—58 305—320—85 304,5 299,5 —5,0 —4,5 305,0 9,4 310,8 306,4 7,0 10,3
360 350—360—58 345—360—85 344,0 339,0 -5,5 -5,0 345,0 9,4 350,8 346,4 7,0 10,3
400 390—400—58 385—400—85 383,5 380,5 —6,0 —6,0 385,0 9,4 390,8 386,4 7,0 10,3
Примечание. Здесь D — диаметр цилиндра илу поршня.
Конструкции поршней, штоков и их элементов
Рекомендуемые диаметры поршней (цилиндров) и штоков приведены
в табл. IV. 1.
. Поршни выполняются сборными и цельными. Штоки на одном конце
имеют цапфу и резьбу для крепления поршня, а на другом — наружную
или внутреннюю резьбу для присоединения штока к силовому механизму
приспособления.
В табл. IV. 10, IV. 11 приведены рекомендуемые конструкции поршней,
штоков, их сопряжений и уплотнений при серийном и единичном изго-
товлении Ч
1 РТМ 67—62. Приспособления с пневматическим приводом, элементы конструкций
и расчета. М., Стандартгнз, 1963.
236
Таблица TV. 10
Эскиз
Характеристика
Конструкция поршней с V-образными манжетами и кольцами круглого сечения
Сборные поршни с литыми диска-
ми 1 из чугуна или алюминиевого спла-
ва и чугунными опорными кольцами 2,
рекомендуемые при серийном изго-
товлении: а — для D 100 мм; б —
для D < 100 мм
Поршни из чугуна или стали, реко-
мендуемые при единичном, мелкосе-
рийном изготовлении: а — с ограни-
чительными дисками 1 из листовой
стали для D > 100 мм; б — с плоски-
ми дисками 1 для всех размеров ци-
линдров; в — цельный поршень для
D > 125 мм
Элементы поршня с V-образными
стандартными манжетами для Di —
= 50...300 мм
Поршни цельные из чугуна или алю-
миниевого сплава: а — литые, реко-
мендуемые к применению при серий-
ном изготовлении; б — точеные, ре-
комендуемые при единичном и мелко-
серийном изготовлении
Элементы поршня с кольцом круг-
лого сечения:
при £>i = 50 мм b = 6,0 мм;
» Di = 60... 190 мм b = 7,5 мм;
» Di — 200...300 мм 6 = 10,5 мм.
Канавки под кольца изготовляются
по ГОСТ 9833—73 (см. табл. IV.9)
237
Таблица TV.11
Эскиз
Характеристика
Конструкция штоков и их уплотнения с поршнем и крышкой цилиндра
Стальной шток для соединения с
поршнем гладкой цилиндрической цап--
д
фон диаметром по посадке —— или
с»
А,
ут- С уплотняющей прокладкой 3 из
с-з
паронита толщиной 0,6—1,5 мм. Креп-
ление нормальной гайкой 1 с пру-
жинной шайбой 2 или шайбой 4 с уси-
ком
Шток с канавкой на установочной
цапфе под поршень для уплотнения ре-
зиновым кольцом
Шток для составного поршня с дву-
мя резиновыми кольцами (по одному
кольцу на каждый диск поршня).
Крепление шайбой с усиком
Рекомендуемые уплотнения штока
V-образной манжетой: а — уплотнение
с установкой направляющей втулки и
манясеты с наружной стороны цилин-
дра (1 — войлочное кольцо для предо-
хранения от мелкой стружки и грязи);
б — уплотнение с установкой втулки
и манжеты с внутренней стороны
Рекомендуемые уплотнения штока
кольцом круглого сечения: а — уплот-
нение с установкой элементов с наруж-
ной стороны цилиндра (направление
штока втулкой; 1 — войлочное предо-
хранительное кольцо); б — уплотне-
ние с установкой с внутренней сторо-
ны цилиндра (шток направляется не-
посредственно отверстием в крышке)
238
Продолжение табл. IV.11
Эскиз
Характеристика
Элементы узлов уплотнения што-
ков. Канавки под кольца круглого се-
чения изготовляются в соответствии с
ГОСТ 9833—73 (см. табл. IV.8)
Цилиндры, гильзы, крышки и фланцы
Рекомендуемые диаметры цилиндров указаны в табл. IV. 1. Длины цилин-
дров следует выбирать такими, чтобы ход штока был на 10... 20 мм больше
потребного перемещения зажимных элементов. Толщина стенок цилин-
дров определяется из табл.
IV. 12. Толщину стенок сталь-
ных' или латунных гильз,
запрессованных в гнездо
встроенных цилиндров, реко-
мендуется выбирать по ниж-
ним пределам приведенных
в табл. IV. 12 размеров.
При окончательной обра-
ботке зеркала цилиндра, по-
сле запрессовки гильзы в кор-
пус, толщину ее стенок можно
уменьшить до 2—3 мм. По-
Таблица IV. 12
Толщина стенок цилиндров (размеры в мм)
Материал цилиндра Толщина стенки при цилиндра диаметре
< 150 150...250 > 250
Сталь Чугун Алюминиевый сплав 4...5 10...12 10...12 5...6 12...15 12...15 6...8 15...18 15...18
лость встроенного цилиндра
(гильзы) и отверстия под шток следует обрабатывать с одного установа.
Зеркало цилиндра (гильзы) при уплотнении V-образными манже-
тами обрабатывается с отклонениями по Д4, А3 и шероховатостью 7—
8-го класса; при уплотне-
нии кольцами круглого
сечения — с отклонениями
по А3, А и шероховато-
стью 9— 10-го классов. Ко-
нусность и овальность —
в пределах половины до-
пуска на диаметр. Несо-
осность цилиндра и отвер-
стия под шток: 0,06...
... 0,08 мм при V-образных
манжетах и 0,02...0,03 мм
Рис. IV.28. Уплотнение крышек: а — прокладками; ПРИ К0ЛЬИах круглого се-
б — кольцами; в — крышка с амортизирующим рези- чения.
новым кольцом Для предохранения от
коррозии и повышения
износостойкости зеркало цилиндров (гильз) рекомендуется хромировать
с толщиной покрытия 0,05 мм. Уплотнение крышек (фланцев) цилинд-
ров производится паронитовыми прокладками толщиной 0,6... 1,5 мм
239
Таблица TV.13
Материалы, применяемые для изготовления деталей
поршневых пневматических двигателей
Детали Материалы Термическая обработка, твердость Покрытие
наименование марка
Цилиндры порш- невых двигателей Чугун СЧ 18-36 — —
Сталь 45; 35 HRC 28...32 Хромирова- ние твердое
Алюминиевый сплав АЛ9В АЛ 10В — —
Гильзы цилиндров Сталь 35, 45 — Хромирова- ние твердое
Латунь Л63 — ——
Диски составных поршней Чугун СЧ 21-40 — —-
Алюминиевый сплав АЛ 10В — Анодирова- ние, оксидиро- вание
Диски целых поршней Сталь 35 — Оксидирова- ние
Волокнит (ГОСТ 5689—73) ’ — — —
Кольца центри- рующие составных поршней Чугун СЧ 21-40 —— Фосфатирова- ние
Штоки Сталь 40Х HRC 45...55 Хромирова- ние твердое
Сталь 20 X Цементировать h = 0,8...1,2 HRC 30...45
Сталь 45 HRC 30...35
Втулки направля- ющие для штоков Сталь 45 HRC 40...45
Бронза ОЦС6-6-3, АЖ9-4л — —
Крышки и фланцы цилиндров Чугун СЧ 21-40 — Фосфатирова- ние
Сталь 35 — Оксидирова- ние
Алюминиевый сплав АЛ9В, АЛ10В — —-
240
(ГОСТ 481—71) или кольцами круглого сечения по ГОСТ 9833—73
(рис. IV.28, а, б); в последнем случае надежность уплотнения не зави-
сит от усилия затяжки крышки.
Диаметры центрирующей части крышек (фланцев) выполняются
с отклонениями по посадке С3...С5. Для амортизации удара-поршня
в конце хода рекомендуется предусматривать в крышках врезные рези-
новые кольца (рис. IV.28, в) или применять цилиндры с торможением.
В табл. IV. 13 указаны материалы, применяемые для деталей пневмо-
цилиндров.
Расчет поршневых двигателей
Расчет сводится к определению усилия на штоке при заданных диа-
метре цилиндра и давлении воздуха или к определению диаметра цилин-
дра, если известно потребное усилие на штоке. Иногда (при автоматиза-
ции станков и приспособлений на базе пневматики) требуется определять
время срабатывания пневмоцилиндра.
При известном диаметре D (в мм) цилиндра усилие Q (в кгс) на штоке
определяется по следующим формулам.
1. Для цилиндров одностороннего действия
Q = 0,785£>2рт] — Р. (1)
2. Для цилиндров двустороннего действия:
при давлении в бесштоковой полости
Q = 0,785£>2/и]; (2)
при давлении в штоковой полости
Q = 0,785 (D2 — d2) рц, (2а)
где D, d — диаметры цилиндра и штока в см; р — давление сжатого воз-
духа в кгс/см2; т] = 0,85...0,90 — к. п. д. цилиндра; Р — сопротивление
возвратной пружины в конце рабочего хода поршня.
Параметры пружины рекомендуется выбирать с таким расчетом,
чтобы при ее предельном сжатии она оказывала сопротивление от 5%
при больших и до 20% при малых диаметрах цилиндров от усилия на
штоке в момент зажима; усилие начального (предварительного) сжатия
пружины должно составлять 10...30% от конечного усилия при предель-
ном сжатии.
3. Для сдвоенных цилиндров (см. рис. IV. 17):
при ходе поршней справа налево
Q = 0,785 (2D2 — d2) рц; (3)
при ходе поршней слева направо •
Q = 0,785 [(D2 — d2) 4-(^~бЭД рц. (За)
В этих формулах: d — диаметр участка штока между поршнями; dt —
диаметр штока левее левого поршня.
4. Для цилиндров с рычагами-усилителями (см. рис. IV. 14)
Q = 0,785D2pir|, (4)
где i — передаточное отношение сил рычажного механизма.
Из формулы (2) можно определить диаметр D цилиндра, если известны
Q и р. Для упрощения расчета и создания некоторого запаса усилия из
формулы исключают к. п. д. Г|, но зато найденную расчетом потребную
241
силу Q на штоке увеличивают в 1,5 раза и диаметр цилиндра двусторон-
него действия находят из уравнения
1.5Q = 0,785В
откуда
Обычно при расчетах принимается р — 4 кгс/см2. Тогда
D & 0,7/Q".
Рис. IV.29. Типовая диаграмма работы пневмоцилиндра двусто-
роннего действия
Найденный по формуле диаметр округляют до ближайшего нормаль-
ного размера и по предыдущим формулам проверяют действительную силу
на штоке.
Точный расчет времени срабатывания пневмоцилиндра весьма сложен.
Рассмотрим общую картину процесса срабатывания цилиндра во вре-
мени.
На рис. IV.29 показана типовая диаграмма работы пневмоцилиндра
двустороннего действия, связывающая параметры времени t (в с) и дав-
ления р (в кгс/см2).
На диаграмме обозначены (см. сплошную кривую): t0 — время сраба-
тывания цилиндра, т. е. время, в течение которого давление в первой
полости (наполняемой) изменяется от атмосферного до магистрального;
— время выстоя поршня, т. е. время от момента открытия впускного
канала воздухораспределителя до начала движения поршня (в этом
интервале давление непрерывно возрастает, начиная от атмосферного);
- t2 — время движения поршня (в этом интервале, в зависимости от раз-
меров цилиндра, сечения воздухопроводов и т. п., а также в зависимости
от характера нагрузки давление может возрастать либо падать, или по-
переменно возрастать и падать); t3 — время последействия, т. е. время
от момента окончания хода поршня до полного выравнивания давления
в полости цилиндра с магистральным.
Штриховая кривая на диаграмме характеризует процесс изменения
давления во второй полости, протекающий за те же отрезки времени:
в интервале давление падает, начиная от магистрального; в интервале t2
давление продолжает изменяться, так как объем полости непрерывно
уменьшается, а сжатый воздух непрерывно вытекает в атмосферу; в интер-
вале t3 после остановки поршня давление падает до атмосферного.
242
. При рабочем ходе поршень начинает двигаться в момент, когда усилие
лД2 д
на штоке Q = — Лр1 превышает внешнее сопротивление (силы трения,
покоя и др.); Лрх — разность давлений в полостях в начале хода поршня.
Так как при движении силы трения уменьшаются, то разность давлений
в полостях в конце хода может быть даже меньше, т. е. Ар3 < Apj.
Из рассмотрения диаграммы можно сделать некоторые общие выводы.
1. В конце хода поршня усилие на штоке определяется не полным ма-
гистральным давлением рм, а разностью давлений Ар2, которая может
быть в два-три раза меньше полного давления. Поэтому нельзя немедленно
после окончания хода поршня прикладывать технологическое усилие
(силу резания), так цак изделие может быть вырвано из зажимного устрой-
ства.
2. Если необходимо уменьшить время /3 хода поршня, то следует при-
нять меры к быстрейшему стравливанию воздуха из второй полости
(скорее снять противодавление). Для этого: а) в выхлопной трубопровод
между пневмоцилиндром и распределительным краном можно установить
клапан-разрядник или увеличить сечение трубопровода; б) можно при-
менять раздельное управление подачей сжатого воздуха, при котором
вначале выпускается воздух из второй полости, а затем подается в пер-
вую.
Отличительной особенностью пневмодвигателей является быстрота дей-
ствия, что обусловлено высокой скоростью течения воздуха по трубопро-
водам и каналам. Так, например, если в гидросистемах скорость течения
масла в каналах порядка 2,5—4,5 м/с (в отдельных случаях до 9 м/с), то
воздух при давлении 5 кгс/см2 перемещается со скоростью 180 м/с.
Время срабатывания пневмопривода (в с) можно определять по фор-
мулам:
(=22,8-lG“s —
В2
t= 84,4-10"6 . (б)
В этих формулах
Рг— приведенная сила на штоке в начале движения; F — площадь
поршня в см2; Pi — коэффициент, учитывающий трение между поршнем
и цилиндром; рр — давление воздуха; L — длина хода поршня в см;
|3 = d/D — отношение диаметра воздухопровода к диаметру цилиндра.
Формулу (а) следует применять при е > 0,528, а формулу (б) — при
е < 0,528.
Пример. 0=110 мм; d — 22 мм; L = 122 мм; рр = 4 кгс/см2; Рг — 73 кгс.
73
Рп = 0,785.112.0,02 °’8 кгс/см2;
е=-^==о>2; ₽=4=°>02-
По формуле (б) находим 0,50 с.
По этим же формулам можно, при заданных t, Рп и D найти диаметр d
воздухопровода.
Время срабатывания пневмодвигателя (в с) при известном сечении
воздухопровода в общем случае приближенно подсчитывается по формуле
SyB100 *
243
где V — объем полости двигателя при данной длине хода в см3; ов —
скорость протекания воздуха в воздухопроводе в м/с (ав = 17...25 м/с);
S — сечение воздухопроводных каналов в см3.
Для поршневого двигателя при круглом сечении воздухопроводного
канала
’ V tvBlOO ’
где d — диаметр канала круглого сечения в мм; D — диаметр цилиндра
в мм; L — длина хода поршня в мм.
4. МЕМБРАННЫЕ ПНЕВМОДВИГАТЕЛИ
На рис. IV.30 показан мембранный пневмодвигатель одностороннего
действия для стационарных приспособлений. Он состоит из корпуса
и крышки, между которыми зажата мембрана 5 тарельчатой формы из
Рис. IV.30. Мембранный пневмодвигатель одностороннего действия
прорезиненной ткани. Сжатый воздух поступает в камеру через штуцер 1,
давит на мембрану и перемещает диск 4 со штоком 7. На резьбовой конец
штока навинчивается толкатель, воздействующий на зажимной механизм
приспособления. При выпуске сжатого воздуха в атмосферу шток под
действием пружин 2 и 3 вместе с диском и мембраной возвращается в исход-
ное положение.
Пневмодвигатель закрепляется на корпусе приспособления шпиль-
ками 6. Отверстие А служит для выхода воздуха из правой полости при
рабочем ходе штока.
Основные размеры пневмодвигателя даны в табл. IV. 14.
Корпус и крышка отливаются из серого чугуна или штампуются из
малоуглеродистой стали. Могут быть изготовлены также из алюминиевого
сплава АЛ9В, АЛ10В и из пластмассы волокнит.
Тарельчатые мембраны прессуются в пресс-формах. Материал —
четырехслойная ткань бельтинг по ГОСТ 2924—67, с двух сторон покры-
тая маслостойкой резиной. Толщина мембраны 6...7 мм. Наряду с тарель-
чатыми применяются плоские мембраны, вырезаемые из листовой техни-
ческой резины по ГОСТ 7338—65 по ТУМХП 233—54р с тканевой про-
кладкой толщиной до 3 мм. Могут они вырезаться также из транспортерной
244
Таблица IV.14
Основные размеры (в мм) фланцевого пневмодвигателя одностороннего действия
с литым корпусом и тарельчатой мембраной (рис. IV. 30)
Наружный диаметр Dz Внутрен- ний диа- метр D Диаметр тарелки d Наибольшее давле- । ние штока в кгс Ход штока L о, £>3 Dt н ft 1 1г (наименьший)
корпуса мембраны корпуса мембраны
175 200 230 174 198 228 132 150 180 130 148 178 80 88 120 275 325 600 30 35 40 115 125 140 90 100 110 40 45 50 88 94 101 8 10 13 30 35 35 34 35 45 45 45 55 16 16 20
ленты по ГОСТ 20—62 и прорезиненного ремня по ГОСТ 101—54 толщи-
ной от 4 до 6 мм.
На рис. IV.31 изображен мембранный пневмодвигатель двустороннего
действия для вращающихся приспособлений, устанавливаемых на шпин-
делях токарных станков средних размеров. Двигатель монтируется на
левом конце шпинделя с помощью промежуточного фланца.
Корпус двигателя состоит из двух тарелок 1 и 2, между которыми
вместе с промежуточным диском 3 закреплены две резиновые мембраны 4,
изготовленные из плоских резиновых листов; применение двух мембран
исключает возможность отрыва диска штока от мембраны при ходе в обе
стороны. Диск 5 соединен со штоком 6 и мембранами. Под действием сжа-
того воздуха мембраны 4 имеют возможность перемещаться вправо или
влево вместе со штоком 6, который при помощи резьбового отверстия со-
единяется с тягой, связанной с зажимным устройством приспособления.
Воздухоприемная муфта 7 во время работы не вращается, а перемещается
в осевом направлении вместе со штоком 6 привода. Полукольца 8 удержи-
вают муфту 7 от продольных смещений под действием сжатого воздуха.
Для облегчения массы корпуса, и крышки вращающихся пневмодвигате-
лей рекомендуется отливать из алюминиевого сплава.
Основные размеры мембранных пневмодвигателей приведены
в табл. IV. 15.
Таблица IV. 15
Основные размеры (в мм) вращающихся мембранных пневмодвигателей
двустороннего действия (по рис. IV.31)
L D d d. I Усилие в кгс на штоке при р — = 4 кгс/см?
наиболь- ший наимень- ший
230 206 96 400 150 40 М24 20 2400
235 215 109 320 100 30 М20 20 1850
245 221 113 400 125 40 М24 24 3150
Оригинальная и компактная конструкция пневмодвигателя односто-
роннего действия с рабочим ходом тяги справа налево показана на
рис. IV.32. Она применяется на токарных и револьверных станках не-
большой мощности, а для уменьшения нагрузки на шпиндель изготов-
ляется из алюминиевого сплава.
24?
Воздух из сети поступает в неподвижную муфту 1, относительно кото-
рой на шарикоподшипниках вращается палец 3, прикрепленный
к крышке 5. Глухая гайка 2 с прокладкой служит для крепления наруж-
ного кольца левого подшипника и одновременно исключает утечку воз-
духа из муфты; через масленку 4 обеспечивается смазка подшипников.
Рис. IV.31. Вращающийся мембранный пневмодвнгатель двустороннего действия
Мембрана 6 с шестнадцатью винтами закреплена между крышкой 5 и
корпусом 7 и под действием сжатого воздуха перемещает связанную с ней
тарелку 8. Тарелка действует на два рычага 10, установленных на осях
в корпусе 7. Рычаги при повороте своим коротким плечом нажимают на
планку 9 и перемещают связанную с ней тягу 11 справа налево; тяга
через рычажный механизм патрона 12 перемещает кулачки к центру,
и обрабатываемая деталь зажимается.
При внутреннем диаметре мембраны 150 мм и давлении воздуха
5 кгс/см3 пневмодвигатель развивает силу на тарелке 8, равную примерно
246
600 кгс. Так как отношение плеч рычагов 1 : 2, то сила на тяге 11 равна
1200 кгс. При переключении распределительного крана тарелка 8 с мем-
браной возвращается в исходное положение под действием двух пружин 13,
упирающихся в корпус 7 и в головки винтов 14, ввернутых в планку 9.
Тяга И также возвращается в исходное положение пружиной (на чертеже
не показана).
На рис. IV.33 показан универсальный приставной мембранный пневмо-
двигатель, а на рис. IV.34, а...г—примеры его использования для зажима
деталей в приспособлениях. В корпус 1 двигателя (рис. IV.33) вмонти-
Рис. IV.32. Вращающийся мембранный пневмодвигатель одностороннего действия
рованы две резиновые мембраны 3, между которыми установлен шток 4.
В сквозном окне штока размещен конец рычага 2, качающегося на оси 5.
Направляющий распределитель (кран) 6 смонтирован непосредственно
в корпусе привода и управляется рукояткой 7. Для уменьшения трения
на отростки рычага установлены ролики 8.
При указанных на чертеже размерах и давлении 4 кгс/см2 двигатель
развивает на рычаге усилие 300Э кгс; рабочий ход 15 мм.
В рассмотренной конструкции почти нет трущихся частей (кроме
шарниров), не нужны уплотнения, исключена утечка воздуха. Поэтому,
если не требуется большой линейный ход, приставные мембранные пневмо-
двигатели следует предпочитать приставным пневмоцилиндрам.
" В настоящее время большое распространение получают пневмодвига-
тели, встраиваемые в корпус переналаживаемых и универсальных приспо-.
соблений (пневмоподставки, тиски, скальчатые кондукторы и т. п.).
В условиях крупносерийного производства экономически целесообразно
пневмодвигатели встраивать в корпуса специальных приспособлений.
Выполнение пневмодвигателей в корпусе приспособления увеличивает
компактность, уменьшается число деталей. При расположении рабочей
полости со стороны, противоположной штоку, мембрана закрывается
247
to
4^
00
стальной крышкой (рис. IV.35, а). При расположении рабочей полости со
стороны штока мембрана снаружи не закрывается, а крепится стальным
кольцом (рис. IV.35, б). В случае необходимости защиты от повреждений
или по условиям техники безопасности мебрана закрывается стальной
крышкой с отверстиями для выхода атмосферного воздуха (рис. IV. 35, в).
Рис. IV. 34. При-
меры компоновок
мембранного пнев-
модвигателя с раз-
личными специаль-
ными приспособле-
ниями
Рис. IV.35, Примеры конструкций
встроенных мембранных пневмодвига-
телей
В сравнении с поршневыми приводами мембранные пневмодвигатели
имеют ряд преимуществ:
1) у двигателей одностороннего действия отсутствуют и исключаются
утечки воздуха, а у двигателей двустороннего действия требуются уплот-
нения только штока;
2) компактность и небольшой вес; технологичность в изготовлении;
3) мембраны долговечны (выдерживают до 600 000 включений), тогда
как манжеты цилиндров выходят из строя примерно через 10 000 включе-
ний.
Основные недостатки мембранных пневмодвигателей — небольшой ход
штока и непостоянство развиваемых усилий.
Во всех случаях, когда не требуется больших перемещений и сил на
штоке, следует отдавать предпочтение мембранным пневмодвигателям.
5. элементы конструкций
И РАСЧЕТЫ МЕМБРАННЫХ ПНЕВМОДВИГАТЕЛЕЙ
Основные параметры
Расчетные диаметры D мембран (диаметры «в свету») выбираются по
ГОСТ 9887—70. Наибольшее применение в конструкциях пневмодвигате-
лей (пневмоцилиндров) получили диаметры, выбираемые из ряда: 160;
200; 250; 320 и 400 мм.
249
Таблица IV.16
Рекомендуемые толщины мембран и диаметры
опорных шайб в мм
Диаметр мембраны D Толщина мембра- ны t Диаметр опорной шайбы d
для резино- тканевых мембран для резиновых мембран
160 3...4 115 150
200 4...5 140 186
250 5...6 175 235
320 6...8 225 300
400 8...10 280 375
Толщина t мембраны вы-
бирается в зависимости от ее
диаметра D по табл. IV.16.
Диаметр d опорных шайб
(дисков) рекомендуется опре-
делять в зависимости от D и
I мембран:
1) для резинотканевых
d = 0,70;
2) для резиновых d =
= D— 2t — (2....4).
Для основного ряда диа-
метров D мембран диаметры
опорных шайб выбираются по
табл. IV.16.
Соединение опорных шайб с мембранами
и закрепление мембран в корпусе
В пневмоцилиндрах одностороннего действия соединение опорных
шайб с мембранами рекомендуется производить по рис. IV.36. Если шток 1
(рис. IV.36, а) не располагается в рабочей полости (полости давления), то
опорная шайба 2 должна свободно прилегать к мембране 3. В случае, когда
шток располагается в рабочей полости, соединение опорной шайбы с мем-
Рис. IV.36. Соединение опорных шайб с мембранами в пневмодви-
гателях одностороннего действия
браной следует производить центральной гайкой 4 (рис. IV.36, б). При еди-
ничном изготовлении допускается соединение алюминиевыми или медными
заклепками 5 (рис. IV.36, в).
В пневмоцилиндрах двустороннего действия резинотканевая или рези-
новая мембрана закрепляется между двумя опорными шайбами 1
(рис. IV.37, а); для резиновых мембран возможен вариант закрепления
двух мембран на одной опорной шайбе 1 с помощью двух гаек 2
(рис. IV.37, б). При закреплении мембраны между двумя опорными шай-
бами зажим производится площадкой, диаметр dK которой определяется
конструктивно в зависимости от толщины t мембраны.
При / = 3... 10 мм ширина К пояска закрепления берется из табл. IV. 17.
250
Таблица IV. 17
Параметры элементов закрепления мембран в мм (рис. IV.37, а и рис. IV.39)
Толщина мембраны t к аЛ 5 а? г, с Л2
3 9 3,5 .1,4 0.4 0,4 5 0,4 3
4 12 5 1.8 0,5 0,5 6 0,5 4
5 14 5,5 2,0 0,6 0,6 7 0,6 5
6 16 6,5 2,4 0,7 0,7 8 0,7 6
8 20 8 3,2 0,8 0,8 10 0,8 8
10 25 10,0 4,0 1,0 1.0 12 1,0 10
Соединение опорных шайб со штоком сваркой или гайкой с прокладкой
показано на рис. IV.36, IV.37.
На рис. IV.38 показаны основные способы закрепления мембран в кор-
пусе.
Закрепление резинотканевых мембран рекомендуется производить
с пропуском винтов 1 через мембрану 2. Для герметичности и надежности
закрепления винты следует располагать на расстоянии не менее двух диа-
метров dB винта от внутренней окружности заделки и размещать их по
окружности не реже, чем через 40—50 мм.
Резиновые мембраны рекомендуется закреплять, как показано на
рис. IV.38, б; закрепление кольцом-гайкой (рис. IV.38, в) нетехнологично
и допускается при единичном изготовлении.
На рис. IV.39 показаны элементы конструкции в зоне закрепления ре-
зиновых мембран в корпусе приспособления и на штоке. Для надежности
закрепления мембран предусматриваются круговые канавки глубиной а2
и шагом S, а для повышения долговечности — скругления краев корпуса,
опорных шайб и крепежных гаек в местах перегиба мембран радиусом,
равным их толщине (рис. IV.39, в); поверхность скругления необходимо
полировать до шероховатости класса 9 или 10. Параметры элементов за-
крепления мембран приведены в табл. IV.17.
При изготовлении мембран отверстия под крепежные винты и воздуш-
ные каналы необходимо вырубать специальными просечками, а края мем-
бран— предохранять от надрывов и надрезов.
Плоским мембранам из резины следует придавать тарельчатую форму,
вырезая их по наружному диаметру на 5... 10% больше диаметра гнезда Dx
в корпусе (см. рис. IV.38, б) и вытягивая перед закреплением штоком
с опорной шайбой.
Требования к штокам и их уплотнениям с корпусом те же, что и у порш-
невых двигателей.
Определение хода и усилия Q на штоке ’
мембранного пневмодвигателя
Усилие на штоке изменяется по мере его движения, так как на опреде-
ленном участке перемещения начинает оказывать сопротивление мембрана.
В любом месте хода усилие Q можно определить по графикам зависимости
усилия от хода, составляемым для каждого двигателя с учетом расчетного
диаметра, толщины и материала его мембраны.
Рациональная длина хода штока, при которой не происходит резкого
изменения усилия Q, зависит от расчетного диаметра D, толщины t, мате-
риала и конструкции мембраны, а также от диаметра d опорной шайбы.
251
Рис. IV.37. Соединение опорных шайб с мембранами в пневмодви-
гателях двустороннего действия
Рис. IV.38. Основные варианты закрепления резинотканевых (а)
и резиновых (б, в) мембран в корпусе
Рис. IV.39. Элементы закрепления резиновых мембран: а — в
корпусе; б — на штоке; в — схема скругления краев дета-
лей камеры и опорных шайб в местах закрепления диафрагмы
252
Таблица IV. 18
Усилия Q на штоке мембранных двигателей (пневмоцилиндров)
двустороннего действия
Резинотканевые мембраны Резиновые мембраны
Усилие на штоке в кто
Диаметр мембраны в свету D в мм в исходном положении при ходе 0,3£> для тарельчатых и 0,070 для плоских мембран в исходном положении при ходе 0,220
125 350 270 475 375
160 570 435 - 720 615
200 900 680 1000 .. 975
250 1400 1100 1730 1550
320 2300 1750 2900 2500
400 3600 2700 4650 4200
Таблица IV. 19
Материал деталей мембранных двигателей
Детали Материалы Покрытие
Наименова- ние Марка Номер ГОСТ
Корпуса Чугун Сталь Алюминие- вый сплав Пластмас- са, волок- нит СЧ 21-40 35 АЛ9В АЛ 10В 1412—70 1050—60 2685—63 5689—73 Фосфатировать, красить То же Красить
Опорные шай- бы (диски) Сталь 35 . 1050—60 Оксидировать
Мембраны Ленты транспортер- ные тканевые прорези- ненные Ремни плоские при- водные тканевые проре- зиненные Резина с тканевой прокладкой маслостой- кая марки А мягкая Резина с тканевой прокладкой 20—62 101—54 7338—65 ТУМХП 233—54р —
Прокладки Паронит — 481—71 —
Примечание. Материалы штоков и их уплотнений те же, что и у поршневых двигателей.
253
Для мембран с нормальными расчетными диаметрами D и соответственно
нормальными величинами t и d (см. табл. IV. 16) рациональные длины ходов
от исходного положения мембраны (штока) показаны на рис. IV.40.
Приближенный расчет усилия Q на штоке одностороннего действия
проводится по формулам.
Для тарельчатых и плоских мембран из прорезиненной
ткани:
1) в исходном положении штока
Q = ^(D + d)2p-P;
Рис. IV.40. Рациональные длины ходов штока от исходного положения: а — та-
рельчатой прессованной резинотканевой мембраны из ткани бельтинг по
ГОСТ 2924—67; б — плоской резинотканевой мембраны; в — плоской резиновой
мембраны с тканевой прокладкой или без иее
2) в положении после перемещения на расстояние 0,30 для тарельча-
тых и 0,070 для плоских мембран
Q=_07|£L(D + d)2p — р.
Для плоских резиновых мембран:
1) в исходном положении
2) в положении после перемещения на расстояние 0,220
Q = ^Ld-p — Р.
. Здесь О и d — диаметры мембраны («в свету») и опорной шайбы; р —
давление сжатого воздуха (манометрическое) в кгс/см2; Р — усилие воз-
вратной пружины в кгс, определяется так же, как и для поршневых двига-
телей.
Определение приближенной величины усилия на штоке пневмоцилин-
дра двустороннего действия при d = 0,70 для резинотканевых мембран
и d = D — 2t—(0,2...0,4) см для разиновых мембран при давлении
р = 4 кгс/см2 производится по табл. IV. 18.
Материалы для изготовления деталей пневмоцилиндра указаны в
в табл. IV. 19.
6. ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА И ПНЕВМОПАНЕЛИ
В пневмоприводах приспособлений и в пневмосистемах станков ис-
пользуется разнообразная распределительная и контрольно-регулирую-
щая аппаратура:
1) для включения (пуска) реверсирования и выключения пневмодвига-
теля — распределительные краны и клапаны с ручным управлением и
пневмораспределители с автоматическим управлением;
• 254
2) для регулирования давления в полостях цилиндра — пневмокла-
паны давления;
3) для регулирования скорости движения поршня — дроссели (регуля-
торы потока);
' 4) для торможения поршня в конце хода — тормозные золотниковые
устройства;
5) для последовательного включения двух пневмодвигателей одного .
приспособления — краны последовательного включения;
6) для предотвращения аварии в случае внезапного падения давления
воздуха в сети — обратные клапаны и реле давления;
7) для очистки сжатого воздуха от влаги и механических примесей —
фильтры-влагоотделители;
8 7 S
шпинделя токарного стайка:
1 — вентиль; 2 — фйльтр-влагоотделитель; 3 — распределительный кран; 4 —
обратный клапан; 5 — маслораспылитель; 6 — реле давления; 7 — манометр;
8 — регулятор давления; 9 = вращающийся цилиндр; 10 — воздухоподводящая
муфта
8) для насыщения сжатого воздуха распыленным маслом (масляным
туманом), смазывающим трущиеся детали пневмо двигателя, — маслорас-
пылители (пневматические масленки);
9) для подключения пневмопривода к цеховой пневмосети или его от-
ключения на время длительных перерывов в работе — вентили (вводные
краны).
При автоматизации цикла работы приспособления или станка на базе
путевой пневмоавтоматики дополнительно применяются:
1) для автоматического управления воздухораспределителями — трех-
ходовые клапаны или пневматические путевые выключатели (ППВ);
2) для образования пауз (задержек) в движениях, предусмотренных
циклом, — пневмоклапаны выдержки времени и т. п.
В зависимости от требований, предъявляемых к пневматическому при-
воду, выбирается тот или иной комплект необходимой пневмоаппаратуры.
Так, например, на рис. IV.41 показана типовая схема пневмопривода с вра-
щающимся пневмоцилиндром и нормальным комплектом пневмоаппара-
туры, смонтированным на передней бабке токарного станка.
Из рассмотрения схемы можно видеть, в какой последовательности
должны располагаться аппараты. Непосредственно за запорным вентилем
(ГОСТ 9086—66) или пробковым краном (ГОСТ 2704—66) располагается
фильтр-влагоотделитель (ГОСТ 17437—72), очищающий воздух от влаги и
механических примесей сразу же у входа в пневмосеть станка. Маслорас-
255
пылитель должен располагаться как можно ближе к пневмодвигателю
(он его смазывает). Обратный клапан, перекрывающий путь потоку сжатого
воздуха из полости двигателя при внезапном падении давления в сети и
предохраняющий от аварий, ввинчен в корпус распределителя.
Рис. IV.42. Блок подготовки воздуха:
I фильтр-влагоотделителы 2 — соединительный штуцер; а, 4 — регу-
лятор давления с манометром; 5 — маслораспылитель
Рис. IV-43. Схема пневмопривода к токарному станку модели 1А62;
/ — фильтр-влагоотделитель; 2 — маслораспылитель; 3 — регулятор дав-
ления; 4 — распределительный кран с обратным клапаном; 5 — воздухо-
подводящая муфта (МН 3452 — 62); 6 — пневмодвигатель; 7 —манометр
В приводах стационарных приспособлений, в пневмосистемах станков
и в ряде других случаев влагоотделитель, регулятор давления и маслорас-
пылитель часто соединяют в так называемый блок подготовки воздуха
(рис. IV.42). Когда регулировать давление не требуется (например, в слу-
чае выполнения на станке одной постоянной операции), регулятор из блока
исключается.
256
Обязательным минимальным набором пневмоаппаратуры любого при-
вода должны быть: распределительный кран, маслораспылитель и фильтр-
влагоотделитель.
Аппараты резьбового присоединения (фильтр-влагоотделитель и др.)
монтируются при помощи арматуры соединительных штуцеров с кониче-
ской резьбой по ГОСТ 6111—52. Аппараты стыкового соединения (распре-
делительные краны и др.) крепятся винтами непосредственно на панели или
через специальные промежуточные плиты.
Установку аппаратов на станках следует производить в местах, удоб-
ных для обслуживания и наблюдения. В то же время они не должны ме-
шать управлению станком. Так, например, монтажная схема пневмопри-
вода по рис. IV.43 позволяет свободно переключать рукоятки коробки ско-
ростей и подач.
Ниже дается описание воздухораспределительной и контрольно-регу-
лирующей аппаратуры, рекомендуемой в руководящих материалах Экспе-
риментального научно-исследовательского института металлорежущих
станков (ЭНИМС)х.
Кроме того, рассматриваются некоторые конструкции специальной
пневмоаппаратуры, получившей применение в приводах станочных при-
способлений.
Распределительные краны с ручным и ножным управлением
Распределительные краны (краны управления) служат для управления
работой пневмодвигателя. По числу рабочих позиций рукоятки (кроме
исходной позиции) и по числу каналов (ходов), по которым движется поток
сжатого воздуха, распределители делятся:
1) на однопозиционные трехходовые для управления цилиндрами одно-
стороннего действия 1 2 * * s;
2) двухпозиционные четырехходовые для управления цилиндрами
двустороннего действия;
3) трехпбзиционные многоходовые (краны последовательного включе-
ния) для одновременного управления последовательной работой двух
цилиндров.
По конструкции золотника распределители бывают: а) с плоским золот-
ником; б) с цилиндрическим золотником; в) с коническим золотником.
Так как золотник должен плотно прилегать к поверхности, по которой
он перемещается (при всех перемещениях не должна нарушаться герметич-
ность), то наиболее технологичными и надежными в работе являются рас-
пределители с плоскими золотниками. Они не теряют герметичности по
мере износа золотника, тогда как распределители с цилиндрическим золот-
ником требуют тщательной пригонки и теряют герметичность по мере
износа. Однако распределители с цилиндрическим золотником удобны
в управлении (особенно при автоматизации цикла) и поэтому находят
применение.
Распределители с коническим золотником требуют особо тщательной
пригонки и к применению не рекомендуются. Не рекомендуются также
к применению краны клапанного типа (без золотников), так как они сложны
по конструкции и громоздки.
1 Приведенные в руководящих материалах ЭНИМСа пневмоаппараты по назначению
делятся на типы, а каждый тип делится на исполнение (типоразмеры). В соответствии
с принятым классификатором типы и исполнения получили условное обозначение (шифр),
которое приводится при рассмотрении аппаратов.
s Однопозиционные, двухпозиционные и т. д. определяют число рабочих позиций руко-
ятки крана; трехходовые, четырехходовые н т. д. определяют число каналов крана.
9 М. А, Ансеров 257
На рис. IV.44 показана конструкция двухпозиционного четырехходо-
вого распределительного крана с плоским золотником (типа В71-2 по клас-
сификатору ЭНИМСа).
Кран состоит из чугунного корпуса 3 и крышки 4, между которыми по-
мещен бронзовый золотник 2 с четырьмя сквозными отверстиями и глухим
дугообразным пазом, обращенным в сторону крышки. Назначение золот-
ника — соединять полости цилиндра с сетью сжатого воздуха или атмо-
сферой. Повороты золотника на угол 30° от среднего положения произ-
Рис. IV.44. Двухпозиционный направляющий распределитель
(кран) с плоским золотником
водятся рукояткой 5 через валик 6, конец которого входит в шпоночный
паз на золотнике. Пружина 1 обеспечивает постоянный контакт хорошо
притертого золотника с крышкой, а сжатый воздух, поступающий из сети
в полость Г, дополнительно прижимает золотник к ее торцу, обеспечивая
необходимую герметичность.
В крышке крана имеются четыре отверстия. Через отверстие С воздух
поступает из сети; отверстия А и Б через отверстие в золотнике связывают
соответственно полости А и Б цилиндра с сетью; отверстие В через дуговой
паз золотника связывает полости цилиндра с атмосферой.
Как видно из схемы, при крайне правом положении рукоятки (-|~30° от
вертикального положения)отверстие с золотника совпадаете отверстием С
крышки, а его отверстие а совпадает с отверстием А крышки, и воздух из
сети, попадая вначале в полость Г под золотником, направляется в по-
лость А цилиндра. В это время из полости 5 по отверстию Б, дуговому пазу
и отверстию В воздух уходит в атмосферу. При крайнем левом положении
258
рукоятки сжатый воздух попадает в полость Б, а из полости А уходит
в атмосферу. При вертикальном (нейтральном) положении рукоятки по-
дача воздуха прекращается.
Кран может быть использован с пневматическим цилиндром односто-
роннего действия; в этом случае одно из отверстий, Б или А, закрывается
резьбовой пробкой с ре-
зиновой прокладкой. Таблица IV.20
Краны типа В71-2 Обозначение и габаритные размеры кранов типа В71-2
рассмотренной конст-
рукции делятся на типо-
размеры, указанные в
табл. IV.20.
Отличие кранов ис-
полнений В71-22, В71-23
и В71-24 от кранов ис-
полнений ПВ71-22,
ПВ71-23, ПВ71-24 за-
ключается в том, что у
последних выводные от-
верстия расположены
не сбоку, как на рис.
IV.44, а на плоскости
основания, так как они
Обозначение кранов Диаметр присоеди- нительной резьбы d Габаритные размеры в мм (без рукоятки) Наибольший рекомендуемый расход сжатого воздуха в л/мии
В71-22 ПВ71-22 К1/ А 76X62X41 50
В71-23 ПВ71-23 к?1А 90X78X50 80
В71-24 ПВ71-24 120X95X58 180
Примечание. Рабочее давление воздуха 1...6 кгс/см2.
предназначены для сты-
кового присоединения к приспособлению (станку) с помощью вспомога-
тельной плиты; выводные отверстия уплотняются резиновыми кольцами,
закладываемыми в специальные канавки (рис. IV.45). Краны первого ряда
закрепляются на обработанной плоскости двумя винтами; могут монтиро-
ваться и непосредственно на трубопроводах.
Рис. IV.45. Двухпозиционный направляющий распредели-
тель (кран) для стыкового присоединения к корпусу при-
способления (станка)
На рис. IV.46 показан трехпозиционный кран последовательного вклю-
чения типа В71-3 с плоским золотником и присоединительной резьбой
№/8". Кран предназначен для управления последовательной работой
двух цилиндров.
В крышке Экрана имеется шесть отверстий: отверстия Аъ Л2, Бг,
Б 2, соединенные трубками с одноименными полостями цилиндров 1 и 2,
одно приемное отверстие С, соединенное с сетью сжатого воздуха, и одно
. 259
Рис. IV.46. Трехпозиционный направляющий распределитель (кран)
с плоским золотником для последовательного включения двух
цилиндров
Рис. IV.47. Педальный направляющий распределитель (кран) с плоским
золотником
260
Рис. IV.48. Двухпозиционный кнопоч-
ный направляющий распределитель
(кран)
выхлопное отверстие В. В золотнике 3 имеются два глухих радиусных паза
и одно сквозное отверстие К- Как видно из схемы, при положении / руко-
ятки 5 полости Б1г Б а цилиндров соединены с сетью, а полости А1Г А2 —
с атмосферой (холостой ход обоих цилиндров). При положении II полость
А 2 второго цилиндра соединяется с сетью, а его полость Б 2 — с атмосферой
(рабочий ход второго цилиндра). При положении III полость А г первого
цилиндра соединяется с сетью, а его
полость St—с атмосферой (рабочий
ход первого цилиндра).
При изготовлении небольших дета-
лей и деталей с малым машинным вре-
менем на обработку целесообразно при-
менять распределительные краны с нож-
ным управлением; в этом случае обе
руки рабочего освобождаются для вы-
полнения других приемов.
На рис. IV.47 показана одна из та-
ких конструкций.
Обычный трехходовой кран 5 с плос-
ким золотником закрепляется на стой-
ке 1. Вместо рукоятки на валике 3 зо-
лотника установлена шестерня 4, свя-
занная с двумя реечными валиками 6.
На валиках закреплены педали 2, нажа-
тием на которые производится измене-
ние направления движения воздуха.
В ряде конструкций пневмопри-
воды применяются для приспособлений
с самотормозящими зажимными меха-
низмами (самотормозящие патроны, ти-
ски и т. п.). В этом случае сжатый воз-
дух подается в цилиндр (пневмокамеру)
только в момент зажима и разжима,
а в процессе обработки давление в поло-
стях цилиндра отсутствует, так как за-
жатая деталь удерживается самотормо-
жением.
Для таких приводов применяются
специальные конструкции распредели-
телей.
На рис. IV.48 показан кнопочный
кран с двумя цилиндрическими золот-
никами для управления пневмоцилиндром, встраиваемым в корпус патрона
или другого приспособления, имеющего самотормозящий клиновой меха-
низм. Воздух подается только в моменты зажима и разжима детали;
на время обработки обе полости цилиндра соединяются с атмосферой и
давление в них отсутствует. Стабильность зажима, обеспечиваемая само-
торможением силового механизма, позволяет не включать в монтажную
схему привода предохранительные устройства (обратный клапан, реле
давления), что упрощает схему.
В корпусе 2 крана перемещаются хорошо притертые золотники 4 и 5.
Воздух из сети по штуцеру 1 поступает в поперечное отверстие К и далее
в полости между рабочими цилиндрическими поясками золотников. При
нажиме на левую кнопку воздух по отверстию А поступает в полость А
цилиндра (зажим). Как только кнопка будет отпущена и золотник под дей-
ствием пружины 6 вернется в исходное положение, воздух из полости А
261
через отверстие в гайке 3 уйдет в атмосферу. То же повторяется при на-
жиме и отпуске правой кнопки; воздух по отверстию Б поступает в по-
лость Б цилиндра, а при снятии пальца с кнопки уходит в атмосферу.
Во время обработки детали обе кнопки оттянуты пружинами.
На рис. IV.49 показана оригинальная конструкция двухпозиционного
распределительного клапана, разработанного для управления приводами
токарных пневматических патронов. Во время обработки детали нижние
46
А-А
S3
Рис. IV.49. Двухпозицион-
ный распределительный кла-
пан
клапаны 1 и 4 перекрывают каналы а и б и путь сжатому воздуху из сети
закрыт. В этот период обе полости цилиндра через трубки в, г и отвер-
стия д соединены с атмосферой.
При повороте рукоятки управления связанный с ней кулачок (на чер-
теже не показан) опускает один из плунжеров 2 или 3 и сжатый воздух
поступает в соответствующую полость цилиндра. При переводе рукоятки
и кулачка в нейтральное положение плунжер и клапаны под действием
пружины возвращаются в исходное положение, а воздух (после зажима
или разжима) немедленно уходит в атмосферу.
Пневмоклапаны давления
При обработке тонкостенных деталей, во избежание их деформации
при зажиме, необходимо снижать давление в полости цилиндра (пневмо-
двигателя) и, следовательно, уменьшать исходное усилие на штоке. Для
этой цели применяются мембранные и поршневые пневмоклапаны давле-
ния, которые позволяют регулировать давление в полости цилиндра при
настройке привода, а затем автоматически поддерживают его постоянным
262
независимо от колебания давления в цеховой сети. Основные параметры
и размеры пневмоклапанов регламентированы ГОСТ 18468—73. Сущест-
вуют различные конструкции редукционных пневмоклапанов.
Рекомендуется применять редукционные клапаны с резиновой мембра-
ной,. обладающие более высокой чувствительностью и надежностью по
сравнению с поршневыми регуляторами.
Рис. 1V.50. Пневмокла-
пан давления типа В57-1
с резиновой мембраной:
I — винт; 2 — стакан; 3 —
клапан; 4 — гайка; 5—пру-
жина; • 6 — вкладыш; 7 —
корпус; 8 — мембрана; 9 —
толкатель; 10 — пружина
Мембранные пневмоклапаны давления типа В57-1 по классификатору
ЭНИМСа делятся на типоразмеры, указанные в табл. IV.21.
Конструкция . пневмоклапана давления типа В57-1 показана на
рис. IV.50.
Сжатый воздух подводится к отверстию П. Пружина 10 через толка-
тель 9 отжимает клапан 3, образуя кольцевую щель для прохода сжатого
воздуха в отводное отверстие О.
Сила пружины 10 уравновешивается силой давления сжатого воздуха,
поступающего в полость М через отверстие А.
Если давление в отводном отверстии О упадет ниже заданной величи-
ны, то указанное равновесие нарушится. Мембрана 8 прогнется и через
толкатель 9 отожмет клапан <3, увеличив проход воздуха из отверстия П
в отводное отверстие О. Тем самым давление на выходе клапана поддержи-
вается относительно постоянным и соответствует натяжению пружины 10.
Настройка требуемого давления на выходе производится с помощью
винта 1.
263
Таблица IV.21
Обозначение и основные параметры мембранных пневмоклапанов давления
типа В57-1
Обозначение типоразмера регулятора давления Диаметр присоедини- тельной резьбы d Габаритные размеры (см. рис. IV.50) D X Н X В Наибольший расход сжа- того воздуха в м8/мин Давление р в кгс/см2 * *
наибольшее на входе регулятора наименьшее на выходе регулятора
В57-13 Ks/S" 86Х 150Х 160 0,4 6 1 .
В57-14 кче 86Х 150Х 160 0,9 6 1
В57-16 XI" 115X200X190 2,5 6 1
Для сохранения постоянства давления в отводной магистрали регуля-
тора давления при изменении расхода воздуха от наименьшей до наи-
большей рекомендуемой величины сжатый воздух подводится в полость М
через отверстие А (малого диаметра), просверленное в узкой части отвод-
ного отверстия О.
Когда пружина 10 полностью отпущена, клапан 3 перекрывает про-
ход воздуха из отверстия П в отверстие О с помощью пружины 5.
Для лучшего уплотнения клапан 3 снабжен вкладышем 6 из маслостой-
кой резины.
Пневмо дроссели с обратным клапаном
и тормозные золотниковые устройства
Эти дроссели предназначены для регулирования расхода воздуха
(а следовательно, и скорости движения поршня) в одном направлении
и обеспечения свободного прохода в обратном направлении.
Пневмодроссели могут применяться:
1) в приводе с одним цилиндром, когда необходимо иметь замедленный
рабочий ход (чтобы, например, смягчить удар при зажиме и не сдвинуть
установленную деталь) и быстрый холостой;
Рис. IV.51. Игольчатый (а) и клапанный (б) дроссели с обратным кла-
паном
2) в приводе с двумя сблокированными цилиндрами, из которых один
должен, например, обеспечить медленное перемещение крупной детали
при ее базировании, а второй — быстрый ее зажим.
Дроссели рекомендуется устанавливать не на входе сжатого воздуха
в рабочую полость двигателя, а на выходе отработанного воздуха из про-
тивоположной полости двигателя (дросселирование на выходе).
Применяются игольчатые, клапанные и щелевые дроссели.
На рис. IV.51, а показан игольчатый дроссель. В его корпусе, парал-
лельно с иглой 1, встроен обратный клапан. При рабочем замедленном
264
ходе поршня поток воздуха из сети направляется в кольцевой зазор Д,
регулируемый иглой, и одновременно поджимает шарик 2 обратного кла-
пана к седлу. При холостом ускоренном ходе воздушный поток меняет
направление, открывает шариковый клапан и через клапанное и дроссель-
ное отверстие уходит в атмосферу.
В клапанном дросселе (рис. IV.51, б) регулирование кольцевой щели А
между коническим клапаном 2 и.конусным отверстием в корпусе <3 произ-
водится вращением накатанной головки 4. В зависимости от ширины щели
изменяются скорость наполнения цилиндра воздухом и скорость рабочего
хода поршня. При обратном движении воздуха он отталкивает клапан 2,
Рис. IV-.52. Щелевой дроссель с обратным клапаном типа В77-1
сжимая пружину 1, и свободно уходит в атмосферу (ускоренный холостой
ход).
На рис. IV.52 показан дроссель с сегментной щелью и обратным кла-
паном типа B77-I. Эти дроссели делятся на типоразмеры, указанные
в табл. IV.22.
Таблица IV.22
Обозначение и основные параметры дросселей с обратным клапаном типа В77-1
Обозначение типоразмера Диаметр при- соедин нтельиой резьбы d в мм Габаритные размеры D X L в мм Рабочее давле- ние р в кгс/см2 Давление, при котором открывается обратный клапан, р в кгс/см2
В77-12 38X95
В77-13 №/s" 38X95 От 2 до 6 Не более 0,35,..0,40
В77-14 56X114
При подводе сжатого воздуха к отверстию П клапан <3 с вкладышем 4,
преодолевая сопротивление слабой пружины 2, отжимается от седла
(торца ниппеля 5), и основной поток сжатого воздуха свободно проходит
в отверстие О через полость С и отверстия в клапане.
При изменении направления потока, т. е. при подводе сжатого воздуха
к отверстию О, клапан 3 прижимается вкладышем 4 к седлу ниппеля 5
усилием пружины 2 и давлением сжатого воздуха. В этом случае сжатый
воздух проходит через отверстия клапана 3 в полость С, откуда через паз
265
М, эксцентричную выточку Г, кольцевую канавку Т и отверстия Р посту-
пает в отверстие 77.
Расход сжатого воздуха через аппарат при потоке его в направлении
от отверстия О к отверстию 77 регулируется поворотом втулки 6 относи-
тельно корпуса 1 и кольца 8, которое жестко скреплено с корпусом штиф-
том 7.
В положении, показанном на рис. IV.52, дроссель обеспечивает макси-
мальный расход воздуха. При повороте втулки против часовой стрелки
проходное сечение эксцентричной выточки уменьшается. Для более плав-
ного регулирования расхода воздуха при малом проходном сечении на
поверхности корпуса 1 в конце поперечного паза М сделана эксцентрич-
ная прорезь треугольного сечения («усик»).
Стопорная гайка 9 предназначена для жесткой фиксации отрегулиро-
ванного положения втулки 6.
Регулирование дросселя при проходе воздуха из отверстия О к отвер-
стию 77 производится при повороте втулки на угол от 0 до 180°.
При совмещении риски на кольце 8 с цифрой 9 на втулке 6 обеспечи-
вается полное открытие дросселя. При совмещении риски с нулем расход
через дроссель определяется лишь незначительными утечками. Ограниче-
ние угла поворота втулки осуществляется упором 10.
Дроссели обеспечивают замедленный ход на всем пути движения
поршня; в результате увеличивается время срабатывания двигателя.
С помощью тормозных золотниковых устройств (клапанов) можно снижать
скорость только в конце хода поршня, предотвращая удары поршней о
крышки и резкие толчки при зажиме деталей.
Для целей торможения применяются или цилиндры специальной кон-
струкции (ГОСТ 15608—70), или тормозные золотниковые устройства
типа В77-3 (типоразмеры В77-33, В77-34, В77-36).
Регулирование последовательности срабатывания
двух цилиндров одного приспособления
Необходимость последовательного срабатывания цилиндров, управляе-
мых общим распределительным краном, возникает, например, в случае,
когда один цилиндр досылает деталь до установочных поверхностей при-
способления, а второй после этого зажимает ее окончательно. Эту задачу
можно решить одним из следующих способов:
1) применением цилиндров разных диаметров и объемов; при одновре-
менном подводе воздуха малогабаритный цилиндр срабатывает первым;
2) уменьшением скорости заполнения воздухом одного из двигателей
путем уменьшения проходного сечения канала, т. е. путем применения
регулируемого или постоянного дросселя;
3) применением трехпозиционного крана последовательного действия
(см. рис. IV.46);
4) применением автоматических регуляторов, обеспечивающих после-
довательное включение цилиндров.
Дроссели постоянные рекомендуются к применению в приспособлениях
с двумя двигателями, когда требуется незначительная задержка в срабаты-
вании одного из двигателей, не изменяемая в процессе работы приспособ-
ления.
Проходное сечение дросселя подбирается при отладке приспособления,
когда устанавливается требуемая величина задержки срабатывания.
На рис. IV.53 показаны дроссели разных конструкций.
На рис. IV.54 показаны два варианта автоматических регуляторов,
обеспечивающих последовательное включение цилиндров. При наличии
в сети регулятора, изображенного на рис. IV.54, а, воздух вначале посту-
266
Рис. IV-53. Дроссели постоянные: а — при разводке воз-
духа трубками; б — при возможности углубления резьбы
под штуцер; в — при затруднении в выполнении отвер-
стия диаметром 0,75 — 1 мм; а — при разводке воздуха
по каналам в корпусе
Рис. IV.54. Автоматические регуляторы
267
пает только в первый цилиндр, так как доступ во второй закрыт шариком 4
обратного клапана. Как только движение поршня первого цилиндра пре-
кратится, давление в полости А возрастет и клапан 1, сжимая пружину 2,
отпустится вниз. После этого сжатый воздух поступает во второй цилиндр
через канал Б. При обратном движении воздух выходит из цилиндров одно-
временно; в частности, из второго цилиндра воздух выходит через обратный
клапан с шариком 4. Момент начала включения второго цилиндра регули-
руется поджатием пружины 2 резьбовой пробкой <3.
В другом регуляторе (рис. IV.54, б) воздух из сети поступает в первый
цилиндр. Когда давление в цилиндре достигает определенного предела,
воздух отжимает подпружиненный шарик 1 и по каналам А и Б направ-
ляется ко второму цилиндру. При переключении цилиндров воздух из
первого цилиндра возвращается прежним путем, а из второго — через
каналы В, Г и Д, отжав шарик 6. Степень предварительного сжатия пру-
жин 2 и 5 регулируется резьбовыми пробками 3 и 4.
Предохранительная аппаратура
Для предотвращения аварий, связанных с падением давления в воз-
душной магистрали (ниже 3 атм), применяются два типа предохранитель-
ных устройств: обратные пневмоклапаны и реле давления. Первые пропу-
Рис. IV.55. Обратные клапаны: а — с шариком; б, в — с рези-
новыми шайбами
скают воздух лишь в цилиндр и задерживают его выход из цилиндра; вто-
рые автоматически выключают электродвигатель станка в случае падения
давления ниже допустимого.
На рис. IV.55, а показана конструкция обратного клапана с шариком.
Сжатый воздух, поступающий из сети, выталкивает шарик 1 из кониче-
ского отверстия в корпусе 2 и свободно проходит в цилиндр. При внезап-
ном падении давления в цеховой сети воздух из цилиндра устремляется
в сеть, но шарик этому препятствует.
Более надежно работает обратный пневмоклапан (рис. IV.55, б) с рези-
новой шайбой (тип B5I-1). Типоразмеры этого клапана по классификатору
ЭНИМСа:
В51-12 с присоединительной резьбой
B51-I3 с присоединительной резьбой K3IS"
В51-14 с присоединительной резьбой
В51-15 с присоединительной резьбой КДД
268
Сжатый воздух из сети отжимает подпружиненный клапан 1 и проходит
по кольцевому зазору между клапаном и корпусом 2. В другой конструк-
ции (рис. IV.55, в) пружина не требуется: воздух из пневмосети поступает
через решетчатую перегородку, которая закрывается резиновой шайбой
при его обратном движении.
Однако даже при наличии обратного клапана воздух из цилиндра
все же просачивается, давление в его полости падает, и зажим обрабаты-
Рис. IV. 56. Реле давления и схема привода с обратным клапаном и реле
ваемой детали постепенно ослабевает. В связи с этим, особенно при
работе на токарных станках, в пневмосеть следует включать реле
давления.
На рис. IV.56, а показана конструкция реле, а на рис. IV.56, б —
схема, пневмопривода, в сеть которого вмонтированы обратный пневмокла-
пан 2 и реле давления <3.
Электрические контакты реле включаются последовательно с кнопкой
«стоп» в сеть магнитного пускателя. При нормальном давлении воздуха
электроконтакты реле замкнуты, и электродвигатель, как обычно, управ-
ляется кнопками «пуск» и «стоп». При падении давления воздуха ниже
установленного электроконтакты реле размыкаются, и без ручного воз-
действия на кнопку «стоп» магнитный пускатель отключает электродви-
гатель.
Реле давления (рис. IV.56, а) состоит из силуминового корпуса 3, в го-
ризонтальном отверстии которого скользит подпружиненный поршень 2
из нержавеющей стали, а в его вертикальное резьбовое отверстие помещен
патрон 9, изготовленный из пластмассы или текстолита, с прикрепленными
к нему двумя контактными пластинами 8 из фосфористой бронзы. В отвер-
стии патрона помещен подпружиненный текстолитовый или пластмассо-
вый стержень 5 с латунным кольцом 6 и с ввинченным в него хвостовиком 4
из углеродистой стали; хвостовик проходит через продолговатое окно
поршня 2, а на его нижний конец навинчена кнопка 1 из пластмассы.
Контактное устройство закрыто пластмассовым колпачком 10.
269
Из цеховой воздушной магистрали сжатый воздух проходит через
запорный кран 1 (рис. IV.56, б) и далее через обратный клапан 2 и распре-
делительный кран 4 попадает в цилиндр 5. Одновременно воздух оказы-
вает давление на поршень 2 реле (рис. IV.56, а), который, сжимая пру-
жину 11, перемещается в крайнее левое положение, а его уступ входит
в зацепление с заплечиком хвостовика 4 стержня 5 и удерживает его от
опускания. В таком положении контактные пластины 8 прилегают к латун-
ному кольцу 6 на стержне 5, замыкают цепь, и электродвигатель работает.
При падении давления воздуха ниже предусмотренного настройкой
реле пружина И выводит поршень из сцепления с уступом на хвостовике 4
стержня 5, и стержень под действием пружины 7 опускается вниз. При этом
контактные пластины 8 попадают на пластмассовую поверхность стержня 5,
цепь катушки магнитного пускателя размыкается и электродвигатель
станка останавливается.
После восстановления нормального давления в сети электродвигатель
включают нажатием кнопки 1. Предельное давление, при котором срабаты-
вает реле, регулируют винтом 12, сжимая пружину 11.
В отличие от обратных клапанов, показанных на рис. IV.55, в корпусе
клапана, включенного в рассмотренный пневмопривод, имеется четыре
отверстия: два для присоединения к трубопроводу, одно для свинчивания
с реле давления и одно для установки манометра.
Фильтры-влагоотделители и маслораспылители
Фильтры-влагоотделители воздушные (ГОСТ 17437—72) предназна-
чены для очистки сжатого воздуха от влаги и механических примесей.
Попадающий в полость аппарата воздух мгновенно расширяется, при этом
охлаждается, а сконденсированные водяные пары оседают в виде капелек
и удаляются по мере заполнения резервуара для сбора конденсата.
В соответствии с ГОСТ 17437—72 эти аппараты изготовляются трех
типов:
тип 1 — центробежного действия, без фильтрующего элемента, с флан-
цевым креплением и ручным отводом конденсата;
тип 2 — центробежного действия с фильтрующим элементом, резьбо-
вым креплением, ручным и автоматическим отводом конденсата, в восьми
исполнениях;
тип 3 — контактного действия с резьбовым креплением, ручным и
автоматическим отводом конденсата, в восьми исполнениях.
Степень влагоотделения (отношение количества воды и масла в жидком
состоянии, уловленного фильтром-влагоотделителем, к их общему содер-
жанию в воздухе до фильтрации, выраженное в процентах) должна быть
не менее: 85% для типа 1, 90% для типа 2 и 95% для типа 3 с номинальной
тонкостью фильтрации 1 мкм.
Степень очистки воздуха фильтрами-влагоотделителями типа 3 с номи-
нальной тонкостью фильтрации 0,2 мкм должна быть не менее 99,9%.
Минимальное давление сжатого воздуха для фильтров-влагоотделителей
типов 1 и 2 исполнений 1—8 и типа 3 исполнений 5—8 должно составлять
1 кгс/см2. Принцип работы и элементы конструкции фильтров-влагоотде-
лителей типа 2 показаны на рис. IV.57. Сжатый воздух через отверстие П
проходит в прозрачный стакан (резервуар) 2 через щели отражателя 7
и получает движение по винтовой линии. Мелкие частицы воды, находя-
щиеся в потоке воздуха во взвешенном состоянии, под действием центро-
бежных сил отбрасываются на стенки стакана 2, собираются на них в капли
и стекают вниз в спокойную зону, отделенную от остальной части стакана
заслонкой 5. Осушенный воздух проходит через фильтр 4, очищается от
механических примесей и поступает к выходному отверстию О. Накопив-
270
Основные параметры и размеры воздушных фильтров-влагоотделителей на рном = 10 кгс/см2 (ГОСТ 17437—72)
Таблица IV.23
э скиз Тип Условный проход в мм Пропускная в м3 Номинальная способность /мин Минимальная Номинальная тонкость фильтрации в мкм Габаритные и присоединительные размеры в мм
г л d it 1 / 32...250 6,3...400,0 2,0...125,0 80 В = 320...670 А = ПО...530 Н = 800...2800 (не Солее) Dj = 135...390 D2 = 100...350 D3 = 78... 320 b = 120...360
= w- в отб-ii
к>
Продолжение табл. IV.23
Эскиз
Тип
2
С ручным отводом С автомата ческим
конденсата гя~я ' " '
X^L.
отводом конденсата
г
(^1
3
6,3...50,0
6,3... 16,0
Условный
проход в мм
Пропускная способность в м3/мин
Номинальная Минимальная
0,20...16,0 0,04...4,0
0,125...0,800
0,2 и 1,0
Номинальная
топкость
фильтрации
в мкм
5...40
Габаритные и присоединительные
размеры в мм
В = 50...165
А = 50...165
Н = 120...420 (не более)
d = М12Х1.5...М60Х2
(ГОСТ 9150—59)
d = К1//'..Ж2"
(ГОСТ 6111—52)
В = 50...165
А = 50... 165
II = 120...420 (не более)
d = М12Х 1.5...М22Х 1,5
(ГОСТ 9150—59)
d = /О/Л W, КЧ/
(ГОСТ 6111—52)
шийся конденсат удаляется через запорный клапан 9 под действием сжа-
того воздуха. Одновременно удаляются и механические примеси, задер-
жанные фильтром 4. Контроль количества конденсата в резервуаре 2 осу-
ществляется визуально для фильтров-влагоотделителей типа 2 и 3 испол-
нений 1, 2, 5, 6. Для остальных исполнений и типа 1 визуальный контроль
не предусмотрен.
Основные параметры, габаритные и присоединительные размеры воз-
душных фильтров-влагоотделителей приведены в табл. IV.23. Технические
требования и методы испытания фильтров-влагоотделителей установ-
лены ГОСТ 17437—72.
Рассмотрим маслораспыли-
тели типа В44-2 (пневматические
масленки) с двойным распыле-
нием. Смазка цилиндров, што-
ков и золотников увеличивает
срок их службы на 50—60%,
а также увеличивает к. п. д.
пневмодвигателей.
Для целей смазки в пневмо-
сеть перед распределительным
краном (см. рис. IV.41) вклю-
чается маслораспылитель, с по-
мощью которого проходящий
через аппарат сжатый воздух
насыщается распыленным мас-
лом (масляным туманом). Масло
в виде мелких частиц диаметром
от 0,1 до 0,003 мм, взвешенных
в потоке воздуха, уносится в
пневмодвигатель и там оседает
на поверхностях трущихся пар.
Для распыления рекомендуется
применять масло Индустриаль-
ное 20 по ГОСТ 8675—62, пред-
варительно отфильтрованное от
механических примесей.
Чем меньше по размеру ча-
стицы распыленного масла, тем
Рис. IV. 57. Влагоотделитель типа В41-1:
1 — корпус; 2 — стакан; 3 — шпилька; 4 — фильтр;
5 ~ заслонка; 6 — фланец; 7 — отражатель; 8 — фу-
торка; 9 — шарик-клапан; 10 — гайка
надежнее смазка, так как крупные частицы взвешенного масла могут
сконденсироваться (осесть) на стенках трубопровода, не дойдя до пневмо-
двигателя. Поэтому рекомендуются маслораспылители с двойным рас-
пылением х.
Маслораспылитель типа В44-2 выполняется следующих типоразмеров:
В44-23 с присоединенной резьбой d = 3/8"; В44-24 с d = 1/2"; В44-26
с d = 1".
На рис. IV.58 представлен маслораспылитель типа В44-2.
Сжатый воздух из магистрали подводится к отверстию П. Проходя через
маслораспылитель, воздушный поток разделяется: одна часть его (основ-
ной поток) направляется к выходному отверстию О через щели Е, а дру-
гая — через каналы а, б и в.
Когда дроссель 4 полностью открыт, давление в резервуаре (стакан 6)
и в полости К одинаково. Поэтому каплепадения не происходит. При дрос-
селировании давление в полости К становится меньше, чем в резервуаре,
вследствие чего масло поднимается по трубке 7, отжимает шарик 8 от седла
1 Пневмоприводы без маслораспылителей эксплуатировать нельзя.
273
втулки 9 и попадает в трубку 11. Так как в зоне Р распылителя (после коль-
цевой щели) происходит местное понижение давления, то масло вытяги-
вается из трубки 11, проходит через отверстие малого диаметра распыли-
теля 1 и распыляется в потоке сжатого воздуха. Более тяжелые частицы
оседают на поверхность масла в резервуаре, а легкие, вследствие местного
понижения давления в зоне В (после щелей Е), вместе с потоком воздуха
проходят к выходному отверстию О через отверстие В в корпусе. Попадая
в основной поток воздуха, масло подвергается вторичному распылению,
и таким образом в пневмосистему поступают мельчайшие его частицы.
Рис. IV.58. Маслораепылитель типа В44-2:
1 — распылитель; 2 — пробка; 3 — корпус; 4 — дроссель; 5 — фланец; 6 — стакан; 7
трубка; 8 — шарик; 9 — втулка; 10 — пробка; 11 — трубка; 12 — колпачок; 13 — гайка
Дозировка расхода масла осуществляется дросселем 4. При полностью
закрытом дросселе разность давлений в стакане и в полости К будет наи-
большей и, следовательно, расход масла также будет наибольшим. Увели-
чение расхода сжатого воздуха, проходящего через маслораепылитель,
создает большую разность давлений в стакане и в полости К. Это вызывает
увеличение расхода масла при том же положении дросселя.
Шарик 8 препятствует понижению уровня масла в трубках 7 и 11 при
отсутствии расхода воздуха через маслораепылитель. Поэтому каплепаде-
ние начинается сразу после возобновления расхода воздуха через масло-
распылитель.
Стакан 6 заполняется маслом через пробки 10 до уровня, обозначенного
на стакане линией (маслораспылители исполнений В44-23 и В44-24).
Наличие прозрачного колпачка 12 позволяет вести визуальное наблю-
дение за каплепадением с любой стороны маслораспылителя.
Пневмопанели
В связи с широким оснащением станочных приспособлений пневмати-
ческими приводами целесообразно вместо последовательно расположенных
отдельных приборов аппаратуры (см. рис. IV.41) применять компактные
узлы аппаратуры, называемые пневмопанелями.'
274
На рис. IV.59 показана одна из конструкций панели, применяемая на
токарных станках. В небольшом корпусе 3 смонтированы обратный кла-
пан, регулятор давления и масленка.
Из цеховой пневмосети через фильтр-влагоотделитель воздух направ-
ляется в пневмопанель. Здесь он проходит через шариковый обратный
клапан 1 и по каналу К поступает в мембранный регулятор давления с ма-
нометром и далее в масленку.
Из масленки воздух, насыщенный
частицами распыленного масла, через
штуцер 4 направляется в крановый
пневмоаппарат, и далее в полости ци-
линдра.
Поступление масла регулируется
игольчатым клапаном б; давление воз-
духа регулируется гайкой 2 и контро-
лируется манометром 5.
На рис. IV.60 показана фотография
комбинированного аппарата, состоя-
щего из кранового пневмоаппарата с ру-
кояткой и регулятора давления с мано-
метром.
7. ВОЗДУХОПРОВОДНАЯ АРМАТУРА
Трубопроводы применяются жест-
кие, в виде медных, латунных или
стальных трубок, и гибкие, в виде ре-
зинотканевых рукавов.
При монтаже пневмоприводов ис-
пользуется различная соединительная
арматура — штуцера, ниппели, хому-
Рис. IV.60. Комбинированный аппа-
рат, состоящий из распределительного
крана и регулятора давления с мано-
метром
275
Рис. IV.61. Присоединение гибких резино-
тканевых рукавов: а — непосредственно на
штуцер; б — через промежуточный ниппель
тики для крепления рукавов на ниппелях, скобы для крепления трубок
к корпусу и т. п.
Резинотканевые рукава очень громоздки и поэтому в стационарных
приспособлениях не применяются. Их используют для соединения с вра-
щающимися цилиндрами на токар-
ных и шлифовальных станках или
с цилиндрами передвижных при-
способлений. Рекомендуется при-
менять резинотканевые рукава
(для газов) с внутренним диамет-
ром 12 мм; при таком внутреннем
диаметре обеспечивается потреб-
ность в сжатом воздухе большин-
ства пневматических приспособ-
лений. Резинотканевые рукава 1
(рис. IV.61) надеваются на шту-
цер 2 и закрепляются хомутиками
3 из стальной ленты; затяжка
обычной проволокой не рекомен-
дуется (рис. IV.61, а). Если по ус-
ловиям работы рукав приходится
часто устанавливать и снимать со штуцера, то следует применять креп-
ление с помощью накидной гайки 4 (рис. IV.61, б), затягивающей про-
межуточный ниппель 5.
Наряду с рукавами для подвода сжатого воздуха широко применяются
медные по ГОСТ 617—72 или латунные по ГОСТ 494—69 трубки с нар уж-
Рис. IV.62. Способы присоединения труб и арматуры: а — штуцерное соединение без
развальцовки трубы; б —• штуцерное соединение с развальцовкой трубы; в — бесштуцерное
соединение футоркой с развальцовкой; г — соединение арматуры с корпусом;
I — штуцер; 2 — затяжная гайка; 3 — промежуточная деталь; 4 — труба; 5 — ннппель; 6 — фу-
торка; 7 уплотнительное кольцо
ным диаметром 8, 10 или 12 мм и толщиной стенки 1 мм; допускается приме-
нение стальных труб по ГОСТ 8732—70 и ГОСТ 3262—62, однако следует
иметь в виду, что стальные трубки быстро подвергаются коррозии.
Способы присоединения труб показаны на рис. IV.62. Соединение с раз-
вальцовкой более надежное в отношении герметичности. При соединении
конической резьбой не требуется уплотнение; при цилиндрической резьбе
необходимо уплотнительное кольцо 7. Цилиндрическая резьба более удобна
для установки в нужном угловом положении арматуры типа тройники,
276
угольников и т. п.; цилиндрическую резьбу рекомендуется брать с посто-
янным шагом 1,5 мм.
Конструкция и размеры скоб для крепления трубопроводов, регламен-
тированные ГОСТ 16684—71...ГОСТ 16690—71, представлены в табл. IV.24,
а хомутов, предназначен-
ных для той же цели, по
ГОСТ 16691—71 и ГОСТ
16692—71 —в табл. IV.25.
Общие технические требо-
вания на скобы и хомуты
для крепления трубопро-
водов указаны в ГОСТ
16693—71.
На рис. IV.63 показаны
различные типы соедине-
ния медных или латунных
трубок. При монтаже тру-
бок необходимо соблю-
дать следующие условия
(рис. IV.64):
Рнс. IV.63. Типы соединения трубок: а — прямое про-
межуточное; б — тройниковое промежуточное; в —
обычным штуцером; г — угольником
Рис. IV.64. Схемы монтажа воздухоподводящих трубок
1) трубки не должны мешать работе; их следует по возможности рас-
полагать в полостях корпуса приспособления (станка);
2) радиус изгиба трубы должен быть не менее 2.5...3 ее диаметров
с прямыми участками влево и вправо от изгиба, как показано на
277
Таблица IV.24
Скобы для крепления трубопроводов
Скобы
Основные размеры в мм
ГОСТ 16684—71
D = 10...430;
В = 22... 50;
L — 58...545;
S= 3...6;
Н= 3...205;
А = 36...495;
d — 6,6...22,0 (Л7);
г= 4,5...9,0
Одноместные (ГОСТ 16686—71)
Для D до 65мм
D= 10...150;
В = 16...40;
L= 44...240;
S = 1,0...4,0;
Н = 8...140;
А = 28...200;
d= 5,5... 17,0 (Л,);
di= 9... 16;
Л= 2...4;
г — 3...6;
п= 2...4;
га = 10 и 16
Одноместные облегченные (ГОС1 16687—71)
D = 3...60;
В = 6...12;
L= 17...90;
S = 0,5...1,6;
Н = 2...5,4;
А = 11...80;
d= 2,4...5,5 (Л,);
г= 1,2...4,0
Двухместные (ГОСТ 16688—71)
Для D до 36мм
О = 4...110;
В = 16...30;
L = 42...310;
S = 1,0...4,0;
Н = 3...100;
А = 26... 280;
d= 5,5... 13,0 (Л7);
di= 9... 14;
h — 2 и 3;
/= 8...115;
г= 3...6;
и = 2 и 3;
г2= 10
278
Продолжение табл. IV. 24
Скоба
Основные размеры в мм
Трехместные (ГОСТ 16689—71)
О = 4...110;
В= 16...30;
L = 46... 420;
S = 1,0...4,0;
Н= 3...100;
А = 30...390;
d= 5,5...13,0 (А-,)-,
di = 9...14; >
h = 2 и 3;
1 = 12...335;
г= 3...6;
П = 2 и 3;
г2= 10
Четырехместные (ГОСТ 16690—71)
Для О So 36нм
D = 4...85;
В= 16...30;
L = 50... 430;
S = 1,0...4,0;
Я= 3...75;
А = 34...400;
d= 5,5... 13 (Д7);
di = 9... 14;
h = 2 и 3;
/ = 16...345;
г — 3...6;
ri = 2 и 3;
г2= 10
Примечание.
Материал скоб — сталь марки СтЗ по ГОСТ 380—71; скобы по ГОСТ 16687—71 могут
также изготовляться из стали марки Х18Н9Т по ГОСТ 5632 — 72 или алюминиевого сплава
марки Д16АТ по ГОСТ 4784 — 65.
Таблица IV.25
Хомуты для крепления трубопроводов
Хомуты
Основные размеры
в мм
Хомуты
Основные размеры
в мм
Односторонние
(ГОСТ 16692—71)
ГОСТ 16691—71
£>= 14...540;
А = 20... 564;
Н = 38...625
(в7);
d = М6...М24,
кл. 3;
(= 25...90
D = 14...200;
Н = 38...260
(в,);
h= 18...136
(В,)
d = М6...М16,
кл. 3;
I = 25...60
Примечание.
Материал — сталь марки СтЗ по ГОСТ 380—71.
279
рис. IV.64, а; соединять штуцера 1 и 2 прямыми отрезками труб не реко-
мендуется;
3) для облегчения монтажа форма изгиба трубок должна допускать
возможность их небольшого пружинения (рис. IV.64, б);
4) из всех вариантов монтажа следует выбирать тот, при котором длина
трубок получается минимальной, а схема — наиболее компактной
(рис. IV.64, в).
С помощью гибких шлангов и трубок осуществляется подвод воздуха
к приспособлению; подвод воздуха ко встроенным двигателям внутри при-
Рис. IV.65. Пример подводки сжатого воздуха внутренними ка-
налами
Рис. IV.66. Пример подводки сжатого воздуха наружными каналами
способления следует производить по каналам, просверленным в корпусе
или других деталях приспособления, или по каналам, профрезерованным
на поверхности корпуса и закрываемым специальными крышками (плаш-
ками) с уплотнениями. Диаметры каналов рекомендуется брать 6...8 мм;
глубина (длина) каналов не должна превышать 100. ..120 мм. Если требуется
соединять полости, удаленные друг от друга на большие расстояния, сле-
дует применять каналы, фрезеруемые на поверхностях, обычные воздухо-
проводные трубки или комбинировать различные способы подводки.
На рис. IV.65 показана система подводки сжатого воздуха в цилиндр
и пневмокамеру внутренними каналами. На рисунке: 1 — крановый пнев-
280
моаппарат, 2 — пробки (заглушки), установленные по прессовой посадке
в наружные выходы просверленных каналов.
На рис. IV.66, а показана подводка сжатого воздуха с помощью внеш-
них каналов, профрезерованных в специальной крышке (планке) 2, при-
крепленной к корпусу 7 приспособления через уплотнительную про-
кладку 3. На рис. IV.66, б наружный канал образован в корпусе 1 и при-
крыт планкой 2 также через прокладку 3.
Каналы рекомендуется фрезеровать квадратного или прямоугольного
сечения размерами 6X6 или 6x5 мм; уплотнительные прокладки необхо-
димо устанавливать на краске или лаке. Вводные отверстия в полости ци-
линдра следует преимущественно предусматривать со стороны торцов
(в крышке или днище), т. е. параллельно оси цилиндра (рис. IV.66, а).
При выполнении их перпендикулярно к оси, с выходом в зеркало цилиндра,
нельзя допускать, чтобы они перекрывались поршнем, когда он находится
в одном из своих крайних положений.
Расчет сечений воздухопроводов
Для определения необходимого сечения S (в см2) воздухопроводных
труб (каналов) необходимо задать время срабатывания пневмодвигателя
t (в с), которое обычно составляет от 0,5 до 1,2 с.
Из формул
. V , D4.
SvB100 ’
где V — объем полости двигателя в см3; ив— скорость протекания воздуха
в воздухопроводе в м/с (ив = 17...25 м/с); D — диаметр полости двигателя
в см; d — диаметр воздухопровода круглого сечения в см; L — длина
хода поршня в см, находим
V • , i/ D"L
IvbIOO ’ а У taB100
При теоретических расчетах t определяется по формулам (а) и (б) на
стр. 243.
Расчет падения давления в пневмосети
Падение давления в пневмосети определяется по формуле
Др = X -j- vly,
где X — коэффициент сопротивления, зависящий от условного диаметра
трубы и расхода воздуха, в кг/ч; I — расчетная длина воздухопровода,
равная сумме длин труб и эквивалентных длин участков местных сопро-
тивлений в м прямой трубы; d — диаметр воздухопровода в м; ов — ско-
рость протекающего воздуха в м/с; у — плотность сжатого воздуха
в кгс/см3 (при р = 4...6 атм у — 5,15...6,45 кг/м3).
Численные значения X и эквивалентных длин в работе [6] приведены
в табличной форме.
8. АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ ПНЕВМАТИЧЕСКИМИ ПРИВОДАМИ
Механизированные приводы сокращают затраты времени на закрепле-
ние обрабатываемых деталей и другие рабочие приемы и облегчают труд
станочника. Но управлять ими приходится вручную. Так как управление
в этом случае сводится к ручному переключению рукоятки кранового пнев-
моаппарата или клапана, то активизировать управление — это значит
281
автоматизировать переключение воздухораспределителей. Для этой цели
используются переставные упоры (кулачки), закрепляемые на подвижных
рабочих органах станков (на столах фрезерных станков, на гильзах шпин-
делей сверлильных станков и т. п.). При движении упоры воздействуют на
золотник или клапан пневмораспределителя одним из двух способов:
1) непосредственно;
2) дистанционно (на расстоянии) через посредство пневматических или
электрических выключателей.
Соответственно и пневмораспределители делятся на управляемые непо-
средственно от упоров и с дистанционным управлением.
Направляющие пневмораспределители, управляемые
А непосредственно от упоров
Показанный на рис. IV.67 распределитель состоит из чугунного кор-
пуса 5, втулки 6, цилиндрического золотника 2, крышек 3 и 7, пружины 8
и манжеты 4 с уплотняющим пружинным кольцом 1. В корпусе и втулке
имеются впускное отверстие А
и отверстия Б и В для последо-
вательной подачи воздуха в по-
лости цилиндра.
На золотнике образованы
три кольцевые выточки: сред-
няя широкая и две крайние уз-
кие; в последних просверлено
по четыре радиальных отвер-
Рис. IV.67. Направляющий пневмораспредели-
тель с цилиндрическим золотником, управляе-
мый упорами
стия, соединенных центральным
каналом Е. Через широкую вы-
точку и отверстие Б воздух на-
правляется в цилиндр, а через
отверстия в узкой выточке, цен-
тральный канал, полость Д и
отверстие Г выпускается из ци-
линдра в атмосферу.
При воздействии на золот-
ник какого-либо подвижного
органа станка он, сжимая пру-
жину 8, перемещается и пере-
ключает цилиндр. В этом слу-
чае сжатый воздух через отвер-
стие В поступает в цилиндр,
а через отверстие Б уходит из
цилиндра в атмосферу. Плун-
жер-золотник 2 должен быть
тщательно притерт к отверстию
направляющей втулки. Оваль-
ность и конусность допускаются не более 0,01 мм. Втулку 6 изготовляют
из латуни, а золотник 2 — из стали марки У10А с закалкой до твердо-
сти НДС 52...58; для предотвращения коррозии рабочую поверхность
золотника рекомендуется хромировать 1.
Аналогичный распределитель с цилиндрическим золотником применен
для автоматизации закрепления деталей в кондукторах при обработке на
сверлильных станках моделей 2125, 2135, 2150 и 2175 (рис. IV.68).
1 Примеры использовании воздухораспределителя при автоматизации кондукторов
см. рис. VII.74, VII.75, VII.77.
282 -
Он монтируется на плите 1, закрепляемой на корпусе у левого торца
реечного вала 7 подачи шпинделя станка. На плите кроме распределителя
установлен корпус 8 лимба 11 с кольцом 10 и фиксирующим винтом 9.
Лимб служит для отсчета глубины сверления и приводится во вращение
шестерней 12, связанной с валом 7.
В кольцевом Т-образном пазу лимба закрепляется кулачок 2, управ-
ляющий золотником 4 с роликом. При подъеме гильзы шпинделя станка
в верхнее положение кулачок наскакивает на ролик золотника и опускает
его вниз. В это время воздух из сети направляется по трубопроводу 6
в одну из полостей цилиндра, а из другой полости по трубопроводу 5 ухо-
Рис. IV.68. Узел автоматизации зажима и раскрепления деталей на
сверлильных станках
дит в атмосферу; происходит раскрепление детали. После установки
в кондуктор новой детали шпиндель опускают, кулачок сходит с ролика,
а золотник под действием пружины 3 поднимается вверх и переключает
цилиндр. К началу сверления деталь оказывается зажатой. Моменты пере-
ключения цилиндра регулируются изменением положения кулачка 2 отно-
сительно лимба.
Для автоматического управления пневмоприводами приспособлений,
устанавливаемых на столах фрезерных станков, может быть использован
распределитель (рис. IV.69), прикрепляемый к станку неподвижно. Узел
с кулачком закрепляется на боковой плоскости стола и вместе с последним
перемещается относительно распределителя. Этот узел состоит из корпуса 1
и плунжера 2, нагруженного пружиной. При движении стола и до начала
фрезерования плунжер наскакивает на рычаг 3, поворачивает его относи-
тельно оси 4 и перемещает золотник 5. В этот момент происходит зажим
обрабатываемой детали. При перемещении стола в исходное положение
плунжер снова воздействует на рычаг и перемещает его в обратном направ-
лении; происходит раскрепление детали.
При положении золотника, изображенном на рисунке, воздух из сети
через средний штуцер поступает в канал а и далее через правый штуцер —
в одну из полостей цилиндра. В это время из другой полости цилиндра
через канал б и осевое отверстие уходит в атмосферу. После перемещения
золотника 5 влево воздух из сети поступает в канал б и далее в цилиндр,
283
264
а из другой полости цилиндра через канал а и отверстия во втулке 6 (см.
сечение Б—Б) уходит в атмосферу.
Распределители с цилиндрическим золотником срабатывают при ходе
золотника 11—13 мм и не могут быть использованы при необходимости
быстро переключать цилиндр от хода медленно передвигающихся частей
станка или приспособления. Для этой цели применяются распределители,
срабатывающие при ходе золотника всего 1,5—2,5 мм. На рис. IV.70 пока-
зана конструкция клапанного распределителя для цилиндров односторон-
него действия с коротким ходом толкателя клапана.
При нахождении плунжера 4 в положении, показанном на рисунке,
сжатый воздух из магистрали поступает через открытое клапанное отвер-
стие 3 в рабочую полость а пневматического цилиндра. При перемещении
плунжера влево правое клапанное отверстие прикроется шариком 2 и
сжатый воздух никуда поступать не будет, а из цилиндра отработавший
воздух пройдет в атмосферу через открытое левое клапанное отверстие 1.
Пневмораспределители с дистанционным управлением
и трехходовые пневмоклапаны типа В76-2
Рассматриваемые ниже пневмораспределители и клапаны разработаны
ЭНИМСом.
Основанием распределителя (рис. IV.71) является плита 1 с каналами
для подвода и отвода сжатого воздуха. По верхней плоскости плиты пере-
мещается притертый к ней плоский бронзовый золотник; плоскость сколь-
жения с целью защиты от коррозии и повышения износостойкости подвер-
гается двухслойному хромированию. Золотник перемещается в алюминие-
вом корпусе 8 с помощью поршня 6 из алюминиевого сплава. Рабочие
поверхности поршня и отверстия в корпусе для повышения износостойко-
сти подвергаются глубокому анодированию. Для уплотнения поршня иа
его рабочих участках установлены стандартные, круглого сечения резино-
вые кольца 7. Постоянное прилегание золотника 2 к зеркалу корпуса
28S
Рис. IV.72. Трехходовой клапан с роликом типа В76-2:
1 — корпус: 2 — толкатель: 3 — втулка; 4, 7 — пружина; 5 — вкла-
дыш; 6 — клапан; 8 — пробка; 9, 10 — кольцо; И — крышка; 12 =—
рычаг; 13 — упор; 14 штифт; 15 — ролик
Рис. IV.73. Пусковой пиевмоклапан типа В76-2 (исполнение ДВ76-21): а —
конструкция; б — общий вид;
1 — корпус; 2 — толкатель; 3 — втулка; 4 — пружина; 5 — вкладыш; 6 — клапан;
7 пружина; 8 -» пробка; 9, 10 — кольца; 11 — стакан; 12 — Шайба; 13 — ру-
коятка; 14 — ось
286
обеспечивается пружиной 5. Во время работы распределителя золотник
дополнительно прижимается к зеркалу давлением сжатого воздуха.
Поршень 6 вместе с плоским золотником 2 может занимать два крайних
положения: правое и левое, соответствующие двум направлениям движе-
ния поршня двигателя. Перемещение золотника из одного положения в дру-
гое осуществляется давлением сж:атого воздуха, который подводится по-
очередно под торцы поршня 6 через отверстия в крышках 3. Во внутреннюю
полость 4 пневмораспределителя сжатый воздух подводится через отвер-
стие 12.
При положении поршня, изображенном на рисунке, сжатый воздух
из внутренней полости распределителя поступает через отверстие 9
в одну из полостей цилиндра двигателя; другая полость цилиндра сооб-
щается в это время с атмосферой через отверстие 10. При перемещении
поршня 6 в левое крайнее положение воздух через отверстие И поступает
в другую полость цилиндра, а из первой через отверстия 9 и 10 уходит
в атмосферу.
Дистанционное управление пневмораспределителем, т. е. автоматиче-
ское перемещение его поршня с плоским золотником, осуществляется сжа-
тым воздухом, поступающим из сети через трехходовые клапаны (пневмати-
ческие путевые выключатели ППВ), работающие от упоров. Система обес-
печивает автоматизацию цикла возвратно-поступательного движения
поршня двигателя, например цикла зажима и разжима детали в приспо-
соблении. Для пуска и остановки двигателя в систему включается трех-
ходовой пусковой клапан.
На рис. IV.72 показаны конструкция (а) и общий вид (б) трехходового
клапана с роликом и присоединительной резьбой d = Д'1//. Сжатый
воздух подводится к отверстию П. Когда ролик 15 свободен, толкатель 2
под действием пружины 4 находится в положении, показанном на
рис. IV.72, а. Резиновый вкладыш 5 клапана 6 прижимается к седлу кор-
пуса 1 усилием пружины 7 и давлением сжатого воздуха. Вследствие этого
проход сжатого воздуха к отверстию О перекрыт. Отверстие О сообщается
с атмосферой через каналы Г и А.
Если теперь кулачок, укрепленный на штоке пневматического цилин-
дра или движущейся части машины, нажмет на ролик 15, то рычаг 12
повернется вокруг своей оси, и толкатель 2 начнет двигаться вправо, упи-
раясь вначале своим торцом в резиновый вкладыш 5 и изолируя отверстие
О от атмосферы. При дальнейшем движении толкателя 2 клапан 6 отодви-
нется от седла и откроет проход сжатому воздуху из отверстия П в отвер-
стие О.
Ход ролика 11 мм, включая запас в начале и в конце хода 3 мм. Превы-
шение хода ведет к поломке аппарата. Усилие, необходимое для открытия
клапана при давлении р = 6 кгс/см2, составляет 3,5 кгс. Конструкция
пускового клапана (рис. IV.73) отличается от конструкции рассмотренного
только наличием рукоятки для управления толкателем (плунжером).
В этом исполнении воздействие на толкатель 2 клапана осуществляется
через шайбу 12 с помощью рукоятки 13, поворачиваемой вокруг оси 14.
Рукоятка может занимать два фиксированных положения: правое и
левое. В правом положении толкатель 2 клапана не нажат и, следова-
тельно, проход сжатого воздуха к отверстию О перекрыт. При переводе
рукоятки 13 в левое положение (рукоятка показана условно) толкатель 2
перемещается вниз и, упираясь своим торцом в резиновый вкладыш 5,
изолирует отверстие О от атмосферы.
При дальнейшем движении толкателя 2 клапан 6 отодвигается от седла
и открывает проход сжатого воздуха из отверстия П в отверстие О.
На рис. IV.74 показана схема автоматического управления возвратно-
поступательным движением поршня двигателя при помощи пневмораспре-
287
5
4-
12
Рис. IV.74. Схема автоматизации цикла возвратно-
поступательного движения поршня двигателя (жир-
ные линии — силовая цепь, тонкие линии — цепь
управления)
7J
сжатою ЗозЗуха
делителя и пневматических путевых переключателей (см. рис. IV.72).
В изображенном на схеме (рис. IV.74) положении шток поршня 3 нажимает
на толкатель путевого выключателя 2 и открывает доступ сжатому воздуху
по трубопроводу 4 к левому торцу поршня 6 пневмораспределителя. Пор-
шень вместе с золотником 8
перемещается вправо, и сжа-
тый воздух из сети по трубо-
проводу 13 через полость 7
пневмораспределителя и тру-
бопровод 5 поступает в левую
полость цилиндра пневмопри-
вода. Поршень 3 движется
слева направо, плунжер пу-
тевого выключателя 2 осво-
бождается, трубопровод 4 от-
ключается от сети сжатого
воздуха и соединяется с атмо-
сферой. В конце хода шток
поршня 3 нажимает на плун-
жер путевого выключателя 1
и открывает доступ сжатому
воздуху через трубопровод
12, пусковой клапан 10 и тру-
бопровод 9 к правому торцу
поршня 6. Поршень с золотником 8 передвигается влево.
Сжатый воздух из сети по трубопроводу 13 через полость 7 пневморас-
пределителя в трубопровод 11 будет поступать в правую полость цилиндра
силового привода. Поршень 3 начнет движение справа налево. Непрерыв-
Рис. IV.75. Схема автоматизации цикла возвратно-поступа-
тельного движения поршня двигателя с применением диф-
ференциального пневмораспределителя типа В63-2
ное возвратно-поступательное движение поршня 3 будет продолжаться
до тех пор, пока рукоятка пускового клапана 10 не будет поставлена в пра-
вое положение. При этом прекращаются доступ сжатого воздуха в трубо-
провод 9 и движение золотника пневмораспределителя. Поршень силового
привода останавливается в крайнем правом положении.
На рис. IV.75 показана схема управления возвратно-поступательным
движением поршня пневмопривода с помощью дифференциального пневмо-
288
распределителя типа В63-2. В отличие от схемы, приведенной на
рис. IV.74, в данном случае применяют только один клапан.
В положении, изображенном на рисунке, сжатый воздух через пневмо-
распределитель поступает в правую полость цилиндра двигателя и пор-
шень 13 перемещается влево. Одновременно сжатый воздух удерживает
поршень и золотник пневмораспределителя в правом положении, так как
площадь левой части поршня 1 меньше площади правой части, а полость 3
через трубопровод 4 и плунжер путевого выключателя 8 соединена с атмо-
сферой.
В конце хода поршня 13 влево упор 12, воздействуя на палец 9,
поворачивает кулачок 6, открывает клапан и по трубопроводу 4 в полость 3
пневмораспределителя пропускает сжатый воздух, поступающий из сети
через пусковой клапан 16 и трубопровод 7.
Под действием сжатого воздуха поршень 1 вместе с золотником 2 пере-
местится влево, так как рабочая площадь поршня справа больше рабочей
площади поршня слева. Сжатый воздух из сети через пневмораспредели-
тель будет поступать по трубопроводу 14 в левую полость цилиндра, и пор-
шень 13 начнет двигаться вправо. Правая полость цилиндра через трубо-
провод 15 и пневмораспределитель будет соединена с атмосферой. В конце
хода кулачок 11, воздействуя на палец 10, вновь повернет кулачок в поло-
жение, изображенное на схеме, соединит полость 3 пневмораспределителя
с атмосферой, поршень 1 с золотником 2 возвратится в левое крайнее поло-
жение и изменит направление движения поршня силового цилиндра.
Первоначальный пуск и остановка автоматического движения обеспе-
чиваются поворотом рукоятки пускового клапана 16. Рукоятка 5 служит
для ручного реверсирования движения поршня. Успешная работа пневмо-
распределителей зависит от качества сжатого воздуха. Воздух не должен
содержать влаги и мелких твердых частиц. В поток воздуха следует пода-
вать распыленное масло для смазки подвижных частей пневматических
устройств.
Пневмораспределители с электропневматическим управлением
типа В64-1
Применение воздухораспределителей с пневматическим управлением
требует прокладки дополнительной воздушной цепи управления и уста-
новки дополнительной пневмоаппаратуры. От этих недостатков свободны
пневмораспределители с электропневматическим управлением, в которых
используются основные детали распределителей с пневматическим управ-
лением и электромагниты.
На рис. IV.76 показана конструкция пневмораспределителя (испол-
нение В64-1) с двумя электромагнитами.
Сжатый воздух через отверстие П подводится к внутренней полости в
пневмораспределителя, затем через отверстия б малого диаметра поступает
в полости аи г под торцы поршня 3.
На рис. IV.76, а правый электромагнит показан во включенном поло-
жении, а левый — в выключенном. Якорь правого электромагнита
нажимает на стержень 5, который в свою очередь нажимает на кла-
пан управления 9 и отодвигает его влево, сжимая пружину 10 и открывая
выход сжатого воздуха из полости г в атмосферу через отверстия д и и.
Давление воздуха в полости г падает, и поршень 3 с золотником 2 переме-
щается в правое положение. Вследствие этого сжатый воздух из полости
в поступает через отверстия в одну из полостей цилиндра. Другая
полость цилиндра в это время соединяется с атмосферой через отверстия
Д, и А. При этом поршень 3 своим кольцевым выступом упирается в рези-
новый вкладыш 7 и закрывает выход воздуха в атмосферу через отверстия
д и и в течение всего времени, пока электромагнит включен.
10 М. А. Аасеров
289
. При выключении электромагнита стержень 5 освобождается, и правый
клапан 9 закрывает своим резиновым вкладышем проход воздуха из по-
лости г в отверстие и. Если теперь включить левый электромагнит, то ле-
вый клапан 9 аналогично соединит полость а с атмосферой.
Присоединительные отверстия распределителей К 3/8", К х/2"; рабочее
давление от 2 до 6 кгс/см2; время срабатывания золотника при давлении
Рис, IV.76. Пневмораспределитель с электропневматическим управлением типа
В64-1 с двумя электромагнитами: а — разрез; б — клапан управления;
1 — корпус; 2 — золотник; 3 — поршень; 4 — крышка; 5 — стержень; 6 — электро-
магниты; 7 вкладыш; 8 ₽ основание; 9 = клапан управления; 10 « пружина
р = 2 кгс/см2 не более 0,12 с. Электромагниты работают на переменном
токе с напряжением 127 В; рабочий ход 2 мм.
Пневмораспределители с дифференциальным поршнем типа В64-2
управляются только одним электромагнитом. При монтаже распределители
следует устанавливать в горизонтальном положении, чтобы при отсутствии
давления исключить самопроизвольное перемещение поршня.
Включение электромагнитов производится с помощью рычажных конеч-
ных выключателей (рис. IV.77, а). Выключатели, замыкающие или размы-
кающие цепь катушки соленоида, приводятся в действие штоком в его
конечных положениях, чем и обеспечивается реверсирование двига-
теля.
290
При нажатии на ролик I (рис, IV.77, б) рычаг 2 поворачивается и по-
средством ленточной пружины 3 поворачивает поводок 4. Связанный с по-
водком ролик 9 перемещается по планке 7, которая под действием пру-
жины 10 поворачивается вокруг своей оси и через собачки б и 8 произво-
дит переключение контактов.
После освобождения ролика 1 пружина5 возвращает систему в исходное/
положение. Пружина 3 выполняет роль амортизатора, позволяющего-
рычагу 2 отклоняться на угол значительно больший, чем требуется для
срабатывания.
На рис. IV.78 показана схе-
ма автоматизации цикла воз-
вратно-поступательного движе-
ния поршня с распределителем,
управляемым соленоидами и
путевыми конечными выключа-
телями.
.Цикл начинается нажатием
пусковой кнопки 1. Когда пор-
шень цилиндра занимает край-
нее левое положение, кулачок 8
замыкает конечный выключа-
тель 11\ в связи с этим соленоид
3 переключает распределитель
4, из которого воздух по трубе 5
поступает в левую полость
цилиндра 9, и поршень перемещается вправо; при этом кулачок 8 от-
ходит от выключателя 11, и последний размыкается.
Когда поршень приходит в крайнее правое положение, кулачок 8 нажи-
мает на ролик конечного выключателя 12, он включает соленоид 6, который
Рис. IV.78. Схема автоматизации цикла возвратно-поступатель-
ного движения поршня двигателя с применением электрических
конечных выключателей
переключает распределитель 4. В связи с этим сжатый воздух по трубе 7
из распределителя поступает в правую часть цилиндра 9, и поршень воз-
вращается в исходное положение. Затем цикл повторяется автоматически
до тех пор, пока не будет нажата кнопка «стоп». Воздух поступает по
трубе 2, скорость рабочего хода поршня регулируется дросселем 10.
В зависимости от требований, предъявляемых к построению автомати-
зированного цикла работы станка или приспособления, рассмотренные
простейшие схемы дополняются соответствующей пневмоаппаратурой
(пусковые и тормозные клапаны, реле давления, пневмоклапан выдержки
времени и т. л.).
291
9. ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИВОДЫ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ,
УСТАНАВЛИВАЕМЫХ НА ПОВОРОТНОМ ИЛИ НЕПРЕРЫВНО
ВРАЩАЮЩЕМСЯ СТОЛЕ
Поворотные (делительные) столы используются для позиционной
обработки деталей на сверлильных, фрезерных и агрегатных станках,
а вращающиеся —для непрерывного фрезерования. На столе устанавли-
вают несколько приспособлений и одновременно (при позиционной обра-
ботке) или последовательно (при непрерывном фрезеровании) обрабаты-
вают соответствующее количество деталей.
За время одного оборота стола каждое приспособление проходит через
загрузочную позицию, где производится раскрепление и снятие обработан-
ной детали и установка новой. После этого приспособление с деталью про-
ходит через рабочие позиции. Пневматический привод используется для
механизации или автоматизации зажима и раскрепления деталей в загру-
зочной позиции. Для этого у каждого приспособления (иногда у пары смеж-
ных приспособлений) имеется свой пневмоцнлиндр. Все цилиндры одно-
временно получают сжатый воздух через пневмораспределительную муфту,
расположенную в центре стола, и каждый из них переключается в загру-
зочной позиции независимо от работы других.
Переключение в загрузочной позиции для раскрепления и зажима дета-
лей производится тремя способами:
1) индивидуальным крановым пневмоаппаратом, установленным на
каждом приспособлении;
2) одним общим пневмораспределителем, установленным на загрузоч-
ной позиции;
3) специальной пневмораспределительной муфтой, обеспечивающей
автоматическое переключение каждого приспособления в загрузочной по-
зиции.
В системах с индивидуальными распределителями применяются руч-
ные устройства с плоским золотником; распределители полуавтоматиче-
ского действия, работающие от упора (кулачка) на неподвижной части
станка; пневмораспределители автоматического действия, управляемые
соленоидами при помощи упоров и путевых выключателей.
Автоматическое закрепление может применяться только при наличии
у обрабатываемых деталей вполне устойчивых баз, исключающих возмож-
ность смещения деталей при зажиме.
Пневмораспределительные муфты для подачи сжатого воздуха
в цилиндры с индивидуальными кранами
При обработке отверстий одновременно у нескольких деталей, напри-
мер по схеме, показанной на рис. IV.79, пневмораспределительная муфта
(рис. IV.80, а) устанавливается на общей неподвижной кондукторной
плите так, чтобы ее ось примерно совпадала с осью вращения стола.
Палец 5 муфты закреплен гайкой 6 на кондукторной плите 7. На пальце
по посадкеустановлена сборная втулка 4, привинченная к корпусу 1
муфты. Воздух из сети через центральный штуцер, закрепляемый в резьбо-
вом коническом отверстии пальца, поступает в канал А и далее через ра-
диальные отверстия Б попадает в кольцевую полость В муфты;
В корпусе муфты имеются выводные отверстия Г, число которых соот-
ветствует числу расположенных на поворотном столе приспособлений.
К выводным отверстиям с помощью штуцеров прикрепляются трубки,
подводящие воздух к распределительному крану цилиндра каждого при-
способления,-Между пальцем и корпусом предусмотрены уплотняющие
манжеты 2 с распорным кольцом 3. Корпус 1 муфты, связанный трубками
292
Рис. IV-80. Пневмораспределительные муфты: а — муфта, за-
крепляемая на неподвижной кондукторной плите; б — муфта,
закрепляемая в центре вращающегося стола
Рис. IV.81. Схема подвода воздуха и конструкция приспособления для непре-
рывного фрезерования головок блоков автомобильных двигателей
293
с цилиндрами приспособлений, вместе со столом свободно вращается во-
круг пальца 5.
В приспособлениях для непрерывного и позиционного фрезерования
применяется аналогичная муфта (рис. IV.80, б). Разница заключается
в том, что в этом случае муфта с помощью фланца 9 центрируется и закреп-
Рис. IV.82. Схема подвода сжатого воздуха к восьми пневмоподставкам при
непрерывном фрезеровании
ляется на поворотной части стола, а ее палец удерживается в неподвижном
положении специальным хомутиком 8, прикрепляемым к неподвижной
части станка или приспособления.
На рис. IV.81, а изображена принципиальная схема привода четырех
приспособлений, установленных на вращающемся столе для непрерывного
фрезерования головок блоков автомобильных двигателей,
Воздух из сети подается в распределительную муфту, а от нее по труб-
кам 1 поступает в распределительные краны 2 цилиндров. При подходе
приспособлений к разгрузочной позиции цилиндр каждого из них вручную
переключается с помощью своего распределителя.
На рис. IV.81, б показана конструкция одного из приспособлений.
Цилиндр 1 смонтирован на корпусе 2 приспособления. На шток поршня
294
установлена клиновая насадка 3, через которую он действует на ролик 4,
вмонтированный в толкатель 5. Давление со стороны толкателя передается
на рычаг 8, зажимающий деталь.
При переключении распределительного крана в загрузочной позиции
поршень поднимается вверх, а толкатель 5 и рычаг 8 возвращаются в ис-
ходное положение под действием пружин 6 и 7. После установки очередной
детали кран снова переключают, осуществляется зажим, и приспособле-
ние с деталью поступает в зону обработки. Медленное вращение стола
(круговая подача) позволяет выполнять этот прием, не нарушая непрерыв-
ности процесса фрезерования.
Воздух от сети подводится через шланг 9 в центральный канал А
пальца 10. От вращения палец удерживается специальным хомутиком И,
связанным с неподвижной частью станка. Из канала А по радиальным от-
верстиям воздух поступает в кольцевую полость Б и далее через четыре
радиальных отверстия В в корпусе 12 муфты и трубопроводы—в ци-
линдры приспособлений.
Пневмораспределительная муфта смонтирована на колонке 13 и вра-
щается вместе со столом.
На рис. IV.82 показан привод для восьми приспособлений, устанавли-
ваемых на вращающемся столе при непрерывном фрезеровании. Как
и в предыдущей схеме, корпус пневмораспределительной муфты 1 смонти-
рован на колонке 4 в центре стола 5 и вращается вместе с ним; палец 3
муфты удерживается от вращения хомутиком 2, прикрепленным своими
отростками к корпусу шпинделя станка.
Рабочие приспособления (наладки) монтируются на пневмоподставках 6
и приводятся в действие штоком 7 с резьбовым отверстием, в которое ввин-
чиваются тяги; конструкция тяг зависит от конструкции силовых механиз-
мов, непосредственно зажимающих обрабатываемые детали (на схеме не
показаны).
Сжатый воздух из муфты 1 через трубки 8 поступает в распределитель-
ные краны 9, смонтированные на корпусах пневмоподставок. Далее, в зави-
симости от положения рукояток, воздух через трубки 10 и И поступает
в верхнюю или нижнюю полость цилиндра.
Пневмораспределительная муфта, обеспечивающая
автоматическое бескрановое переключение цилиндров
В устройствах для непрерывной и позиционной обработки, не имею-
щих распределительных кранов, применяется муфта, показанная на
рис. IV.83.
Корпус 1 муфты с латунной втулкой 2 центрируется и закрепляется
на подвижной части приспособления и вращается вместе с ней. Палец 3
неподвижен и удерживается от поворота привернутым к нему фланцем 4,
жестко связанным с неподвижной пневмопроводной арматурой (первый
вариант), или удерживается цилиндрическим хвостовиком фланца 5 со
шпонкой 6, сопрягаемым с отверстием в неподвижной части стола (второй
вариант).
В пальце 3 имеются: канал А для подачи сжатого воздуха из сети в ци-
линдры и канал Б для отвода отработанного воздуха в атмосферу. В кор-
пусе муфты для связи с полостями цилиндра каждого приспособления
соответственно имеется по два отверстия I и II, расположенных в одной
вертикальной плоскости; число пар отверстий равно числу установленных
на столе приспособлений.
К цилиндрам приспособлений, находящихся в рабочих позициях,
воздух подводится через вертикальный и радиальный каналы А, Б, незам-
кнутую кольцевую канавку В и отверстия I. В это время нерабочие полости
295
этих цилиндров соединены с атмосферой через отверстия II, канавку Ж
и радиальный и вертикальный каналы 3 и Б.
К цилиндру приспособления, поступающего в разгрузочную пози-
цию, воздух подводится через каналы А и К, лунку И и отверстие 77;
происходит раскрепление детали. Отработавший воздух из цилиндра через
В-В
Рис. IV.83. Конструкция пневмораспределительной муф-
ты, обеспечивающей подвод сжатого воздуха и автомати-
ческое переключение цилиндров в загрузочной позиции
отверстие I, лунку Д и каналы Г и Б отводится в атмосферу. Как только
приспособление из загрузочной подходит к рабочей позиции, установлен-
ная на нем очередная деталь автоматически зажимается на все время,
пока приспособление снова не поступит в загрузочную позицию; затем
цикл повторяется.
Между вращающимся корпусом муфты и ее неподвижным пальцем
предусмотрены уплотнительные кольца круглого сечения.
ГЛАВА V
ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ, МАГНИТНЫЕ,
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ И ВАКУУМНЫЕ ПРИВОДЫ
1. ПРИВОДЫ С ГИДРАВЛИКОЙ
Большинство современных заводов имеют компрессорные установки
и обеспечены сжатым воздухом. Поэтому для механизации и автоматиза-
ции станочных приспособлений конструкторы охотно используют пневма-
тические приводы, отличающиеся простотой и доступностью. Однако
пневмоприводы работают при давлении воздуха всего лишь 4. . .6 кгс/см2,
и для случаев, когда на штоке требуются значительные усилия, прихо-
дится применять цилиндры больших диаметров (200, 250, 300 мм). При-
воды с гидравликой развивают давление до 160 кгс/см2 и выше и обладают
рядом достоинств, которые оправдывают значительные первоначальные
затраты на их изготовление.
1. Высокие давления в системе позволяют применять рабочие цилиндры
небольшого диаметра (20, 30, 40, 50, 60 мм), в результате чего конструкции
гидравлических приспособлений получаются компактными.
2. Рабочей средой в гидравлических приводах обычно является масло
индустриальное 20 по ГОСТ 8675—62, поэтому они не требуют дополни-
тельной смазки.
3. Отсутствуют неполадки, вызываемые конденсацией водяных паров
в аппаратах и трубопроводах пневматических систем (ржавчина и засоре-
ние ею аппаратов).
4. Практическая несжимаемость масла позволяет применять гидрав-
лические приводы не только для силовых механизмов, но и для точных пе-
ремещений рабочих органов станка и подвижных частей приспособлений.
Приводы с гидравликой обычно используются для зажима одной круп-
ной заготовки в нескольких точках или нескольких заготовок в многомест-
ном приспособлении. В этом случае привод снабжается соответствующим
количеством рабочих гидроцилиндров, действующих одновременно.
По источнику энергии приводы делятся на пневмогидравлические,
механогидравлические и гидравлические.
В пневмогидравлических приводах источником энергии служит сжа-
тый воздух. Механогидравлические приводятся в действие рукой рабочего.
Гидравлические приводы имеют индивидуальную или групповую насос-
ную установку, а в гидрофицированных станках приводятся в действие
от основной гидравлической системы станка.
2. ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПРИВОДЫ
Эти приводы состоят из преобразователя давления (мультипликатора),
с необходимой аппаратурой и подключаемых к нему рабочих гидроцилинд-
ров, осуществляющих зажим заготовок.
297
По принципу работы приводы делятся на две группы:
1) с преобразователями прямого действия;
2) с преобразователями последовательного действия.
Пневмогидравлические приводы питаются сжатым воздухом, посту-
пающим от цеховой сети через обычную пневматическую аппаратуру.
В сравнении с гидравлическими они имеют значительно меньший объем
масла, заполняющего полости цилиндров и трубопроводов и циркулирую-
щего в замкнутой гидравлической системе (1,5. . .3 л вместо 50. . .80 л
в баке гидравлического привода). Малый объем жидкости ограничивает
количество подключаемых к преобразователю рабочих гидроцилиндров
и ход их штоков.
С помощью пневматического регулятора давления рабочее давление
в гидросистеме привода можно регулировать от 16 до 100 кгс/см2.
Преобразователи давления прямого действия
На рис. V.1 показана схема привода, состоящего из преобразователя
прямого действия с одним подключенным к нему рабочим гидроцилиндром.
На схеме контуром А выделен собственно преобразователь давления,
состоящий из пневмоцилиндра низкого давления и гидроцилиндра
высокого давления; контуром Б обведен рабочий гидроцилиндр, свя-
занный с преобразователем трубопроводом. Преобразователь может пи-
тать маслом под высоким давле-
нием не один, а несколько ра-
бочих гидроцилиндров, разме-
щенных на приспособлении.
Преобразование (повышение)
давления происходит вследст-
вие разности диаметров D1 и d,
а следовательно, и площадей
поршней цилиндров 1 и 2.
Определение давления в ги-
дросистеме и коэффициента уве-
личения давления г. Под дей-
Рис. V.I. Схема пневмогидравлического при-
вода с преобразователем прямого действия:
А — преобразователь; Б — рабочий гидроцилиндр
ствием сжатого воздуха, посту-
пающего от цеховой сети, привод срабатывает и приходит в равно-
весие. Из условия равновесия (без учета трения) находим
Отсюда
nd2 л.0?
— = Рв-г"
(I)
Коэффициент увеличения давления
; __Рг___/ \2
Р “ Рв ~ \ d ) ’
(2)
где рг и рв — соответственно давление масла и воздуха в кгс/см2.
С учетом механического к. п. д.
(3)
где т)м — механический к. п. д. преобразователя, примерно равный 0,95.
298
При D1 = 20 см, d = 4 см, р3 = 4 кгс/см2 по формуле (3)
Рг = 4 (“T")2 Пм = 95 кгс/см2,
т. е. давление увеличивается почти в 25 раз.
Определение усилия Q на штоке рабочего гидроцилиндра. По закону
гидравлики давление жидкости передается во все стороны равномерно.
Следовательно, на поршень 3 рабочего гидроцилиндра жидкость действует
с силой (без учета сопротивления возвратной пружины)
Q = Рв ) —J— Т].
Полагая
Рв
~4~
Qi,
после преобразования окончательно получаем
/ П \2
(4)
Передаточное отношение сил
(5)
где Q — сила на штоке рабочего гидроцилиндра; Qt — сила на штоке
пневмоцилиндра; т] — к. п. д. привода; р = т]от)мг1м = 0,95 • 0,95 • 0,9
0,8; т]0 — объемный к. п. д. привода; рм, рм — механические к. п. д.
преобразователя и рабочего гидроцилиндра.
При D — 8 см, d = 4 см
(Я \ 2
—) n = 4Qin>
т. е. получаем выигрыш в силе почти в четыре раза.
Определение хода L штока пневмоцилиндра и расхода сжатого воздуха
на цикл зажима. Из равенства перемещаемых объемов жидкости найдем
связь между ходами плунжера 2 и поршня 3 рабочего гидроцилиндра
. nd2 __ . nD- .
4 4 ’
отсюда
L=Z
D \2
d ) ’
где L — ход плунжера; I — ход штока рабочего гидроцилиндра.
Учитывая потери жидкости на утечки (объемный к. п. д. т]0 = 0,95),
получаем
1= l(~\2 — = 1,05/
\ а ) х)о
( D \2
К d 7/
(6)
При тех же значениях D и d
L = 1,05-4/= 4,2/,
т. е. проигрыш в ходе штока рабочего гидроцилиндра примерно равняется
выигрышу в силе.
299
В случаях, когда преобразователь питает группу рабочих гидроци-
линдров, ход плунжера определяется по формуле
1,05/(-?-Уп, (7)
\ а } ' 7
где п — число рабочих гидроцилиндров.
Объем V (в см3) сжатого воздуха, расходуемого на один цикл зажима,
равен произведению площади поршня пневмоцилиндра 1 на его ход
V=JLD?L. (8)
При I = 1 см, L == 4,2 см и D = 20 см
V = 0,785-20М,2 = 1318,8 см3.
Порядок расчета привода:
1. Вначале определяют исходную силу Q на штоке рабочего гидро-
цилиндра и длину I хода штока. Сила Q зависит от потребной силы W
зажима и передаточного отношения i сил механизма приспособления
Ход I штока зависит от колебания размеров зажимаемой заготовки
и определяется с учетом передаточного отношения перемещений in сило-
воого механизма, на который воздействует шток
где — ход ведомого звена силового механизма.
2. Диаметр D рабочего гидроцилиндра определяют из зависимостей
ч-^-. °4Z1-
Окончательно
D=l,13 1/A. (9)
F ИГ
Расчетное давление рг обычно принимают равным 50. . .60 кгс/см2.
3. Диаметр d плунжера определяют из соотношения
d== 1,75 ... 2,5*
4. Диаметр пневмоцилиндра находят из зависимости
( Di \2
Рг = Рв ) П-
Отсюда
При расчетах обычно принимают ps — 4 кгс/см2; к. п. д. привода п =
= 0,8.
Тогда
D^O&dV^. (11)
На рис. V.2 показана конструкция преобразователя прямого действия,
питающего четыре рабочих гидроцилиндра. Воздух из сети поступает
в обратный клапан 17, распределительный край 11 и далее по трубопро-
300
воду 4 в полость А пневмоцилиндра. Под действием сжатого воздуха
поршень 5 перемещается снизу вверх, а его шток 8 (он же плунжер гидро-
цилиндра) сжимает масло в полости Б и с повышенным давлением нагнетает
его в распределительную коробку 12. Из коробки масло по гибким бро-
нированным шлангам поступает в рабочие гидроцилиндры. Штоки по-
Рис. V.2. Конструкция пневмогидравлического преобразова-
теля давления прямого действия
следних, действуя на силовые механизмы приспособления, зажимают де-
тали, а в это время воздух из верхней полости пневмоцилиндра В через
трубопровод 7 и распределительный кран уходит в атмосферу. Давление
контролируется манометром 10, связанным с гидросистемой трубопрово-
дом 9.
При переключении рукоятки крана сжатый воздух поступает в верх-
нюю полость В пневмоцилиндра, а из нижней полости А уходит в атмо-
сферу. В это время поршни рабочих гидроцилиндров под действием пру-
жин возвращаются в исходное положение и освобождают детали.
301
J 2 /
Рис. V.3. Схема компактного пневмо-
гидравлического привода с преобразо-
вателем давления прямого действия
При указанных на чертеже диаметрах пневмоцилиндра (250 мм)
и гидроцилиндра (55 мм) и при ps — 4 кгс/см2 давление в гидросистеме
будет рг = 82 кгс/см2.
Первоначальное заполнение гидросистемы маслом производится через
отверстие 14 в распределительной коробке. В это время поршень 5 пне-
вмоцилиндра должен находиться в нижнем крайнем положении, а отвер-
стие 15 для выхода воздуха должно быть открыто.
Бак 16 с маслом, расположенным в верхней части привода, служит
для компенсации утечек масла через зазоры в сопряжениях и в совокуп-
ности с гидроцилиндром работает по
принципу сообщающихся сосудов; об-
ратный клапан исключает возможность
попадания масла в бак из гидросисте-
мы, когда в ней повышается давление.
Резиновый буфер 2 предохраняет крыш-
ку 1 цилиндра 3 от ударов штока. Верх-
няя часть преобразователя прикрыта
кожухом 13. Полость Б гидроцилиндра
образована в крышке 6 пневмоци-
линдра.
Преобразователь давления обычно
устанавливается сбоку фрезерного стан-
ка и через гибкие бронированные шланги питает рабочие гидроци-
линдры, вмонтированные, в корпус приспособления.
На рис. V.3 показана схема более компактной конструкции, у которой
преобразователь и рабочий цилиндр размещены в общем корпусе 5. Как
и в схеме по рис. V. 1, сжатый воздух перемещает поршень 1 пневмоци-
линдра, шток 2 которого одновременно является плунжером гидроци-
линдра. Давление жидкости передается поршню 3 рабочего гидроцилиндра;
поршень имеет форму стакана. Жидкость поступает по каналу А и одно-
, Г. "тО2
временно давит на дно и фланец стакана, т. е. на площадь г— ——.
В исходное положение вся система возвращается под действием пру-
жины 4.
Преобразователи давления прямого действия сравнительно просты по
конструкции и циклу работы (зажим, разжим). Однако для питания
нескольких рабочих гидроцилиндров их рекомендовать нельзя, так как
в соответствии с формулой (7) ход L становится большим, что приводит
к увеличению габаритов преобразователя.
Преобразователи давления последовательного действия
Эти преобразователи представляют собой систему двух блоков, каждый
из которых состоит из пневматического и гидравлического цилиндров,
и работают по следующему замкнутому циклу:
1) срабатывает блок низкого давления, осуществляющий через рабо-
чие гидроцилиндры подвод прихватов (плунжеров) к поверхности заго-
товки и предварительный ее зажим;
2) срабатывает блок высокого давления, осуществляющий окончатель-
ный зажим заготовок;
3) блок высокого давления переключается на разжим, а в это время
под действием пружин или сжатого воздуха поршни рабочих гидроцилинд-
ров, а вместе с ними и масло, возвращаются в исходное положение.
Существующие разновидности преобразователей отличаются кон-
структивным исполнением блока низкого давления, который выполняется
в трех вариантах.
302
По первому варианту сжатый воздух непосредственно действует на
поверхность масла, помещенного в полости низкого давления преобразова-
теля (рис. V.4).
По второму и третьему вариантам сжатый воздух действует на
жидкость через поршень или через мембрану.
В большинстве преобразователей ступени цикла «предварительный
зажим», «окончательный зажим», «разжим» выполняются последовательно,
путем ручного переключения трехпозиционного пневмораспределителя.
Рис. V.4. Пневмогидравлический преобразователь давления последовательного действия
В отличие от преобразователей прямого действия преобразователи
последовательного действия обеспечивают экономию сжатого воздуха на
90—95% от объема, расходуемого обычными пневмоприводами той же
мощности. На рнс. V.4 показан преобразователь конструкции московского
завода «Красный пролетарий», а на рис. V.5 даны схемы подключения к нему
приспособлений.
Корпус преобразователя состоит из цилиндра 2 (рис. V.4) и сварного
стакана 5 с зажатой между ними винтами 17 перегородкой 15\ основанием
корпуса служит крышка 1 цилиндра. В перегородку и стакан по посадке
установлен цилиндр 4 высокого давления, в верхний торец которого ввин-
д
чен корпус 12 делителя потока с поршеньком 11 диаметром 25 -%- и мано-
метром.
303
Управление преобразователем производится с помощью трехпози-
ционного пневмораспределителя1. Рассмотрим последовательно все сту-
пени цикла работы преобразователя.
1. Ступень «предварительный зажим». Воздух под давлением 2. . .
. . .4 кгс/см2 поступает по трубопроводу (штуцеру) I и трубке 14 (раз-
рез Б—Б) в верхнюю часть полости А стакана 5 и, оказывая давление на
поверхность масла, залитого в стакан, перемещает его по трубке 6, шту-
церу 7, изогнутой трубке 8, штуцеру 9, ввинченному в крышку 10 клапана,
и штуцерное отверстие в корпусе 12 клапана в рабочий гидроцилиндр.
Рис. V.5. Схемы, подключения преобразователя по рис. V.4 к гидроцилиидрам приспособ-
лений: а — к цилиндру двустороннего действия; б — к цилиндру одностороннего действия;
I >— зажим предварительный; II — зажим окончательный; III — разжим в преобразователе; IV —
разжим в гидроцилиндре приспособления;
1 — влагоотделитель; 2 — регулятор давления; 3 — манометр; 4 — маслораепылитель; 5 — обрат-
ный клапан; 6 — трехпозицноиный пневмораспылитель; 7 — резиновые шланги (три); 8 — дели-
тель потока; Р — гидравлический манометр; 10 — резиновый шланг с внутренней металлической
оплеткой; 11 — муфта, быстро и надежно соединяющая гидроцилиндр с преобразователем давления
Под действием поступающего масла поршень цилиндра подводит прихват
к заготовке и предварительно зажимает ее.
2. Ступень «окончательный зажим». Переключением пневмораспреде-
лителя воздух по трубопроводу II подводится в нижнюю полость В
пневматического цилиндра 2 и перемещает вверх поршень 16 с плунже-
ром 3. Под давлением плунжера масло из полости Б через наклонный ка-
нал Д поступает в полость делителя потока, отодвигает влево поршенек 11
и по кольцевой и долевой канавкам на поршеньке и штуцерному отверстию
в корпусе делителя нагнетается в рабочий гидроцилиндр. В момент,
когда поршенек 11 перекрывает конусное отверстие, сообщающее штуцер 9
с полостью А низкого давления, образуется замкнутая гидравлическая
система, давление в которой мгновенно повышается в 25 раз, и осущест-
вляется окончательный зажим. Без учета потерь на трение
( D \2 ( 200 \2 __
A’r Рв ( д J Рв 40 J 25/7в.
3. Ступень «разжим». Очередным переключением воздух по трубо-
проводу III подводится в верхнюю полость цилиндра 2 и перемещает
поршень 16 с плунжером 3 вниз — в исходное положение. Одновременно
1 Конструкцию трехпозиционного пиевмораспределителя см. на рис. IV.46.
304
по трубопроводу и штуцеру IV воздух поступает в верхнюю полость ра-
бочего цилиндра и возвращает его поршень в исходное положение
(рис. V.5, а). Так как в это же время поршенек И (рис. V.4) клапана под
действием пружины также возвращается в исходное положение и откры-
Вид М 10
Предваритель-
ный зажим
Освобождение
детали
Узел К
12
Окончательный
зажим
Рис. V.6. Схема установки' Спаренных пневмогидравличе-
ских преобразователей давления на продольно-фрезерном
станке
вает сообщение с полостью А, то масло из рабочего цилиндра беспрепят-
ственно сливается в эту полость и система оказывается подготовленной
для повторения цикла.
Если обратный ход поршня рабочего цилиндра производится пружи-
ной (рис. V.5, б), то отверстие под трубопровод IV заглушается.
Полость А наполняется маслом через отверстие с пробкой 18 (рис. V.4),
а сливается из полости через отверстие 19. Масса преобразователя 65 кг.
При давлении воздуха в сети 2; 3; 4 кгс/см2 он соответственно развивает
305
Рис. V.7. Пневмогидравлический преобразо-
ватель давления последовательного действия
упрощенной конструкции
давление в гидросистеме 50; 75; 100 кгс/см®. Расход масла: в цилиндре
низкого давления 3000 см®, в цилиндре высокого давления 175 см3.
Для наблюдения за уровнем масла предусмотрен глазок 13 из органи-
ческого стекла.
В рассмотренном преобразователе сжатый воздух непосредственно
давит на поверхность масла в цилиндре низкого давления (см. первую
ступень цикла). Чтобы уменьшить перемешивание масла с воздухом
последний лучше подавать не не-
посредственно на масло, а через
распылительную камеру (тупико-
вую трубку с мелкими радиаль-
ными отверстиями).
По объему масла (3 л) преобра-
зователь пригоден для питания
нескольких гидроцилиндров и по-
этому, в частности, получил при-
менение для зажима деталей на
продольно-фрезерных станках
(рис. V.6).
На харьковском заводе «Гидро-
привод» передача масла под давле-
нием от пневмогидравлического
преобразователя к рабочим ци-
линдрам приспособления, установ-
ленного на столе продольно-фре-
зерного станка, осуществлена с по-
мощью специально изготовленной
поворотной стойки (рис. V.6), не-
сущей рукав высокого давления
для подачи масла и резиновый ру-
кав для сжатого воздуха. Сжатый
воздух из цеховой сети -поступает
в спаренные преобразователи 7 че-
рез влагоотделитель 1, маслорас-
пылитель 2, реле давления 3, ре-
гулятор давления 4, предохрани-
тельный клапан 5 и трехпозицион-
ный (четырехходовой) пневморас-
пределитель 6. В процессе выпол-
нения цикла масло под давлением
по шлангу А и сжатый воздух по шлангу Б поступают в рабочие гидроци-
линдры приспособления через приемные штуцеры, находящиеся у левого
торца приспособления.
Шланги вмонтированы в поворотную подвеску 9. Опорная труба 11
подвески закреплена на плите 12, на которой также установлены пневмо-
гидравлические преобразователи 7. Верхняя часть подвески 9 заканчи-
вается воронкой 10 для обеспечения большого радиуса изгиба рукавов.
Плита, преобразователи и подвеска установлены на задней стороне
станка, а распределительный кран 6 закреплен на угольнике у рабочего
места станка.
Поворотная часть подвески легко поворачивается в опорной трубке
на двух шарикоподшипниках 8 под действием натяжения рукавов по
ходу движения стола станка.
При замене приспособлений резиновые рукава легко отсоединяются
от их штуцеров с помощью накидных гаек. Рукав высокого давления для
подачи масла сопрягается со штуцером рабочего гидроцилиндра приспо-
306
собления при помощи специальной соединительной муфты с запорным кла-
паном, служащей для быстрого присоединения и отсоединения цилиндров
приспособлений от преобразователя давления.
На рис. V.7 показана упрощенная конструкция преобразователя давле-
ния, в которой, в сравнении с конструкцией на рис. V.4, отсутствует
разделительный клапан, а на его место установлен распределитель 2.
Роль разделителя полостей высокого и низкого давления в момент окон-
чательного зажима выполняет плунжер 1, который при движении вверх
перекрывает отверстия К, соединяющие цилиндры высокого и низкого
давлений.
По принципиальной схеме и по ступеням цикла работы этот преобра-
зователь аналогичен рассмотренному выше преобразователю давления
последовательного действия (см. рис. V.4) и используется на ряде
заводов.
При давлении сжатого воздуха в сети р — 4 кгс/см2 давление масла
70 кгс/см2. Объем масла в цилиндре низкого давления при осуществлении
предварительного зажима 2800 см3; объем масла в цилиндре высокого да-
вления для осуществления окончательного зажима 200 см3. Описание и
расчеты пневмогидравлических приводов см. также в работах [6, 18, 24,
28] и др.
Встроенные пневмогидравлические преобразователи давления
(приводы)
В ряде конструкций универсальных и переналаживаемых приспособ-
лений, особенно в тисках, целесообразно применять встроенный пневмо-
гидравлический привод.
На рис. V.8 в качестве примера показана конструктивная схема тисков
с встроенным пневмогидравлическим приводом, состоящим из преобра-
Рис. V.8. Тиски с встроенным пневмогидравлическим при-
водом
зователя давления прямого действия и рабочего гидроцилиндра, переме-
щающего подвижную губку при окончательном зажиме.
Пневмогидравлическое устройство тисков состоит из пневмоцилиндра А
с поршнем 7, гидроцилиндра Б с плунжером 6, пневмогидроцилиндра В
с пустотелым поршнем 5 и трехходового распределительного пневмо-
крана, закрепленного на корпусе тисков.
Сжатый воздух из сети через распределительный кран поступает в ле-
вую полость пневмоцилиндра А и, действуя на поршень 7, создает уси-
лие Qx = 250 кгс. При действии силы на плунжер 6 в гидроцилиндре Б,
а следовательно, и в правой полости цилиндра В возникает удельное да-
вление рг = 125 кгс/см2. При этом на поршне 5 создается усилие Q =
= prF — 6800 кгс (где F — площадь поршня 5), которое через винт 3 и
подвижную губку 1 тисков закрепляет обрабатываемые детали.
307
При раскреплении воздух через распределительный кран подается
в правую полость пневмоцилиндра А, из которого по каналу 2 одновре-
менно попадает в левую полость пневмогидроцилиндра В. При этом пор-
шень 7 пневмоцилиндра А, двигаясь влево, перемещает плунжер 6 в край-
нее левое положение; поршень 5 под действием сжатого воздуха вместе
с губкой 1 возвращается в крайнее правое положение, а жидкость из ци-
линдра В вытесняется в цилиндр Б и система готова для совершения но-
вого цикла. Пробка 4 закрывает отверстие для .заливки масла в гидро-
систему.
Механизированные тиски обладают универсальностью, так как с по-
мощью винта 3 их можно настраивать на расстояния I между губками
от 0 до 180 мм. Тиски с преобразователем последовательного давления
более сложны.
з. механогидравлические приводы
Ручные механогидравлические приводы (питатели) целесообразно
применять в условиях мелкосерийного и опытного производства, а также
в случаях, когда на заводе отсутствует компрессорная установка или
когда применение пневмогидравлического привода сопряжено с извест-
ными трудностями.
На рис. V.9 показана конструкция ручного винтогидравлического
питателя последовательного действия. Корпус питателя представляет
собой цилиндр 17 с крышками 4 и 12, закрепленный в стойке 18 двумя стя-
гивающими болтами /9; левая полость цилиндра и крышки 4 заполнены
маслом, а в правой размещены винты и плунжеры.
308
При вращении рукоятки 16, установленной на хвостовике винта 9,
вращается гайка-винт 8. Совместное вращение винтов обеспечивается
призматическим штифтом 13, расположенным (разрез Б—Б) в радиальном
окне винта 9 и входящим в продольный паз винта 8.
В полости поршня 6 закреплена гайка 10 винта 8, поэтому при враще-
нии винтов поршень перемещается справа налево и через штуцер 1 подает
масло в рабочие гидроцилиндры, осуществляя быстрый подвод прихватов
и предварительный зажим деталей.
При дальнейшем вращении рукоятки давление в цилиндре повышается
и одновременно увеличивается сопротивление перемещению поршня.
Под действием этого сопротивления штифт 13, отталкивая подпружинен-
ный палец 14, выходит из зацепления с винтом-гайкой 8, и далее переме-
щается лишь внутренний винт 9 с плунжером 5. Плунжер создает в системе
высокое давление, обеспечивающее окончательный зажим. Винтом 15
можно регулировать степень сжатия пружины пальца 14, а следовательно,
и уровень низкого давления, при котором осуществляется предваритель-
ный зажим.
Плунжер 5 связан с винтом 9 пружинным кольцом, а поршень 6 пре-
дохраняется от проворачивания шпонкой 7. Масло заливается через
пробку 3. Давление в полости определяется по манометру 2. Шайба 11,
установленная на шейке наружного винта 8, исключает его осевое пере-
мещение.
Техническая характеристика привода
Давление масла в кгс/см2:
при предварительном зажиме ..................... 8
расчетное максимальное при окончательном
зажиме............................... 60—70
максимальное рабочее давление ............ Не более 100
Максимальное усилие на рукоятке в кгс .... 5
Расчетный расходуемый объем масла в см?:
при предварительном зажиме ................... 170
при окончательном зажиме ...................... 15
Вращая рукоятку, необходимо следить за показаниями манометра 2,
не допуская чрезмерных давлений, опасных для прочности цилиндра.
На рис. V.10 показана конструкция, а в табл. V.1 приведены основные
параметры нормализованных ручных винтогидравлических преобразова-
Таблица V.1
Основные параметры нормализованных ручных гидравлических питателей
Цилиндр низкого давления Цилиндр высо- кого давления
Обозначение ъ S3 S S да 3 Q 1 О (С.,) в мм L в мм 1 . Q в кга 5 о да ft Lj в мм Н в мм ft в мм а Q И Qt в кгс S Q О да ft Масса в кг
7021—0001 80 25 495 12,3
7021—0002 150 70 85 50 4 5 520 220 58 23,5 4 100 12,7
7021—0003 320 95 565 13,4
7021—0004 500 90 105 85 6 250 78 16,8
Примечание.
В таблице V и рабочий объем масла; Q и Qj - усилие,- приложенное к рукоятке;
р и Pj — удельное давление.
309
телей давления или питателей (МН 3629—62). Питатель развивает давле-
ние 5 кгс/см2 при предварительном зажиме, 100 кгс/см2 при окончатель-
ном зажиме и позволяет производить одновременно зажим одной крупной
детали в нескольких точках или нескольких мелких деталей.
Место
Манометр условно
повернут на 180'
Рис. V. 10. Нормализованный ручной винтогидравлическии
питатель (МН 3629—62):
1 — цилиндр высокого давления; 2 — манометр; 3 — винт, закры-
вающий отверстие для залива масла в систему; 4 — плунжер;
5 _ поршень; 6 — цилиндр низкого давления; 7 — винт, закрываю-
щий отверстие для смазки; 8 —^рукоятка с муфтой; 9 — полумуфта
поршня; 10 — полумуфта плунжера; 11 — стойка; 12 — штуцер с запорным клапаном
110
160
Штуцер
не показан
На рис. V.ll. . .V.15 показаны примеры использования гидравличес-
кого питателя. На рис. V.11 питатель установлен в корпусе приспособле-
ния для фрезерования плоскостей и растачивания отверстий в шатуне,
Рис. V.11. Пример исполь-
зования гидравлического
питателя в приспособле-
нии для фрезерования пло-
скостей и растачивания
отверстий в шатуне:
1 — обрабатываемая деталь;
2 — упор; 3 — призма; 4 —
трубопроводы; 5 — цилиндр
гидравлический; 6 — корпус
приспособления; 7 1— мано-
метр 0—160 кгс/см2; 8 —
питатель гидравлический;
9 — рычаг прижима
последний закрепляется гидрозажимами, получающими масло под давле-
нием от ручного питателя.
На рис. V.12 изображена схема многоместного приспособления, в ко-
тором четыре детали зажимаются при помощи восьми прихватов, приводи-
310
О?
Рис. V.I2. Схема многоместного приспо-
собления с гидравлическим питателем (а)
и коллектор с манометром для присоеди-
нения восьми трубопроводов (б):
1 — гидравлический питатель; 2 — тройник;
3 —. трубопроводы; 4 — штоки рабочих гидро-
циливдров: 5 —. гидрозажимы
Рис. V.13. Общий вид переналаживаемого приспособле-
ния для карусельного станка с гидрозажимами и питате-
лем, установленными на его корпусе
311
мых в действие штоками 4 рабочих гидроцилиндров. Масло из питателя 1
подается через трубопроводы 3.
На рис. V.13 показано универсальное приспособление для обработки
корпусов турбин на карусельном станке. Корпус устанавливается на цен-
трирующей головке с гидропластмассой и зажимается одновременно
Рис. V.14. Универсальный стол с переставными упорами и гидрозажимами;
последние приводятся в действие от ручного гидравлического питателя
четырьмя прихватами, приводимыми в действие встроенными гидроци-
линдрами. Питатель со съемной рукояткой помещен на корпусе приспо-
собления и вращается вместе с ним.
Путем смены центрирующей головки и перемещения прихватов по ра-
диальным пазам приспособление можно переналаживать на обработку
других деталей.
На рис. V.14 изображен универсальный стол с упорами, к которым
деталь одновременно поджимается штоками рабочих гидроцилиндров,
Рис. V. 15. Типовые конструкции
малогабаритных гидрозажимов (ци-
линдров), монтируемых на приспо-
соблениях с приводом от ручных
гидравлических питателей
приводимых от питателя. Упоры и цилиндры, помещенные в подшипниках
с крышками, можно перемещать по пазам стола. Путем различного их
взаимного расположения обеспечивается возможность установки и за-
крепления разнообразных по конфигурации и размерам деталей. Форма
и расположение пазов на столе определяются из требований, предъявляе-
312
Рис. V. 16. Гидравличес-
кий кулачок для закреп-
ления деталей на круп-
ных карусельных станках
CO
co
мых к приспособлению. Давление, развиваемое в полостях рабочих ги-
дроцилиндров, колеблется в пределах от 60 до 100 кгс/см2. В связи с этим
они имеют небольшие диаметры.
На рис. V.15, а показан гидроприхват, смонтированный в колодке,
с помощью которой он крепится в пазах стола. В отверстии колодки пере-
мещается поршень, шток которого действует на прихват. На рис. V.15, б, в
цилиндры имеют наружные кольцевые канавки, по которым они зажи-
маются в разъемных держателях (подшипниках). Держатели в свою оче-
редь ориентируются и закрепляются в Т-образных пазах стола (плиты).
В некоторых столах применены гидрозажимы со следующей характе-
ристикой: диаметр цилиндров одностороннего действия 22 и 30 мм; ход
штока соответственно 10 и 15 мм; усилие на штоке 350, 600 кгс.
На рис. V.16 показан гидравлический кулачок, применяемый для за-
крепления деталей на крупных карусельных станках. Давление в .полости А
цилиндра развивается встроенным в кулачок рычажным насосом. При подъ-
еме рукоятки 7 вверх в полости В создается разрежение и масло из резер-
вуара Б поступает в полость В через шариковый клапан 5. При опускании
рукоятки масло из полости В через клапан 4 нагнетается в полость А.
В этот момент клапан 5 препятствует обратному выходу масла из полости
насоса в резервуар Б.
Для фиксации штока 1 после закрепления используется тангенциаль-
ный зажим 2. При раскреплении необходимо поднять иглу 6. В этот момент
давление масла в полостях А и Б выравнивается и шток 1 под действием
пружины 3 перемещается в исходное положение.
Ручной насос имеет производительность 576 см3/мин и обеспечивает
максимальную подачу штока на 50 мм за 58 с. Емкость гидросистемы 1,3 л.
При усилии на рукоятке насоса в 15 кгс развивается давление
65 кгс/см2, обеспечивающее зажимное усилие в 5000 кгс.
4. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПРИВОДЫ
Эти приводы представляют собой независимую гидравлическую уста-
новку (агрегат), состоящую из электродвигателя, насоса, резервуара для
масла и аппаратуры управления и регулирования. Такой агрегат в зави-
симости от его мощности может обслуживать один станок (приставной или
настольный гидропривод), группу из двух—пяти станков и, наконец,
целый участок (30. . .40 станков).
Гидравлическая установка развивает в гидросистеме давление 50. . .
. . .80 кгс/см2 и питает рабочие гидроцилиндры, встраиваемые в корпуса
стационарных приспособлений или устанавливаемые на шпинделях
станков. Между силовой установкой и рабочими гидроцилиндрами в удоб-
ном для рабочего месте включается аппаратура управления.
В гидрофицированных станках для подачи масла к приспособлениям
предусматриваются специальные отводы от основной гидросистемы станка.
В массовом производстве обычно применяются гидроустановки, рассчи-
танные на обслуживание одного станка. В серийном производстве целе-
сообразно применять групповые установки.
При широком применении гидропривода он компонуется из нормаль-
ных и стандартных узлов, что заметно снижает первоначальные затраты на
привод х.
На гидравлические насосы установлены государственные стандарты.
В ГОСТ 17398—72 указаны термины и определения, а также дана класси-
фикация насосов. Основные параметры насосов приведены в ГОСТ8753—71.
1 Руководящие материалы по гидрооборудованию станков, гидроаппаратуре ручного,
путевого и дистанционного управления. Изд-е 3-е, М., ЭНИМС, 1961.
314
Групповые гидравлические установки
На рис. V.17 показан общий вид, а на рис. V.18 — схема групповой
гидроаккумуляторной установки с подключенными к ней приспособле-
ниями. Такая установка рассчитана на питание маслом под высоким давле-
нием одновременно 30—40 разнообразных приспособлений, установлен-
ных на станках производственного участка, и внедрена в производство.
Рис. V.18. Схема групповой гидроаккумуляторной установки с под-
ключенными к ней приспособлениями (позиции те же, что и на
рнс. V.17)
Установка смонтирована из нормальных узлов и представляет собой два
объединенных гидропривода, один из которых работает, а второй исполь-
зуется при аварии и ремонте первого.
Основанием гидроаккумуляторной установки является бак 1
(рис. V.17), на котором смонтирована вся гидроаппаратура; на передней
части бака, на щитке, установлена электроаппаратура. В комплект гидро-
электроаппаратуры входят: электродвигатели 2 (N = 1 кВт, п =
= 930 об/мин); гидронасосы 3 типа Г12-22А производительностью Q =
= 12 л/мин; предохранительные клапаны 4 типа Г52-14, служащие для
предохранения системы и перепуска лишнего масла в бак; обратные кла-
паны 5 типа Г51-24; гидроаккумуляторы 6\ манометры 7 со шкалой до
100 кгс/см2, реле давления 8 типа Г62-21; магнитные пускатели 9 и система
трубопроводов.
316
Техническая характеристика
Расчетное давление в сети в кгс/см2
Объем масляного бака вл...........
Суммарный объем гидроцилиндров,
питаемых установкой вл....
Диаметр проходного сечения трубо-
провода в мм......................
Вид рабочей жидкости .......
Габаритные размеры установки в мм
Масса в кг........................
50
160
20
20
Масло индустриальное 20 или
турбинное 20 при 10—50° G
1330X1240X750
510
В настоящее время серийно выпускается станция гидропривода
типа СВ, которая может одновременно обслужить до десяти приспособ-
лений.
Сведения об основных исполнениях станций приведены в табл. V.2,
а технические данные — в табл. V.3.
Таблица V.2
Исполнения станции гидропривода типа СВ
Емкость гидробака в м3 Исполнение по способу отвода тепла * Исполнение по гидросхеме
I II III IV V
с одним независи- мым потоком о разделительной панелью с двумя независи- мыми потоками с гидропневмоакку- мулятором ц авто- матическим разгру- зочным клапаном с гидропневмоакку- мулятором и пре- дохранительным клапаном
10 Без теплообмен- ника CBI-10 — — — —
25 То же CBI-25 СВ II-25 СВШ-25 CBIV-25 CBV-25
40 » CBI-40 CBII-40 СВШ-40 CBIV-40 CBV-40
40 С воздушным те- плообменником CBIA-40 СВ ПА-40 СВША-40 CBIVA-40 CBVA-40
Станция (рис. V.19) состоит из литого алюминиевого бака 1, в который
заливается масло, контрольно-регулирующей аппаратуры 2 и электродви-
гателя 3 с гидронасосом. К одной из стенок бака крепится гидроаккуму-
лятор 4 (в насосных станциях с гидроаккумулятором). К задней стенке
бака крепится воздушный теплообменный аппарат 5 (для исполнения с те-
плообменником). На баке расположены специальные площадки 6, для за-
крытия панелей с гидроаппаратурой. От насосной станции масло подается
под давлением в гидролинию через резьбовое отверстие. Габаритные и
присоединительные размеры станций приведены в табл. V.4.
Станции работают на чистых минеральных маслах вязкостью от 17 до
213 Ст при температуре от +10 до +55q С и температуре окружающей
среды от +10 до +40° С. Перед заливкой в бак масло должно быть от-
фильтровано от частиц размерами более 0,04 мм. Для обеспечения необ-
ходимого рабочего цикла станции должны доукомплектовываться соответ-
ствующей управляющей гидроаппаратурой.
Для накопления энергии давления в гидравлических системах в период
отключения потребителей, а также компенсирования внезапных потерь
давления в гидросети (вызываемых одновременным включением большого
количества рабочих цилиндров приспособлений) служат гидроаккумуля-
торы. Наиболее распространенными из них являются нормализованные
317
Рис. V.19. Общий вид станции гидроприводов типа СВ
Технические данные станций гидропривода типа СВ
Таблица V.3
Параметр Исполнение по гидросхемам
CBI CBI, CBIA СВП,СБИЛ CBIII; CBIIIA CBIV, CBIVA CBV, CBVA
Емкость гидробака в дм3 10 25 | 40 25 1 40 25 1 40 25 40 25 | 40
Тип встраиваемых насосов:
пластинчатые одинарные Г12-4 Г12-4
аксиально-поршневые Г12-2; БГ12-2; НА Г12-2; БГ12-2; НА
пластинчатые сдвоенные — Г12-4; Г12-2; БГ12-2
Давление нагнетания в кгс/см2:
минимальное — — 10
максимальное 63 200 125 200 .
Количество тепла, рассеиваемого теплообменником 1290
прн А/ = 30° С и расходе масла 12 л/мин в ккал/ч
Количество тепла, рассеиваемого поверхностью 225 300 350 300 350 300 350 300 350 300 350
гидробака в окружающее пространство при темпера-
туре масла в баке + 50° С и температуре окружаю-
щей среды + 20° С в ккал/ч
Перепад давления, при котором открывается пере- 2
ливной клапан сливного фильтра в кгс/см2
Маневровый объем встраиваемого гидропневмоак- 2 ,5 и 6,3
кумулятора в дм3
Тип встраиваемого теплообменника - — | Г44-23 — | Г44-23 — | Г44-23 — Г44-23 — | Г44-23
Тонкость фильтрации в мм 0,025
Масса станции (без масла) в кг:
без теплообменника 57 88 87 88 99 85 97 118 127 110 115
с теплообменником — 120 — 132 — 130 - 161 — 149
Таблица V.4
Габаритные размеры (в мм) станций гидропривода типа СВ (рис. V-19)
Типоразмер станции L.2 «2 Типоразмер станции А Li 1.2 Л1
CBI-10 345 350 430 — 650 — 280 СВШ-40 525 630 610 790 — 360
СВ 1-25 445 450 530 — 700 — 320 СВША-40 525 530 610 —— 790 — 360
СВ 1-40 525 530 610 — 790 — 360 CBIV-25 445 450 530 660 750 820 320
CBIA-40 525 530 610 — 790 — 360 CBIV-40 525 530 610 740 790 860 360
СВ П-25 445 450 530 — 700 — 320 CBIVA-40 525 530 610 740 790 860 360
СВ П-40 525 530 610 — 790 —— 360 CBV-25 445 450 530 660 750 820 320
СВ ПА-40 525 530 610 — 790 — 360 CBV-40 525 530 610 740 790 860 360
CBIII-25 445 450 530 — 700 —— 320 CBVA-40 525 530 610 740 790 860 360
Примечание. Для всех типоразмеров станции А = 320; В, = 350; В2 = 650.
ВНИИгидроприводом (Харьков) гидропневмоаккумуляторы типа АР
(рис. V.20).
Подавая в гидросистему масло под давлением в моменты наибольшего
его расхода, пневмогидроаккумулятор позволяет применять гидронасосы
с уменьшенной производительность!», а» следовательно, и мощностью.
Основные технические параметры гидропневмоаккумуляторов типа АР
Рабочая среда:
полость газа ........................
» жидкости .................
Номинальное давление в кгс/см2 . . .
Рекомендуемое давление зарядки в
кгс/см2 .............................
Перепад давления для страгивания порш-
ня в кгс/см2 ........................
Диапазон температур рабочей жидкости
в SG ................................
Технический азот II сорта
ГОСТ 9293—59
Минеральное масло
Р1НОМ — 160, Р-2НОМ = 320
0,13рраб. шах Рзар -С (0,9...0,94) рраб. пип
Рдвиж =£3 2
От —30 до +90 (допустимая температура
масла в аккумуляторе)
Гидропневмоаккумулятор состоит из стального цилиндра 1, поршня 2
и крышек 3, которые крепятся к цилиндру с помощью разрезных шайб,
колец и винтов (кроме некоторых разновидностей, у которых крышки
Рис. V.20. Гидропневмоаккумулятор типа АР
соединяются с цилиндром резьбой). Предпочтительным расположением
аккумулятора является вертикальное.
Рабочая жидкость (масло индустриальное 20 и т. п.) заливается в по-
лость 4. Отверстие 5 имеет резьбу для присоединения трубопровода, под-
ключающего аккумулятор к исполнительному органу (например, гидро-
320
цилиндру). Полость 6 аккумулятора наполняется газом (обычно техни-
ческим азотом), давление которого контролируется манометром, присоеди-
ненным к отверстию 7. Габаритные и присоединительные размеры гидро-
пневмоаккумуляторов типа АР приведены на рис. V.21 и в табл. V.5.
Таблица V.5
Габаритные и присоединительные размеры (в мм) гидропиевмоаккумуляторов АР
Полный объем Q в л Номинальное давление р в кгс/см2 DBH Dcp = " Ход поршня fl
0,4 1,0 2,5 6,3 16 40 100 160 и 320 160 и 320 160 и 320 160 и 320 160 и 320 160 и 320 320 74 74 146 146 203 305 и 325 405 60 60 125 125 180 280 360 100 100 158 158 220 325 и 360 1320 200 360 358 635 815 845 и 950 1300 270 430 410 и 420 690 и 700 855 и 870 885, 900 и 1000 900 но 270 170 450 565 590 и 570 170
Полный объем Q в л 1 dj ^2 Hl rfKp Коли- чество отвер- стий п Л,
0,4 1,0 2,5 6,3 16 40 100 35 35 60 60 80 100 и 120 М27Х2 М27Х2 М27Х2 М27Х2 М42Х2 М42Х2 М56Х 2 М12Х1.5 115 115 180 270 и 230 400 13 13 17 17 и 22 26 4 4 4 4 4 10 10 15 15 18
При падении давления в гидросети сжатый газ перемещает поршень 2
влево, компенсируя падения давления и обеспечивая равенство давлений
в левой и правой полостях цилиндра (на рис. V.20 поршень 2 занимает
крайнее левое положение). Один-два раза в год пневмогидроаккумулятор
необходимо подзаряжать.
На каждом обслуживаемом установкой станке монтируются гидро-
панель (рис. V.22) и распределительный кран, с помощью которых про-
изводится питание гидроцилиндров приспособлений. Гидропанель станка
состоит из двух запорных кранов 1, масляного обратного клапана 2,
гидроаккмулятора 3 с воздушным обратным клапаном 4 и манометра 5.
Назначение запорных кранов — отключать гидросеть станца от основной
магистрали на время смены или ремонта приспособления. Гидроаккуму-
лятор и масляный обратный клапан 2 типа Г51-21 поддерживают давление
в цилиндрах приспособления и исключают возможность вырыва детали
при ее обработке в случае внезапной аварии и отключения гидроаккуму-
ляторной установки на участке. Гидропанель монтируется на сварном
стальном корпусе 6 и от загрязнения предохраняется кожухом 7.
Управление цилиндрами производится распределителем, устанавли-
ваемым на станке в удобном для обслуживания месте.
11 М. А. Ансеров 321.
Рис. V-21. Габаритные и присоединительные размеры гидропневмоаккуму-
лятора типа АР
Рис. V.22. Гидропанель, устанавливаемая на станке
322
Исходные данные для расчета гидравлических приводов: усилие на
штоке (Р в кгс), ход поршня (L в см), время его рабочего хода—время
зажатия заготовки (t в с).
Задаваясь давлением масла р в кгс/см2, можно определить площадь
поршня (в см2):
Отсюда диаметр цилиндра (D в см)
= <12>
Секундная производительность насоса (в см3/с) определяется по формуле
= = (13)
/11! ZTU tp^ ' >
где ть — объемный к. п. д. системы, учитывающий утечки в золотнике
и цилиндре.
Мощность, расходуемая на привод насоса,
/V —-----------------—----- /14)
75-100т]2 75- 1ОО^Т)1Па ’ . ' '
где т]2 — к. п. д. насоса силового узла.
Приводы вращающихся приспособлений
На Московском заводе пневмоаппаратов разработан и применяется
гидравлический привод с лопастным цилиндром для зажима изделий на
токарных и револьверных станках.
На рис. V.23 показана монтажная схема гидропривода. В схему вхо-
дят: гидроагрегат /, состоящий из электродвигателя, лопастного насоса
и резервуара для масла, трубо-
проводы 2, силовой цилиндр 3,
связанный тягой с кулачковым
патроном 4, и направляющий
гидрораспределитель 5, управ-
ляемый рукояткой.
На рис. V.24, «даны разрезы
гидроцилиндра, смонтирован-
ного на шпинделе токарного
станка 1А62, а на рис. V.24, б
показана схема гидропривода.
На левом конце шпинделя Б ус-
тановлен фланец А, на котором
Рис. V.23. Монтажная схема гидропривода к то-
карному станку
сцентрирован и закреплен вра-
щающийся вместе со шпинделем гидроцилиндр поворотного действия.
Гидроцилиндр состоит из статора (корпуса) / с укрепленными на нем
упором 2 и крышками 7 и 10 и ротора 3 с лопастью 4, установленного по
посадке движения и закрепленного с помощью двух шпонок на гайке 9.
Гайка, смонтированная в статоре на двух конических роликоподшипни-
ках 13, связана с винтом 11, во внутреннюю резьбу которого ввинчена
тяга 12, соединяющая гидроцилиндр с патроном.
При подводе масла в левую или правую полость статора 1 ротор 3
с лопастью 4 поворачивается до упора 2 и вращает гайку 9, которая, в свою
очередь, перемещает винт И с тягой 12\ винт скользит в шлицевом отвер-
ствии крышки 10 статора. Масло по резиновым шлангам подводится
323
к приемной муфте 5, установленной на двух прецизионных шарикопод-
шипниках, смонтированных на валике 6. Валик запрессован в крышку 7
и'имеет каналы для прохода масла в левую или правую полость статора.
Так как приемная муфта 5 не вращается, то в ее сопряжении с валиком 6,
вращающимся вместе с цилиндром, предусмотрена посадка с гаранти-
рованным зазором, рассчитанная на некоторую минимальную утечку
масла. Наличие зазора и отсутствие в маслораспределителе трущихся по-
верхностей скольжения позволяет вести обработку на высоких числах
Рис. V.24. Конструкция ло- (
пастного гидроцилиндра и -
схема работы привода
оборотов шпинделя. Все
подшипники качения сма-
зываются за счет утечки
масла, которое скапли-
вается в прикрепленном
к муфте 5 кожухе 8 и по
маслопроводу 11 (рис.
V.24, б) отводится в бак 1
гидроагрегата.
Гидроагрегат с электро-
двигателем и насосом вклю-
чают только при останов-
ленном станке, а создан-
ное на кулачках патрона зажимное усилие сохраняется в процессе
обработки благодаря самоторможению винтовой пары (детали 9 и 11
на рис. V.24, а). Для предупреждения одновременного включения эле-
ктродвигателей станка и насоса предусмотрена электроблокировка. Ра-
боту гидропривода можно проследить по схеме, представленной на
рис. V.24, б. При повороте рукоятки 5 в одно из крайних положе-
ний переключается золотник 4 и одновременно включается электродви-
гатель лопастного насоса 2. Масло из бака 1 через трубопровод 3 нагне-
тается в золотник 4, откуда по трубопроводам 7 подается в левую или пра-
вую полость цилиндра 8. При подаче масла в правую полость ротор 9
с лопастью поворачивается до упора 10 и вытесняет из левой полости
масло, которое через левый трубопровод 7, направляющий распредели-
тель 4 и сливной трубопровод 14 вытекает в бак. При переключении рас-
пределителя в обратном направлении масло поступает в левую полость
цилиндра, а из правой полости и из распределителя по трубопроводу 14
324-
отвод ится в бак. Утечки масла из направляющего распределителя отво-
дятся по трубопроводу 13.
Требуемая величина давления в гидросистеме регулируется настройкой
предохранительного клапана 12 и контролируется манометром 6.
Техническая характеристика привода
Максимальное (регулируемое) удельное давление в гидросистеме
в кгс/см2.............................................. 65
Максимальная сила тяги в кгс..................... . . . 6000
Линейный ход тяги в мм ................................ 10
Масса цилиндра в кг ................................... 18
Несмотря на некоторую сложность гидропривода, он обладает рядом
преимуществ: компактностью гидроцилиндра при большой силе тяги на
штоке, что обеспечивается высоким удельным давлением масла по сравне-
нию с давлением сжатого воз-
духа в пневмоприводах; воз-
можностью широкой регули-
ровки давления и силы тяги;
экономичностью в расходе
электроэнергии, так как
электродвигатель насоса ра-
ботает только в момент за-
жима или раскрепления де-
тали; самоторможением вин-
товой пары, обеспечивающим
безопасность работы при вы-
ключенном электродвигателе.
Рассмотренный гидропри-
вод может быть использован
с любыми патронами, в кото-
рых для радиального пере-
мещения кулачков требуется
линейное перемещение тяги
(рычажными, клиновыми и
ДР-)-
Наряду с лопастными ци-
Рис. V.25. Общий вид гидропривода с вращаю-
линдрами применяются ги- щимся гидроцилиндром
дроприводы с обычными пор-
шневыми вращающимися цилиндрами. Такие цилиндры обеспечивают
большой ход тяги и кулачков патрона и более просты в изготовле-
нии. Однако существующие конструкции вращающихся поршневых
цилиндров не могут быть использованы при большой частоте вращения
шпинделя (п > 1000 об/мин), так как из-за трения в маслораспределитель-
ном устройстве повышается износ трущихся поверхностей, увеличиваются
зазор и утечка масла, что нарушает нормальную работу привода.
Учитывая сложность лопастных цилиндров и недостатки вращаю-
щихся поршневых, иногда применяют невращающиеся поршневые ци-
линдры *.
Гидравлические приводы применяют некоторые фирмы за рубежом.
На рис. V.25 показан гидропривод фирмы «Пратт» для токарных станков.
Гидравлическая установка имеет компактную конструкцию и распола-
гается рядом со станком. В ней предусмотрена возможность подключения
дополнительных устройств, как-то: гидравлической задней бабки, копи-
ровального устройства ит. п., что делает установку универсальной. Ком-
пактный вращающийся гидроцилиндр закрыт ребристым кожухом.
1 См. первое издание книги, гл. V, фиг. 27.
325
Все вращающиеся части смазываются под давлением, что исключает
перегрев и обеспечивает возможность работы с высокими частотами вра-
щения.
Патрон и гидроцилиндр имеют центральные отверстия для обработки
деталей из прутка. Применяются патроны с устройством для установки
деталей в центрах, что расширяет возможности использования гидро-
привода.
Гидроцилиндры стационарных приспособлений и аппаратура
Гидравлические цилиндры служат для преобразования энергии под-
водимой под давлением жидкости в механическую работу исполнительных
органов станка и приспособления. Цилиндры различаются по номиналь-
ному давлению масла, диаметрами поршня и штока, ходом поршня и наи-
большим рекомендуемым расходом масла, конструкцией и исполнением.
Рис. V.26. Гидроцилиндры двустороннего действия с задним (а)
и передним (б) фланцевым креплением
Применяющиеся в станочных приспособлениях гидроцилиндры делятся
на две группы:
1) цилиндры, встраиваемые в конструкцию приспособления;
2) агрегатированные цилиндры.
Цилиндры первой группы в зависимости от способа их крепления с кор-
пусом приспособления делятся на пять типов: с задним и передним флан-
цевым креплением, с креплением лапками, с резьбовым креплением, ка-
чающиеся цилиндры с шарнирным креплением. Каждый тип цилиндров
предусмотрен в двух исполнениях: двустороннего действия и односторон-
него действия с возвратной пружиной. Предварительно сжатые пружины
создают в гидросистеме противодавление 1. . .1,5 кгс/см2. При этих усло-
виях цилиндры одностороннего действия можно применять в приводах,
в которых потеря давления в трубопроводах (сопротивление) не превы-
шает 1... .1,5 кгс/см2. Основные параметры гидроцилиндров должны
соответствовать требованиям ГОСТ 6540—68. Диаметры стандартных
цилиндров 0=10... 800 мм. Ход поршня L = 4. . .9500 мм. Принятые
расчетные номинальные давления = 25. . .630 кгс/см2.
326
В качестве уплотнений в соединениях поршней с цилиндрами и што-
ков с крышками применяются резиновые кольца круглого сечения, кото-
рые при натяге не менее 0,25 мм на сторону надежно работают в интерва-
лах температур от 4-60 до —50е С и обеспечивают практически абсолют-
ную герметичность систем, работающих под давлением до 300 кгс/см2.
При малых величинах хода поршней (10. . .25 мм) стойкость колец не менее
Рис. V.27. Гидроцилиндры одностороннего действия: а — с задним
фланцевым креплением и задней рабочей полостью; б — с передним
фланцевым креплением и задней рабочей полостью; в — с передним
фланцевым креплением и передней рабочей полостью
200 000 двойных ходов. На рис. V.26. . .V.28 показаны гидроцилиндры
двустороннего и одностороннего действия с различными вариантами
крепления к корпусам приспособлений: с фланцевым креплением, на
лапах, резьбовое и шарнирное (МН 2251—61...МН 2255—61).
Предельные размеры цилиндров приведены в табл. V.6.
Цилиндры одностороннего действия обычно изготовляются из стали
40Х с последующим улучшением, а цилиндры двустороннего действия из
холоднокатаных бесшовных труб с закалкой в воде до твердости HRC 42.
Размер внутреннего диаметра должен быть выполнен в системе отверстия
не ниже 3-го класса точности. Шероховатость поверхности внутреннего
диаметра не ниже класса 9. Торцы труб шлифуют строго перпендику-
лярно внутреннему диаметру. Допускаемое отклонение не более 0,01 мм.
327
Овальность поверхности внутреннего диаметра не более 0,01 мм. Конус-
ность и бочкообразность не более 0,01 мм на длине 100 мм.
Следует обращать особое внимание на фаски отверстия цилиндра, необ-
ходимые для того, чтобы при монтировании поршня с уплотняющим коль-
цом в цилиндр поверхность кольца не имела задиров.
Рис. V.28. Разновидности гидроцилиндров: а—двустороннего дей-
ствия с креплением на лапах; б — одностороннего действия с пе-
редним резьбовым креплением и передней рабочей полостью; в —
двустороннего действия, качающийся с шарнирным креплением
Таблица 7.6
Предельные размеры гидроцилиидров в мм
Номер рисунка D L 1 н
Рис. V.26, а 40...60 — 132...160 25... 50 105...125
Рис. V.27, а 40...60 40...50 137...140 — 105...125
Рис. V.28, а 40...60 — 118...160 10...50 40...55
Номер рисунка В в. С d
Рис. V.26, а 60...80 — — 20...30 М12...М20
Рис. V-27, а 60...80 — — 20... 30 М12...М20
Рис. V.28, в 120... 150 95... 125 65...110 20...30 М12...М20
328
Поршень изготовляется заодно со штоком из стали марки 40 с последую-
щим улучшением. Размеры диаметров поршня и штока по ходовой посадке
не ниже 3-го класса точности. Шероховатость обработки диаметров поршня
иштока не ниже классов 10 или 9. Дно канавки под уплотнительное кольцо
обрабатывается с шероховатостью не ниже класса 7 и боковые поверхности
не ниже класса 6. Канавки не должны иметь острых углов. Неконцентрич-
ность рабочих поверхностей поршня и штока не более 0,01 мм; конусность
в пределах допуска.
Крышки и фланцы цилиндров выполняют из стали марки 40Х с улучше-
нием. Отверстия под шток с отклонениями по Л и Л3 с шероховатостью об-
работки класса 9 или 10. Все детали цилиндра с целью предохранения
от коррозии оксидируются. Пружины в цилиндрах одностороннего дей-
ствия изготовляются из пружинной проволоки В по ГОСТ 1071—67.
Для зажимных и фиксирующих устройств приспособлений выпускается
гидроцилиндр типа Г29-1 (рис. V.29). Он состоит из корпуса 1, крышек 2
и 5, штока 3 с резьбовым отверстием 4 и поршня 6, который крепится на
штоке при помощи гайки. Цилиндр имеет посадочный диаметр Dr для креп-
ления в расточках корпусов приспособлений. Подвижные элементы при-
способления соединяются с резьбовым отверстием4 штока. Подвод и отвод
масла в полости гидроцилиндра осуществляется через резьбовые отверстия
d2. Основные габаритные и присоединительные размеры этих цилиндров
указаны в табл. V.7.
Конструкция цилиндра-гидроприжима типа ЦОЗ-Ф показана на
рис. V.30. В расточке корпуса 1 перемещается поршень 2 со штоком 4.
Корпус 1 прижима крепится к базовой поверхности приспособления тор-
цом 7 и уплотняется в стыке резиновым кольцом 8. Масло подводится во
внештоковую полость цилиндра и перемещает поршень 2 со штоком 4
вниз (зажим), сжимая при этом пружину 3, которая нижним концом упи-
рается во втулку 5 и кольцо 6. При переключении распределительного
устройства (крана) давление масла снимается и пружина 3 перемещает
поршень 2 со штоком4 вверх (разжим). Основные габаритные и присоеди-
нительные размеры гидроцилиндров типа ЦОЗ-Ф приведены в табл. V.8.
Техническая характеристика гидроцилиндров типов Г-29 и ЦОЗ-Ф
приведена в табл. V.9.
В конце 1974 г. введены вновь стандарты на гидроцилиндры для
станочных приспособлений: одностороннего действия со сплошным и по-
лым штоком (ГОСТ 19897—74 и ГОСТ 19898—74), двустороннего дейст-
вия (ГОСТ 19899 — 74) и двустороннего действия укороченные
329
Таблица V.7
Габаритные и присоединительные размеры (в мм) и масса гидроцилиндров
типа Г29-1 (см. рис. V.29)
D d Ход пор- шня 5 L А d, h 1 l2 Масса В KF
40 А Аз 20-4- 16 32 60 100 125 160 200 250 60Х 131 147 175 215 240 275 315 365 30 М12 К1/; 32 13 15 30 2,2 2,3 2,6 3,0 3,4 3,9 4,2 5,0
50 ~ Аз 16 32 60 100 125 160 200 250 75Х 151 167 195 235 260 295 335 385 37 Ml 6 к1// 38 13 22 30 5,0 5,3 5,7 6,5 7,0 7,5 8,7 9,7
во А Аз j CM 1 co 16 32 60 100 125 160 200 250 85Х 161 177 205 245 270 305 345 395 40 М20 Ksls" 45 16 22,5 35 6,2 6,7 7,4 8,7 9,3 10,3 11,2 12,5
80 А Аз i 3 1 16 32 60 100 125 160 200 250 1 ЮЛ 181 197 225 265 290 325 365 415 46 М24 Ksls" 52 16 28,5 35 11,5 12,2 14,0 15,5 16,2 17,5 19,2 21,0
100 А Аз tri 16 32 60 100 125 160 200 250 130Х 186 202 230 270 295 330 370 420 .48 МЗО К Ч," 55 20 28 40 14,8 15,0 16,5 18,7 20,5 22,3 24,4 27,2
125 А Аз о о • 16 32 60 100 125 160 200 250 165Х 211 227 255 295 320 355 395 445 55 М36 КЧ2" 65 20 35 40 27,2 28,5 30,2 33,7 37,2 40,3 43,3 48,3
330
Таблица V-8
Габаритные и присоединительные размеры (в мм) и масса цилиидров-гидроприжимов
типа ЦОЗ-Ф (см. рис. V-30)
D d Ход пор- шня 5 В н L А At А5 От d. fl 1 к Мас- са в кг
32 А3 52 X 2° ф лз 20 100 50 145 80 25 100 45Д4 13 2,6 15 15 2,2
5° ф 36 ф Аз 40 135 80 265 105 45 200 65Д4 17 2,6 25 40 9,2
60 ф А 40 ф Аз 60 140 100 270 НО 50 200 75Д4 17 2,6 30 40 13,0
Таблица V.9
Технические характеристики гидроцилиидров типов Г-29 и ЦОЗ-Ф
Параметр Тип гидроцилиндра
Г-29 ЦОЗ-Ф
-1 - 1 J
1
V// 1
г
Диаметр поршия в мм 40 50 60 80 100 125 32 50 60
Диаметр штока в мм 20 25 32 40 50 60 20 36 40
Ход поршня в мм 16 32 60 100 125 160 200 250 16 32 60 100 125 160 200 250 16 32 60 100 125 160 200 250 16 32 60 100 125 160 200 250 16 32 60 100 125 160 200 250 16 32 60 100 125 160 200 250 20 40 60
Номинальное давле- ние в кгс/см2 100 100 100 100 63 63 100 100 100
(ГОСТ 19900—74) на номинальные давления 10 МПа (100 кгс/см2). Этими
ГОСТами регламентированы конструкции и основные размеры гидро-
цилиндров.
На рис. V.31 и V.32 показаны гидроцилиндры, входящие в комплект
сборно-разборных приспособлений. На рис. V.33...V.36 даны типовые
компоновки этих цилиндров с приспособлениями для фрезерования.
Аппаратура к гидроприводам делится на контрольно-регулирующую
и аппаратуру управления. К первой относятся: предохранительный
клапан, обратный клапан, редукционный клапан, аккумулятор, манометры;
ко второй — золотниковое распределительное устройство или распреде-
лительный кран.
331
Рис. V.30. Цилиндр-гидроприжим типа Рис- V.31. Цилиндры гидравлические горизонтальные для сборно-разборных при-
ЦОЗ-Ф способлений
333
Предохранительный и обратный клапаны выполняются с запирающим
шариком или конусом. Предохранительный клапан служит для регули-
рования предельного давления в гидросистеме и предохранения ее от пере-
грузки, а обратный клапан запирает систему и не позволяет маслу выте-
кать обратно в бак, после того как выключен насос.
На рис. V.37, а показан предохранительный клапан с конусом. Кла-
пан состоит из корпуса 1, закрытого крышкой, гайки 2, служащей для
натяжения пружины 3, запирающего конуса 4 и втулки 5. В клапане пре-
дусмотрены два отверстия для установки штуцеров. Гайкой 2 клапан на-
страивается на определенное давление в гидросети; в случае повышения
Рис. V.35. Компоновка приспособления с гидроцилиндрами типа В (по рис. V-31)
его выше установленного, натяжение пружины преодолевается давлением
в системе, конус 4 отходит и избыток масла через отверстие Б переливается
в бак. На рис. V.37, б показан обратный клапан. При нагнетании масло
по трубопроводу Л подводится к клапану. Преодолевая небольшое сопро-
тивление пружины 2, масло отталкивает плунжер 1 с конусом К и далее
через отверстия в плунжере и трубопровод Б поступает в гидроцилиндры.
После выключения насоса плунжер 1 под действием давления масла со
стороны цилиндров и пружины плотно закрывает выходное отверстие.
Для регулирования давления в гидросистему включают редукцион-
ный клапан, с помощью которого можно создавать давление, сниженное
на требуемую величину. Пониженным давлением пользуются для приве-
334
дения в действие делительных и установочных механизмов. Так, например,
если один из цилиндров должен приводить в действие вспомогательные
опоры -приспособления или с малым усилием должен зажимать тонкостен-
ную деталь, то к нему масло подводится через редукционный клапан той
или иной конструкции.
Для управления гидросистемой применяются цилиндрические золот-
ники ручного управления и золотники, управляемые от упоров станка.
Рис. V.36. Варианты ком-
поновок приспособлений:
а — с гидроцилиидрами
типа Г; б — с гидроци-
линдрами типа Д (по
рис. V.32)
Однако золотниковые распределительные устройства из-за высоких тре-
бований к точности сопряжения золотника с цилиндром сложны в изго-
товлении и поэтому в ряде случаев заменяются распределительным кра-
ном, аналогичным крану воздушных систем.
На рис. V.38 показан трехходовой кран с плоским золотником 3.
Поворотом рукоятки 1 крана масло от насоса через трубопровод 4 и далее
через трубопровод 5 или 6 направляют в полости гидроцилиндра, а отра-
ботавшее масло через тот же кран и один из трубопроводов 5 или 6 и
трубопровод 7 стекает в масляный бак.
335
336
Для достижения необходимой герметичности крана бронзовый золот-
ник 3, находящийся под давлением масла, тщательно притирается к тор-
цовой плоскости корпуса 2. При среднем положении рукоятки трубо-
проводы 5 и 6 перекрываются, и при работающем насосе масло, не попадая
в цилиндры, через предохранительный клапан стекает в бак.
Чтобы масло не вытекало при отсоединении гидравлического приспо-
собления от гидравлического привода или магистрали, применяется
соединительный шланг с запорным клапаном (рис. V.39).
Запорный клапан
Во время работы масло от привода или из магистрали протекает к при-
способлению через прорези, сделанные на стаканчике 7, минуя шарики 4
и 8. При отсоединении шланга, по мере отвинчивания гайки 6, пружины 2
и 10 поджимают шарики к их гнездам; к моменту полного отсоединения
Рис. V.40. Концевое приспособление гибких шлангов высокого давления
шарики плотно прилегают к гнездам и запирают выход масла из шланга
и из обратного клапана 9, соединенного с гидравлическим приспособле-
нием через штуцер 11. Пружинное кольцо 3, помещенное в канавке нако-
нечника 5, удерживает гайку 6 от падения при отвинченном шланге. Нор-
мализованный шланг подсоединяется к запорному клапану через ниппель 1.
В качестве гибких трубопроводов для соединения преобразователя
с гидросистемой приспособления применяются гибкие шланги высокого
давления до 160 кгс/см2. На рис. V.40 показаны два исполнения присоеди-
нений. Шланги состоят из резиновых слоев, хлопчатобумажной и метал-
лической оплеток. Присоединение рукавов 1 производится при помощи
ниппеля 2 и специальной гайки 3. На конце ниппеля имеется конус, вхо-
дящий в отверстие шланга. На наружной поверхности шланга делается
специальная упорная резьба. Такая же резьба имеется на гайке, навин-
чивающейся на шланг. Перед сборкой торец шланга зачищается вручную
~ 337
на шлифовальном круге. При сборке гайки со шлангом тореп шланга
доводится вручную до торца гайки. Ввинчивание ниппеля в гайку произ-
водится до отказа, не допуская при этом выталкивания шланга из гайки.
Гибкие шланги являются наиболее слабым звеном гидросистемы при-
способлений. Поскольку гибкими шлангами соединяют неподвижные пре-
образователи давления с приспособлениями, закрепляемыми на столе
станка, имеющими возвратно-поступательное движение, шланги претер-
певают в процессе работы многократные изгибы. Количество изгибов уве-
личивается при увеличении скорости движения и уменьшении хода стола
станка. Следовательно, шланги работают со знакопеременными нагруз-
ками, что может вызвать их усталостное разрушение.
При эксплуатации и монтаже необходимо избегать скручивания шлан-
гов. Резкие изгибы шлангов недопустимы. Радиус изгиба должен быть
не менее 10d, где d — внутренний диаметр шланга.
где Q — количество масла, протекающего по трубопроводу, в л7мин;
v — скорость перемещения жидкости в трубопроводе в м/с.
Для всасывающих трубопроводов v = 1,5 м/с; для нагнетательных
о = 4 м/с.
При Q — 0,25 л/мин соответственно получим:
диаметр всасывающих трубопроводов
, 1 / 21,22-25 ,о
d = у —уз— 1° мм»
диаметр нагнетательных трубопроводов
, -j Г 21,22-25 , г,
dj = у —12 мм.
5. МАГНИТНЫЕ ПРИВОДЫ
В приспособлениях, где для закрепления деталей используется энер-
гия магнитного поля, трудно выделить собственно привод из общей кон-
струкции устройства (в отличие от пневматического, гидравлического
и других приводов). Поэтому обычно рассматриваются магнитные приспо-
собления в целом, а понятие «магнитный привод» используется при класси-
фикации приспособлений по виду источника энергии. Магнитные приспо-
собления обладают рядом достоинств по сравнению с другими быстродей-
ствующими приспособлениями, которые должны обеспечить их широкое
применение в производстве:
1) равномерное распределение силы притяжения по всей опорной
поверхности деталей вместо приложения сосредоточенных нагрузок;
2) удобный и технически простой подвод энергии или полная автоном-
ность в действии (в случае применения постоянных магнитов);
3) большее рабочее пространство и широкий доступ к обрабатывае-
мым поверхностям;
4) высокая жесткость приспособления, обеспечивающая точную обра-
ботку;
5) удобство управления;
6) отсутствие сложных дополнительных устройств для обеспечения
работы магнитных приспособлений.
По источнику энергии магнитные приспособления подразделяются на
электромагнитные и приспособления с постоянными магнитами.
338
Электромагнитные приспособления
Питание электромагнитных приспособлений производится постоянным
током (номинальное напряжение 24, 48, ПО или 220 В), который получают
от мотогенераторов, меднозакисных (купоросных) или селеновых выпря-
мителей.
Электромагнитные приспособления отличаются простотой конструкции
(элементы которой выполнены из недефицитных материалов), удобством
управления и невысокой стоимостью. Так как их электромагнитное поле
простирается относительно далеко, оно может намагнитить металлический
режущий инструмент, что приведет к снижению эффективности процесса ре-
зания. Поэтому область их применения ограничивается плоскошлифоваль-
ными станками, где инструмен-
том служит абразивный круг.
Схематическое изображение
конструкции наиболее распро-
страненных многокатушечных
электромагнитных плит для
плоскошлифовальных станков
показано на рис. V.41. К осно-
ванию 1 винтами прикреплен
корпус 2 с окнами, в которые
вставлены плоские сердечники
3, соединенные с основанием 1.
Между корпусом и сердечником
устанавливаются немагнитные
прокладки 4. На каждом сердеч- Рис- v-4h Многока-пгшечная электромагнитная
нике смонтирована электромаг- '
нитная катушка 5.
В зависимости от последовательности подключения катушки 5 имеют
место две схемы прохождения магнитного потока. Если начала всех обмо-
ток соединяются с положительной шиной подводки, а концы с отрицатель-
ной (левая часть рисунка), ток в любой катушке проходит в одном направ-
лении. Все сердечники в плоскости зеркала плиты получают положитель-
ную полярность. Корпус же приспособления становится южным полюсом.
Когда на зеркале плиты устанавливается закрепляемая деталь, разно-
именные полюса замыкаются. Поток, проходящий через опорную поверх-
ность детали, сопровождается появлением магнитных сил, которые и
обеспечивают ее закрепление.
Если начало первой катушки соединяется с положительной шиной,
а конец — с отрицательной, затем начало второй — с отрицательной,
а конец — с положительной и т. д., сердечники на зеркале плиты полу-
чают чередующуюся полярность (правая часть рисунка).
При первой схеме подключения корпус является магнитопроводом и,
следовательно, к нему предъявляются повышенные требования по ма-
гнитной проницаемости. Так, с точки зрения обеспечения более высокого
усилия закрепления корпус и основание желательно делать не из чугуна,
что более технологично, а из мягкой стали.
При второй схеме подключения корпус не является магнитопроводом
и поэтому может быть изготовлен из любого материала, отвечающего
прочностным и технологическим требованиям. Однако размер закреп-
ляемой детали в этом случае должен быть не меньше расстояния между
соседними сердечниками.
Усилие притяжения при закреплении детали магнитным полем опре-
деляется по формуле
Q = 4,06 — (15)
' о
339
или
Q=4,06B3S,
где q — усилие притяжения в кгс; Ф — величина магнитного потока, пе-
ресекающего опорную поверхность детали, в Вб; S — площадь, на которую
поток распространяется, в сма; В — плотность магнитного потока (ма-
гнитная индукция) в Вб/м2 (В = Ф/S).
Как видно из рис. V.41, магнитный поток замыкается через деталь,
что является необходимым условием для ее закрепления на зеркале
плиты. Таким образом, деталь становится одним из участков замкнутой
Тип 1
Исполнение 1
Исполнение 2
Вариант
исполнения /
Выводная коробка нах
продольной грани
Исполнение 1
Выводная народна
Исполнение 2
Рис. V.42. Основные размеры электромагнитных прямоуголь-
ных плит по ГОСТ 17519—72 (чертеж не определяет конструк-
цию плит)
магнитной цепи. Это в свою очередь означает, что величина магнитного
потока, а следовательно, и усилие закрепления зависят не только от кон-
струкции магнитного приспособления, но и от толщины детали, ее мате-
риала и шероховатости опорной поверхности.
Известно, что при плоском шлифовании наиболее сложной задачей
является определение возможности одновременного закрепления большого
количества мелких деталей. Поэтому ГОСТ 17519—72 «Плиты прямоуголь-
ные, электромагнитные. Основные размеры и технические условия»
предусматривает определение удельной силы притяжения для деталей
диаметрами D = 40...50 мм.
Основные размеры электромагнитных прямоугольных плит (рис. V.42)
приведены в табл. V.10. ГОСТ устанавливает технические требования,
правила приемки и методы испытаний плит. Плиты выпускаются двух
типов: с отверстиями либо с пазами для крепления их к столу станка.
Установлены три класса точности плит: повышенной — П, высокой — В
и особо высокой А, предназначенных для закрепления заготовок из фер-
ромагнитных материалов при обработке их на плоскошлифовальных стан-
ках с охлаждающей жидкостью или без нее. Плиты выполняются со ветро-
340
Таблица V.10
Основные размеры электромагнитных прямоугольных плит (в мм)
по ГОСТ 17519—72 (рис. V.42)
| Тип В L Н не бо- лее м а d С Е X В L Н не бо- лее а d С
1 125 400 100 400 — 11 — 2 400 1120 120 1250 18 — 200
2 125 360 100 400 12 — — 1 400 1600 120 1600 — 18 200
1 200 630 но 630 — 14 — 2 400 1500 120 1600 18 — 200
2 200 560 по 630 14 — — 1 500 1250 125 1250 — 22 400
1 320 630 120 630 — 18 160 2 500 1120 125 1250 22 — 400
2 320 560 120 630 18 — 160 1 500 1600 125 1600 — 22 400
1 320 800 120 800 — 18 160 2 500 1500 125 1600 22 — 400
2 320 710 120 800 18 — 160 1 500 2000 125 2000 — 22 400
1 320 1000 120 1000 — 18 160 2 500 1900 125 2000 22 — 400
2 320 900 120 1000 18 — 160 1 630 1600 125 1600 — 22 500
1 320 1250 120 1250 — 18 160 2 630 1500 125 1600 22 — 500
2 320 1120 120 1250 18 — 160 1 630 2000 125 2000 — 22 500
1 400 1000 120 1000 — 18 200 2 630 1900 125 2000 22 — 500
2 400 900 120 1000 18 — 200 1 630 2500 125 2500 — 22 500
1 400 1250 120 1250 — 18 200 2 630 2360 125 2500 22 — 500
енным или приставным размагничивающим устройством, с выводной короб-
кой на продольной (исполнение 1) или поперечной (исполнение 2) грани.
Отклонения от плоскостности рабочей поверхности и поверхности осно-
вания плиты, параллельности рабочей поверхности основанию плиты,
плоскостности обработанной поверхности образца и параллельности его
основанию, должны соответствовать нормам, указанным в табл. V.11.
Шероховатость рабочей поверх-
ности плиты должна быть не
ниже класса 8 для класса точ-
ности П и классов 9 и 10 соот-
ветственно для классов В и А.
Удельная сила притяжения ру
эталонного образца в любом ме-
сте рабочей поверхности загру-
женной плиты должна быть не
менее 3,5 кгс/см2 для плит клас-
са точности П и соответственно
2,5 и 1,6 кгс/см2 для классов
точности В и А.
В качестве эталонного образца
принимается диск с диаметром
не более 35 мм для плит длиной
L = 800 мм, не более 50 мм для
плит длиной 800 - L - 1250 мм
и не более 70 мм для плит дли-
ной L > 1250 мм. Номинальное
напряжение постоянного тока,
питающего плиты, должно быть
выбрано из ряда 36, НО и 220 В.
Таблица V-11
Отклонения от геометрической формы и
расположения поверхностей электромагнитных
прямоугольных плит в мкм (ГОСТ 17519—72)
Длина измерения в мм Допуск, иа всей длине измерения для класса точ- ности плиты
П В А
До 200 5 3 2
Св. 200 до 320 6 4 2,5
» 320 » 500 8 5 3
» 500 » 800 10 6 4
» 800 » 1200 12 8 5
» 1250 » 2000 16 10 6
» 2000 20 12 —
Примечание.
Выпуклость рабочей поверхности плиты
и обработанной поверхности образца не допу- скается.
341
Изоляция плиты должна выдержать испытательное напряжение, рав-
ное десятикратной величине номинального, но не менее 1500 В перемен-
ного тока в течение 1 мин.
Мощность, потребляемая плитой, регламентируется в пределах от 50
до 2800 Вт в зависимости от размеров и класса точности плиты (меньшие
значения для плиты минимальных размеров и класса точности А).
Превышение установившейся температуры рабочей поверхности плит
над температурой окружающего воздуха при работе без охлаждающей
жидкости не должно быть более 25° С.
Приспособления с постоянными магнитами
Основным достоинством приспособлений с постоянными магнитами
является автономность их действия, так как будучи однажды намагни-
ченными они сохраняют свою работоспособность в течение длительного
времени и не требуют при этом дополнительных источников энергии.
В зависимости от материала различают приспособления с оксидно-
бариевыми магнитами и литыми магнитами. Приспособления с оксидно-
Рис. V.43. П-образная элементарная магнитная система (а) и
часть магнитного блока, соответствующая трем элементарным
системам (б)
бариевыми магнитами являются наиболее распространенными и выпол-
няются в виде плит и планшайб для закрепления стальных и чугунных
заготовок с плоской базой.
Магнитная плита представляет собой совокупность элементарных П-
образных магнитных систем (рис. V.43, а), каждая из которых состоит
из источника энергии — постоянного магнита 1 и двух магнитопроводов
(полюсников) 2 и 3. На торцовые поверхности полюсников, имеющих
различную полярность, устанавливается деталь. Магнитный поток Фр
проходит от северного полюса магнита по магнитопроводу 2 через деталь
4 и по магнитопроводу 3 замыкается на южном полюсе магнита. Усилие
закрепления детали определяется величиной магнитного потока, разви-
ваемого магнитом в условиях данной системы. Особенностью постоян-
ного магнита как источника энергии является изменение намагни-
чивающей силы и потока, развиваемого Им, при изменении магнитной
проводимости внешней цепи. Поэтому любое изменение параметров
закрепляемой детали, связанное с изменением проводимости системы,
приводит к изменению усилия притяжения. По этой причине на одном
и том же приспособлении различные по размеру детали будут при-
тягиваться с различным усилием.
Набор магнитов и полюсников образует магнитный блок. На рис. V.43, б
показана часть магнитного блока, соответствующая трем элементарным
системам.
«Отключение» магнитного потока в приспособлениях с постоянными
магнитами может быть осуществлено либо путем полного размагничива-
ния магнита, либо посредством изменения пути, по которому магнитный
342
поток проходит от северного полюса к южному. В приспособлениях на
оксидно-бариевых магнитах практически всегда применяется второй метод
«отключения» потока, Причем используется так называемый способ ней-
трализации.
Магнитный блок в этом случае разделяется на две самостоятельные
части: неподвижный блок 2 и подвижный блок 3 (рис. V.44). Подвижный
блок должен иметь возможность перемещаться в направлении стрелки
на величину шага t, включающего в себя ширину полюсника и длину ма-
гнита 1М. При включении приспособления подвижный блок должен занять
место, при котором под полюсниками верхнего блока расположатся по-
люсники нижнего блока одинаковой с ним полярности (рис. V.44, а).
Рис. V.44. Схема отключения рабочего магнитного потока
методом нейтрализации: а — включенное положение; б —
выключенное положение;
1 — деталь: 2 — неподвижный блок; 3 — подвижный блок
Каждый магнит верхнего блока с расположенным под ним магнитом ни-
жнего блока образует одну систему.
Для отключения приспособления подвижный блок перемещается в по-
ложение, при котором под каждым магнитом верхнего блока становится
магнит нижнего блока с противоположной полярностью (рис. V.44, б).
Магнитный поток от полюса магнита верхнего блока будет проходить по
полюснику к противоположному полюсу нижнего блока. Таким образом,
магниты нижнего блока как бы нейтрализуют действия магнитов верхнего
блока.
Усилие притяжения детали, закрепляемой на магнитной плите, в об-
щем случае может быть определено по формуле:
Q = 4,06авД, (1 + B0—kfk (4" + 0 ’
где аст — ширина полюсника в см; Ьст — ширина плиты (длина полюс-
ника) в см; Во — магнитная характеристика плиты в Вб/м2, определяе-
мая как плотность магнитного потока на полюснике при закреплении де-
О * / Г, /” -J—
тали, полностью перекрывающей зеркало плиты I Во = у р- $ ,
где р — задаваемое в паспорте магнитной плиты удельное усилие притя-
жения к единице площади опорной поверхности детали; обычно—3 кгс/см2);
I — длина детали в см; k — коэффициент перекрытия ( k — ~т—, где b —
ширина детали); t — межполюсное расстояние в см.
Величины аст, &ст, t и Во — постоянные для данного приспособления.
На рис. V.45 показана конструкция магнитной плиты, предназначен-
ной для закрепления стальных и чугунных деталей при обработке их на
металлорежущих станках и при слесарной обработке. Удельная сила
притяжения на рабочей поверхности не менее 3 кгс/см2.
343
Плита состоит из корпуса 7, закрепленных на нем неподвижного 1
и подвижного блока 8, который перемещается при включении и выключе-
нии плиты посредством эксцентрика 9. Неподвижный блок представляет
собой набор полюсников 2 и магнитов 3, заключенных в рамку из нема-
гнитного материала. Для крепления деталей между собой и изоляции
магнитов применяется заливка стиракрилом 4 (в первых выпусках плит —
силумин). Конструкция подвижного блока аналогична рассмотренной.
Наличие боковых опорных планок 5 и 6 обеспечивает устойчивое по-
ложение деталей при обработке.
Основные размеры (табл. V.12) прямоугольных магнитных плит ре-
гламентированы ГОСТ 16528—70, в котором также установлены техни-
ческие требования к ним. Стандартом установлены четыре класса точности
этих плит: Н — нормальной, П—повышенной, В — высокой и А — особо
высокой. Отклонения от плоскостности поверхности основания и рабочей
поверхности плиты, параллельности этих поверхностей, равно как плос-
костности обработанной поверхности образца и параллельности верхней
обработанной поверхности образца его основанию, должны соответствовать
указанным в табл. V.13.
Шероховатость рабочей поверхности плиты и обработанной поверх-
ности образца должна быть не ниже класса 7 для плит класса точности Н
и соответственно классов 8, 9 и 10 для классов П, В и А.
Удельная сила притяжения ру при включенной плите должна быть не
менее 3 кгс/см2 для плит класса точности Н и П и не менее 1,6 кгс/мм2 для
плит классов точности В и А, Усилие N, необходимое для включения
и выключения плиты классов точности Н и П, не должно превышать 8 кгс,
а плит классов точности В и А — 5 кгс. В стандарте также указаны пра-
вила приемки и методы испытания плит.
В настоящее время Читинский станкостроительный завод серийно
выпускает четыре типоразмера магнитных прямоугольных плит исполне-
ния 2 (с пазами под болты для крепления на столе станка) по ГОСТ 16528—
70, сведения о которых представлены в табл. V.14.
344
Таблица V.12
Основные размеры прямоугольных магнитных плит в мм (ГОСТ 16528—70)
Исполнение 2.
Испол- нение В н L Bi ц не более не менее 1 к ь Межпо- люсное расстоя- ние t не более
1 100 80 250 160 250 320 25 12 16 12 18
2 100 80 210 160 250 320 25 12 16 12 18
1 125 80 400 190 400 530 25 12 16 12 18
2 125 80 360 190 400 530 25 12 16 12 18
1 160 80 400 240 400 600 25 12 16 12 18
2 160 80 360 240 400 600 25 12 16 12 18
1 160 80 500 240 500 710 25 12 16 12 18
2 160 80 450 240 500 710 25 12 16 12 18
1 200 90 500 280 500 710 30 12 20 14 18
2 200 90 450 280 500 710 30 12 20 14 18
1 200 90 630 280 630 850 30 ' 12 20 14 18
2 200 90 560 280 630 850 30 12 20 14 18
1 250 100 630 340 630 850 35 12 20 14 28
2 250 100 560 340 630 850 35 12 20 14 28
1 250 100 800 340 800 1000 35 12 20 14 28
2 250 100 710 340 800 1000 35 12 20 14 28
1 320 100 800 420 800 1000 35 12 25 18 28
2 320 100 710 420 800 1000 35 12 25 18 28
1 320 100 1000 420 1000 1320 35 12 25 18 28
2 320 100 900 420 1000 1320 35 12 25 18 28
Магнитные патроны (рис. V.46) предназначены для закрепления заго-
товок из магнитных материалов типа дисков, колец и т. п., а с помощью
центрирующих элементов и заготовок более сложной конфигурации. При-
меняются они, главным образом, при легких режимах резания (чистовая
обработка) на металлорежущих станках.
Верхний неподвижный магнитный блок 1 патрона представляет собой
набор радиально расположенных элементарных магнитных систем. Пере-
мещения подвижного блока 2 (с целью закрепления или открепления за-
готовки) осуществляются вручную с помощью рукоятки 4 и пары кони-
ческих зубчатых колес 3. Для предохранения заготовок от смещений при
относительно тяжелых режимах резания предусмотрена возможность
установки на патронах соответствующих упоров.
345
Патроны изготовляются в соответствии с техническими требованиями,
установленными ГОСТ 16933—71, и с основными размерами, регламен-
тированными ГОСТ 16934—71 (табл. V.15). Установлены классы точности
патронов: нормальной точности — Н, повышенной — П, высокой — В
и особо высокой — А.
Предельные отклонения формы и расположения рабочих поверхностей
патронов классов точности Н и В не должны превышать величин, ука-
занных в табл. V.16. Предельные отклонения тех же параметров
для классов точности П и А
должны составлять 0,6 от соот-
Таблица V.13
Допуски на неточность формы
и расположения поверхностей магнитных
прямоугольных плит различных классов
точности в мкм (ГОСТ 16528—70)
Длина плиты L в мм Допуск на всей длине плиты для класса точности плиты
н п в А
До 320 10 6 4 2,5
Св. 320 до 500 12 8 5 3
» 500 » 800 16 10 6 4
» 800 20 12 8 5
Примечание. Выпуклость поверхности ца не допускается. плиты и образ-
ветствующих величин, указан-
ных в табл. V.16 для классов
точности Н и В.
Патроны крепятся к концам
шпинделей станков с помощью
переходного фланца, точность
которого должна соответство-
вать отклонениям, указанным
в табл. V.16.
Шероховатость рабочей по-
верхности патронов должна
быть не ниже класса 7 для па-
тронов класса точности Н и со-
ответственно классов 8, 9 и 10
для классов П, В и А. Удельная
сила притяжения ру на полюсе
для включенных патронов клас-
сов точности Н и П должна
быть не менее 7 кгс/см2, а для
346
Таблица V.14
Основные размеры (в мм) прямоугольных магнитных плит, выпускаемых
Читинским станкостроительным заводом (ГОСТ 16528—70)
Обозначение L В н Bt 1 Ь Масса в кг
7208—0001 250 100 65 160 250 12 13
7208—0004 400 125 70 190 360 12 18
7208—0006 400 160 80 240 360 12 30
7208—0010 500 200 85 280 450 14 40
Таблица V.15
Основные размеры (в мм) магнитных патронов (ГОСТ 16934—71)
D В2 = Zi не более 1 н не более п Масса в кг
80 100 ’ 55 72 8 10 3 50 55 3 1,5 2,0
125 (130) 95 100 12 4 60 4,0
160 200 130 165 16 20 65 75 8,0 12,0
250 210 25 5 85 24,0
315 (320) 270 32 95 40,0
400 340 40 105 70,0
500 440 50 6 115 6 120,0
347
Таблица V-16
Предельные отклонения параметров магнитных патронов, определяющих
классы точности патронов Н и В в мкм (ГОСТ 16933—71)
Отклонение Класс точности Предельные значения отклонений для диаметров D патронов в мм
До 125 (130) Св. 125 (130) до 200 Св. 200 до 315 (320) Са. 315 (320)
Предельные отклонения от пло- скости рабочей поверхности, парал- лельности рабочей поверхности от- носительно поверхности основания н торцовое биение рабочей поверх- ности патрона н 8 10 12 16
в 3 4 5 6
Радиальное биение наружной поверхности патрона н 25 32 40 50
в 10 12 16 20
Примечание.
Выпуклость рабочей поверхности патрона не допускается.
Таблица V.17
Основные размеры патронов магнитных в мм (ГОСТ 16934—71)
Обозначение D Н D, Масса в кг
7108—0001 80 50 55 66 Мб 1,5
7108—0002 100 55 72 86 М8 2
7108—0004 130 60 100 112 М8 4
7108—0005 160 65 130 142 М8 8
7108—0006 200 75 165 180 М10 12
7108—0007 250 85 210 226 М12 24
7108—0009 320 95 270 290 М16 35
7108—0010 400 105 340 368 М16 60
Примечание. Удельное усилие притяжение на 1 см полюсннка — 7 кгс.
патронов классов точности В и А — не менее 4 кгс/см2. Усилие на
рукоятке ключа для патронов диаметром менее 125 мм не должно
превышать 5 кгс, а для остальных — 8 кгс. Максимальная допусти-
Рис. V.47. Переходный магнитный блок
мая окружная скорость патрона
на холостом ходу станка не
должна превышать 500 м/мин.
ГОСТ 16934—71 устанавли-
вает 11 типоразмеров магнитных
патронов, восемь из которых
изготовляются Читинским стан-
костроительным заводом серий-
но с диаметрами D = 80; 100;
130; 160; 200; 250; 320 и 400 мм
(табл. V.17).
Технологические возможности магнитных приспособлений могут быть
расширены за счет применения переходных магнитных блоков (переход-
348
ников), состоящих из стальных пластин /, 3, 5... (рис. V.47) и отделенных
друг от друга немагнитными прокладками 2, 4, 6... Ширина пластин
и прокладок выбирается таким образом, чтобы любая стальная пластинка
располагалась напротив соответствующего полюса плиты.
Рис. V.48. Наладки к магнитным плитам, изменяющие их ба-
зовую поверхность: а — односторонняя призма для плоских
деталей; б — призма для деталей типа валов и втулок; в — ку-
бики для деталей с выступами
Рис. V.49. Наладка к магнитным плитам, из-
меняющая расположение полюсов, их разме-
ры и межполюсные расстояния:
1 переходник; 2 —. магнитная плита'.
Переходные блоки выполняются в виде плит, призм и кубиков, которые
позволяют либо осуществлять сложные установки на магнитной плите
(рис. V.48), либо изменяют расположение и размеры полюсов плиты, что
дает возможность закреплять тонкие и мелкие детали (рис. V.49). Опорная
и установочная поверхности переходника должны иметь шерохова-
тость поверхности не ниже 8-го
класса.
Следует иметь в виду, что пе-
реходный блок, как и деталь, яв-
ляется участком магнитной цепи,
поэтому расчет его должен осу-
ществляться по методике, общей
для расчета магнитных приспособ-
лений.
Расчет, конструирование и при-
меры использования в производ-
стве магнитных приспособлений
приведены в работах [13, 21 и др].
6. ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРИВОДЫ
Электродвигатели приводят в действие зажимные устройства приспо-
соблений с помощью механизмов, служащих для преобразования враща-
тельного движения ротора в поступательное движение исполнительных
органов. Поэтому такие приводы называются электромеханическими.
В них преимущественно используются асинхронные электродвигатели
с короткозамкнутым ротором мощностью от 0,18 до 7,5 кВт.
Электромеханические зажимные устройства (ЭМЗУ) развивают зна-
чительные зажимные усилия и обладают существенными преимуществами
по быстродействию и возможности автоматизации их управления, ста-
бильности зажимных усилий (за счет использования соответствующей
349
пускорегулирующей и коммутирующей аппаратуры, а также стабилиза-
тора напряжений). ЭМЗУ обязательно имеют самотормозящуюся пере-
дачу в приводном или зажимном механизмах (или в обоих), фиксирующих
зажимное усилие. Структурная схема ЭМЗУ в общем случае состоит из
источника питания (цеховая электросеть, в которую включается стабили-
затор напряжения), коммутирующего устройства для включения и от-
ключения электродвигателя, электродвигателя, приводного механизма
с самотормозящейся передачей и зажимного механизма с самотормозя-
щейся передачей. В некоторых конструкциях предусмотрена одна само-
тормозящаяся передача. ЭМЗУ могут иметь электрическую или механи-
ческую систему ограничения усилия (момента) зажима.
В качестве примера на рис. V.50 показан трехкулачковый самоцентри-
рующий патрон рычажного типа для станков токарного типа.
Электродвигатель 1 приводит во вращение зубчатые колеса 2, . . ., 7.
Последнее сидит свободно на гайке 9. На внутренней стороне обода оно
имеет кулачок 8, который совместно с таким же кулачком, имеющимся
на гайке 9, образует однооборотную муфту. Винт 10 своей шлицевой
частью входит в соответствующее отверстие корпуса редуктора (вслед-
ствие чего он может иметь только осевое перемещение), который крепится
на шпинделе станка. Тяга 11, в которую ввернут резьбовой конец винта 10,
получает совместно с последним осевое перемещение. При движении тяги
в направлении к задней бабке кулачки 13 патрона разводятся и осуще-
ствляется разжим обрабатываемой детали. При перемещении тяги влево
кулачки сводятся к центру патрона и осуществляется зажим детали.
Величина зажимного усилия регламентируется электрической системой
ограничения. При применении электромеханических самоцентрирующих
патронов необходима тщательная динамическая балансировка повышенной
точности системы шпиндель—ЭМЗУ, особенно для быстроходных станков.
Описанный патрон имеет малый ход кулачков и поэтому целесообразен
в массовом и крупносерийном производстве. В условиях серийного и мел-
косерийного производства применяются комбинированные рычажно-вин-
товые патроны [14].
Патроны типа ЭМЗУ различных конструкций применяются и зару-
бежными фирмами, например «Форкарт», «Берг», «Рейсхауер» и др.
350
ЭМЗУ применяются и для закрепления деталей на столах расточных,
карусельных, продольно-фрезерных и других станках.
На рис. V.51 показано ЭМЗУ, применяемое на тяжелых фрезерных
и строгальных станках завода «Красный пролетарий». Деталь 15 зажи-
мается прихватом 13, на длинное плечо которого действует винт 12. При
включении реверсивного электродвигателя 16 вращение через зубчатые
колеса 17 и 18, червяк (на рисунке не показан) и червячное колесо 6 пере-
дается втулке 5. Так как под действием пружины 4 кулачковые полу-
муфты 7 и 9 находятся в зацеплении, то с помощью шпонок 19 и 14 враще-
Рис. V.51. Электромеханическое зажимное устройство с червячной передачей к тяжелым
фрезерным н строгальным станкам
ние сообщается гайке 10, а винт 12 получает осевое перемещение вверх.
Прихват 13 поворачивается и коротким плечом зажимает деталь, после
чего движение винта 12 прекращается. Кулачковая полумуфта 9 отжи-
мает полумуфту 7 (скользящую на шпонке) ко втулке 5, которая, опу-
скаясь, поворачивает рычажок 8, отключающий через концевой выключа-
тель 11 электродвигатель 16.
Деталь остается надежно зажатой вследствие самотормозящих свойств
винтовой и червячной пар.
Для разжима детали электродвигатель включается в обратном направ-
лении, винт 12 перемещается вниз и выходит из контакта с прихватом 13,
который освобождает деталь 15. В конце этого перемещения винт 12 пово-
рачивает рычажок 1, который воздействует на концевой выключатель 3,
отключающий электродвигатель 16,
Сила Q сжатия пружины регулируется с помощью гайки 2. Расчет
силы Q приведен в работе [121.
351
7. ВАКУУМНЫЕ ПРИВОДЫ
Вакуумные приводы обеспечивают прижим заготовки к опорной
плоскости корпуса силой атмосферного давления за счет- создания по-
лости с разреженным воздухом с одной из ее сторон. В этом случае заго-
товка не деформируется под действием
сосредоточенных сил зажима.
Поэтому вакуумные приспособ-
ления особенно удобны при за-
креплении тонких плоских де-
талей из немагнитных мате-
риалов, когда невозможно
использовать магнитную техно-
логическую оснастку. Они при-
Рис. V.52. Принципиальная схема установки
для создания вакуума
меняются и для закрепления за-
готовок с криволинейной базо-
вой поверхностью. Сила закреп-
ления, создаваемая вакуумом, достигает сотен кгс, что достаточно для
выполнения чистовых и отделочных операций механической обработки
резанием. Во избежание сдвига заготовок в процессе обработки часто
применяются различные боковые упоры. Собственно вакуумный при-
вод представляет собой одно- или двухступенчатый поршневой пневмо-
насос. Реже применяются эжекторы (струйные пневмонасосы), работающие
сжатым воздухом — в случаях, когда возможно попадание большого
количества смазочно-охлаждающей жидкости и пыли в вакуумную си-
стему. Принципиальная схема установки для создания вакуума показана
на рис. V.52. Она состоит из форвакуумного насоса 2, приводимого в дей-
ствие электродвигателем 1, бака-ресивера 4 (разрежение в котором,
создаваемое насосом 2, контролируется стрелочным вакуумметром 5),
очистителя 6 и управляющих кранов 3 и 7. Бак-ресивер 4 служит для
352
мгновенного зажима детали при включении вакуумного приспособления 8
с помощью крана 7; кран 3 отсекает насос от бака-ресивера в то время,
когда насос не работает, во избежание засасывания форвакуумного масла
в ресивер. Для создания необходимого вакуума используются и другие
специальные установки.
На рис. V.53 показана цеховая портативная энергетическая установка,
предназначенная для обслуживания нескольких вакуумных приспособ-
лений. Ее основанием является бак-ресивер 7 емкостью в 100 л. Он уста-
новлен на четырех колесах 9, закрепленных в поворотных вилках 8, что
обеспечивает установке хорошую маневренность. Электродвигатель 3
приводит в действие форвакуумный насос 4, откачивающий воздух из
бака-ресивера, куда он поступает из камер приспособлений через фильтр-
влагоотделитель 6. Требуемая степень разрежения в ресивере поддержи-
Рнс. V.54. Вакуумное приспособление Рис. V.55. Схема работы вакуумного приспо-
собления
вается автоматически и регистрируется электроконтактным вакуумме-
тром 5. Двухходовой запорный кран 1 соединяет приспособления с баком-
ресивером в положении «включено», а в положении «выключено» — с ат-
мосферой. С приспособлениями установка соединяется резиновыми ваку-
умными шлангами. В случаях падения вакуума в полости одного из
приспособлений установка автоматически отключается. Вентиль 2 преду-
смотрен во избежание попадания в ресивер масла из насоса 4, когда
последний выключен.
Конструкция вакуумных приспособлений проста (рис. V.54). Она со-
стоит из корпуса 1, резиновой прокладки 2, размещенной в канавке кор-
пуса, и штуцера 3, который через резиновый вакуумный шланг соединяет
камеру приспособления с вакуумной установкой. Крепление штуцера
к корпусу 1 осуществляется по одному из показанных на рисунке вари-
антов (/ или II), из которых вариант II предпочтителен, так как резино-
вая прокладка надежнее уплотняет камеру и обеспечивает поддержание
устойчивого разрежения в ней.
Закрепляемая деталь 2 (рис. V.55, а) устанавливается на резиновую
прокладку 3 так, чтобы ее опорная поверхность перекрывала прокладку.
Последняя размещена в канавке 4, выполненной в корпусе 1 по контуру
закрепляемой детали. После включения приспособления в полости А
создается вакуум и под действием атмосферного давления деталь 2, сжи-
мая резиновую прокладку 3, прижимается к опорной плоскости корпуса
(рис. V.55, б).
Сила зажима детали в вакуумном приспособлении определяется из
равенства
. W = (Ра - Ра) F - Руп,
12 М. А. Ансеров
353
где ра — атмосферное давление в кгс/сма; ра — остаточное давление в ка-
мере после разрежения в кгс/сма; F — площадь, ограниченная внутрен-
ним контуром резиновой прокладки, в см2; Рув — упругая сила сжатой
прокладки в кгс.
В обычных условиях вакуум, создаваемый в полости приспособления,
р =0,1, . . ., 0,15 кгс/см2. Более глубокий вакуум незначительно уве-
личивает W.
Базовая поверхность заготовок может быть обработанной или черно-
вой. В последнем случае она не должна иметь заметных на глаз выступов
и впадин. Рабочую поверхность корпуса приспособления обрабатывают
с шероховатостью класса 8. Отклонение ее от прямолинейности не должно
превышать 0,02 мм на длине 300 мм.
Вопросы расчетов и проектирования вакуумных приспособлений при-
водятся в литературе [9, 12, 24 и др. ].
РАЗДЕЛ ВТОРОЙ
КОНСТРУКЦИИ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
ГЛАВА VI
ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ТОКАРНЫХ
И КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
1. КОНЦЫ ШПИНДЕЛЕЙ И ПРИСОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
При проектировании патронов, оправок и других вращающихся при-
способлений необходимы сведения о конструкции и размерах переднего
конца шпинделя (табл. VI. 1). У станков токарной группы различают
три разновидности конструкции переднего конца шпинделя.
Таблица VI. 1
Основные размеры шпинделей отечественных токарных станков в мм
Диаметр обра- батываемой детали Диаметр шейки передней опоры шпинделя Диаметр фланца под поворотную шайбу Диаметр флаица для непосредствен- ного крепления Диаметр патрона
250 60 115 115 160
320 70; 75; 80 170 170 200; 160
400 100 170 170 250
500 100 170 170 250
630 140 215 215 320; 400
800 160 — 280 800
1000 200 — 380 1000
1250 200 — 380 1000
Резьбовые концы шпинделей, выполнен-
ные по ГОСТ 16868—71, имеют центриру-
ющий поясок (рис. VI. 1). Сопряжение за-
жимных устройств с шпинделем этого типа
А А
выполняется по посадкам или —. Раз-
меры приведены в табл. VI.2. Шпиндели
современных станков имеют фланцевое кре-
пление приспособлений. Фланцевые концы
шпинделей с направляющим конусом
(ГОСТ 12595—72) имеют девять условных
размеров1 (табл. VI.3) и четыре различных
1 Условным размером конца шпинделя является
диаметра фланца шпинделя в дюймах.
округленное числовое значение
355
Таблица VI.2
Размеры концов резьбовых шпинделей для токарных и токарно-
револьверных станков в мм (ГОСТ 16868—71)
Резьба ч, (С) 4, (С5) L С
d таг
М20 2,5 21 30 20 7 1,6
М27 3,0 28 38 26 10
МЗЗ 3,5 35 45 32 11
М39 4,0 40 50 35 14
М45 4,5 48 60 40 15 2,0
М52 5,0 55 70 45 17
М60 5,5 62 78 50 19 t
исполнения (рис. VI.2). Направляющая шпонка 1 обеспечивает соос-
ность фланцевых крепежных отверстий (резьбовых или гладких) шпин-
деля и приспособления при установке и закреплении на станке. Она кре-
пится винтом 2. Расположение отверстий во фланце шпинделя показанб
Рис. VI.2. Фланцевые концы шпинделей с направляющим конусом
на рис. VI.3. Как видно, исполнения 3 и 4 обеспечивают наиболее надеж-
ное и жесткое крепление, что необходимо при тяжелых режимах обработки.
Фланцевые концы шпинделей под поворотную шайбу (ГОСТ 12593—72)
предусмотрены для быстросменных зажимных устройств (рис. VI.4, а).
ГОСТ регламентирует восемь условных размеров фланцев (табл. VI.4)
с крепежными отверстиями, расположенными так, как показано на
356
Размеры фланцевых концов шпинделей в мм (ГОСТ 12595—72)
Таблица VI.3
Условный размер конца шпинделя D D, о, О., Отверстие в шпинделе d2 й? 4 1 В н h ъ С
цилиндри- ческое коническое
конус Морзе конус метри- ческий
не б □лее
3 92 53,975 70,6 4 мю 10,5 11 16 1,5 3,0 2,0 1,0
4 108 63,513 82,6 — 4 —- 14,0 Мб мю 10,5 11 20 5 5 1,5 3,0 2,0 1,0
5 183 82,563 104,8 61,9 5 — 16,0 Мб мю 10,5 13 22 5 6 1,5 3,0 2,0 1,0
6 165 106,375 133,4 82,6 Размер не 6 80 19,0 М8 М12 13,0 14 25 5 8 1,5 3,0 2,0 1,2
210 139,719 171,4 111,1 регламен- — 80 24,0 М8 М16 17,0 16 28 6 10 1,5 3,0 2,5 1,2
н 280 196,869 235,0 165,1 тируется — 100 28,0 М10 М20 21,0 18 35 8 12 1,5 3,0 3,0 1,2
15 380 285,775 330,2 247,6 120 35,0 М12 М24 25,0 19 42 8 12 2,5 5,0 3,5 1,6
20 520 412,775 463,6 368,3 — — 42,0 М12 М24 25,0 21 48 8 16 2,5 5,0 3,5 1,6
28 725 584,225 647,6 530,2 — — 50,0 М12 МЗО 31,0 24 56 8 20 2,5 5,0 4,0 1,6
Таблица VI. 4
Размеры фланцевых концов шпинделей под поворотную шайбу в мм (ГОСТ 12593—72)
Условный размер конца шпинделя D £>i Отверстие в шпинделе d d а d„ 1 В н Л Л, С Деталь I — шпон- ка по ГОСТ 12595—72 Деталь 2 — винт по ГОСТ 11738-66
цилиндри- ческое коническое
конус Морзе конус метри- ческий
не б олее
3 102 53,975 70,6 4 17 7 11 11 16 10 1
4 112 63,513 82,6 4 14 Мб 17 7 11 11 20 5 5 10 1 14—4 М6Х 14—011
5 135 82,563 104,8 Размер не 5 — 16 Мб 21 7 11 13 22 5 6 10 1 16—5 М6Х 14—011
6 170 106,375 183,4 регламен- 6 80 19 М8 23 9 14 14 25 5 8 11 1,2 19—6 М8Х20—011
8 220 139,719 171,4 тируется — 80 . 24 М8 29 11 17' 16 28,- 6 10 12 1,2 24—8 М8Х20—011
11 290 196,869 235,0 — 100 28 МЮ 36 И 17 18 35 8 12 13 1,2 28—11 М10Х25—011
15 400 285,775 330,2 — 120 35 М12 43 13 19 19 42 8 12 15 1,6 35—15 М12Х25—011
20 540 412,775 463,6 — — 42 М12 43 13 19 21 48 8 16 15 1,6 42—20 М12Х35—011
Для условного
размера но ни, а
шпинделя 3
Исполнение /
Для условных Для условных размеров
размеров концов концов шпинделей 15,
шпинделей в,5,6,8и11 20 и 28
&) Исполнение 3
Для условных размеров Для условных размеров
концов шпинделей5,5, концов шпинделей 15,
Sull 20 и 28
Исполнение О
г) Для условных размеров Для условных размеров
концов шпинделей. 5, в концов шпинделей 15,
Рис. VI.3. Распо-
ложение отверстий
во фланце и центри-
рующем конусе
шпинделя
358
а) Б-б
6) Для условных размеров Для условных размеров
концов шпин влей вий концов шпинделей 5,6и 8
Рис. VI.4. Фланцевые концы шпинделей под поворотную шайбу (а); расположение
отверстий во фланцах (б, в); поворотная шайба (г) по ГОСТ 12593—72
359
Рис. VI.5. Крепление быстросменных патронов на фланцевых
концах шпинделей с помощью поворотной шайбы
/ =- шпиндель; 2 — гайка; 3 — поворотная шайба; 4 — вннт-шпилька;
5 — шпонка; 6 — винт; 7 — переходный фланец приспособления (патрона)
б-б
Рис. VI.6. Примеры применения поворотных шайб (ГОСТ 1 2593—72);
1,5,6 — винты; 2 — шайба; 3 — гайка; 4 — втулка
360
рис. VI.4, б, в. Поворотная шайба показана на рис. VI.4, г. Сопряжение
быстросменных зажимных устройств с поворотной шайбой и фланцем
шпинделя изображено на рис. VI.5. Шпильки, имеющие в средней части
цилиндрическое утолщение с лыской под ключ, завинчиваются в задний
торец переходного фланца 7 и при установке пропускаются через отвер-
стие К фланца и шайбы. После этого шайбу повертывают по часовой
стрелке и через нее гайками 2 центрируют и закрепляют приспособление
на конусе шпинделя.
Крепление на фланцевом шпинделе с поворотной шайбой отнимает
почти столько же времени, сколько и крепление на резьбовом конце
Рис. VI.7. Присоединительные размеры для различных зажимных устройств
шпинделя. Вместе с тем фланцевое соединение обеспечивает более высокую
точность центрирования (отсутствует зазор), полную надежность при
больших числах оборотов и в 3—5 раз повышает жесткость сопряжения.
Примеры применения поворотных шайб показаны на рис. VI.6 и поясне-
ний не требуют.
Присоединительные размеры различных зажимных устройств по
ГОСТ 12594—72 показаны на рис. VI.7, а их численные значения приве-
дены в табл. VI.5.
Таблица VI. 5
Присоединительные размеры зажимных устройств к фланцам шпинделей в мм
(ГОСТ 12594—72)
Условный размер конца ; шпинделя D Dt Dz D, Ds 2 d3 I C I, h c
3 92 53,975 70,6 — 102 — M10 11 10 20 25 — — 1,0
4 108 63,513 82,6 — 112 14,5 M10 11 10 20 25 — 1 1,0
5 133 82,563 104,8 61,9 135 16,5 MIO 11 12 20 25 15 7 1,0
6 165 106,375 133,4 82,6 170 19,5 M12 13 13 22 28 16 7 1,0
8 210 139,719 171,4 111,1 220 24,5 M16 17 14- 26 34 18 8 1,0
11 280 196,869 235,0 165,1 290 29,0 M20 21 16 32 40 20 10 1,6
15 380 285,775 330,2 247,6 400 36,0 M24 25 17 36 45 21 10 1,6
20 520 412,775 463,6 368,3 540 43,0 M24 25 19 42 50 23 10 1,6
28 725 584,225 647,6 530,2 — 51,5 M30 32 22 50 60 26 10 1,6
361
Основные размеры промежуточных фланцев к самоцентрирующим патронам в мм (ГОСТ 3§89—71)
Таблица VI.S
D D, (Н) ог Djt кл. 2 £>« (-4,) О» И Но не менее 1 d h — ht п с
Иакмкекие 1
80 55 66 МЗЗ 35 50 36 14 12 6,6 — 2 3 1,0
100 72 82 (86) М39 40 60 40 16 15 9 — 2 3 1,0
125 (130) 95; 100 108; 112 М45 48 70 45 18 16 9 — 3 3 1,0
160 130 142 М52; М60 55;62 80; 90 50; 55 20 18; 20 9 мю (М8) 3 3 1,6
200 165 180 М62; М68; М76 62; 70; 78 90; 100; 120 55; 63; 70 22 23; 25 11 МЮ 3 3 1,6
250 210 226 М68; М76; М90 70; 78; 92 110; 120; 130 64; 71; 81 25 23; 25; 30 13 МЮ 4 3 1,6
315 (320) 270 290 М90; Ml05; М120 92; ПО; 125 130; 150; 170 91; 104 32 30; 35; 40 13 (17) М12 4 3 1,6
400 340 368 М120; М135 125; 140 170; 190 104; 117 32 40; 45 17 М16 4 3 2,0
500 440 465 М135; М150 140; 155 190; 210 117; 118 36 50 17 М18 (М20) 5 6 2,0
630 560 595 М150 155 210 118; 133 36 50 17 М22 (М24) 5 6 2,0
Продолжение табл. Vt. б
Условный размер конца шпинделя станка D D, (И) D, Ds о4 Н н. <1 41 h = h^ n «1 а Для отверстия в.., °
не менее
3 4 5 6 8 И 1G0 200 250 315 (320) 400 500 130 165 210 270 340 440 142 180 226 290 368 465 102 112 135 170 220 290 53; 975 63; 513 82; 563 106; 375 139; 719 196; 869 75,0 85,0 104,8 133,4 171,4 295,0 Испол 22 25 28 32 36 40 яение 21 24 27 31 35 39 2 9 11 13 13; 17 17 17 МЮ МЮ МЮ М12 М16 М20 МЮ (М8) МЮ МЮ М12 МЮ М18 (М20) 12 (10) 12 12 14 18 20 (22) 3 3 4 4 4 5 3 3 3 3 3 6 3 3 4 4 4 6 30 30 30 30 30
Условный размер конца шпинделя станка D О, (Н) О, о, Dt н Hi d h = п а для отверстия в . ..о
не менее
4 5 6 8 И 15 200 250 315 (320) 400 500 630 165 210 270 340 440 560 180 226 290 368 465 595 108 133 165 210 280 380 Испол 63,513 82,563 106,375 139,719 196,869 285,775 нение 3 25 28 32 36 40 45 24 27 31 35 39 44 11 13 13; 17 17 17 17 12 12 14 18 20 (22) 24 3 4 4 4 5 5 3 3 3 3 6 6 30 30 30 30 30 15
Примечание. Здесь н далее размеры, заключенные в скобки, при новом проектировании не применять.
Примеры крепления приспособлений к фланцам шпинделей по ГОСТ
12593—72 и ГОСТ 12595—72 изображены на рис. VI.8.
Для установки и закрепления самоцентрирующих патронов общего
назначения на концах шпинделей станков предусмотрены промежуточные
Рис. VI.8. Примеры крепления патронов к фланцам шпинделей: а —
поводкового патрона к шпинделю исполнения 1; б — трехкулачкового
к шпинделю исполнения 2; в — четырехкулачкового к шпинделю ис-
полнения 3; г — трехкулачкового к шпинделю исполнения 4; д —
трехкулачкового к фланцу шпинделя под поворотную шайбу
Рис. VI.9. Переходные фланцы с устройствами,
-предохраняющими приспособления (патроны) от
самоотвинчивания;
А — центрирующий буртик переходного фланца
фланцы (ГОСТ 3889—71), показанные на рис. VI.10. Они имеют: исполне-
ние 1 — для резьбовых концов шпинделей, исполнение 2 — под поворот-
ную шайбу (ГОСТ 12593—72) и исполнение 3 — для фланцевых концов
шпинделей (ГОСТ 12595—72). Основные размеры промежуточных фланцев
приведены в табл. VI,6.
364
Рис. VI.10. Промежуточные фланцы для закрепления
самоцентрирующих патронов общего назначения: а —
для резьбовых концов шпинделей; б — под поворот-
ную шайбу; в — для фланцевых концов шпинделей
365
При модернизации станков, имеющих шпиндели с резьбой на конце,
необходимо вводить предохранительные устройства против самоотвин-
чивания патронов (рис. VI.9).
На токарных станках моделей 1Д62 и др. применяют конструкцию
с двумя предохранительными сухарями, имеющими скосы (рис. VI.9, а).
Сухари 1 вложены в углубления на ступице фланца и удерживаются
винтами. При затяжке скосы сухарей прижимаются к наклонной стенке
канавки на буртике шпинделя, удерживая патрон.
На рис. VI.9, б показано устройство, применимое к любому шпин-
делю, но требующее изменений в конструкции ступицы переходного фланца.
Два винта 1 направляются в цилиндрических отверстиях фланца 2 ци-
линдрическими поясками п, а своими коническими участками сопря-
гаются с угловой выточкой т на центрирующем пояске шпинделя. При за-
тяжке винта происходит заклинивание фланца 2 на головке шпинделя,
исключающее возможность самопроизвольного свинчивания.
2. ТОКАРНЫЕ КУЛАЧКОВЫЕ ПАТРОНЫ
Эти приспособления служат для закрепления относительно коротких
деталей. Они различаются по типу привода на ручные и механизирован-
ные, а по числу кулачков—на двух-, трех- и четырехкулачковые. Патроны
могут быть самоцентрирующими и с независимым перемещением кулач-
ков, универсальными и специальными. Различаются они и по конструкции
на клиновые, рычажно-клиновые, рычажные, спирально-реечные, винто-
вые и т. п.
Технические требования на токарные патроны общего назначения
регламентированы ГОСТ 1654—71. Установлено четыре класса точности
патронов: Н — нормальной точности; П — повышенной точности; В —
высокой точности; А — особо высокой точности в зависимости от величин
допускаемой неуравновешенности (дисбаланса) и предельных отклонений
от геометрической формы и расположения поверхностей патронов (см.
табл. 2, 3 и 4 ГОСТ 1654—71). Радиальное биение контрольного пояска
самоцентрирующих патронов диаметром до 630 мм не должно превышать
10 мкм для классов точности А и В и 20 мкм для классов точности Н и П.
Диаметры патронов и их присоединительные размеры приведены
в табл. VI.7.
Трехкулачковые самоцентрирующие патроны
Эти патроны получили наибольшее распространение в производствен-
ной практике как наиболее удобные и надежные для закрепления деталей
цилиндрической .формы. Они выполняются с ручным и механизированным
приводами.
Самоцентрирующие ключевые трехкулачковые патроны общего назна-
чения (ГОСТ 2675—71) с ручным приводом выполняются спирально-
реечного типа с цельными или сборными кулачками. В зарубежной прак-
тике наиболее распространены также ключевые спирально-реечные па-
троны с плоской (Архимедовой) спиралью и конической зубчатой пере-
дачей к спиральному диску. Патроны крепятся к концам шпинделей
только с помощью промежуточных фланцев (ГОСТ 3889—71), описанных
выше. Принцип действия и расчет силы зажима такого патрона описаны
в гл. II, с. 134. Основные размеры этих патронов в соответствии
с рис. VI.11 приведены в табл. VI.8. Конструкции трехкулачковых спи-
рально-реечных самоцентрирующих токарных патронов для шпинделей
с резьбовыми и фланцевым концами показаны на рис. VI. 12.
В чугунный или стальной корпус 1 патрона установлен спиральный
диск 2, находящийся в зацеплении с рейками 3. Во время вращения
366
Таблица Vi.7
Патроны токарные самоцентрирующие и с независимым перемещением кулачков.
Присоединительные размеры
Номинальные диаметры токарных патронов в мм Концы шпинделей, условные размеры
3 4 5 6 8 11 15 20
160 Крепление не Самоцентрирующие С независимым перемещением кулачков nocpej 3 3 щтвен 4 4 ное 5 — — — — —
200 Самоцентриующие С независимым перемещением кулачков (3) 4 4 5 5 6 —- — — —
250 Самоцентрирующие С независимым перемещением кулачков __ (4) 5 5 6 6 8 — — —
315 Самоцентрирующие С независимым перемещением кулачков — (5) 6 6 8 8 — —
400 Самоцентрирующие С независимым перемещением кулачков — — (5) (6) 8 8 11 V' 11 — __
500 Самоцентрирующие С независимым перемещением кулачков — — -— (6) 8 8 11 11
630 Самоцентрирующие С независимым перемещением кулачков — — — — (8) 11 11 15 15 —
800 1000 1250 С независимым перемещением кулачков — — — — (8) 11 11 15 15 15 . 20
100 125 160 200 250 315 400 500 630 Крепление через Самоцентрирующие ]5ланС1 3 3 I патр 4 4 она 5 5 5 6 6 6 6 6 ОО ОО ОО ОО ОО ОО | | | 11 11 11 11 11 15 15 15 <=11111111
367
Рис. VI. 12. Конструкции трехкулачковых спирально-реечных самоцентрирую-
щих патронов с ключевым зажимом: тип А — для шпинделей с резьбовыми
концами; тип Б — для шпинделей с фланцевыми концами
368
Таблица VI. 8
Основные размеры спирально-реечных самоцентрирующих трехкулачковых патронов
в мм (ГОСТ 2675—71)
D Di о, не менее В не более L . н не более А h ft. d 3 «1
80 66 33 16 12 32 50 — — — М6 6 3
100 86 38 20 15 42 55 — — — М8 9 3
125 (130) 108; 112 50 25; 30 20 51 60 — — — М8 9 3
160 142 75 40 28 70 65 40 5 3 М8 11 3
200 180 100 50 28 85 75 50 5 3 МЮ 11 3
250 226 125 65 36 105 85 65 7 3 Ml 2 14 3
315 (320) 290 150 80 36 125 95 80 8 4 М12; М16 14 3
400 368 „ 200 100 46 145 105 95 9 4 М16 17 3
500 465 260 140 46 170; 145 115 95 9 4 М16 17 6
630 595 360 190 60 225; 160 . 125 95 9 4 М16 17 6
диска рейки перемещаются в Т-образных пазах корпуса. Диск 2 приво-
дится во вращение при помощи одного из трех конических колес 6, вмон-
тированных в радиальные отверстия корпуса и законтренных в нем штиф-
тами 8. Крышка 7 удерживает спиральный диск 2 от перемещения в осевом
Рис. VI. 13. Универсальные трехкулачковые самоцентрирующие патроны
с ключевым зажимом (общие виды): а — спирально-реечный; б — реечный
направлении и одновременно служит для защиты от попадания грязи и
мелкой стружки в патрон. В крестообразном пазу реек 3 устанавливаются
и закрепляются винтами 4 прямые или обратные накладные кулачки 5.
В ряде случаев патроны изготовляются с цельными прямыми и обрат-
ными кулачками с нарезанными на их основаниях рейками для непосред-
ственного сопряжения со спиральным диском 2. Общий вид патрона изо-
бражен на рис. VI. 13, а. На рис. VI. 13, б дан общий вид самоцентриру-
ющего реечного патрона, описание которого дается ниже.
369
Прямые цельные и накладные кулачки предназначены для зажима
деталей по наружной поверхности большими призмами, а по отверстию —
ступенями кулачков. Обратные цельные и накладные кулачки исполь-
зуются для зажима деталей ступенями кулачков'по наружной поверхности
большого диаметра.
Недостаток патронов заключается в линейном контакте в сопряжении
витков спирали с рейками кулачков, что вызывает повышенные давления
в сопряжении, в результате чего происходит сравнительно быстрый
износ центрирующего механизма и потеря точности. В настоящее время
у нас и за рубежом применяются закалка и шлифование витков спирали
и реек кулачков, что повышает износоустойчивость и долговечность патро-
нов. Однако операция шлифования требует применения специального
оборудования и нуждается в дальнейшем совершенствовании. В связи
с этим разработан и применяется вариант универсального трехкулач-
кового самоцентрирующего патрона с винтовым центрирующим меха-
низмом.
Винтовые трехкулачковые самоцентрирующие патроны с ключевым
зажимом в течение ряда лет изготовляются в ФРГ фирмой «Мундорф»
в качестве основной продукции и конкурируют с патронами спирально-
реечного типа.
Три винта в этих патронах связаны общей конической передачей,
приводимой в действие ключом посредством червячной пары. Кулачки
являются полугайками и при вращении винтов осуществляют радиальное
перемещение и зажим деталей.
Преимущества патронов с винтовым центрирующим механизмом заклю-
чаются в следующем.
1. Контакт винтовых поверхностей, осуществляемый по всей ширине
кулачка (который работает как полугайка) обусловливает пониженные
давления в сопряжении и повышенную износоустойчивость.
2. Возможность закаливать и шлифовать резьбу винтовой пары на
обычном резьбошлифовальном станке.
3. Возможность пользоваться одним комплектом переворачиваемых
кулачков, тогда как в спирально-реечных патронах необходимо иметь
два комплекта кулачков (комплект прямых и комплект обратных).
Патроны этой конструкции обеспечивают большую силу зажима,
а при качественном изготовлении и высокую точность центрирования
(по данным фирмы биение до 0,02 мм); в условиях нормальной эксплуата-
ции точность центрирования должна сохраняться в течение длительного
периода времени.
Основной недостаток кинематической схемы винтовых патронов за-
ключается в том, что точность центрирования зависит от точности изго-
товления двух пар: зубчатой конической и винтовой, тогда как в спи-
рально-реечных патронах точность центрирования зависит только от
пары спираль — рейки кулачков. Патрон сложнее в изготовлении, имеет
лишь одно гнездо для закладки ключа, а время для перемещения ку-
лачков при наладке относительно велико.
Реечные патроны (см. рис. VI. 13, б) или иначе — клиновые патроны
с поперечными клиньями имеют ограниченный ход кулачков и не являются
широкоуниверсальными.
Рейки ведущие и рейки ведомые на основаниях кулачков имеют косые
зубцы и работают как клиновые пары. Перемещение одной из реек пер-
пендикулярно направляющим кулачков производится посредством винта,
вращаемого ключом.
От этой рейки движение передается другим рейкам либо посредством'
центрального зубчатого колеса, как показано на рис. VI. 13, б, либо
посредством кулисной передачи, осуществляемой центральным кольцом
370
(диском) с радиальными пазами, в которые входят сухари, сидящие
на цапфах реек.
Эти патроны, как и винтовые, обеспечивают большую силу зажима
и одновременно высокую точность центрирования (до 0,02 мм). Поверх-
ностный контакт по всей ширине кулачков, возможность закаливать и
шлифовать на обычных станках сопряженные поверхности повышают
долговечность патронов.
Однако из-за сравнительной сложности в изготовлении, ограничен-
ности хода кулачков и повышенной затраты времени на переналадки
эти патроны, несмотря на длительность их существования (около 45 лет),
не смогли вытеснить универсальные спирально-реечные патроны или
существенно сократить их применение.
В условиях серийного и единичного производства, при частой смене
обрабатываемых деталей, на установку и ручной их зажим в универсаль-
ных ключевых патронах затрачивается до 30% от вспомогательного
времени.
Затраты времени на установку и зажим заготовок в механизированном
патроне сокращаются в 3—5 раз. Механизация облегчает труд станоч-
ника. Кроме того, механизированные патроны можно автоматизировать
и включать в автоматический цикл работы станка.
По данным ЭНИМСа, ежегодно на замену и пополнение патронов,
находящихся в эксплуатации, требуется около 400 000 кулачковых патро-
нов, поэтому даже небольшие усовершенствования патронов могут дать
большой эффект в масштабе страны. Поэтому и у нас, и за рубежом уси-
ленно занимаются механизацией токарных патронов.
Привод механизированных патронов размещается на заднем конце
шпинделя, на передней торцовой стенке передней бабки либо встраи-
вается в корпус патрона.
Привод может быть пневматическим, гидравлическим, электромеха-
ническим и др. Наибольшее применение находят вращающиеся пневмати-
ческие приводы, расположенные на заднем конце шпинделя с полым и
обычным штоком (см. гл. IV). Находит применение и переднее расположе-
ние невращающегося пневмопривода, главным недостатком которого яв-
ляется то, что при зажиме детали усилие пневмоцилиндра (направленное
в сторону задней бабки) передается через патрон на шпиндель станка и
действует на подшипниковые узлы, рассчитанные на восприятие осевых
усилий в обратном направлении. Патроны со встроенным пневмоприводом,
хотя и обладают рядом преимуществ, имеют увеличенные осевые размеры
и массу патрона, что ведет за собой снижение точности обработки. По-
этому задачи механизации токарных патронов еще ждут оптимальных
решений (хотя за последнее время и появилось множество механизирован-
ных патронов различных конструкций).
Трехкулачковые самоцентрирующие патроны
с переставными кулачками и механизированным приводом
Наиболее распространены клиновые (ГОСТ 16886—71) и рычажно-
клиновые (ГОСТ 16862—71) патроны с механизированным приводом.
Кроме того, в заводской практике встречаются и рычажные механизмы
патронов. Все эти патроны не являются универсальными, так как при их
переналадке необходимо переставлять и перезакреплять накладные ку-
лачки, на что затрачивается относительно много времени. В соответствии
с ГОСТ 2675—71 патроны могут выполняться со следующими наружными
диаметрами: 80; 100; 125 (130); 160; 200; 250; 315 (320); 400; 500 и 630.
Эти патроны преимущественно используются в крупносерийном произ-
водстве, а также в условиях группового метода производства.
371
Клиновые патроны (ГОСТ 16886—71) изготавливаются по чертежам
Министерства станкоинструментальной промышленности в двух исполне-
ниях: исполнение 1 — с креплением патрона посредством промежуточ-
ного фланца (ГОСТ 3889—71) и исполнение 2 — с креплением патрона
к фланцевому концу шпинделя (ГОСТ 12595—71) непосредственно. Основ-
ные размеры патронов в соответствии с рис. VI. 14 приведены в табл. VI.9.
Конструкция патрона с клиновым центрирующим механизмом, работа-
ющим от вращающегося привода, расположенного на заднем конце шпин-
деля станка, показана на рис. VI. 15.
В радиальных пазах корпуса 1 патрона перемещаются три кулачка 2,
с рифленой поверхностью которых сопрягаются сменные накладные
Рис. VI. 14. Основные размеры клиновых патронов
кулачки 5. Винты 4 и сухари 3 служат для крепления накладных кулач-
ков после их перестановки в процессе наладки патрона. Скользящая
в отверстии корпуса патрона муфта 6 имеет для связи с кулачками три
паза с углом наклона 15° и приводится в движение от штока привода.
Таблица VI.9
Основные размеры клиновых самоцентрирующих патронов
(ГОСТ 16886—71) в мм (исполнение 1)
D L не более D, {А) В d dt й2 п П2, Тип А Z Ход ку- лачка S
100 70 72 30 Л! 12 М8 11 3 3 6 6 3
125 (130) 80 95 (100) 30 М12 М8 11 3 6 6 6 4
160 90 130 36 М16 М8 11 3 6 6 8 5
200 100 165 40 М20 МЮ 13 3 6 6 8 6
250 110 210 50 М24 М12 17 3 6 6 8 7
315 (320) 125 270 60 М27 М12 (Ml 6) 19 3 6 6 10 8
400 145 340 70 М27 М16 19 3 6 6 10 10
500 175 440 70 М36 М16 24 6 6 9 12 12
630 210 560 90 М36 М16 24 6 6 9 12 14
При осевом перемещении муфты кулачки получают радиальное пере-
мещение и зажимают или освобождают заготовку. Передаточное отноше-
ние перемещений клинового механизма 1 : 3,7. Форма клинового сопря-
жения позволяет легко вынимать и заменять кулачки. Для этого в муфте 6
372
предусмотрено шестигранное отверстие b для ключа; при повороте муфты
против часовой стрелки на угол 15° кулачки выводят из зацепления
и вынимают. В рабочем положении муфта удерживается штифтом 9,
который одновременно служит упором, ограничивающим поворот муфты
при смене кулачков. Пружинящие штифты 8 удерживают кулачки от вы-
падания, когда они выведены из зацепления с муфтой. Втулка 7 предохра-
няет патрон от проникновения в него грязи и стружки. Одновременно
ее конусное отверстие с используется для установки направляющих вту-
лок, упоров и т. п.
К достоинствам клинового патрона следует отнести: 1) компактность
и жесткость, так как механизм патрона состоит всего из четырех подвиж-
ных частей (скользящей муфты и кулачков); 2) износоустойчивость, так
Рис. VI. 15. Трехкулачковый клиновой самоцентрирующий патрон
с приводом на заднем конце шпинделя
как соединение муфты с кулачками происходит по поверхностям с равно-
мерно распределенным давлением, а возможность быстрого съема кулач-
ков способствует хорошей их чистке и смазке.
Недостатки патронов с тягой через шпиндель следующие: 1) тяга,
даже пустотелая, исключает (ограничивает) возможности обработки дета-
лей с хвостовиками или из прутков; 2) вращающиеся цилиндры, помещен-
ные на конце шпинделя, нуждаются в точной балансировке, нагружают
радиальные подшипники и требуют ограждений; 3) невращающиеся ци-
линдры, если они применяются, нагружают упорные подшипники шпин-
деля и ускоряют их износ; 4) присоединение патрона к тяге требует затрат
времени.
В связи с этим разработаны конструкции клиновых патронов с встро-
енным приводом, одна из которых (патрон фирмы «Форкардт») показана
на рис. VI. 16.
Воздухоприемное кольцо 1 неподвижно закреплено через промежуточ-
ное кольцо на торце бабки станка, а корпус 2 патрона центрируется на
фланце шпинделя и закрепляется гайками с помощью поворотной шайбы
(см. рис. VI.4). С правой стороны корпус-цилиндр закрыт крышкой 4,
в которой имеются обычные радиальные пазы под кулачки 5. На ступице
поршня 3 образованы три продольных паза, расположенных относительно
друг друга под углом 120° и наклоненных по отношению к оси на 15°.
В эти пазы заходят концы кулачков, образуя несамотормозящие клиновые
соединения. При линейном перемещении поршня сцепленные с его пазами
кулачки совершают перемещения в радиальном направлении, зажимая
или освобождая обрабатываемую деталь. В этой части конструкция
373
патрона аналогична конструкции клинового патрона, показанного на
рис. VI. 15.
Сжатый воздух через штуцер подводится к невращающемуся воздухо-
приемнику 1, заполняет кольцевой паз А и далее через отверстия в рези-
новом уплотнительном кольце 7 и отверстия Б в корпусе 2 поступает
в левую полость цилиндра; кулачки при этом расходятся.
При переключении распределительного крана воздух из цилиндра
уходит в атмосферу, а поршень под действием сильных пружин 6 возвра-
щается в исходное положение; кулачки перемещаются к центру и зажимают
изделие. Стабильность зажима на все время обработки обеспечивается
упругостью пружин.
Пневматический трехкула^ковый токарный патрон клинового типа
с индивидуальной настройкой кулачков и с неподвижным пневмоприводом,
Рис. VI. 16. Трехкулачковый
пружинно-клиновой патрон
с встроенным пиевмоцилин-
дром одностороннего действия
Рис. VI. 17. Пневматический клино-
вой трехкулачковый патрон конструк-
ции завода «Русский дизель»
расположенным на передней торцовой стенке передней бабки станка
(конструкции завода «Русский дизель») показан на рис. VI. 17. Патрон
навинчивается на резьбовой конец шпинделя станка и соединяется байо-
нетным зажимом со штоком пневмоцилиндра.
Унифицированный пневмопривод в виде кольцевого пневмоцилиндра
устанавливается неподвижно на фланце 1 у переднего конца шпинделя
станка и крепится винтами 11. В корпусе пневмопривода 3 перемещается
поршень 4, выполненный за одно целое со штоком. Палец 2 препятствует
повороту поршня в-цилиндре. По обе стороны байонетного замка устанав-
ливаются бронзовые кольца 5, предохраняющие его торцы при вращении
патрона от износа. Закрепление детали осуществляется при подаче сжа-
того воздуха в левую часть пневмоцилиндра. При этом поршень 4 дви-
жется и перемещает втулку 10 по корпусу 9 вправо, которая своими
тремя клиновыми выступами передвигает основания кулачков 6 к центру,
и производит зажим детали. Кулачки 8 патрона — сменные; предвари-
тельная настройка их производится вручную винтами 7.
Кольцевой пневмоцилиндр обладает рядом преимуществ: 1) позволяет
выполнять обработку прутковых заготовок, так как отверстие шпинделя
всегда свободно; 2) дает возможность производить быстрый съем патрона
и установку на станок других приспособлений; 3) неподвижное положе-
374
ние кольцевого пневмоцилиндра значительно упрощает задачу подвода
сжатого воздуха.
Патрон имеет самотормозящий силовой центрирующий механизм,
так как угол наклона клиновых выступов втулки 10 устанавливается
в пределах 5° 40', . . 4°. Поэтому сжатый воздух используется только
Тип А
Исполнение!. б-б
б
Рис. VI.18. Основные размеры трехкулачковых рычажно-клиновых патронов
в моменты закрепления или раскрепления заготовки, что исключает
возможность аварии при падении давления в пневмосети. Плоскостной
контакт в клиновых сопряжениях обеспечивает износостойкость механизма.
Рис. VI.19. Конструкция рычажно-клинового патрона
Наряду с положительными качествами, кольцевой пневмоцилиндр,
установленный на передней бабке станка, обладает существенным недо-
статком: усилие пневмоцилиндра (1500, . . ., 2000 кгс) при зажиме детали
направлено вдоль оси шпинделя в сторону задней бабки.
Токарные трехкулачковые рычажно-клиновые патроны (ГОСТ
16682—71), как и клиновые, изготовляются в двух исполнениях — с креп-
лением непосредственно к фланцу шпинделя станка (исполнение 2) или
с креплением посредством промежуточного фланца (исполнение /) по
ГОСТ 3889—71. Их основные размеры (рис. VI.18) должны соответствовать
375
указанным в табл. VI. 10. Конструкция такого патрона, работающего
от пневмопривода, расположенного на заднем конце шпинделя станка,
показана на рис. VI.19.
Патрон крепится винтами 1 к переходному фланцу, устанавливаемому
на шпинделе станка. Винтом 3, связывающим патрон с тягой штока пневма-
тического цилиндра, регулируется положение кулачков 10 относительно
поршня пневматического цилиндра. От самоотвинчивания в процессе
работы патрона винт удерживается пружинным стопором 5, помещенным
в гайке 4; последняя закреплена на винте 3 стопором 2. Доступ к винту
возможен при отвинченной пробке 14. Кулачки 10 перемещаются под дей-
Таблица VI.10
Основ егью размеры трехкулачковых рычажяо-клиновых самоцентрирующих патронов
(ГОСТ 16682—71) в мм
D О, (Л) D, Ds о.. L 1
номиналь- ный предельные отклонения Исполнения
1 2 1 2
не более
125 95 108 70,6 92 53,975 +0,003 —0,005 75 85 115 125
160 130 142 82,6 108 65,513 80 95 125 140
200 165 180 104,8 133 82,563 +0,004 —0,006 100 115 160 175
250 210 226 110 125 165 180
315 270 290 133,4 165 106,375 125 140 190 210
400 ,340 •-368 171,4 210 139,719 + 0,004 —0,008 145 165 230 250
500 440 465 235,0 280 196,869 + 0,004 —0,010 170 190 260 280
630 560 595 330,2 380 285,775 + 0,004 —0,012 200 230 300 330
D В d кл. 3 кл. 3 й3(+ОД) ^4 кл. 3 1 Количество отверстий Ход ку- лачка
п
125 28 Ml 2 М8 И — М8 4 — — 167 3 3 4
160 34 14,70 МЮ 6,5 168 5
200 40 М20 МЮ 16,30 М12 16 200 6 6
250 М12 5 201 7
315 50 М24 13 19,45 М16 18 276 8
400 60 Ml 6 17 24,20 М20 8,0 285 10
500
19 29,40 6 20 10,0 324 6 12
630 80 24 35,70 М24 22 367 14
376
ствием рычагов 9, опирающихся на цилиндрические гнезда 7 в корпусе 8
патрона. Давление от поршня пневматического цилиндра передается
на рычаги через винт 3 и гайку /5, помещенную на муфте 6. На гайке
имеются две наклонные плоскости К., под действием которых при обратном
ходе поршня (слева направо) кулачки расходятся, освобождая обрабаты-
Рис. VI.20. Конструкция рычажного патрона
ваемую деталь. Кулачки 10 имеют Т-образные пазы, в которых сухарями 11
и винтами 12 укреплены сменные губки 13.
Токарный трехкулачковый патрон рычажного типа показан на
рис. VI.20. При осевом перемещении муфты 1 три рычага 2 поворачиваются
на осях 3. (Муфта связана с приводом посредством тяги.) Своими пятками
Таблица VI.11
Суммарная сила зажима и максимальная сила, передаваемая механизированным
приводом в токарных самоцентрирующих патронах (ГОСТ 1654—71)
Диаметры патронов в мм Максимальная сила, пере- даваемая приводом, в кгс Суммарная сила зажима в кгс
Двухкулач- ковый патрон Трехкулач- ковый патрон Двухкулачковый патрон Трехкулачковый патрон
от до от до
125 (130) 800 1 200 1 500 2 500 2 200 4 200
160 1 100 1 600 2 300 3 700 3 300 5 500
200 1 400 2 000 3 000 5 000 4 500 6 800
250 2 000 3 000 5 000 6 850 7 500 10 600
315 (320) 2 700 4 000 7 000 9 500 10 500 14 000
400 3 200 4 800 8 000 11 500 12 000 16 300
500 4 000 6 000 10 000 14 000 15 000 20 000
630 5 000 7 500 12 000 17 000 18 500 25 000
они заходят в соответствующие окна кулачков 5, которые получают пере-
мещение в радиальных пазах корпуса патрона 4. Сменные накладные
кулачки (на рис. VI.20 не показаны) крепятся к основным кулачкам 5
с помощью винтов 7 и сухарей б. В табл. VI.И приведены значения макси-
мальной силы, передаваемой приводом, и суммарная сила зажима в токар-
ных механизированных самоцентрирующих патронах (ГОСТ 1654—71).
377
3. ПРИМЕРЫ НАЛАДОК НА ТРЕХ КУЛАЧКОВЫЕ
САМОЦЕНТРИРУЮЩИЕ ПАТРОНЫ
Универсальные спирально-реечные и винтовые патроны позволяют
обрабатывать детали — тела вращения — в большом диапазоне диаметров,
так как вращением спирали или винтов кулачки легко можно перемещать
и устанавливать на нужный размер заготовки.
У других патронов ход кулачков небольшой (от 3 до 12 мм), поэтому
при переходе от обработки одной партии деталей к другой накладные
кулачки (губки) приходится переставлять или менять. Устанавливать
специальные накладные кулачки приходится и в универсальных патронах
в случае обработки тонкостенных деталей или деталей сложной формы.
На рис. VI.21, а показана форма поверхностей сопряжения наклад-
ного 1 и основного 2 кулачков, стягиваемых после перестановки вин-
тами 3 через Т-образный сухарь 4.
Сменные накладные кулачки (рис. VI.21, б) сопрягаются с основными
шпоночными выступами и пазами. Форма губок кулачков зависит от
формы обрабатываемых деталей и может быть самой разнообразной
(рис. VI.22).
При закреплении тонкостенных и точных изделий в кулачках силы
зажима вызывают их деформацию и приводят к неточности обработки,
поэтому приходится изготовлять специальные патроны и оправки. Однако
в ряде случаев, особенно при изготовлении единичных деталей или не-
больших партий, можно ограничиться применением соответствующих
наладок на кулачковые патроны.
На рис. VI.23 представлены варианты наладок для закрепления тонко-
стенных деталей. В конструкции, показанной на рис. VI.23, а, кольцо
центрируется кулачками 1 и зажимается тремя прихватами 2, располо-
женными на кулачках. При раскреплении прихваты отходят под дей-
ствием пружин. После этого их повертывают в направлении, показанном
стрелкой, и снимают изделие.
В конструкции, изображенной на рис. VI.23, б, в пазах кулачков
предусмотрены качающиеся губки 3, посаженные на осях 4. Установлен-
ное до упорных площадок и центрированное изделие зажимается губками
с помощью винтов 5. В другой конструкции (рис. VI.23, в) кулачки,
охватывающие деталь почти по всей окружности, растачиваются в соот-
ветствии с наибольшим предельным диаметром заготовки.
Для повышения точности центрирования обычно применяют сырые
накладные кулачки, которые растачивают на месте.
В этом случае в кулачки зажимают кольцо 1 (рис. VI.24, а), выбирают
при этом все зазоры, а затем растачивают их до нужного размера. Зака-
ленные кулачки таким же методом можно шлифовать.
Для точной установки обрабатываемых деталей вдоль оси применяется
универсальный упор (рис. VI.24, б). Конусная втулка 1 вставляется
в гнездо шпинделя. В нее завинчивается винт 3, на конце которого уста-
навливается сменная упорная шайба 4. При наладке винт выдвигают на
необходимую длину, а затем стопорят гайкой 2. Торец упорной шайбы
подрезают на месте.
На рис. VI.24, б внизу показана установка диска по упору для подре-
зания торца.
Новые модели трехкулачковых патронов изготавливаются централи-
зованно. Так, рычажно-клиновые патроны моделей ПРК-250, ПРК-320
и ПРК-400 выпускаются Барановическим заводом станкопринадлеж-
ностей. Они предназначены для токарных станков моделей 1К62, 163,
1А64, токарно-револьверных моделей 1340, 1341, 1П365, 1П371, токарных
многошпиндельных полуавтоматов модели 1А290П и работают от меха-
378
379
визированного привода (пневматического, гидравлического, электромеха-
нического). Этот же завод изготавливает клиновые трехкулачковые па-
троны моделей ПКС-130, ПКС-150, ПКС-160, ПКС-200 и ПКС-250 для
малых токарных станков моделей 146УУП, 1Е604, токарных полуавтома-
тов моделей 1А24РП-6, 1265ПМ-8, 1А290П-8идр. Псковский машинострои-
тельный завод выпускает ключевые трехкулачковые самоцентрирующие
патроны высокой и особо высокой точности (для прецизионных токарных
и кругло-шлифовальных станков) моделей СТП-80, СТП-100, СТП-125
(СТП-130), СТП-160, СТП-200, СТП-250, СТП-315 (СТП-320).
Двухкулачковые патроны
Эти патроны используются для закрепления несимметричных или
фасонных деталей (арматура и т. п.) и обычно являются самоцентрирую-
щими. В соответствии с ГОСТ 14903—69 они выполняются ключевыми
с ручным приводом, со спирально-реечным (тип А) и винтовым (тип Б)
механизмами.
Механизированные двухкулачковые патроны выполняются с клиновым
центрирующим механизмом (ГОСТ 16866—71) или клино-рычажного
типа (ГОСТ 16682—71) и работают от тяги привода, расположенного на
заднем конце шпинделя станка.
В заводской практике применяются механизированные двухкулачко-
вые самоцентрирующие патроны и рычажного типа, различных собствен-
ных конструкций. Стандартные патроны выпускаются для крепления
с помощью промежуточного фланца по ГОСТ 3889—71 — исполнение 1
и для непосредственного крепления к фланцевому концу шпинделя станка
по ГОСТ 12595—72. Их основные размеры в соответствии с рис. VI.25, а, б
приведены в табл. VI. 12.
Клино-рычажный двухкулачковый механизированный патрон по ГОСТ
16682—71 (рис. VI .26) удерживается от самоотвинчивания в процессе
работы пружинным стопором 3, помещенным в гайке 2; последняя закреп-
лена на винте 1 стопором 12. Винт 1 связывает патрон с тягой штока пнев-
матического цилиндра и одновременно служит для регулирования поло-
жения кулачков. Доступ к винту возможен при отвинченной пробке.
Кулачки 9 получают радиальное перемещение под действием рычагов 7,
опирающихся на цилиндрические гнезда 6 в корпусе патрона 5. Штифты 8
предохраняют рычаги 7 от произвольного смещения. Давление поршня
380
Рис. VI.25. Основные размеры двухкулачковых патро-
нов со спирально-реечным (а) и с винтовым (б) ме-
ханизмами
Рис. VI.26. Двухкулачковый патрон
381
Таблица VI. 12
Основные размеры самоцеитрирукицих двухкулачковых патронов в мм (ГОСТ 14903—69)
Тип А
D D, не менее В Ь А k Количе- ство от- верстий п d dt
130 160 200 250 320 100 130 165 210 270 112 142 180 226 290 30 40 50 65 80 20 28 28 36 36 10 15 15 20 20 30 40 50 65 80 5 5 5 7 8 3 3 3 3 4 2 2 2 2 3 М8 МЮ МЮ Ml 2 М12 М8 М8 МЮ ML2 МЮ
Тип А Тип Б
D н не более Размер под ключ S D Щ (Л) ^2 (-^4) В н не более d di 1 Размер под КЛЮЧ о
130 160 200 250 320 60 65 75 85 95 9 11 11 14 14 130 160 200 250 320 100 130 165 210 270 112 142 180 226 290 28 36 40 50 60 80 90 100 110 115 мю Ml 2 Ml 2 М16 М16 М8 М8 МЮ Ml 2 МЮ 4 4 4 5 5 9 11 11 14 14
пневмоцилиндра передается рычагам посредством винта 1 и передней части
муфты 4, имеющей две наклонные плоскости К, под действием которых
при обратном ходе поршня (слева направо) кулачки расходятся, осво-
бождая обрабатываемую деталь. К кулачкам, имеющим рифления, кре-
пятся сменные губки И с помощью винтов 10. Схема патрона, изображен-
ная на рис. VI.26, не определяет его конструкцию.
Клиновой двухкулачковый самоцентрирующий патрон по конструкции
и принципу работы аналогичен трехкулачковому патрону, показанному
на рис. VI. 15, но в отличие от него имеет два кулачка.
Четырехкулачковые патроны
Эти патроны обычно выполняются с независимым перемещением каж-
дого из кулачков и применяются для обработки деталей сложной конфи-
гурации, несимметричных, эксцентричных (отливки, поковки, арматура
и т. п.). Реже встречаются самоцентрирующие четырехкулачковые па-
троны.
Четырехкулачковые патроны (ГОСТ 3890—72) с независимым переме-
щением кулачков (ключевым) изготавливаются по чертежам Министерства
станкоинструментальной промышленности четырех классов точности Н, П,
В, А, двух типов: для крепления на фланцевые концы шпинделей —
тип А и для крепления на резьбовые концы шпинделей через промежуточ-
ные фланцы (ГОСТ 3889—71) — тип Б. Патроны типа А имеют исполне-
ние 1 — для крепления на фланцевые концы шпинделей по ГОСТ 12595—72
и исполнение 2 — с креплением на фланцевые концы шпинделей посред-
ством поворотной шайбы (ГОСТ 12593—72). Их основные и присоедини-
тельные размеры (рис. VI.27) приведены в табл. VI. 13.
382
383
Четырехкулачковые самоцентрирующие патроны выполняются со спи-
рально-реечным механизмом и ключевым зажимом и по конструкции отли-
чаются от патрона, показанного на рис. VI.12, VI. 13, наличием четвертого
кулачка.
На рис. VI.28 показана'конструкция механизированного четырехку-
лачкового патрона завода им. Орджоникидзе (Москва). Каждая пара
встречных кулачков подводится и отводится от поверхности детали после-
довательно, что обеспечивает равномерный зажим всеми кулачками.
Тяга 1, связанная с приводом, расположенным на заднем конце шпин-
деля станка, перемещает втулку 2 в осевом направлении. Последняя непо-
средственно либо посредством резьбовой втулки с фланцем воздействует
на плавающие секторы 3 и 8 (в радиальном направлении относительно
втулки 2). Последние перемещают втулки 4 и 5 с диаметрально располо-
женными прорезями для пят рычагов 6, которые, поворачиваясь на осях,
сообщают радиальные перемещения основным кулачкам 7. Каждая из
втулок может поворачивать только одну пару рычагов 6. При перемеще-
нии тяги 1 вправо плавающие секторы 8 осуществляют попарное разжа-
тие кулачков. При перемещении тяги влево работают плавающие сек-
торы 3, осуществляя зажим детали.
Таблица VI. 13
Основные размеры четырехкулачковых патронов с независимым перемещением
кулачков в мм (ГОСТ 3890—72)
Условный размер конца шпинде- ля D D, D. а
Исполнение
1 2 1 2
3 4 5 6 8 11 15 15 15 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 40 50 65 80 100 130 160 200 200 92 108 133 165 210 280 380 , 380 380 102 112 135 170 220 290 400 400 400 70,6 82,6 104,8 133,4 171,4 235,0 330,2 330,2 330,2 75 85 104,8 133,4 171,4 235,0 330,2 330,2 330,2 53,975 63,513 82,563 106,375 139,719 196,869 285,775 285,775 285,775 10,5 10,5 10,5 13 17 19 23 23 23 14,7 16,3 19,45 24,20 29,40 35,70 35,70 35,70
Условный размер конца шпинде- ля Л, Hi не более В L 1 не менее С Количество отверстий Размер под ключ S
п
3 4 5 6 8 11 15 15 15 МЮ МЮ МЮ М12 МЮ М20 65 75 85 95 105 115 125 135 135 28 28 36 36 46 46 60 70 80 70 85 105 125 145 145 160 200 200 20 20 20 22 26 32 11 11 13 14 16 18 19 19 19 6,5 6,5 6,5 8 10 10 10 10 4 4 4 4 4 4 8 8 3 3 4 4 6 6 6 ю 10 12 12 14 14 17 19 19
Примечание. См. ГОСТ 3890—72 размеры для других условных размеров концов шпинделей.
384
4. ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВАЛОВ И ТРУБ
Центры и полуцентры упорные
Детали типа валов и некоторые другие базируются центровыми отвер-
стиями (ГОСТ 14034—68) с помощью переднего и заднего центров токар-
ного станка. Передний центр, установленный в конической расточке
шпинделя станка, вращается синхронно с деталью. (В круглошлифоваль-
ных станках с целью достижения повышенной точности шпиндель шлифо-
Исполнение f
Рис. VI.29. Упорные
центры: а — центры; б —
вставка; в — полу центры
Отверстие под изделие
формы 34
вальной бабки выполняется неподвижным.) Задние центры, установленные
в пиноли задней бабки, неподвижны в процессе обработки и работают
как подшипники скольжения с большими давлениями, подвергаясь силь-
ному нагреву и износу. Одновременно изнашиваются и соответствующие
центровые отверстия в детали, что вызывает определенные погрешности
обработки. К упорным центрам предъявляются высокие требования по
твердости и износостойкости и поэтому они изготавливаются из стали
марок У10 или 40Х с последующей термообработкой.
Упорные центры (ГОСТ 13214—67) выполняются (рис. VI.29, а) цель-
ными — исполнение 1 — и со вставками из твердых сплавов (ГОСТ
2209—69) — исполнение 2. Рекомендуются следующие марки твердых
сплавов: ВК6, ВК8, ВК15, ВК20, Т5КЮ и Т5К12В по ГОСТ 3882—67.
13 М. А. Ансеров . 385
Форма вставки показана на рис. VI.29, б, а ее размеры в зависимости
от номера конуса Морзе приведены в табл. VI. 14.
Твердосплавные вставки паяют в отверстие корпуса центра с помощью
припоя марки ПМЦ-54 по ГОСТ 1534—42. Толщина слоя припоя между
цилиндрической поверхностью вставки и отверстием корпуса центра (на
сторону) или полуцентра не должна превышать 0,15 мм для конусов Морзе
Таблица VI. 14
Основные размеры твердосплавных вставок
к центрам и полуцентрам упорным в мм
(ГОСТ 2209—69)
Конус Морзе d 1
0 5 12
1 7 14
2 11 20
3 14 22
4 18 30
5 22 40
6 32 50
и, 1 и z и и,о мм для конусов
Морзе 3, 4,' 5 и 6.
Рабочие конусы центров (а =
=60 и 75°) с конусом Морзе 6 допу-
скается наплавлять прутковым
сормайтом (ГОСТ 11546—65), по-
сле чего они шлифуются.
Для центров нормальной точ-
ности предельное радиальное бие-
ние поверхности рабочего конуса
(а = 60 и 75°) относительно оси
конуса хвостовика не должно пре-
вышать 0,01 мм, а для центров
повышенной точности (ПТ) —
0,005 мм. Основные размеры в мм:
L = 70...320; D = 9,045...63,348;
D!=9,2...63,8 (С3); d=5,5...50,0;
I = 53..,190.
Упорные полуцентры для подрезных работ (ГОСТ 2576—67) имеют
также два исполнения (рис. VI.29, в). Их основные размеры в мм: L =
= 70...280; D = 9,045...63,348; Dr = 9,2...63,8; d = 5,5...50,0; аг =
= 0,5...2,0; da == 5,0...22,0; h = 7,8...46.0: I = 53...190; a = 60 и 75°.
Исполнение 2
Рис. VI.30. Упорные
центры с отжимной гай-
кой:
1 — центр; 2, 3 — гайка
Материал центров и полуцентров — сталь марки У10 (ГОСТ 1435—54)
или марки 40 X (ГОСТ 4543—71). Твердость центров исполнения 1 HRC
58...62 (конца хвостовика HRC 40...45); центров исполнения 2 HRC
40...45.
Упорные центры с отжимной гайкой (ГОСТ 2575—67) применяются
в случаях больших осевых нагрузок на центры, когда их извлечение
из конической расточки пиноли вызывает затруднения. Они также имеют
два исполнения (рис. VI.30) и изготовляются из тех же материалов (по
ГОСТ 13214—67), что и упорные центры. Гайки выполняются из стали
марки 45 по ГОСТ 1050—60, твердость HRC 35...38; резьба метрическая
по ГОСТ 16093—70, кл. 3. Центры выполняются с конусом Морзе 0...6
и метрическим 80; 100 и 120; а — 60 и 75°. Основные размеры в мм: L =
= 70...380; D = 9,045...63,348 и 80; 100; 120; £>х = 9,2...120,6; О3 =
386
— 21,9...160; d — 5...32; d — 3,0...12; S = 19...95. Технические требова-
ния на центры и полуцентры упорные регламентированы ГОСТ 13215—67.
Кроме перечисленных для обработки крупных деталей на мощных токар-
ных и других станках применяются центры упорные с конусностью 1 : 10
и 1 : 7 (ГОСТ 7344—55) двух типов: А и Б (рис. VI.31). Материал сталь
марки У7 и У8 по ГОСТ 1425—62, HRC 55...58. Основные размеры для
типа А (в мм): D = 80...200; а — 7...15; для конусности 1 : 10 Ог =
= 80,7...201,5; d = 60,7...157,5; dx = 56...152; d2 = 63...164; для конус-
ности 1:70 = 81...202,1; d = 52,429...139,243; dx = 43...135; d2 =
= 56...146; L — 265...645; a = 60, 75° (90°). Основные размеры (в мм)
Рис. VI.31. Центры упорные для тяжелых станков
для типа Б: D = 80...200; d3 — 81...202; L = 275...695; а = 60, 75°
(90°); 11 — 200...440; t — 8... 18; £)2 = М85х2...М220хЗ; для конусности
1 : 10 Оь = 80,7...201,5; d = 60,7... 157,5; dt = 56...152; d2 = 63...164;
для конусности 1:70! = 81...202,1; d ----- 52,429...139,243; dx — 48...135;
d2 = 56...146.
В процессе обработки детали неподвижные задние центры испытывают
большие давления и подвергаются сильному нагреву и износу. По этой
причине центры или полуцентры, изготовленные из инструментальных
углеродистых сталей, не пригодны для обработки на высоких скоростях.
В этих случаях применяются съемные вращающиеся центры (рис. VI.32)
с параметрами, регламентированными ГОСТ 8742—62Д;5Гакие центры
позволяют работать на высоких скоростях и обеспечивают достаточную
точность. Стандартные вращающиеся центры предусмотрены двух типов:
тип 7 — для крепления заготовок, имеющих центровые отверстия; тип II —
для крепления полых валов и заготовок из труб. В табл. VI.15 приведены
основные размеры вращающихся центров нормальной и усиленной серий.
Для центров нормальной точности радиальное биение конуса центро-
вого валика не должно превышать 0,015 мм для нормальной серии и
0,020 мм для усиленной. При вращении корпуса центра относительно
неподвижного центрового валика радиальное биение на конце хвосто-
387
Рис. VI.32. Вращающиеся центры
S)
1 325
Рис. VI.33. Конструкции вращающихся центров: а — для легких
работ; б — для средних работ; в — для обработки полых деталей
388
Таблица VI. 15
Основные размеры вращающихся станочных центров в мм (ГОСТ 8742—62)
Тип I
Тип Л
Нормальная серия
Усиленная серия
Конус
Морзе
не
менее
не более
не
менее
2
3
4
5
6
17,780
23,825
31,267
44,399
63,348
22
25
25
32
55
60
65
75
160
185
210
240
95
100
105
ПО
24
28
30
35
60
70
80
90
35
40
55
75 215
90 250
125 340
НО
120
160
90
100
140
d
вика не должно превышать 0,040 ммАдля нормальной серии и 0,050 для
усиленной.
По специальному требованию заказчика предусмотрено изготовление
вращающихся центров нормальной серии повышенной точности с допу-
скаемым радиальным биением центрового валика не более 0,070 мм и конца
хвостовика — не более 0,020 мм.
Конструкция вращающегося центра для легких работ (рис. VI.33, а)
допускает радиальные нагрузки в пределах 120...220 кгс. Основные раз-
меры по ГОСТ 8742—62 (см. табл. VI. 15) для конусов Морзе 3, 4 и 5.
Для средних работ применяют центр (рис. VI.33, б), допускающий
радиальные нагрузки в пределах 250...600 кгс, с конусами Морзе 4, 5
и 6. Для обработки полых деталей (труб) применяется центр, показанный
на рис. VI.33, в.
На рис. VI.34 показан разрез заднего вращающегося центра с инди-
катором для регистрации осевого усилия. При перемещении центро-
вого валика 1 кольцо 2 воздействует на наконечник и стрелку индика-
тора 5, который показывает деформацию тарельчатых пружин 4 и вели-
чину осевого давления. Перед эксплуатацией центр (индикатор) тарируют.
На рис. VI.34, б показан центр для тяжелых работ с конусом Морзе 6.
(Диаметр центрового валика 55 мм.) Вес обрабатываемой детали и осевое
усилие здесь могут достигать нескольких тонн.
Для тяжелых нагрузок целесообразно применять не вставные, а встро-
енные в пиноль задней бабки вращающиеся центры. Такие центры имеют
малый вылет и более жесткую конструкцию.
Для обеспечения точной работы на вращающихся центрах необходимо
их периодически перешлифовывать.
389
Таблица VI. 16
Размеры переходных втулок для центров в мм (ГОСТ 18258—72)
Наружный конус Внутрен- ний конус Морзе Наружный конус Внутренний коиус
D D, d (С.) а i Г а D, 4, (Л6) а, L
Морзе 1 0 12,065 12,240 8 3,5 3 0,2 1°25'43" 9,000 6,7 1°29' 27" 45
2 17,780 18,030 13 5,0 4 1°25'50"
1 12,065 9,7 1 ° 25'43"
55
3 23,825 24,076 18 0,6 Г 26'16"
2 17,780 15,0 1 ° 25'50" 65
4 1 31,267 31,605 24 6,5 5 1,0 Г 29'16" 12,065 9,7 Г 25'43" 70
2 17,780 15,0 1°25'50"
3 23,825 20,5 1°96'16" 75
5 2 44,399 44,741 35 6 2,5 1°30'26" 17,780 15,0 Г 25'50" 85
3 23,825 20,5 1°26'16" 95
4 31,267 26,5 1°49'16" 100
6 3 63,348 63,760 52 8,0 7 4,0 1°29'36" 23,825 20,5 1°26'16" ПО
4 31,267 26,5 1°29'16"
5 44,399 38,5 1°30' 26" 130
Метриче- ский 80 5 80,000 80,400 65 8 5,0 1 ° 25'55" 44,399 38,5 1°30' 26" 135
6 63,348 55,0 Г 29'36" 150
100 100,000 100,500 85 10,0 10 6,0
120 120,0 120,600 100 12,0 11 170
В случаях, когда конус Морзе центра меньше конуса Морзе в расточке
шпинделя или пиноли, применяются переходные втулки для центров
(ГОСТ 18258—72), конструкция которых показана на рис. VI.35, а основ-
Рис. VI.34. Вращающиеся центры: а — с индикатором; б —
для тяжелых работ
ные размеры даны в табл. VI.16. Материал — сталь марки 40Х по
ГОСТ 4543—71 (допускается замена на сталь других марок с механическими
свойствами не ниже, чем у стали марки 40Х), HRC 45...50. Предельные
отклонения размеров конусов по
4 степени точности ГОСТ 2848—67.
Радиальное биение поверхности
А относительно поверхности Б
(см. рис. VI.35) для втулок с на-
ружным конусом Морзе не более
0,005 мм, с метрическим наружным
конусом — не более 0,010 мм.
Простейшие поводковые
устройства
Рис. VI.35. Переходные втулки для центров
Назначение этих устройств — передача крутящего момента на шпин-
деле станка валу, установленному в центрах. Простейшими поводковыми
устройствами являются хомутики (рис. VI.36), к недостаткам которых
относится неравномерный отжим обрабатываемой детали.
Так, сила отжима валика при обточке в центрах, параллельная Рг,
изменяется по закону
Q = Рг ± 7? cos а, '
где
р __________________________ ^шп ___ РгР
К— L ~ 2L
— сила, действующая на хомутик со стороны поводкового пальца патрона;
а — угол поворота хомутика относительно вертикали или горизонтали;
391
L — плечо силы 7?; D — диаметр обточки. Максимальное значение Q
получает при а = 0°, а минимальное при а = 180°. Кроме силы Q возни-
кает отжимающая сила Q' = Ру ± R sin а по линии действия силы Ру.
Q достигает максимального значения при а = 270°, а минимального при
Исполнение 1 Исполнение 2
Рис. VI.36. Хомутики
а = 90°. Хомутики крепятся винтом на конце обрабатываемого вала и
приводятся во вращение поводковыми патронами (ГОСТ 2571—71) для
фланцевых концов шпинделей и патронами (ГОСТ 2572—71) для резьбовых
концов шпинделей с наружным диаметром резьбы МЗЗ...М155.
ГОСТ 2578—70 устанавливает два исполнения поводковых хомутиков
(рис. VI.36). С прямым концом для поводковых планшайб (патронов) с паль-
цем — исполнение 1 — и с отогнутым концом для поводковых планшайб
с прорезью — исполнение 2. Хомутик состоит из литого корпуса 1 из
стали марки 45Л-П по ГОСТ 977—65 (допускается замена на сталь марки 35
по ГОСТ 1050—60) и винта 2. Основные размеры хомутиков указаны
в табл. VI.17.
Таблица VI. 17
Основные размеры поводковых хомутиков для токарных и фрезерных работ
в мм (ГОСТ 2578—70)
Диаметр зажимае- мого изделия Корпус / Винт 2
наи- меньший наиболь- ший D D1 L z,j Размеры по ГОСТ 1482—64
5 11 28 14 95 90 70 М6Х 35—055
11 18 36 16 115 100 75 М8Х 40—055
18 25 50 20 10 135 115 80 М10Х50—055
25 36 65 24 12 155 130 85 М12Х60—055
36' 50 85 14 180 145 90 Ml 6X70—055
50 65 100 о и 16 205 165 95 М16Х75—055
65 80 120 18 230 195 100 М20Х 75—055
80 100 150 35 22 260 240 105 М20Х80—055
100 125 180 25 270 270 120 М20Х90—055
392
Передние плавающие центры с поводками
Обработка валов с установкой в обычных центрах с применением
хомутика и поводковой планшайбы имеет ряд недостатков: 1) требуются
затраты времени на зажим и снятие хомутика; 2) хомутик не позволяет
вести сквозную обработку; 3) при разной глубине зацентровки заготовки
при установке смещаются в осевом направлении, что не позволяет вести
обработку ступенчатых деталей по упорам или копиру. Применение пла-
вающих центров с поводками устраняет эти недостатки.
Прямой поводковый утопающий центр (МН 3630—62) состоит из
корпуса 1 (рис. VI.37, а), пробки 2, установочной гайки3, поводка 9, пру-
Рис. VI.37. Поводковые утопающие центры: а — прямой;
б — обратный
жины 5, центра 6, шайбы 7, гайки 8 и винта 4. Он предназначен для цен-
трирования и вращения обрабатываемой детали при обработке на токар-
ных станках. Крутящий момент на шпинделе станка передается посред-
ством рифленого поводка 9, врезающегося в торец детали. Конструкция
предусматривает поджим детали вращающимся центром (ГОСТ 8742—62)
задней бабки с усилием не выше 200.кгс.
Для обработки валов относительно небольших диаметров (до 45 мм)
применяется обратный поводковый утопающий центр, показанный на
рис. VI.37, б. Принцип действия ясен из чертежа. Вращение обрабаты-
ваемому валику передается посредством рифленого поводка, врезающе-
гося в фаску на торце детали при поджиме вращающимся центром задней
бабки. При усилии поджатия пиноли 200 кгс наибольший передаваемый
7ИКр для конуса Морзе 3 составляет 2200 кгс-мм, а при усилии 600 кгс
Л4кр для конуса Морзе 5 — 12 600 кгс-мм.
Нормаль МН 3631—62 предусматривает штырьковый поводковый
центр (рис. VI.38); вращение детали производится трехштырьковым
поводком, контактирующим с ее торцом. Опорой для поводка служит
сферическая шайба, что позволяет поводку самоустанавливаться на неко-
торый угол в случае скошенного торца заготовки. Осевые размеры: конус
393
Морзе 4 и 5; D — 10...55 мм; Dx — 31,267 и 44,399 мм; D2 = 42 и 65 мм;
L = 170 и 230 мм; I — 60 и 92 мм; — 8...12 мм; /2 — 15 и 20 мм; при
усилии поджатия пиноли 600 кгс Л4кршах = 1950...12 600 кгс-мм.
Центрирующие и поводковые устройства
для пустотелых валов и труб
На рис. VI.39, а показан обрабатываемый полый вал 3, который уста-
навливается на стержень 2, имеющий на левом конце головку с центри-
рующим участком и лысками для захвата поводком 1. Второй конец вала
центрируется и затягивается гайкой 4.
Рис. VI.39. Передние поводковые центры для центрирования
и вращения пустотелых деталей
На рис. VI.39, б показанв! рифленые поводковые центрв! для полых де-
талей. Для удаления центров из конусного гнезда шпинделя предусмо-
трены гайки 1. На рис. VI.39, в гайка связана с центром поперечными
штифтами 2.
На рис. VI.40 изображена конструкция заднего вращающегося центра
для крупных токарных станков, позволяющая центрировать и зажимать
трубы с внутренними диаметрами от 250 до 500 мм. На хвостовике центра
установлены упорный шариковый и радиальный роликовый подшип-
ники 1 и 4, на которых вращается чашеобразная деталь 3 с наружным
394
коническим участком для центрирования сменных колец 5. Центрирова-
ние и зажим деталей осуществляется головками регулируемых винтов 2;
для крепления деталей с обработанной полостью используются винты
с латунными наконечниками.
Для установки деталей с дру-
гими диапазонами диаметров
кольцо 5 заменяется, для чего
отпускается болт 8 и удаляется
быстросъемная шайба 7 и на-
жимной фланец 6.
Рис. VI.40. Задний вращающийся центр с вин-
товыми распорками для центрирования труб
во вращение; с увеличением крутя-
Самозахватывающие
поводковые устройства
В отличие от обычных по-
водковых устройств с пальцем
и хомутиком (ГОСТ 2571—71 и
ГОСТ 2572—71) эти патроны
имеют два или три эксцентри-
ковых кулачка с насечкой, ко-
торыми они в момент начала
резания захватывают обраба-
тываемую деталь и приводят ее
щего момента резания автоматически увеличивается и крутящий мо-
мент патрона. Поэтому они надежно работают при любых сечениях
стружки. Детали, как обычно, устанавливаются на неподвижные или
плавающие центры. Для удобства установки деталей на центры при-
меняют конструкции с автоматически раскрывающимися кулачками, а для
обеспечения равномерного зажима всеми кулачками применяют пла-
вающую систему кулачков или систему с кулачками независимого дей-
ствия.
Кулачковые поводковые патроны широкое применение получили на
многорезцовых токарных станках, где требуется передача больших кру-
тящих моментов.
При эксплуатации обычных поводковых патронов с эксцентриковыми
кулачками бывают случаи, когда заготовка под действием сил резания
провертывается в начале обработки, что приводит к поломке резца. Для
устранения этого недостатка и повышения автоматичности и надежности
действия в последнее время внедряются поводковые патроны с грузами,
основанные на использовании центробежных сил инерции. Внедрению
этих патронов способствует быстроходность шпинделей современных
токарных станков.'
На рис. VI.41 показан патрон с двумя эксцентриковыми кулачками
конструкции Московского станкостроительного завода им. Орджони-
кидзе. Фланец 1 патрона крепится болтами к переходному фланцу или
непосредственно к фланцу шпинделя, как показано на рисунке. Корпус 3
патрона соединен с фланцем 1 посредством винтов 5 с распорными втул-
ками 6 и ведущих пальцев 2. Корпус 3 может перемещаться относительно
фланца 1 в направлении его пазов, что обеспечивает равномерность зажима
заготовки кулачками 4\ пружины 9 возвращают корпус в исходное цен-
тральное положение. Эксцентриковые кулачки 4 свободно установлены
на пальцах 2 и имеют на профиле насечку. С началом вращения шпинделя
кулачки под действием центробежной силы, развиваемой грузами 10,
зажимают заготовку и приводят ее во вращение; дальнейший зажим осу-
ществляется в процессе резания. При остановке станка кулачки под дей-
ствием пружин 8 автоматически раскрываются толкателями 7; для раз-
395
грузки пальцев 2 они своей полуцилиндрической поверхностью прижи-
маются к радиусным выточкам в корпусе 3. Путем смены кулачков патрон
можно использовать для зажима деталей диаметрами от 30 до 150 мм.
Величина центробежной силы прямо пропорциональна квадрату
частоты вращения п шпинделя станка и определяется по формуле
Рц = 0,00102mm2,
где Рц — центробежная сила в кгс; т — масса вращающихся грузов
в кг; г — расстояние от центра тяжести груза до оси шпинделя станка
в м; п — частота вращения в об/мин.
Рис. VI.41. Двухкулачковый поводковый патрон с эксцентриковыми сменными ку-
лачками автоматического действия
Такие поводковые патроны в зависимости от их диаметра могут вме-
щать грузы общей массой от 3 до 6 кг. Тогда, например, при т = 3 кг,
г = 45 мм, п = 500, 1000, 2000 об/мин центробежная сила, прижимающая
кулачки к заготовке, соответственно будет Ра = 34, 138, 552 кгс.
Конструкции нормализованных двухкулачкового патрона
(МН 4051—62) и утопающего центра к нему (МН 4052—62) показаны на
рис. VI.42. Основные размеры патронов приведены в табл. VI.18.
Таблица VI. 18
Патроны поводковые двухкулачковые и утопающие центры (размеры в мм)
Патроны (МН 4051—62) Центры утопающие (МН 4052—62)
D В D. Диаметр зажимае- мой детали Масса в кг Наружный конус втулки D L Д, Масса в кг-
200 70 133,36 17—72 14,8 Мор-е 6 63,35 340 365 5,5
280 80 171,46 28—112 32,5 Метриче- ский 80 80,00 445 475 9,6
Для зажима деталей диаметром от 17 до 72 мм нормалью предусмотрены
семь комплектов сменных эксцентриковых кулачков, а для диаметров от 28
до 112 мм — восемь комплектов сменных кулачков; параметры эксцентри-
396
kobeix кулачков и утопающего центра нормализованы. Материал
кулачков — сталь марки ШХ15 ГОСТ 801—60, твердость—HRC 60...64.
Материал центра — сталь У8А ГОСТ 1435 — 54, твердость конуса
60° — HRC 55...60, остальное — HRC 45...50.
Трехкулачковый самозахватывающий патрон с утопающим центром
показан на рис. VI.43. Он предназначен для черновой обработки валов
Рис. VI.42. Нормализованный двухкулачковый поводковый патрон с утопающим центром:
а — двухкулачковый поводковый патрон:
1 — корпус; 2 — кулачки; 3, 6, 7, 16, 17 — винты; 4 — вкладыш; 5 — фланец; 8 — палец; 9 —
пружина; 10 — упор; 11 — противовес; 12 — штифт; 13 — толкатель; 14 — пружина; 15 —. пробка;
18 — шайба; ,
б — утопающий центр:
1 — центр; 2 •» упор; 3 — втулка; 4 — гильза* 5пружина; € “ патрон
с диаметрами от 15 до 90 мм, при помощи пяти комплектов сменных криво-
линейных рифленых кулачков. Подлежащий обработке вал 1 устанавли-
вается на центре и поджимается пинолью задней бабки с вращающимся
центром. При этом передний центр 6 получает осевое перемещение (сжимая
пружину 4), в конце которого цанга 2 надежно его зажимает. При включе-
нии станка получают вращение корпус патрона 5 и прикрепленное к нему
винтами 3 кольцо 9, которое поворачивает пальцами 10 зажимные ку-
лачки 12, вокруг осей 11. Происходит зажим заготовки под действием
вертикальной составляющей силы резания Рг, так как кулачки, довора-
397
Рис. VI.43. Трехкулачковый самозахватывающий патрон
с утопающим центром
Рис. VI.44. Трехкулачковый поводковый патрон с утопающим центром и эксцен-
триковыми кулачками автоматического действия
398
чиваясь, врезаются своими рифлеными рабочими криволинейными поверх-
ностями в поверхность вала с силой, увеличивающейся по мере возраста-
ния Рг. Односторонний отжим вала невозможен, так как оси кулачков
закреплены в плавающем кольце 8. При выключении станка шпиндель
вместе с патроном останавливаются, а вал по инерции некоторое время
вращается вместе с цангой, утопающим центром и диском 7. Последний
поворачивает плавающее кольцо 8, кулачки 7 поворачиваются вокруг
осей 11 (в обратном направлении чем при зажиме) и освобождают вал.
На заводе «Фрезер» им. М. И. Калинина спроектирован и внедрен
в производство трехкулачковый центробежный патрон.
Патрон (рис. VI.44) представляет собой сварной корпус 3, в котором
расположены утопающий центр 4 с пружиной 2 и три груза или балан-
сира 6, установленные на осях 7; балансиры связаны с зажимными кулач-
ками 9 пальцами 11. Кулачки установлены на осях 10, запрессованных
в передней стенке патрона. Осевое перемещение центра 4 ограничивается
винтом 5. Центр имеет коническую шейку и в рабочем положении сопря-
гается с коническим гнездом корпуса патрона, что устраняет его биение.
Усилие пружины 2 регулируется винтом 1. Для увеличения массы балан-
сиров 6 в них предусмотрены отверстия диаметром 50 мм, залитые свин-
цом; масса каждого балансира примерно 2 кг. Балансиры находятся под
действием пружин 13, удерживающих их в нерабочем положении. Патрон
закрыт кожухом 8 и крышкой 12, закрепляемыми на его корпусе винтами.
При работе на кулачки 9 кроме сил резания действуют также центробеж-
ные силы от балансиров, передаваемые с помощью пальцев 11. В резуль-
тате кулачки плотно прижимаются к обрабатываемому изделию и не до-
пускают его поворота относительно патрона.
В конструкции патрона расстояние от центра тяжести каждого груза
до оси шпинделя R = 0,05 м. Тогда при G — 2 кг, п — 1000 об/мин цен-
тробежная сила, действующая на каждый кулачок, по предыдущей фор-
муле будет
Ра = 0,00102-2-0,0510002 102 кгс.
Суммарная сила Рц. сум = 102-3 = 306 кгс. Наличие такой силы исклю-
чает возможность проворота заготовки в начале резания.
После обработки детали и остановки шпинделя балансиры 6 под дей-
ствием пружин 13 возвращаются в исходное положение и, увлекая ку-
лачки 9, автоматически раскрывают их, освобождая заготовку.
Для определения угла поворота балансира, при котором обеспечи-
вается поджим центробежной силой по всей зоне зажимного действия
кулачка, построена схема1. Из схемы имеем: дуга fk ek или R6a6
7?как, где R5 и RK соответственно расстояния от центра поворота (Об)
балансира и кулачка (Ок) до оси пальца 11; аб — угол поворота балансира
в рад, при котором обеспечивается действие центробежной силы по всей
зоне зажимного действия кулачка; ак •— угол поворота кулачка в рад,
равный углу, принятому, по конструктивным соображениям, равным 45°,
или 0,785 рад (abc — зона зажимного действия кулачка).
Выразив угол поворота балансира через 7?к, ак и R6 и подставив число-
вые значения, получим
«б = = 25'°’785 = 0,37 рад = 20°38'.
Для надежности работы балансиров принято аб — 23°. При практи-
ческих расчетах можно принимать аб 0,5ак.
1 «Станки и инструмент», 1959, № 6.
399
Патрон обеспечивает равномерный зажим заготовки без применения
плавающей системы кулачков, так как в случае эксцентричности заготовки
центробежные силы зажимают ее различными точками кривой са.
Трехкулачковые поводковые патроны аналогичной конструкции и
эксцентриковые кулачки к ним нормализованы (МН 4050—62). Диа-
метр зажимаемых деталей от 12 до 85 мм.
Люнеты
Люнеты применяются в качестве дополнительных опор при обработке
нежестких валов.
Используются универсальные неподвижные или подвижные люнеты
с раздвижными кулачками и специальные, предназначенные для обра-
ботки определенных деталей или для поддержания приспособления,
установленного на шпинделе станка и имеющего большой вылет.
Обычные конструкции
неподвижных универсаль-
ных люнетов не отвечают
требованиям скоростной
обработки, так как кулач-
ки люнета, изготовленные
из бронзы или чугуна, бы-
стро изнашиваются и в их
сопряжении с деталью об-
разуется зазор.
Новатор В. К. Семин-
ский предложил модерни-
зировать существующие
люнеты (рис. VI.45). В ос-
новании 1 люнета кулачки
заменяют шарикоподшип-
никами 7, а гнездо под ку-
лачок в крышке 2 раста-
чивают и вставляют в него
стержень 4 с пружиной 5,
Рис. VI.45. Модернизированный неподвижный люнет котором закреплена
серьга 6 с двумя шарико-
подшипниками 7. Шарикоподшипники основания люнета настраивают
на диаметр по контрольному валику, устанавливаемому в центрах,
или по самой обрабатываемой детали. Затем накидывают крышку 2
люнета и гайкой 3 регулируют положение стержня 4 с таким расчетом,
чтобы зазор между основанием и крышкой составлял 3—5 мм; после
этого эксцентриком 8 прижимают крышку. При этом пружина 5 сжи-
мается и шарикоподшипники, установленные в серьге, с силой начи-
нают прижимать обрабатываемую деталь к шарикоподшипникам осно-
вания.
Биение, вызываемое овальностью и неодинаковой толщиной раз-
личных участков обрабатываемой детали, при данной конструкции люнета
воспринимается пружиной 5, которая работает как амортизатор.
При обработке заготовок сначала приходится обтачивать с малыми
скоростями и подачами шейку под люнет или надевать на заготовку
специальную муфту под люнет. В этих случаях целесообразно приме-
нять специальный люнет конструкции В. К. Семинского (рис. VI.46).
Люнет состоит из основания, прикрепляемого к станине, и поворот-
ного корпуса 1, в который установлен и прикрыт крышкой 3 роликовый
подшипник 2. В отверстие подшипника запрессована втулка 4, к фланцу
400
которой винтами 10 свободно прикреплено плавающее самоустанавлива-
ющееся кольцо 6 с регулируемыми по диаметру вала двумя кулачками 9
и зажимным винтом 5. Перед обработкой кулачки 9 и винт 5 заранее уста-
навливают на размер вала, а затем поворотом рукоятки 7 от себя освобо-
Рис. VI.46. Специальный неподвижный люнет для установки нежестких
валов по необработанной поверхности
Рис. VI.47. Сдвоенный подвижный люнет
ждают корпус 1 и для удобства закладывания заготовки в отверстие
плавающего кольца поворачивают его. После установки вала корпус
возвращают в исходное положение, фиксируют фиксатором 8 и снова
закрепляют на основании, а обрабатываемый вал закрепляют в центрах.
При установке в центрах кольцо 6 само устанавливаете я по валу и его за-
крепляют на нем винтом 5. Затем кольцо 6 тремя винтами 11 жестко свя-
зывают с фланцем втулки 4. Для быстрой установки кулачков по диаметру
вала на торце плавающего кольца можно нанести шкалу, а на кулачках —
риски.
401
Для повышения точности обработки длинных и тонких валов или
винтов вместо обычного подвижного люнета применяется сдвоенный
шестисухарный люнет, изображенный на рис. VI.47. Люнет закреп-
ляют на суппорте станка, а резец располагают между обоими полулюне-
тами. При первом проходе используют лишь правый полулюнет (кулачки
левого отведены), т. е. работают как с обычным подвижным люнетом.
При последующих проходах включаются оба полулюнета, что при симме-
тричном расположении резца относительно их кулачков повышает жест-
кость вала и точность обработки. Кулачки выполняются с сухарями 1
или роликами 2.
5. ОПРАВКИ И ПАТРОНЫ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВТУЛОК,
ФЛАНЦЕВ, КОЛЕЦ, ДИСКОВ
Эти приспособления применяются в случаях, когда обрабатываются
партии деталей, которые должны иметь высокую концентричность (соос-
ность) наружных и внутренних поверхностей.
Центры-поводки
Для чернового обтачивания втулок широко используются рифленые
передние центры (ерши), которые одновременно являются и поводками.
Установленная на центр 7 обрабатываемая деталь (рис. VI.48, а) поджи-
мается грибковым вращающимся центром 2. Зубцы центра 1 врезаются
в тело детали и приводят
Рис. VI.48. Рифленые центры-поводки для
втулок
ее во вращение; при этом
деталь открыта для сквоз-
ной обработки.
При снятии больших
припусков, чтобы исклю-
чить провертывание заго-
товки, приходится созда-
вать большие осевые уси-
лия, что приводит к бы-
строму износу упорного
подшипника заднего цент-
ра. В этом случае рекомен-
дуется у всей партии заго-
товок базовые углубления
в отверстии под зубцы
центра выдавливать пред-
варительно специальным
, , пуансоном.
обраоотки На рис. VL48) б пока_
зан сборный центр, ис-
ключающий возможность
проворачивания обрабатываемых деталей. Центр состоит из корпуса 1,
запрессованного в него пальца 2 и собственно центра 3, установленного
на пальце по посадке скольжения. Правый торец корпуса 7 и прилега-
ющий к нему торец центра 3 выполнены по винтовой поверхности. При
такой конструкции с увеличением крутящего момента на резце центр 3
стремится повернуться относительно пальца и одновременно сместиться
слева направо, обеспечивая надежный зажим.
В практике заводов Чехословацкой Социалистической Республики
для получистого и чистого обтачивания втулок и колец применяются
замыкающиеся центры с прорезями (рис. VI.49). Передний 1 и задний
402
вращающийся 4 центры имеют насадки 2 и 3 с прорезями. При замыкании
насадка 3 центрируется с хвостовиком К. Пять габаритных размеров
стандартизованных центров позволяют обрабатывать детали с диамет-
рами отверстий от 8 до 125 мм.
Рис. VI.49. Замыкающиеся центры с прорезями
Цанговые патроны для зажима прутков
В револьверных станках и автоматах, предназначенных для обработки
пруткового материала, цанговые патроны являются неотъемлемой частью
станка и используются для зажима прутков разного профиля. Они также
применяются в токарных станках малых и некоторых средних размеров
(до D3aroT — 32 мм). На рис. VI.50 показаны основные типы цанговых
патронов: с втягиваемой (а), выдвижной (б) и неподвижной (б) цангами
и разновидности их установочных отверстий (а) в соответствии с профи-
лями сечений прутков.
Недостаток патронов с втягиваемой и выдвижной цангами заключается
в том, что при подаче прутка до упора в револьверной головке первый при-
зажиме оттягивает пруток, а второй преодолевает большие силы трения
с его поверхностью. В патронах с неподвижной цангой большое место в по-
лости шпинделя занимает нажимная труба 1. Существенный недостаток
всех цанговых механизмов заключается также в том, что они как в про-
дольных, так и в поперечных сечениях, при колебании диаметров загото-
вок, не обеспечивают контакта по всей площади сопрягаемых поверх-
ностей.
Основные и присоединительные размеры для зажимных цанг уста-
новлены ГОСТ 2876—70 (конструкция цанг не регламентируется). Угол
конуса цанги выбирается в пределах 30...40° и обычно принимается рав-
ным 30°. При меньших углах конуса цанга может заклиниваться во втулке
и не отпружинивать при разжиме (в таких случаях применяется специаль-
ный съемник). Зажимаемые в цангах заготовки должны быть предвари-
403
Рис. VI.51. Пружинно-пневматический цанговый патрон для
пруткового материала
404
тельно обработаны либо представлять собой рядовой прокат (прутки
и трубки различного профиля).
Расчет цанговых зажимов, который ведется в соответствии с нормалью
ЭНИМСа Н49—53, и порядок технологического процесса при их изготов-
лении приведены в [12, 18, 24].
Угол при вершине конуса цанги обычно 30°. Угол конуса у втулок
под цанги берется равным 29° при прямом конусе (рис. VI.50, а) или 31°
при обратном (рис. VI.50, б). Цанги изготавливаются из сталей марок
У8А, У10А (ГОСТ 1435—54), 65Г (ГОСТ 1050—60), 9ХС (ГОСТ 5950—63)
и др., с термообработкой хвостовой части — HRC 30...35, зажимной —
HRC 45...60. Для изготовления тонкостенных цанг применяется сталь
марки 9ХС, а для крупных цанг — сталь марок 15ХА или 12ХНЗА
(ГОСТ 4543—71).
На рис. VI.51 показан пружинно-пневматический цанговый патрон
для пруткового материала; зажим осуществляется сильной пружиной,
а раскрепление — сжатым воздухом. Внутри цилиндра 4, прикреплен-
ного винтами 3 к передней бабке станка, помещен поршень 5, соединенный
с пустотелым штоком 10. На рабочий конец шпинделя станка навинчена
гильза 1, в которой перемещается втулка 13, сжимающая сменную цангу.
Ввинченная в гильзу круглая гайка 12 предохраняет цангу от выпадания,
а стопорный винт 11 фиксирует ее в отрегулированном положении. Управ-
ление патроном при раскреплении осуществляется с помощью золот-
ника 16. При нажиме на кнопку 15 золотник перемещается, и сжатый
воздух через штуцер 17 поступает в полость цилиндра. При перемещении
поршня 5 влево шток 10 нажимает на кольцо 9 и, преодолевая силу упру-
гости пружины 2, перемещает втулку 13 при помощи поводковых паль-
цев 8, в результате чего цанга под действием сил упругости ее стенок раз-
жимается, и пруток освобождается. Для очередного закрепления прутка
кнопку 15 оттягивают, золотник возвращается в исходное положение,
при котором сжатый воздух из полости цилиндра свободно выходит в атмо-
сферу, а поршень, шток, кольцо с поводковыми пальцами и втулка 13,
под действием пружины 2 перемещаясь вправо, сжимает цангу, которая,
упираясь в гайку 12, производит зажим обрабатываемого материала.
Под действием четырех пружин 14 поршень со штоком получает дополни-
тельное перемещение вправо, в результате которого образуется зазор
между торцом кольца 9 и штоком 10, предохраняющий от возникновения
между ними трения. Крышка, в которой предусмотрено уплотнение 7,
присоединена винтами 6 к цилиндру 4.
Преимущества патрона: 1) постоянство силы зажима и безопасность
в эксплуатации, так как во время обработки сжатый воздух в полости от-
сутствует и возможное падение давления в сети не влияет на зажим;
2) сравнительная простота схемы пневмопривода (не нужны обратный
клапан и реле давления); 3) полость шпинделя свободна от тяги или тол-
кателя, необходимых в обычных конструкциях пневмопривода.
Характеристика патрона
Ход поршня в мм...................................... 10
Ход зажимной втулки в мм.............................. 7
Осевое усилие зажима (сила пружины) в кгс...........1500
Оправки
Эти приспособления служат для базирования деталей по централь-
ному отверстию. К таким деталям относятся втулки, гильзы, фланцы,
зубчатые колеса и т. п. В ряде случаев допустимая несоосность наружной
и внутренней поверхностей не должна превышать 0,01 мм. В зависимости
от способа закрепления оправки на станке различаются центровые, шпин-
405
дельные и фланцевые оправки. Они выполняются цельными (жесткими)
и разжимными, с ручным и механизированным приводами.
Центровые цельные конические оправки (как и другие центровые.
оправки) имеют центровые отверстия, которыми они устанавливаются
на центры токарных, шлифовальных и других металлорежущих станков.
Рис. VI.52. Центровые
цельные конические оп-
равки: а — по ГОСТ
16211—70; б —по ГОСТ
16212—70
Они предназначены для обработки относительно длинных втулок (L/D >
> 1). Базовое центральное отверстие детали должно быть выполнено
с отклонениями Alt Д1Г I7lt А, Д, П, А2а или As, так как эти оправки
предназначены для точных работ (ГОСТ 16211—70). Конструкция оправки
и пример ее применения показаны на рис. VI.52, а, а основные размеры
приведены в табл. VI. 19.
Таблица VI. 19
Основные размеры конических центровых оправок в мм (ГОСТ 16211—70)
№ оп- равки d (номи- нальный диаметр базового отверстия детали) L (П,) (П1) d-s 1 1ц. 1, S (Х4) С г.
1 2 От 3,0 52 2,997 3,007 3,010 3,020 2,8 38 7 5 23,5 2,2 0,3 0,2
1 2 До 100,0 435 99,988 100,023 100,035 100,070 70,0 325 55 150 118 60,0 10,0 2,5
Для номинальных диаметров базовых отверстий обрабатываемых дета-
лей от 3 до 6 мм — угол уклона 56" (конусность 0,00055); свыше 6 до
18-мм — угол уклона 52" (конусность 0,00050) и свыше 18 мм — угол
уклона 42" (конусность 0,00040). Деталь закрепляется на оправке легкими
ударами, в результате чего она заклинивается и удерживается от прово-
рачивания при снятии стружки небольшого сечения. Точность центри-
рования — 0,005...0,010 мм. Расчет размеров оправок приведен в литера-
406
туре [12, 24] и др. Оправка не обеспечивает фиксации детали в осевом
направлении. Применяется в единичном и мелкосерийном производстве.
Материалом оправок служат малоуглеродистые обычные и легированные
стали, цементируемые и термообработанные до НДС 58...62. Рекомен-
дуется применять сталь марки 20Х по ГОСТ 4543—71.
Центровые цельные цилиндрические оправки (ГОСТ 16212-—70) имеют
для базирования деталей короткую коническую (конусность 0,02) и цилин-
дрическую установочные поверхности.
Базовое отверстие должно быть изготовлено с отклонениями /Ц, Дг,
nit Н1г Т\, Г1 и А, Д, П, Н, Т, Г. Конструкция таких оправок показана
на рис. VI.52, б, а основные размеры указаны в табл. VI.20. Материал —
сталь марки 20Х по ГОСТ 4543—71. Глубина цементированного слоя для
Таблица VI.20
Основные размеры цилиндрических центровых оправок в мм (ГОСТ 16212—70)
d (откло- нения С или Н) 1 L d, (С) d2 (С) ds h Д S (X4) b c r
От 8 8 16 36 44 7,990 8,100 7,1 16 24 10 6 2 1,6 0,6
До 80 80 160 200 280 79,980 80,200 60,0 100 180 50 52 5 8,0 2,5
оправок диаметром 'Т- 35 мм 0,8.-.1,0 мм, а размером Dr > 35 мм
1,2...1,5 мм, НДС 56...62.
На оправках для установки с зазором детали поджимаются гайкой
с быстросъемной шайбой. Точное центрирование и надежный зажим здесь
не обеспечиваются, вследствие чего такие оправки для точных работ
не применяются. Оправки для установки с натягом (под прессом) обеспе-
чивают точное центрирование, но процесс установки и снятия детали
весьма трудоемок.
Цилиндрические ступенчатые центровые оправки (ГОСТ 16213—70)
предназначены для установки деталей с базовым цилиндрическим отвер-
стием с предельными отклонениями Дг, Дг, П1г Н1 и А, П, Н для точной
обработки их на токарных, шлифовальных и других металлорежущих стан-
ках, а также для контроля деталей на радиальное биение. Конструкция
оправки показана на рис. VI.53, а основные размеры указаны в табл. VI.21.
407
Таблица VI.21
Основные размеры центровых цилиндрических ступенчатых оправок в мм
(ГОСТ 16213—70)
jVs оп- равки d (номи- нальный диаметр базового отверстия детали) 1 L di (Щ) d2 (Л,) d„ (Я,) S(Xt) b С Г
1 2 От 8 8 44 7,995 8,011 8,000 8,016 8,005 8,021 11,0 14 8 3 1,6 0,6
1 2 До 50 75 290 49,992 50,018 50,000 50,027 50,010 50,035 40,0 32 32 3 6,0 2,5
Все перечисленные оправки диаметром до 20 мм изготовляются из
стали марки У8А по ГОСТ 1435—54, а свыше 20 мм — из стали марки 20Х
по ГОСТ 4543—71. Допускается замена на сталь других марок с механи-
ческими свойствами не ниже, чем у стали марок У8А и 20Х, HRC 56...62;
оправки из стали марки 20Х цементировать h 1,2...1,5 мм. Расчет центро-
вых оправок описан [12, 18, 24, 40].
Кулачковые оправки предназначены для установки и закрепления
относительно толстостенных заготовок с черновыми или предварительно
обработанными базовыми отверстиями. Они крепятся в конической рас-
точке переднего конца шпинделя с помощью хвостовика с конусом Морзе
или к фланцевым концам шпинделей с помощью фланцев и промежуточных
фланцев. Точность центрирования не превышает 0,05...0,10 мм. Они
выполняются с ручным или пневматическим зажимом.
Кулачковые шпиндельные оправки (ГОСТ 17528—72) выполняются
цельными. Их конструкция представлена на рис. VI .54, а. При вращении
гайка 5, навинченная на шпильку 6, сообщает осевое перемещение втулке 3.
Ее наклонные грани находятся в контакте (с помощью пружинных ко-
лец 4) с тремя кулачками 2, расположенными в направляющих пазах
(окнах) корпуса 1. При перемещении втулки 3 кулачки 2 получают ради-
альное перемещение, центрируют и зажимают установленную деталь.
Винт 8 стопорит шпильку 6, а направляющий винт 7 ограничивает осевое
перемещение втулки в обе стороны и предотвращает ее вращение.
Основные размеры этих оправок указаны в табл. VI.22.
Шпиндельные кулачковые оправки с пневматическим зажимом
(рис. VI.54, б) (ГОСТ 17529—72)- имеют центральное отверстие для раз-
мещения тяги 12 пневмопривода. В остальном конструкция почти не отли-
чается от изображенной на рис. VI.54, а. При толкающем режиме работы
пневмопривода тяга 12 смещает втулку И вправо и кулачки 10, установ-
ленные в пазах корпуса 9, получают радиальное перемещение, центрируя
и зажимая заготовку. Основные размеры оправок (по рис. VI.54, б) при-
ведены в табл. VI.23.
Фланцевые кулачковые оправки (ГОСТ 17530—72) имеют три испол-
нения для крепления непосредственно к фланцевому концу шпинделя
или с помощью промежуточных фланцев. Принцип их работы такой же,
как и у шпиндельных кулачковых оправок. Их конструкция показана
на рис. VI.55, а, а основные размеры указаны в табл. VI.24.
Фланцевые кулачковые оправки с пневматическим зажимом
(ГОСТ 17531—72) аналогичны шпиндельным.«Их конструкция показана на
рис. VI.55, б, а основные размеры даны в табл. VI.25. Корпуса, изготов-
408
Рис. VI.54. Кулачковые шпиндельные оправки: а — цельные; б — с пневма-
тическим зажимом
Рис. VI.55. Фланцевые кулачковые оправки: а—по ГОСТ 17530—72; б — по
ГОСТ 17531—72
409
Таблица VI. 22
Основные размеры кулачковых шпиндельных оправок в мм (ГОСТ 17528—72)
Конус Морзе d L 1 D (X)
4 От 36 до 40 Св. 40 до 45 200 205 60 50 56
Св. 36 до 40 » 40 » 45 230 235 60 50 56
5 Св. 45 до 50 » 50 » 56 » 56 » 63 245 260 270 67 75 80 60 67 75
6 От 56 до 63 » 63 » 71 » 71 » 80 » 80 » 90 320 338 350 372 80 90 105 120 75 80 90 100
Таблица VI. 23
Основные размеры кулачковых шпиндельных оправок с пневматическим зажимом в мм
(ГОСТ 17529—72)
Конус Морзе d L 1 D (X) (2j
4 От 36 до 40 Св. 40 до 45 250 60 50 56 М12 190 200
5 Св. 36 до 40 » 40 » 45 s 45 » 50 280 60 60 67 50 56 50 М16 220
— Св. 50 до 56 » 56 » 63 300 75 80 67 75 М16 240
6 Св. 56 до 63 » 63 » 71 » 71 » 80 400 80 90 105 75 80 90 М20 300 310 320
Св. 80 до 90 420 120 100 М20 340
410
Таблица VI. 24
Основные размеры кулачковых фланцевых оправок в мм (ГОСТ 17530—72)
Исполнение 1
d D L 1 Dt (X) е<7 ±! Q +1
номи- нальный предель- ные от- клонения
От 80 ДО 90 82,563 +0,004 —0,006 200 100 130 100 104,8 и 16,3
» 80 » 90 106,375 + 0,004 —0,006 '200 100 165 100 133,4 14 19,45
Св. 90 до 100 106,375 +0,004 —0,006 225 125 165 но 133,4 14 19,45
100 110 106,375 +0,004 —0,006 225 125 165 120 133,4 14 19,45
НО 120 106,375 +0,004 —0,006 225 125 165 130 133,4 14 19,45
НО 120 139,719 +0,004 —0,008 225 125 210 130 171,4 18 24,20
» 120 » 130 139,719 +0,004 —0,008 250 140 210 140 171,4 18 24,20
» 130 » 140 139,719 +0,004 —0,008 250 140 210 150 171,4 18 24,20
Таблица VI.25
Основные размеры кулачковых фланцевых оправок с пневматическим зажимом в мм
(ГОСТ 17531—72)
Исполнение 1
а L) L 1 D.2 + (-+ о” i! Q d-i + (+0,1) Li
номи- нально? предель- ные от- клонения
От 80 до 90 82,563 + 0,004 —0,006 350 100 130 100 104,8 11 М16 16,30 155
80 » 90 106,375 +0,004 —0,006 350 100 165 100 133,4 14 М20 19,45 160
Св. 90 до 100 106,375 +0,004 —0,006 360 125 165 но 133,4 14 М20 19,45 180
100 » но - 106,375 + 0,004 —0,006 360 125 165 120 133,4 14 М20 19,45 180
НО » 120 106,375 +0,004 —0,006 380 125 165 130 133,4 14 ' М20 19,45 180
НО » 120 139,719 +0,004 —0,008 380 125 210 130 171,4 18 М20 24,20 185
120 » 130 139,719 +0,004 —0,008 390 140 210 140 171,4 18 М20 24,20 210
130 » 140 139,719 +0,004 —0,008 390 140 210 150 171,4 18 М20 24,20 210
ленные из стали марки 20Х по ГОСТ 4543—71 цементируют h 1,2...1,5;
HRC 48...56 (резьбу не цементировать). Марки материалов, из которых
изготавливаются детали оправок, указаны в табл. VI.26. Кроме стандарт-
ных применяются и другие конструкции различных оправок [12, 18,
24, 40 J.
411
Таблица VI.26
Марки материалов для изготовления деталей кулачковых оправок
№ ГОСТа Деталь
Корпус I Кулачок 2 Втулка 3 КОЛЬЦО пружин- ное 4 Пружин- ка 5 Гайка 6 Тяга 7
17528—72 20Х по ГОСТ 4543 — 71 9ХС по ГОСТ 5950 — 63 9ХС по ГОСТ 5950 — 63 65Г по ГОСТ 1050 — 60 65Г по ГОСТ 1050—60 40Х по ГОСТ 4543—71 —
17529 — 72 То же То же То же То же То же То же 40Х по ГОСТ 4543 — 71
17530—72 » » » Ь—
17531—72 5> » 20Х по ГОСТ 4543-71 з> » 40Х по ГОСТ 4543 — 71
Примечание. Корпуса изготавливаются из стали марки 20Х по ГОСТ 4543-^71: цементировать к 1,2... 1,5 мм, НRC 48...56, резьбу не цементировать.
Зубчатые (шлицевые) прямобочные оправки
Для деталей с зубчатыми (шлицевыми) или шпоночными базовыми
центральными отверстиями предусмотрены оправки соответствующей
формы. Они выполняются для крепления в центрах токарных или кругло-
шлифовальных станков — центровые оправки — или для крепления в ко-
нической расточке переднего конца шпинделя станка хвостовиком с кону-
сом Морзе — шпиндельные оправки. Различают конусные и цилиндри-
ческие шлицевые оправки в зависимости от формы их установочных
поверхностей. Первые дают точное центрирование, а вторые обеспечивают
невысокую точность центрирования.
Центровые конические зубчатые (шлицевые) прямобочные оправки
(ГОСТ 18437—73) предусмотрены для установки изделий с отверстием
соответствующего профиля по ГОСТ 1139—58. Детали центрируются по
диаметру D наружной поверхности зубьев (коническая поверхность)
длиной до 1.5D. Конструкция оправок показана на рис. VI.56, а.
Материал оправок — сталь марки 20Х по ГОСТ 4543—71. Для опра-
вок cDx 35 мм цементация h 0,8... 1,2 мм, acDt >35 мм h 1,2...1,5 мм,
HRC 56...62. Оправки с Dx 78 мм выполняются полыми, из сварных
заготовок.
Центровые зубчатые (шлицевые) прямобочные оправки (ГОСТ 18438—73)
показаны на рис. VI.56, б. Они предназначены для установки деталей
с зазором и поджимом их к кольцам 1 (ГОСТ 18441—73) с помощью сфе-
рической гайки 4 (ГОСТ 14727—69) и шайбы быстросъемной 3. Если длина
посадочного места детали меньше размера I, то на корпус оправки 2 уста-
навливается второе промежуточное кольцо (ГОСТ 18441—73). Торец де-
тали должен быть точно подрезан, а предельные отклонения диаметра D
поверхности центрирования выполнены как на основное отверстие (А)
2-го класса точности.
Материал корпуса 2 и быстросъемной шайбы 3 — сталь марки
40Х (ГОСТ 4543—71), HRC 45...50, твердость резьбового конца —
HRC 35...40; твердость шайбы — HRC 40...45.
Центровые зубчатые (шлицевые) прямобочные оправки с прессовой
посадкой обрабатываемой детали (ГОСТ 18439—73) показаны на
рис. VI.57. Они обеспечивают точное центрирование изделий с соответ-
ствующими отверстиями по ГОСТ 1139—58, изготовленных с предельными
412
Виде
c,^5'
2 cpaaru
1
Число
зудьедг
А-А б
5°
2 (расы
Огпберстие
одрадата/йа^мого изделия
Рис. VI.56. Центровая кони-
ческая зубчатая (шлицевая)
прямобочная оправка: а —
по ГОСТ 18437—73; б — по
’A
Отверстие одраоатыбаетго изделия
ГОСТ 18438—73
A-A
b
V Л
1
I
L
2
3 «
Рис. VI.57. Центровая цилиндрическая зубчатая (шлицевая) прямобочная
оправка с прессовой посадкой обрабатываемой детали
413
отклонениями диаметра D поверхности центрирования по А, длиной
до 1.5D. Недостаток этих оправок — большие затраты времени на уста-
новку и съем деталей.
Шпиндельная зубчатая (шлицевая) оправка (ГОСТ 18440—73) пока-
зана на рис. VI.58. Она предназначена для обработки на токарных стан-
ках деталей с базовым зубчатым отверстием прямобочного профиля зубьев
Отверстие
обрабатываете^
изделия
Рис. VI.58. Шпиндельная зубчатая (шлицевая) прямобочная оправка (а); б — пример
установки детали с длиной посадочного места менее размера /; в — кольцо промежуточное:
/ — корпус; 2 — шайба (ГОСТ 4087 — 69); 3 — гайка (ГОСТ 8918 — 69); 4 — шпилька
(ГОСТ 11765 ~ 66); 5 •= штифт цилиндрический (ГОСТ 3128—70); 6 = обрабатываемая деталь;
7 = кольцо промежуточное
(ГОСТ 1139—58). Диаметр поверхности центрирования отверстия D вы-
полняется с предельными отклонениями А. Если длина посадочного места
детали больше размера I (рис. VI.58, а), то применяется одно, а если
меньше — то два промежуточных кольца 7 (рис. VI.58, б).
Материал оправок (рис. VI.57 и VI.58) — сталь -марки 20Х по
ГОСТ 4543—71. Твердость (после цементации) — HRC 56...62. Конструк-
ция промежуточного кольца 7 (ГОСТ 18441—73) показана на рис. VI.58, в.
Оно изготавливается из стали марки 20Х и цементируется, HRC 52...56.
Универсальные цанговые оправки
На рис. VI.59 показаны оригинальные конструкции ступенчатых цан-
говых оправок, допускающих установку обрабатываемых деталей на ходу
станка. Цанга 5, установленная в шпиндель 1 станка, имеет полость, в ко-
торой помещены шарик 5 и регулируемый упор 4. При затяжке цанги
трубой 2, пропущенной через шпиндель, ее левая (по отношению к ша-
рику) разрезная часть сжимается, а правая, наоборот, расширяется и за-
жимает заготовку. Смещение положения шарика в цанге регулировкой
упора позволяет зажимать детали с диаметрами отверстий, изменяющи-
мися в пределах от —0,2 до +0,3 мм. Комплект из девяти цанг, из ко-
торых шесть имеют по три ступени, а три — по две, позволяет закреплять
детали с базовыми отверстиями от 6 до 30 мм с интервалом через 1 мм.
414
ggiecaBwwi»
На рис. VI.60, а показаны два вида одной и той же универсальной
оправки с пневматическим приводом, в корпусе которой установлены:
в одном случае сменная цанга 3 015 мм, в другом — 0 50 мм. В корпусе 1
сменные цанги центрируются конусной частью (конусность 1 : 10) и затя-
гиваются резьбой. Для установки деталей разной длины применяются
упорные кольца 4. Цанги разжимаются конусной частью винта 5, ввер-
нутого в тягу 2, соединяемую со штоком пневмопривода. Для ограниче-
ния разжима цанги без установленной на ней детали на правом конце
тяги 2 предусмотрен буртик.
Гайка 6 служит для закреп-
ления и съема оправки со
шпинделя станка.
На рис. VI.60, б показан
варйант оправки, отличаю-
щийся от предыдущей только
конструкцией корпуса. В дан-
ном случае корпус оправки
устанавливается не в кону-
сное гнездо, а по наружной
поверхности шпинделя, что 3 4
повышает способность оправ- Рис. VI.59. Быстродействующие ступенчатые цан-
ки преодолевать крутящий говые оправки
момент резания V
Для групповой обработки деталей класса втулок, дисков, заготовок
цилиндрических и конических зубчатых колес (шестерен) на заводе
им. Свердлова (Ленинград) разработан комплект консольных разрезных
пружинящих оправок (цанг) с пневмоприводом, которыми оборудованы
токарные станки моделей 1А62 и 1К62. Комплект рассчитан на обработку
деталей с диапазоном базовых отверстий от 15 до 170 мм и длиной от 20
до 160 мм 1 2.
На рис. VI.61 изображена схема установки оправок в шпинделе станка
и связи их с пневмоприводом. Тяга 1, пропущенная через полость шпин-
деля, своим левым резьбовым концом связана со штоком привода, а пра-
вым — наглухо вмонтирована в шарнирную муфту 2, связанную с резь-
бовой втулкой 4 шарнирным винтом 3. Последний двумя шпоночными вы-
ступами входит в пазы отверстия муфты по подвижной посадке с гаран-
тированным осевым зазором 3...5 мм; зазор обеспечивает ударное действие
штока привода, что облегчает выталкивание штока (клина) 7 из конус-
ного отверстия пружинящей оправки при раскреплении обрабатываемых
деталей. Для свинчивания (сборки) тяговой системы на правом торце
втулки 4 имеются шлицы под ключ 11 и отверстия с резьбой М16 для при-
соединения штока 8 или 7. Последний сопрягается со втулкой 4 через
переходник 5. При смене оправок они удаляются из гнезда шпинделя вра-
щением гайки 6, установленной на резьбе шпинделя. При смене оправок
вначале вращением за наружный квадрат вывинчивают из резьбовой
втулки 4 шток 8 или 7 вместе с переходником 5, а затем выжимают из
гнезда шпинделя оправку. Все остальные элементы тягового устройства
и пневмопривод являются общими для всех оправок и со станка не сни-
маются. С целью стандартизации оправок, длины их штоков 7 и переходни-
ков 5 при монтаже постоянной части тягового устройства обеспечивается
расстояние 175 мм от правого торца втулки 4 до торца шпинделя. Это рас-
стояние легко определяется по выточке на ключе 11.
1 Другие конструкции пневматических оправок с разжимной цангой следует выбирать
по МН 3618—62.
2 А. А. Даниэльянц. Пневматические токарные оправки. ЛДНТП, 1959.
415
Все оправки в диапазоне диаметров установочной части от 15 до 170 мм
разбиты на пять типоразмеров: D = 15...25; 25...40; 40...65; 65...100;
100 и выше. Каждый типоразмер характеризуется постоянством штоков
и переходников, а диаметры установочных поверхностей выполняются
в соответствии с диаметром базового отверстия деталей.
Для создания стабильного посадочного места под оправки в шпиндель
станка запрессовывается стальная закаленная конусная втулка 12. У опра-
вок с 100 мм конструкция штока 8 составная. На конусной части
Рис. VI.60. Быстродействующие оправки со сменными цангами
штока предусмотрена закаленная втулка 9 из стали марки 40Х по
ГОСТ 4543—71 с углом наклона 3° (угол штока 5°), что обеспечивает само-
торможение. При расклинивании (раскреплении) вначале привод вытал-
кивает шток 8, а затем гайка 10 выталкивает втулку 9. Угол наклона вну-
треннего конуса оправок под тягу 7 у всех типоразмеров кроме первого
(для D = 15...25 мм) равен 1° 30'; у первого типа оправок — 3Q.
Рассмотренные оправки используются для точной обработки деталей,
имеющих диаметры базовых отверстий с отклонениями по А или А3.
Поэтому диаметры D установочных поверхностей оправок выполняются
с допуском по А1г что обеспечивает минимальную деформацию цанги при
затягивании штока.
416
Aacepos
Рис. VI.61. Схема монтажа оправок и тяг, связывающих их с пневмоприводом, расположенным на заднем конце шпинделя
станка
Шток имеет точное направление в отверстии оправки и после затяжки
его правый торец должен выступать от торца оправки на 2...4 мм. При
раскреплении торец штока выступает на 5...6 мм. Каждая оправка пред-
ставляет собой жесткую разрезную цангу, выполненную как одно целое
с хвостовиком. Оправки изготовляются из сталей марок 45 и 65Г по
ГОСТ 1050—60 и др. с соответствующей термообработкой.
Рис. VI.62. Цанговая оправка с пневмоприводом для об-
работки крупных втулок
Для центрирования и зажима крупных втулок могут применяться
конструкции, аналогичные изображенной на рис. VI.62. Тяга 7, сколь-
зящая в двух направляющих втулках 6, соединяется со штоком пневмо-
цилиндра. При движении тяги влево гайка 3 заставляет двигаться конус 2,
который производит разжим цанги 1. Вследствие большой длины детали
и ее значительной массы предусмотрено направляющее кольцо 4, а для
устранения возможного проворачивания предназначен палец 5, который
входит в имеющийся в детали паз.
Центрирующие механизмы с мембранами
Мембраны представляют собой гибкие металлические тонкие пластины
или кольца с радиальными прорезями (тарельчатые пружины), силы упру-
гости которых (при соответствующем направлении деформации) исполь-
зуются для надежного закрепления обрабатываемой детали. Использова-
ние их в зажимных устройствах обеспечивает центрирование высокой точ-
ности (0,003...0,005 мм). Различают рожковые и кольцевые мембраны.
Рожковые мембранные патроны предназначены для центрирования и
зажима цилиндрических деталей типа колец при обработке их на шлифо-
вальных станках. В зависимости от режима работы привода — тянущего
или толкающего — различают разжимные и зажимные патроны. Как те,
так и другие могут быть ручными и механизированными, с постоянными
или сменными опорами. Число рожков мембраны выбирается в пределах
6...12 шт., в зависимости от диаметра закрепляемой детали. При толкаю-
щем режиме привода рожки мембраны расходятся (0,25...0,8 мм), осво-
бождая заготовку, а центрирование и зажим происходит по наружной
цилиндрической поверхности детали при снятии внешней силы привода
(за счет силы упругости мембраны). Если привод работает в тянущем ре-
жиме (мембраны прогибаются выпуклостью к концу шпинделя), то рожки
418
мембраны сходятся, освобождая заготовку, которая базировалась по вну-
тренней цилиндрической поверхности. Диаметры патронов D — 130...
400 мм, а диаметры закрепляемых деталей d — 20...350 мм. Суммарное
усилие рожков 95...760 кгс, а усилие разжима мембраны 220...1400 кгс.
Разжимной рожковый патрон (МН 5521—64) со сменными опорами 3
(рис. VI.63) связан с механизированным приводом, работающим в тянущем
режиме. Под воздействием силы Р, развиваемой штоком 6, мембрана 1
прогибается выпуклостью влево. При этом восемь рожков мембраны 1,
несущие зажимающие винты 2 с базовыми поверхностями Е, сжимаются
и освобождают заготовку, которая базировалась по центральному отвер-
стию. Это отверстие должно быть предварительно обработано по. 2—3-му
классам точности. Так как заготовка базируется и по торцу, предусмо-
Рис. VI.63. Патрон с рожковой мембраной (МН 5521—64)
трены сменные поворотные опоры 3 с канавками под винты 4. Поворот
опор на своих осях позволяет расширить диапазон наружных диаметров
заготовок (например, для патрона с размером D = 130 мм наружный
диаметр заготовки d = 20 мм). При прекращении действия силы Р ранее
деформированная мембрана распрямляется, ее рожки разжимаются, цен-
трируют и зажимают заготовку (кольцо) силами упругости мембраны.
Винты 5 служат для закрепления кожуха патрона. Поверхности Е и пло-
скости Г шлифуются на месте, при наладке. Радиальное биение поверх-
ности Е и торцовое биение плоскости Г не должно превышать 0,004...
0,005 мм. Основные параметры этих патронов: D = 130, 160, 200, 250 и
320 мм; Н = 75...147 мм; d = 50...270 мм; = 6...40 мм; суммарная
сила разжима рожками 250...740 кгс; усилие разжима мембраны
340... 1150 кгс.
Конструкция и основные параметры аналогичных патронов с ручным
ключевым приводом установлены МН 5522—64.
Зажимные рожковые мембранные патроны выполняются с механизиро-
ванным (МН 5523—64 и МН 5524—64) или с ручным (ключевым) приводом
(МН 5525—64). Патроны к механизированным приводам имеют сменные
(МН 5523—64) или постоянные (МН 5524—64) опоры. Сменная опора
исполнения 1 (рис. VI.64) имеет четыре или восемь опорных выступов,
торцовая плоскость которых Г шлифуется на месте при наладке на обра-
ботку новой детали. В исполнении 2 патроны имеют поворотные опоры 3.
При толкающем режиме работы привода мембрана прогибается выпук-
лостью вправо (рис. VI.64, а) и рожки расходятся, освобождая деталь,
которая центрировалась и зажималась по наружной цилиндрической по-
верхности. На рис. VI.64, а, б показаны патроны по МН 5523—64 в обоих
419
Рис. VI.64. Разжимные
патроны с рожковыми
мембранами:
а — механизированные
со сменными опорами;
б — то же с постоян-
ными опорами:
1 — мембрана; 2 — за-
жимной винт; 3 -г- опора;
4 — винты для крепле-
ния кожуха; 5 — шток;
в — ключезой:
1 — мембрана; 2 — за-
жимной вннт; 3 — опора;
4, 5 — конические зуб-
чатые колеса; 6 — винт;
7 — винты для крепле-
ния кожуха
420
исполнениях. Рожковый разжимной мембранный патрон с ключевым при-
водом показан на рис. VI.64, в.
Кольцевые мембраны (тарельчатые пружины) применяются в различ-
ного рода приспособлениях и в первую очередь в оправках и патронах
как элементы центрирования и зажима обрабатываемых деталей. В отли-
чие от стандартных применяемые в приспособлениях мембраны изготов-
ляются толщиной S = 0,5... 1,25 мм и имеют два ряда (наружный и вну-
тренний) прорезей, что повышает их эластичность и уменьшает требуемые
осевые силы зажима.
На рис. VI.65 изображена консольная оправка с кольцевыми мембра-
нами. Оправка состоит из корпуса 1, упорного кольца 5, пакета мембран 4,
нажимной втулки 2 и винта 5 с внутренним шестигранным отверстием под
ключ. Пакет мембран имеет отверстие и цилиндрическую установочную
Рис. VI.65. Консольная оправка с мембранами
поверхность, обработанные шлифованием до 7...8-го классов шерохова-
тости; сопряжение пакета с корпусом оправки осуществляется по посадке
А А
или -тг. При вращении винта мембраны деформируются, их наружный
д ь
диаметр увеличивается, а внутренний уменьшается, за счет чего проис-
ходит центрирование и зажим обрабатываемой детали. Одновременно де-
таль левым торцом плотно поджимается к упору 5.
По такому же принципу работают и патроны. Пакеты мембран по по-
садке -4- или закладываются в отверстие корпуса патрона и при де-
Д о
формации центрируют и зажимают устанавливаемую в отверстие пакета
заготовку.
Диаметры установочных поверхностей мембран при деформации могут
изменяться (увеличиваться или уменьшаться) на 0,15...0,4 мм в зависи-
мости от их размера. Это позволяет зажимать детали, имеющие базирую-
щие поверхности, выполненные с точностью от 1 до 4*-го класса.
Предусмотрено 38 размеров мембран (табл. VI.27)1. Самая малая из
них имеет наружный диаметр D = 18 мм, внутренний d = 4 мм и тол-
щину S = 0,5 мм. Путем последующей обработки наружный диаметр
мембраны может быть уменьшен до 14 мм, а внутренний — увеличен до
7 мм.
Самая большая мембрана соответственно имеет размеры D — 200 мм,
с возможным уменьшением до 195 мм; d = 160 мм, с возможным увели-
чением до 165 мм и S= 1,25 мм. 36 промежуточных размеров мембраны вы-
браны так, что каждая из них по наружному диаметру может быть умень-
шена до соответствующего размера предыдущей меньшей, а по внутрен-
1 Н. И. Зависляк. — «Технология транспортного машиностроения». 1956, № 11—12.
421
Таблица VI-27
Размеры кольцевых мембран (в мм) и передаваемые ими крутящие
моменты
5-5
Мембраны а D 4, D, а„..° А В Наибольший крутящий мо- мент, переда- ваемый мембра- ной, в кгс-см Потребное осевое уси- лие на мемб- рану для ее затяжки в кгс
Вид №
1 4 18 7 14 30 11 11 1,3...3,9 13...22
2 7 22 11 18 30 15 14 3,9...9,5 22... 32
3 10 27 15 22 20 19 18 8,0... 18 32...47
4 10 32 15 27 20 23 19 12-27 47... 70
5 15 37 20 32 20 28 24 27...48 70... 100
Уз- 6 20 42 25 37 15 33 29 48...75 100... 120
кие 7 25 47 30 42 15 38 34 75...108 120...140
8 30 52 35 47 15 43 39 108... 147 140...170
9 35 57 40 52 15 48 44 147...190 170... 190
10 40 62 45 57 15 23 49 190... 240 190...210
11 45 67 50 62 15 58 54 240... 300 210...240
12 50 70 55 67 12 62 58 300... 360 240...260
13 45 75 50 70 12 63 57 314...390 258...315
14 ' 50 80 55 75 12 68 62 390... 470 315...345
15 55 85 60 80 12 73 67 470... 560 345...380
16 60 90 65 85 12' 78 72 560... 655 380...410
17 65 ’95 70 90 12 83 77 655... 750 410...440
18 70 100 75 95 12 88 82 750...870 440...475
Ши- 19 75 105 80 100 10 93 87 870... 1000 475...505
рокие 20 80 НО 85 105 10 98 92 1000... ИЗО 505... 535
21 85 115 90 НО 10 103 97 ИЗО...1270 535... 565
22 90 120 95 115 10 108 102 1270...1410 565... 600
23 95 125 100 120 10 113 107 1410... 1570 600... 630
24 100 130 105 125 10 118 112 1570... 1730 630...660
25 95 135 100 130 9 117 112 1380—1520 600—625
26 100 140 105 135 9 122 117 1520—1660 625—650
422
Продолжение табл. VI.27
Мембраны d £> а,... ° А В Наибольший крутящий мо- мент, переда- ваемый мембра- ной, в кгс«см Потребное осевое уси- лие на мемб- рану для ее затяжки в кгс
Вид №
Особо ши- рокие 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 105 НО 115 120 125 130 135 140 145 150 155 160 145 150 155 160 165 170 175 180 185 190 195 200 110 115 120 125 130 135 140 145 150 155 160 165 140 145 150 155 160 165 170 175 180 185 190 195 9 9 9 9 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 127 132 137 142 147 152 157 162 167 172 177 182 122 127 132 137 142 147 152 157 162 167 172 177 1660... 1800 1800... 1960 I960...2110 2110...2280 2280...2450 2450...2620 2620...2800 2800...2990 2990...3190 3190...3390 3390...3600 3600... 3810 650...675 675...700 700...725 725...750 750...775 775...800 800...825 825...850 850...875 875... 900 900...925 925...950
Примечание.
Мембраны Э, ...° S в мм а в мм в мм Наибольший допуск на диаметр базовой поверхности детали в мм
Узкие Широкие и особо ши- рокие 9...10 12 0,5...0,75 1,0... 1,25 1...2 2,. .4 0.2 0,25 0,12...0,18 0,25—0,30
нему — увеличена до размера последующей большей. Таким образом,
набор позволяет получить любой наружный диаметр от 14 до 200 мм и лю-
бой внутренний от 4 до 165 мм.
По ширине кольцевого пояска мембраны разделяются на узкие, ши-
рокие и особо широкие.
В табл. VI.27 приведены наибольшие крутящие моменты, передавае-
мые одной мембраной, и потребные для этого осевые усилия затяжки.
При использовании пакета мембран осевую силу, указанную в табл. VI.27,
необходимо увеличить на число мембран в пакете; соответственно увели-
чится и передаваемый им крутящий момент. Чаще приходится решать
обратную задачу'. Если известен крутящий момент Л1рез, то, умножив его
на коэффициент запаса К = 1,5...2 и разделив произведение на табличное
значение крутящего момента, находим необходимое число мембран в па-
кете; потребную осевую силу определяем, как и в первом случае.
Рассматривая кольцевую мембрану с прорезями как совокупность
двухзвенных рычажно-шарнирных механизмов двустороннего действия
(см. гл. II), потребную осевую силу, с достаточной для практики точностью,
можно определять из зависимости
r = 0,75 Q = 1’33ts₽ir-
Так как
ТО = ЮИрез,
423
то
^Мрез
fR '
Окончательно
Q = 1,33/CtgP!
где W — радиальная сила зажима; Q — осевая сила; Л1рез — крутящий
момент силы резания; R — радиус заготовки; f — коэффициент трения
Рис. VI.66. Консольные оправки с фланцевым креплением на шпин-
деле и механизированным приводом (для крупных деталей с короткой
базой)
между пружинами и заготовкой; К — коэффициент запаса; Pi — угол
наклона тарелки в рабочем состоянии
Р1 Ртабл .
На рис. VI.66...VI.68 показаны типовые конструкции оправок и патро-
нов для закрепления самых разнообразных деталей. С целью повышения
Рис. VI.67. Механизированные кон-
сольные оправки с двумя пакетами
мембран (для длинных деталей)
точности центрирования при конструировании подобных приспособлений
необходимо соблюдать следующие требования.
1. Для заготовок с короткими базовыми отверстиями применять один
пакет мембран, расположенных так, чтобы при затяжке устанавливаемая
424
заготовка своим торцом автоматически плотно поджималась к упору 1.
Упорные штифты могут быть расположены как впереди пакета пружин
(рис. VI.66, а), так и сзади него (рис. VI.66, б); базовое отверстие и торец
заготовки должны предварительно обрабатываться за одну установку.
2. Для заготовок с длинными базовыми отверстиями применять два
максимально удаленных друг от друга пакета мембран (рис. VI.67 а, б, в).
Расположение мембран в левом пакете должно обеспечивать автоматиче-
ский поджим заготовки к осевому упору. Кроме того, в левом пакете число
мембран должно быть меньше, чем в правом; последнее необходимо на
случай, если базовое отверстие будет иметь конусность. При таком ис-
полнении вначале зажимает за-
готовку и подтягивает ее к осе-
вому упору левый пакет, а за-
тем зажимает правый. Упорные
кольца 1 и промежуточные на-
жимные втулки 2 выполнены
в соответствии с условиями за-
крепления деталей.
На рис. VI.68 пакеты мемб-
ран 2 под действием тяги 1 рас-
Рис. VI.68. Оправка с мембранами, деформи-
рующими тонкостенную установочную часть
корпуса
ширяют тонкостенную часть оп-
равки 3, на которой устанавливаются и зажимаются обрабатываемые детали.
Мембраны изготовляются из стали марки 60С2А. Применяется также
пружинная сталь по ГОСТ 14959—69 из листового и полосового проката,
которая по своим качествам не ниже стали марки 60С2А.
Приспособления с мембранами имеют преимущества перед приспособле-
ниями с цангами: 1) они позволяют зажимать детали с базовыми поверх-
ностями от 1 до 4-го класса точности и при хорошем изготовлении обеспе-
чивают центрирование с точностью до 0,01...0,03 мм (точность цанговых
патронов 0,05...0,1 мм); 2) при массовом изготовлении стандартных мем-
бран путем штамповки и вырубки в них прорезей себестоимость приспо-
соблений получается значительно ниже себестоимости цанговых.
Окончательное шлифование установочной поверхности производится
в собранных оправках (патронах).
Перед окончательным шлифованием пакетам пружин задается предва-
рительный натяг и требуется, чтобы после шлифования наружный диа-
метр пружин оказался выполненным под плотную (/7) или напряжен-
ную (Я) посадку. Эти посадки при зажиме обеспечивают надежное центри-
рование обрабатываемых деталей, а дальнейшей затяжкой производится
их окончательное закрепление.
Оправки с гофрированными центрирующими втулками
На рис. VI .69 показана схема оправки с гофрированной втулкой в сво-
бодном состоянии (а) и после зажима (б). При сжатии втулки 1 гайкой 2
в осевом направлении происходит деформация ее наружных и внутрен-
них поверхностей (наружный диаметр D увеличивается, а внутренний d
уменьшается). При этом обеспечивается точное центрирование изделия.
Изменения размеров при зажиме должны быть в пределах упругости,
иначе неизбежно возникновение остаточных деформаций.
На рис. VI.69, в показана конструкция оправки 1 с двумя гофрирован-
ными элементами 2 и 3, сжимаемыми тягой 5, связанной с пневмоприводом.
Для точной установки обрабатываемой детали вдоль оси предусмотрен
упор 4.
Нетрудно заметить, что каждое центрирующее ребро элемента пред-
ставляет собой как бы две тарельчатые пружины, сложенные торцами.
425
Преимущество такой конструкций в том, что центрирующие участки имеют
большую поверхность контакта с деталью, а их внутренние и наружные
поверхности обрабатываются, как у обычных цилиндрических втулок.
На одном из заводов размеры гофрированных элементов стандартизованы
в виде колец и втулок различной длины и диаметра и с различным числом
ребер. Путем набора необходимых комплектов можно центрировать и за-
креплять детали с диаметрами от 6 до 350 мм.
Гофрированные элементы рекомендуется изготовлять из легированных
сталей марок ЗЗХСА, 38ХСА по ГОСТ 4543—71 и углеродистой стали марки
Рис. VI.69. Схема оправки с гофриро-
ванной центрирующей втулкой: а —
втулка в свободном состоянии; б — по-
сле зажима; в—конструкция справки
У10А по ГОСТ 1435—54 с термообработкой до HRC 46...50. Чтобыдефор-
мация не выходила за предел упругости» необходимо соблюдать условие
AD 0.003D,
где D — диаметр установочной поверхности гофрированного элемента;
AD — приращение диаметра.
Для соблюдения этого условия базовые отверстия обрабатываемых
деталей должны иметь точность 2-го класса при диаметрах до 35 мм и не
ниже 3-го класса при диаметрах свыше 35 мм Ч
Самозажимные оправки
В этих оправках усилие зажима автоматически увеличивается про-
порционально крутящему моменту резания, что делает их весьма ценными
при обтачивании с большими сечениями стружки, в частности на много-
резцовых станках.
На рис. VI.70 показана однороликовая оправка, в которой ролик 1
установлен в обойме 2, предотвращающей его перекашивание и выпада-
ние. При сборке ролик цапфами вставляется во внутренние глухие пазы
обоймы, после чего она надевается на установочные штифты 4 и винтами 3
прикрепляется к корпусу оправки. Чтобы поверхность ролика в его ис-
ходном положении лежала на окружности оправки, опорную плоскость
1 Подробнее о применении гофрированных зажимных втулок см. Детали машин, атлас
конструкций. Под ред. проф. Д. Н. Решетова, 2-е изд. М., Машгиз, 1963. Й9 с.
426
обоймы, прилегающую к вертикальной стенке паза, или ролик шлифуют
до тех пор, пока размер D собранной оправки не станет равным диаметру
ее цилиндрической части. Диаметр ролика следует брать возможно боль-
/I
Рис. VI.70. Однороликовая самозажимная оправка
шим с тем, чтобы выемка под ролик (обойму) не ослабляла чрезмерно
оправку.
На рис. VI.71 показана трехроликовая оправка с зажимным профилем
в виде трех плоскостей, расположенных под углом 120°.
На корпус I оправки установлен сепаратор 2 с окнами под закаленные
и шлифованные ролики 3. Перед установкой детали сепаратор поворачи-
Рис. VI.71. Трехроликовая самозажимная оправка
вают так, чтобы ролики заняли нижнее положение. После установки
детали под действием пружины 7 сепаратор поворачивается в обратную
сторону и происходит предварительное заклинивание роликов. Для того
чтобы деталь плотно прижималась своим левым торцом к осевому упору,
предусмотрен поджим ее шариками 4, надвигаемыми на конус шайбы 5
вращением гайки 6. С началом резания ролики заклиниваются оконча-
тельно и обеспечивают возможность обработки с большими сечениями
стружки.
6. ПАТРОНЫ С ЖЕСТКИМИ ЦЕНТРИРУЮЩИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ
И ТРЕМЯ ПРИХВАТАМИ ДЛЯ ЗАЖИМА ВДОЛЬ ОСИ
В ряде случаев втулки, крышки и другие детали, имеющие фланцы
(особенно тонкостенные детали), целесообразно устанавливать на жесткий
центрирующий элемент (втулка, палец, выточка) и прихватами поджимать
ее фланец к торцу приспособления.
427
На рис. VI.72 показана втулка, которая центрируется обработанным
отверстием на пальце 5, а торцом фланца прилегает к торцу кольца 3.
Осевой зажим детали осуществляется тремя рычагами (прихватами) 4,
приводимыми в действие пневмоцилиндром через тягу 13 и коромысло 11.
Для обеспечения равномерности зажима всеми рычагами предусмотрены
сферические шайбы 9 и 10, позволяющие коромыслу покачиваться. При
обратном ходе тяги 13 кольцо 12 давит на коромысло и перемещает, его
вправо. При этом рычаги 4 скользят по сухарям б, помещенным в крышке 2,
и в определенный момент под действием пружин 8 и плунжеров 7 раскры-
ваются и освобождают обрабатываемую деталь. Для безопасности работы
приспособление прикрыто кожухом 1.
На рис. V-I.73 изображен нормализованный переналаживаемый патрон
с тремя прихватами (МН 3634—62).
Детали патрона: 1—прихват; 2—втулка для установки прихвата
на различных расстояниях от центра патрона; 3 — гайка для закрепле-
ния втулки 2; 4 — штифт для поворота прихвата; 5 — тяга для крепления
и перемещения прихвата; 6 — втулка для центрирования сменной базы
и направления инструмента; 7 — крышка для защиты патрона от попада-
ния стружки; 8 — винт для соединения патрона с приводом; 9 — шайба
для защиты патрона от попадания стружки; Г — поверхность для про-
верки биения патрона на станке; Л — плоскость для установки сменной
базы. Для нормальной работы патрона необходимо, чтобы биение отно-
сительно поверхности И составляло в мм:
поверхностей Ж и Е ......................... Не более 0,02
поверхности Г ........................... » » 0,05
поверхностей Л и М.......................... » » 0,05
Отклонение от параллельности плоскости К относительно плоскости М
не более 0,05 мм на длине 200 мм. Переналадка патрона сводится к замене
428
установочного элемента, центрируемого по втулке 6 и радиальному пере-
мещению втулок 2 с прихватами 1 по радиальным пазам патрона. Во втул-
ках 2 запрессованы штифты 4, а на тягах^ прихватов профрезерованы под
концы этих штифтов винтовые канавки. Поэтому при продольном пере-
мещении на разжим (слева направо) прихваты поворачиваются своими
Рис. VI.73. Переналаживаемый нормализованный патрон со сменным жест-
ким центрирующим элементом и тремя прихватами
выступами наружу и позволяют легко снимать обработанную деталь.,При
ходе справа налево прихваты поворачиваются в обратную сторону и за-
жимают деталь по фланцу.
Нормалью предусмотрены патроны диаметром 250 и 320 мм. Основные
размеры этих патронов даны в табл. VI.28
Таблица VI.2 8
Размеры (в мм) патронов с тремя прихватами (по рис. VI.73)
D О, h h2 Dz (допуска- емое от- клонение по A) О, D4 а
250 320 От 65 до 140 » 80 » 195 От 20 до 40 » 25 » 45 8 10 24 32 50 55 210 270 226 290 171,5 235,0 120°
©2 d di d о d$ A H Усилие при- вода в кгс (не более) Масса в кг
30° 90° М20 М27 1VLI2 М16 18 22 26 35 34 40 110 125 4000 8000 25 45
429
7. ПАТРОНЫ ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ ОТВЕРСТИЙ В ЗУБЧАТЫХ КОЛЕСАХ
Точные зубчатые колеса, предназначенные для передачи больших
мощностей при относительно высоких скоростях, подвергают термической
обработке, что может привести к деформации зубчатого венца и наруше-
нию соосности. Шлифование отверстий в зубчатых колесах после их тер-
мической обработки является одной из ответственных операций, обеспе-
чивающих концентричность отверстия с начальной окружностью. Эта
операция обычно производится после окончательной обработки нешли-
фуемых зубьев и является последней. В тех же случаях, когда с целью
повышения точности и чистоты поверхности, после закалки предусматри-
вается шлифование профиля зубьев, этому предшествует операция шли-
фования отверстия.
И в том и в другом случаях центрирование и закрепление колеса при
шлифовании отверстия производится в патронах по рабочим поверхностям
зубьев (теоретически по начальной окружности). Для этого во впадины
венца закладываются обычно три или шесть установочных элементов: для
прямозубых цилиндрических колес — ролики; для цилиндрических колес
со спиральным зубом — шарики или витые упругие ролики; для кони-
ческих колес — шарики.
Применяются также патроны, в которых вместо обычных кулачков для
центрирования используются три рейки или три зубчатых сектора соот-
ветствующего модуля. Для закрепления колеса при шлифовании отверстий
применяются и мембранные патроны.
Если профиль зубьев после термообработки не шлифуется, то концен-
тричность, получаемая при шлифовании отверстия, является окончатель-
ной. В этом случае наивысшую точность можно получить в патронах с упру-
гой цилиндрической оболочкой и роликами, закладываемыми во все впа-
дины зубчатого венца. В таких патронах происходит «осреднение»
погрешностей профиля, неизбежных после термообработки, и обеспечи-
вается наиболее высокая концентричность.
Шлифование отверстия с базированием по впадинам венца перед окон-
чательным шлифованием закаленных зубьев обеспечивает более равномер-
ное распределение снимаемого по профилю' припуска.
Существующие конструкции патронов можно разделить на четыре
группы: 1) патроны для одновенцовых цилиндрических колес; 2) для двух-
и многовенцовых цилиндрических колес; 3) для конических зубчатых ко-
лес; 4) для цилиндрических колесе внутренним зацеплением. Кроме специ-
альных,применяются универсальные патроны, допускающие переналадку.
При конструировании патронов приходится рассчитывать диаметр
установочных роликов (шариков) и расстояние между их осью и осью
патрона. Для сокращения времени, необходимого для выполнения расче-
тов, на практике часто пользуются готовыми таблицами.
В мембранных патронах (ГОСТ 16157—70) центрирование и зажим зуб-
чатого колеса осуществляется шестью кулачками 2 мембраны 1, к которым
привертываются сменные кулачки 3, с зажимными поверхностями Е
(рис. VI.74). В процессе съема и установки колеса шток 8 прогибает мем-
брану 1 выпуклостью к торцу колеса и кулачки расходятся. Колесо уста-
навливается в патрон вместе с надетой на него обоймой с роликами 15
(6 шт.). Дополнительное базирование по торцу колеса обеспечивается
тремя сменными опорами 13. Во избежание биения сменных кулачков 3
их шлифуют на месте, для чего в кулачках 2 предусмотрены выточки Г
под установочное кольцо 14. Винт 4 служит для регулировки сменных
кулачков 3 перед их шлифованием.
Шток 8 предназначен для соединения с механизированным приводом,
расположенным на заднем конце шпинделя станка. Предохранительное
430
кольцо 7 ограничивает ход штока вперед (при разжиме). В направляющей
втулке 6 смонтирована втулка 12, служащая для направления калибра
активного контроля в процессе шлифования. Патрон базируется по по-
верхностям Ж, И. Опорная поверхность М. служит для установки смен-
ных кулачков 3. Установочное кольцо 14 базируется по поверхностям
Рис. VI.74. Мембранный патрон для шлифования отверстий в зубчатых колесах
кулачков Л и П. Для измерения перемещения кулачка под действием осе-
вого усилия штока Р предусмотрена поверхность С. Для безопасности
в работе служит кожух 11, который крепится винтами 10 к корпусу 9.
Для уравновешивания патрона предусмотрен противовес 5 (6 шт.).
Основные параметры патронов приведены в табл. VI.29.
Материал мембраны — стали марки У7А по ГОСТ 1435—54, марки 65Г
по ГОСТ 14959—69 или ЗОХГСЛ по ГОСТ 4543—71, термообработанные
до НРС 40...45.
43|
Таблица VI. 29
Основные параметры мембранных патронов для шлифования отверстия
в зубчатых колесах в мм (ГОСТ 16157—70)
D (диаметр зубчатого колеса) &2 (Ла) D, (А) (С3) Н .
200 250 320 400 От 36 до 70 Св. 70 до 110 » 110 » 160 » 160 » 235 190 240 310 390 35 69 109 159 35,314 69,262 109,294 159,417 240 290 370 450 150 160 185 200
D h Значение разжима кулачков Т Усилие разжима мембра- ны Р в кгс Переме- щение кулачка в мм L Усилие зажима од- ного кулачка Q в кгс
наиболь- шее наимень- шее наиболь- шее наимень- шее
200 250 320 400 6 7 9 11 0,33 0,35 0,40 0,45 1960 1960 3215 3845 0,36 0,28 0,33 0,38 72 82 100 130 57 67 80 100 160 170 280 500 75 75 130 250
Для установки прямозубых цилиндрических колес широко приме-
няются эксцентриковые и клиновые патроны с тремя или шестью роли-
ками, расположение которых в сепараторе позволяет им самоустанавли-
ваться во впадинах.
Клиновой патрон, изображенный на рис. VI.75, а, служит для крепле-
ния не только цилиндрических зубчатых колес с прямыми зубьями, но
и колес с криволинейными зубьями. Центрирование осуществляется одно-
временным радиальным перемещением всех тех кулачков, рабочие по-
верхности которых прошлифованы на установочный диаметр.
Для центрирования прямозубых колес применяют целые гладкие ро-
лики. Для цилиндрических колес с криволинейными зубьями используют
либо ролики, выполненные в виде криволинейных цилиндрических’ пру-
жин, шлифование которых производилось по наружному диаметру, либо
шарики (по два шарика на зуб), собранные на стержень с промежуточной
втулкой (рис. VI.75, б). Эластичные ролики (пружины) или комплект ша-
риков располагаются во впадинах колеса.
Патрон устанавливается на шпиндель станка с помощью переходной
планшайбы 1 (рис. VI.75, а) и выверяется индикатором по центрирующей
выточке М на корпусе 3 патрона. В корпус вмонтированы три колодки 5,
расположенные по окружности под углом 120°. При передвижении тяги 2
и втулки 11 перемещается крестовина 10, которая пружинами 4 тянет за
собой одновременно три кулачка 6. Так как они своими наклонными
поверхностями сопрягаются с соответствующими наклонными поверх-
ностями колодок, то кулачки при перемещении влево смещаются одно-
временно к оси патрона.
С помощью сменных губок, закрепленных на кулачках, и упругих
роликов или комплекта шариков кулачки центрируют зубчатое колесо и
зажимают его, досылая до сменного упора 8. Радиальное перемещение
кулачков невелико вследствие небольшого хода крестовины. Для зубчатых
колес разных диаметров применяют комплект ‘сменных губок, которые
должны быть пронумерованы соответственно кулачкам и прошлифованы
в собранном виде на рабочем месте.
432
При шлифовании кулачков для увеличения точности центрирования
предусмотрено крепление их болтами к колодке. Благодаря сменным
губкам патрон данных габаритов позволяет центрировать зубчатые ко-
леса с наружным диаметром от 130 до 180 мм. Обработка производится
при малых оборотах зубчатого колеса, с небольшими усилиями резания.
Рис. VI.75. Клиновой
патрон для установки
и зажима одновенцо-
вых цилиндрических
шестерен (а); варианты
центрирующих элемен-
тов для установки ко-
лес с косым зубом в
том же патроне (б)
Чтобы излишне не перегружать шпиндель станка, что отражается на точ-
ности обработки, применяют пневматический привод с тяговым усилием
до 500 кгс.
Конструкция патрона позволяет подвести охлаждающую жидкость
к обрабатываемой поверхности детали. Корпус патрона и фланец 9 из-
готовлены из алюминиевого сплава. Регулируемая опора 7 служит для
предварительной установки зубчатого колеса в патроне.
На рис. VI.76 показан клиновой патрон для крепления двухвенцового
зубчатого колеса. Правый венец центрируется через ролики сменными
губками 7, прикрепленными к кулачкам б, связанным тягами с кресто-
виной 8. Левый венец центрируется аналогичными кулачками, связан-
ными с крестовиной 3. В качестве компенсатора, обеспечивающего равно-
мерный зажим группой кулачков каждого пояса, предусмотрена пружина.
При перемещении тяги 1, жестко связанной с крестовиной 8, губки 7
центрируют правый венец, но одновременно под действием сжимающейся
пружины 4 перемещается вторая крестовина 3 и центрируется левый
433
венец. Если почему-либо левый венец центрируется раньше, чем правый, то
крестовина 3 задерживается, а тяга 1 с крестовиной 8 может перемещаться
дальше, для чего между отверстием в тяге и штифтом 2 предусмотрен до-
7
Рис. VI.76. Клиновой патрон для установки
двух- и многовенцовых цилиндрических колес
с прямым зубом
статочный зазор. Деталь 5 слу-
жит осевым упором.
В патронах для закрепления
конических зубчатых колес по-
следние устанавливаются впа-
динами на шарики, причем за-
жим не должен нарушать поло-
жение колеса, обеспеченного
шариками. Одна из конструкций
такого патрона показана на
рис. VI.77.
Предварительное центриро-
вание зубчатого колеса произ-
водится тремя планками, при-
крепленными к торцу, а окон-
чательное— шестью шариками.
Прижим колеса к шарикам производится тремя прихватами 13, имею-
щими возможность качаться вокруг осей 3, закрепленных в рычагах
4, и осей 7. Пружина 5 с помощью вилки 6 поджимает фасонную по-
верхность прихватов к направляющим 10, закрепленным на торце кор-
пуса 2. В зависимости от положения коромысла 1 вдоль оси прихваты со-
434
прикасаются с направляющими различными участками своей фасонной
поверхности и различно располагаются в радиальном направлении в кор-
пусе патрона. При отводе коромысла влево прихваты под действием на-
правляющей повертываются вокруг оси 7 и занимают положение, необхо-
димое для закрепления зубчатого колеса.
При дальнейшем перемещении прихватов влево коническое зубчатое
колесо закрепляется в трех точках равномерно, так как коромысло 1,
расположенное в шаровом кольце 15, имеет возможность самоустанавли-
BuS л
Рис. VI.78. Патрон для установки по коническому зубчатому вииту при
шлифовании хвостовика
ваться. Для освобождения обработанной детали коромысло и прихваты
перемещаются вправо; последние при этом разводятся поворотом вокруг
осей 3. Каждый шарик 14 крепится в конусном отверстии специальной
стойки 11 с помощью ленты 12, гайки 9, имеющей прорези для закрепле-
ния ленты, и винта 8, создающего натяжение последней.
Отклонение размера А не должно превышать у всех шести шариков
±0,01 мм. Пригонка производится шлифованием опорной поверхности
специальной стойки 11. Патрон после окончательной сборки выверяется
на станке по выточке М, которая изготовлена строго концентрично отно-
сительно оси расположения шариков. Корпус патрона выполнен из алю-
миниевого сплава.
Для шлифования хвостовика конических колес может применяться
простой по конструкции патрон, показанный на рис. VI.78. Здесь центри-
рование осуществляется тремя шариками и задним центромх.
8. ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ УСТАНОВКИ ПО РЕЗЬБЕ
В некоторых случаях приходится закреплять обрабатываемые детали,
используя имеющуюся на них резьбу. Допуски на средние диаметры резьбы
значительно больше допусков на цилиндрические поверхности таких же
диаметров и классов точности, поэтому центрировать детали по резьбовой
поверхности нельзя. За установочную базу обычно принимают резьбу
и точно подрезанный торец, чем исключается возможный перекос детали.
При конструировании приспособлений для установки по резьбе сле-
дует также учитывать, что во время обработки происходит самозатяги-
вание детали, затрудняющее ее свинчивание после обработки. Поэтому
перед свинчиванием деталь должна предварительно отводиться от упор-
ного торца приспособления.
На рис., VI.79 показана быстродействующая резьбовая оправка, со-
стоящая из корпуса 1, прикрепленного к фланцу, и установочного пальца 2
с резьбой. Деталь навинчивают на резьбу до упора в торец корпуса 1
1 Расчеты диаметров роликов или шариков и других параметров мембранных и кли-
новых патронов для установки по зубчатым поверхностям приведены в [12,18].
435
и затем, включая воздух через тягу (на чертеже не показано), плотно
поджимают. После обработки резьбовой палец перемещают в обратном
направлении и свинчивают деталь.
На рис. VI.80 изображена деталь (поршень), имеющая центральное
резьбовое отверстие, которая навинчивается на резьбу пальца 4 и центри-
Рис. VI.79. Оправка с механизированным приводом для
установки по резьбе
руется по выточке в кольце 3, прикрепленном к корпусу 1 патрона. Па-
лец 4 имеет на левом конце левую резьбу, на которую навинчена гайка 5
с рукояткой 2 для затяжки; шпонка 6 препятствует повороту пальца от-
носительно корпуса.
Рис. VI.80. Оправка с ручным приводом для установки по резьбе
В корпусе 1 имеется поперечный паз, допускающий поворот рукоятки
на 60°. Перед установкой детали рукоятку отводят в одно из крайних
положений по пазу, втягивая при этом палец 4 в левое крайнее положение.
Затем навинчивают на палец обрабатываемую деталь. С началом обработки
деталь, имеющая правую резьбу, самозатягивается; после обработки
рукоятку 2 повертывают в другое крайнее положение, деталь отходит от
торца центрирующего кольца 3 и затем легко свинчивается.
Оправки резьбовые нормализованы (МН 3620—62).
9. ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ МНОГООСНЫХ ДЕТАЛЕЙ
(ЭКСЦЕНТРИКОВ, РЫЧАГОВ, АРМАТУРЫ)
Для обработки эксцентриков и других деталей со смещенными осями
обычно применяются универсальные передвижные или поворотные па-
троны. -
436
На рис. VI.81 показано одно из таких приспособлений с передвижным
трехкулачковым патроном для обтачивания и растачивания деталей с точ-
ностью расстояния между осями (эксцентриситет) ±0,02 мм.
Корпус 2 приспособления представляет собой чугунный диск, уста-
навливаемый на шпинделе станка. В корпусе имеется продольный на-
правляющий паз, по которому может перемещаться чугунный ползун 3,
имеющий соответствующий выступ. Трехкулачковый патрон центрируется
по выступу а ползуна и закрепляется на нем винтами. На корпусе 2 за-
креплена пластинка-ограничитель 4, а на ползуне — упор 5. В положе-
нии, когда упор 5 находится в контакте с пластинкой 4, ось патрона должна
точно совпадать с осью корпуса 2, т. е. с осью вращения. Для обеспечения
Рис. VI.81. Приспособление с передвижным кулачковым па-
троном для обработки деталей (поверхностей) с параллель-
ными осями
соосности центрирующий выступ а окончательно обрабатывается непо-
средственно на токарном станке после закрепления ползуна на корпусе
с помощью двух шпилек с гайками 1. Для возможности перемещения пол-
зуна влево на величину заданного эксцентриситета пазы б под шпильки
имеют продолговатую форму.
Детали зажимаются в трехкулачковом патроне и устанавливаются
в положение, которое показано на рисунке (упор 5 в контакте с пластин-
кой 4), для обработки поверхностей, концентричных базовой поверхности.
Затем при помощи мерных плиток, помещаемых между пластинкой 4 и
упором 5, производится точное перемещение ползуна на величину задан-
ного эксцентрицитета и выполняется обработка поверхностей со смещен-
ной осью. Недостаток конструкции — отсутствие балансирующего груза,
что при больших эксцентриситете и скорости резания приводит к возник-
новению значительных центробежных сил, влияющих на точность обра-
ботки.
В приспособлениях с поворотными патронами ось базовой поверх-
ности детали, после обработки концентричных ей поверхностей, смещается
на заданный эксцентриситет относительно оси вращения путем поворота
патрона на соответствующий угол.
На рис. VI.82 показано приспособление с поворотным патроном для
обработки эксцентриков. На планшайбу 1 со смещенным центрирующим
участком Dx (эксцентриситет е = 5 мм) установлена муфта 2. На центри-
рующий выступ £>2 муфты, смещенный относительно оси ее отверстия (экс-
центриситет е = 5 мм), устанавливается и закрепляется обычный само-
центрирующий патрон (штрихпунктирная линия). Поворачивая муфту 2
относительно планшайбы и закрепляя ее болтами 3, можно менять экс-
437
центриситет е в пределах от 0 до 10 мм. Для балансировки патрона в коль-
цевом пазу муфты 2 закреплен перемещаемый по окружности груз.
При использовании подобных патронов необходимо производить расчет
балансирующего груза. Определим зависимость между радиусами центра
тяжести уравновешивающего груза и основных деталей, создающих дис-
баланс (кулачковый патрон, муфта 2).
Для динамически уравновешенной системы справедливо условие
Ш1<02Г1 + ш2со2г2 = 0,
где т.! и ш2 — массы патрона с втулкой и уравновешивающего груза;
со — угловая скорость вращения; гг и г2 — расстояния от центров тя-
жести патрона и груза до оси вращения.
Рис. VI.82. Приспособление с поворотным кулачковым патроном для об-
работки эксцентриков
Так как угловые скорости любой точки системы равны, то
m1r1 + ш2г2 = 0,
откуда
т. е. расстояние центра тяжести груза от оси вращения должно быть во
столько раз больше эксцентриситета патрона, во сколько раз масса па-
трона больше массы груза. Балансирующий груз необходимо располагать
на линии, проходящей через центр патрона и центр вращения.
Изображенное на рис. VI .83 приспособление предназначено для рас-
тачивания двух отверстий в корпусе масляного насоса.
Приспособление устанавливается на шпиндель токарного станка и
закрепляется посредством планшайбы 1. На цилиндрический выступ план-
шайбы устанавливается диск 2 и закрепляется на планшайбе болтами 3.
В диске 2 выполнены направляющие типа ласточкина хвоста, в которых
помещается ползушка 9. Корпус насоса плоскостью и двумя отверстиями
под болты устанавливается на посадочные пальцы 10 и 6, запрессованные
в ползушку 9, и закрепляется через два других отверстия гайкой 7 со
шпилькой 8.
При растачивании верхнего отверстия (как изображено на чертеже)
ползушка находится в нижнем крайнем положении и посредством гайки 11,
шпильки 13 и съемной шайбы 12 прижимается торцовой плоскостью к упор-
ной планке 14.
438
Для надежной фиксации ползушка 9 сбоку закрепляется винтом 4
и клином 5.
После обработки первого отверстия ползушка с закрепленной на ней
деталью поворотом гайки 11 и винта 4 освобождается, перемещается в верх-
нее крайнее положение и при помощи шайбы 12 и гайки 15 прижимается
к верхней упорной планке 16. В таком положении производится растачи-
вание второго отверстия.
Межцентровое расстояние обеспечивается с точностью до 0,02 мм.
Недостаток патрона — отсутствие уравновешивающего груза.
Рис. VI.83. Специальное приспо-
собление для расточки двух
параллельных отверстий в кор-
пусной детали
Для растачивания центрального отверстия диаметром d и подрезки
торца у заготовки на две вилки используется универсальное приспособле-
ние с раздвижными установочными пальцами, позволяющее обрабатывать
заготовки с межцентровым расстоянием L — 152...218 мм. После обра-
ботки центрального отверстия заготовки разрезают и получают две вилки.
Приспособление (рис. VI.84) представляет собой чугунную план-
шайбу 1, устанавливаемую на шпиндель станка. На планшайбе профре-
зерован радиальный паз (сечение В—В), в котором перемещаются
цилиндрический 2 и ромбический (срезанный) 5 установочные пальцы с бур-
тиками, затягиваемые после перестановки гайками 6. Для точного на-
правления по пазу и предотвращения проворота при затягивании гайкой
пальцы в своей средней части имеют лыски (размер 22Х в сечении Б—Б).
Рассмотрим наладку приспособления. Цилиндрический палец 2, буртик
которого имеет плоский срез, устанавливают на расстоянии Zmln от центра.
Это расстояние берут из рабочего чертежа по размеру наименьшей вилки.
После этого впритык к плоскости буртика пальпа устанавливают на штиф-
тах и закрепляют на планшайбе двумя винтами 8 стальную закаленную
планку 7, боковая плоскость которой служит в дальнейшем базой для
439
_Ш_ , Маркировать
Т / w каждом щупе:
к !) размер
2) шифр обраб. детали
Рис. VI.84. Приспособление для растачивания центрального отверстия, па-
раллельного двум базовым отверстиям
Рис. VI.85. Групповое приспособление для обработки рычагов
440
отсчета расстояний при перемещениях пальца 2 при наладках приспособле-
ния для обработки вилок, у которых размер I > 1^; отсчет расстояний
производится при помощи мерных щупов; для каждой партии вилок с опре-
деленным размером I имеется свой щуп, который закладывается между
планкой 7 и плоскостью среза
буртика пальца 2. После уста-
новки палец 2 затягивается гай-
кой.
Установка ромбического
пальца 5 без особого труда про-
изводится по второму обрабо-
танному отверстию заготовки.
Для этого еще до окончатель-
ной затяжки пальца 2 заготовку
устанавливают на оба пальца и
затем гайкой 6 ромбический па-
лец закрепляют. Заготовки за-
крепляют гайками 3 через сфе-
рические шайбы 4.
Для руководства при налад-
ке приспособления на план-
шайбе закреплена табличка 9,
на которой указаны номера де-
талей, их размеры в миллимет-
рах и размеры щупов. Щупы
выдаются рабочему комплектом
Рис. VI.86. Примеры наладок на групповое при-
способление. Предельные размеры деталей:
L 130 мм; а до 60 мм
и для удобства нанизаны на ось//скобы 10. Время на переналадку 4...5 мин.
На рис. VI.85 показано групповое приспособление со сменными эле-
ментами для обработки второго отверстия у деталей типа рычагов. Деталь
1 2 5
Рис. VI.87. Универсальный двухкулачковый патрон с поворотными ку-
лачками для позиционной обработки арматуры
базируется обработанным отверстием на сменном вкладыше (пальце) 1
и закрепляется через быстросъемную шайбу. Второй конец детали ориен-
тируется и закрепляется кулачками 2 через винты 3. В зависимости от
длины рычага вкладыш 1 при наладке смещается по пазам.
На рис. VI.86 показаны примеры наладок.
Для позиционной обработки деталей арматуры (тройники и др.) при-
меняется двухкулачковый переналаживаемый патрон. Патрон (рис. VI.87)
441
состоит из корпуса 1 и винта 2 для перемещения основных кулачков 3.
В отверстиях последних смонтированы поворотные кулачки 5 и 7 со смен-
ными губками 6, затягиваемыми винтами 4 и 9; установочные поверхности
губок выполняются в соответствии с формой обрабатываемых деталей.
Кулачки 5, 7 можно повертывать вместе с зажатой заготовкой на 90q.
Для этого в кулачок 7 запрессованы четыре фиксирующие втулки 8, под
реечный фиксатор 11, заскакивающий во втулку под действием пружины.
Вывод фиксатора из втулки перед поворотом производится круглой рей-
кой 10, управляемой рукояткой 12.
10. ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ КЛАССА СТОЙКИ,
КРОНШТЕЙНЫ, подшипники
Для установки и закрепления этих деталей применяются универсаль-
ные и специальные планшайбы с угольниками, на которых монтируются
установочные и зажимные элементы.
Рис. VI.88. Универсальная планшайба (а) с кулачками и переставным угольником (б)
На рис. VI.88 показана конструкция универсальной планшайбы
с угольником.
На планшайбе 1, устанавливаемой на шпиндель станка, сцентрирован
и закреплен винтами 2 корпус 3 приспособления, имеющий четыре ра-
442
диальных паза. Три из них служат для направления основных кулачков 7,
на которых закрепляются сменные зажимные кулачки б; в четвертом пазу
помещен сухарь 10 с установленным на нем угольником 9. Кулачки и
угольник перемещаются индивидуальными винтами 13 с внутренним че-
тырехгранным отверстием под ключ; от осевого перемещения винты удер-
живаются вилками 12. При наладке приспособления величина радиаль-
ного перемещения угольника определяется по шкале 14, после чего уголь-
ник закрепляется двумя болтами с гайками 11.
Рис. VI.89. Переналаживаемый однокулачковый пневматический патрон
с угольником
Для закрепления установочных элементов или непосредственно обра-
батываемых деталей на верхней плоскости угольника имеются взаимно
перпендикулярные калиброванные пазы с резьбовыми отверстиями и
Т-образные пазы (рис. VI.88, б). Кроме того, предусмотрено отверстие под
центрирующую втулку 8, ось которой должна пересекаться с осью шпин-
деля. Втулка 8 служит для установки сменных центрирующих пальцев,
применяемых в случаях базирования обрабатываемых деталей по от-
верстию.
Для устранения дисбаланса служат грузы 5, закрепляемые винтами 4.
При соответствующих наладках на подобных угольниках можно уста-
навливать и обрабатывать самые разнообразные детали, для которых
обычно приходится проектировать специальные приспособления.
На рис. VI.89 дан чертеж переналаживаемого патрона с угольником и
одним зажимным кулачком, действующим от пневмопривода. Сменные
наладки для различных деталей устанавливаются на плоскости уголь-
ника 5 по двум пальцам 7 и 8 (цилиндрическому и срезанному). На ку-
лачке 2 также монтируется наладка 4 в соответствии с конфигурацией
детали и закрепляется винтом 3. При наладках приспособления угольник
(площадку) перемещают винтом 6, фиксируя положение по шкале с но-
ниусом; после перемещения угольник закрепляют винтами. Кулачок ре-
гулируют винтом 1. Уравновешивающие грузы закрепляют в пазах на
корпусе.
ГЛАВА VII
ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ СВЕРЛИЛЬНЫХ СТАНКОВ
1. НЕКОТОРЫЕ СВЕДЕНИЯ
Станки сверлильной группы составляют около 19% от общего количе-
ства станков станочного парка СССР. Наибольший удельный вес в общем
количестве станков этой группы занимают вертикально-сверлильные одно-
шпиндельные станки общего назначения (53,2%), настольные вертикально-
сверлильные (31,4%) и радиально-сверлильные станки (7,4%). Остальное
количество приходится на многошпиндельные вертикально-сверлильные
станки, переносные, различные специальные и агрегатные.
Для обработки отверстий на сверлильных станках проектируется и
изготовляется многообразная оснастка: скальчатые и другие типы кон-
дукторов, поворотные столы и стойки, многошпиндельные и револьверные
головки, всевозможный вспомогательный инструмент и т. п. В ряде слу-
чаев расточные работы, ранее выполнявшиеся на расточных и токарных
станках, переводятся на сверлильные станки. Объясняется это тем, что
сверлильные станки дешевле расточных, занимают мало места и удобны
в эксплуатации. Так, например, обработка системы отверстий с примене-
нием поворотного кондуктора производится на радиально-сверлильном
станке быстрее, чем на расточном, так как быстрее производится уста-
новка шпинделя по оси отверстия, а возможность свободного отвода хо-
бота станка в сторону облегчает и ускоряет смену расточных скалок. Все
больше начинает внедряться переналаживаемая механизированная и
частично автоматизированная сверлильная оснастка с пневматическим
или гидравлическим приводом.
2. СКАЛЬЧАТЫЕ КОНДУКТОРЫ
Из стандартных и переналаживаемых приспособлений для сверлиль-
ных станков наиболее широко применяются скальчатые кондукторы кон-
сольного и портального типов, с ручным или пневматическим зажимом.
В конструкцию любого скальчатого кондуктора входят постоянные и смен-
ные узлы (наладки). Постоянная часть кондуктора состоит из корпуса,
двух или трех расположенных в нем скалок, несущих кондукторную плиту,
механизма для перемещения скалок и зажима обрабатываемых де-
талей.
Сменные наладки проектируются в соответствии с конфигурацией обра-
батываемых деталей и состоят из установочно-зажимных узлов и сменной
кондукторной плиты с комплектом кондукторных втулок. Для базирова-
ния и фиксации сменных наладок в корпусе и кондукторной плите преду-
сматриваются установочные поверхности (центрирующие отверстия, уста-
новочные пальцы, Т-образные пазы и т. п.).
444
Существующие разновидности скальчатых кондукторов позволяют
обрабатывать самые разнообразные по форме и размерам детали, начиная
от валиков и кончая плоскостными деталями длиной до 1 м и более.
По конструкции механизма подъема и опускания скалок, который
одновременно является и силовым механизмом, зажимающим обрабаты-
ваемые детали кондукторной плитой, скальчатые кондукторы делятся на
следующие основные типы: 1) с реечным механизмом и приставным роли-
ковым или эксцентриковым замком; 2) с реечным механизмом и торсионно-
Рис. VII. 1. Принци-
пиальная конструкция
консольного скальча-
того кондуктора
роликовым замком; 3) с реечно-конусным (клиновым) механизмом; 4) с ре-
ечно-пружинным механизмом; 5) с пружинно-кривошипным или пружинно-
кулачковым механизмом; 6) с пневматическим приводом.
Ниже рассматриваются кондукторы с реечно-конусным механизмом,
а также пневматические, получившие наибольшее применение на
заводах.
На рис. VII. 1 показана принципиальная конструкция стандартного
консольного скальчатого кондуктора с ручным конусным зажимом
(ГОСТ 16888—71).
В отверстиях корпуса 1 кондуктора скользят три скалки, на которых
гайками закреплена кондукторная плита 2. Средняя скалка-рейка с ко-
сыми зубцами связана с зубчатым валиком 5. Правый конец этого валика
имеет конусный участок, а на его левом конце на шпонке смонтирована
конусная втулка 3. Оба конуса притерты в конических отверстиях кры-
шек 4. Опускание плиты 2 осуществляется рукояткой 7. В момент контакта
плиты с обрабатываемой деталью скалка-рейка останавливается. При
дальнейшем нажиме на рукоятку горизонтальная составляющая реакции
со стороны скалки-рейки на зубчатый валик 5 смещает его влево, затяги-
вает правый конусный замок и стопорит механизм. Угол наклона конуса
445
a — 5...6Q обеспечивает самоторможение механизма. Для освобождения
детали и подъема плиты рукоятку вращают в обратную сторону. Гори-
зонтальная составляющая реакции зубца скалки на зубец валика 5 изме-
няет свое направление и выжимает конический участок валика из кони-
ческого гнезда крышки, что дает возможность поднять плиту. В ее край-
нем верхнем положении горизонтальная составляющая реакции со
стороны скалки-рейки 6 на зубчатый валик 5 смещает последний вправо.
При этом коническая втулка 3 затягивается в гнездо крышки 4 и срабаты-
Вид А
Исполнение 2
Плита (поз. 2) не показана Ллита (поз. 2) не показана
Рис. VI 1.2. Принципиальная конструкция консольно-скальчатого
кондуктора с пневматическим зажимом
вает левый самотормозящийся конусный замок, удерживая плиту в верх-
нем положении, когда производятся съем и установка новой обрабаты-
ваемой детали. Ручка 8 применяется в кондукторе.
На плоскости Г корпуса крепятся сменные подставки (наладки) с уста-
новочными элементами для обрабатываемой детали или опоры
(ГОСТ 16896—71 и ГОСТ 16897—71).
Основные размеры этих кондукторов (по рис. VII. 1) приведены
в табл. VI 1.1.
Конструкция консольного скальчатого кондуктора с пневматическим
зажимом (ГОСТ 16889—71) показана на рис. VII.2.
В корпус 1 встроен пневмоцнлиндр 3, шток 4 которого служит сред-
ней скалкой кондуктора и связан с плитой 2. Две другие скалки 7 служат
для направления плиты 2 относительно корпуса 1 при ее вертикальных
446
Таблица VI 1.1
Основные размеры консольных скальчатых кондукторов с конусным зажимом
в мм (ГОСТ 16888—71)
Исполнение А (± 0,01) Л2 В L н (У) Р в. в, Lt h Усилие за- жима в даН
(±0,02) h Я Я Л е; о 's Ф £ £ я 3
1 50 — — 90 50 40 65 — 120 160 115 160 116 10 37,5
1 2 70 63 75 ПО 65 45 75 10 140 200 140 195 135 10 42,7
1 2 90 70 90 125 80 60 95 10 160 240 165 240 165 16 44,5
1 2 ПО 75 105 140 90 70 105 10 170 250 175 275 185 16 55,2
1 2 140 90 120 160 ПО 85 135 12 210 290 200 320 210 16 59,0
Таблица VI 1.2
Основные размеры консольных скальчатых кондукторов с пневматическим
зажимом в мм (ГОСТ 16889—71)
Исполнение А (± 0,01) 1 /Ь В L н (К) Р 4, (Л) вг В h Усилие за- жима в даН
(± 0,02) наимень- шее наиболь- шее
1 2 ПО 75 105 140 90 70 105 10 16 170 250 200 280 210 75 16 192,5
1 2 140 90 120 160 ПО 85 135 12 25 200 285 220 300 240 80 16 240,0
1 2 160 105 160 200 125 100 150 16 40 240 315 268 325 260 100 16 390,0
1 2 200 145 200 250 160 120 180 20 40 300 370 335 370 310 125 20 612,0
перемещениях. Сжатый воздух поступает в верхнюю (зажим) или нижнюю
(разжим) полости цилиндра 3 через штуцеры 6 и кран управления 5.
В плите 2 непосредственно или в прикрепляемой к ней сменной плите монти-
руются кондукторные втулки. Сменная подставка (наладка) для установки
447
обрабатываемой детали или опоры (ГОСТ 16896—71 и ГОСТ 16897—71),
базируются по плоскости Г корпуса 1 и установочным пальцам (см.
ниже). Сменная кондукторная плита базируется по нижней плоскости Б
плиты 2 и установочнм пальцам. Основные размеры этих кондукторов
указаны в табл. VII.2.
К консольным скальчатым кондукторам с конусным и пневматическим
зажимами предусмотрены стандартные плиты 2 (ГОСТ 16890—71) трех типов.
Тип А (рис. VII.3, а) — без отверстий под установочные пальцы.
В этих плитах растачиваются отверстия под кондукторные втулки в соот-
ветствии с чертежом детали, подлежащей обработке. Они являются соб-
ственно кондукторными плитами.
Тип Б (рис. VI 1.3, б) — с отверстиями под установочные пальцы.
По сути дела она не является кондукторной плитой в собственном смысле
слова, так как непосредственно в ней кондукторные втулки не устанавли-
ваются. На ее нижней плоскости с помощью установочных пальцев и вин-
тов базируются и закрепляются сменные (нестандартные) кондукторные
плиты, предназначенные для разделки отверстий в различных деталях.
448
Это упрощает конструкции кондукторных плит к скальчатым кондукто-
рам и снижает общие расходы на их переналадку.
Тип В (рис. VII.3, в) — угловые плиты, которые применяются для
Таблица VI 1.3
Основные размеры плит типа А к скальчатым
консольным кондукторам в мм (ГОСТ 16890—71)
разделки обычно одного отверстия в детали. Основные размеры плит
указаны в табл. VI 1.3...VI 1.5.
Материалом для плит ти-
пов А и В является чугун
марки СЧ 28-48 по ГОСТ
1412—70 (допускается замена
на чугун марки СЧ 15-32
с модифицированием по ГОСТ
1412—70).
Плиты типа Б выполня-
ются из стали марки 45Л-1
по ГОСТ 977—65. Отливки
должны подвергаться старе-
нию. Непараллельность по-
верхности Е относительно по-
верхности Б не должна быть
более 0,02 мм надлине 100мм.
В плитах типа А и В
неперпендикулярность осей
А (±0,01) В L н А (±0,05) D d (А) 1
50 90 но 22 10 40 16 80
70 ПО 135 25 15 40 16 100
90 130 158 30 18 40 90 120
110 160 173 36 18 50 20 130
140 190 198 36 18 50 22 155
160 210 225 36 20 50 22 180
200 260 290 40 20 60 25 240
Таблица VI 1.4
Основные размеры плит типа Б к скальчатым консольным кондукторам в мм
(ГОСТ 16890—71)
Исполнение 1
А (±0,01) В L н Д1 Аг (±0,05) D d (А) d2 (А) dt h
(±0 ,02)
70 110 135 25 63 85 15 40 25 16 13 10 16 Мб 12
90 130 158 30 70 105 18 40 25 20 13 10 16 Мб 12
110 160 173 36 75 130 18 50 30 20 18 10 16 Мб 12
140 190 198 36 90 160 18 50 30 22 18 12 18 М8 16
160 210 225 36 105 170 20 50 40 22 18 16 22 мю 16
200 260 290 40 145 215 20 60 45 25 22 20 28 М12 16
Таблица VII.5
Основные размеры плит типа В к скальчатым консольным кондукторам в мм
(ГОСТ 16890—71)
А (±0,01) В L н Д1 Да (±0»05) D дц d (А)
50 90 но 22 50 10 40 50 16 13
70 110 130 25 63 15 40 60 16 13
90 130 140 30 70 18 40 60 20 13
ПО 160 160 36 75 18 50 70 20 18
140 190 170 36 90 18 50 70 22 18
160 210 195 36 105 20 50 80 22 18
200 - 260 230 40 145 20 60 80 25 22
15 М. А. Ансеров
449
отверстий d относительно поверхности Б не должна превышать 0,02 мм
на длине 100 мм.
В плитах типа Б неперпендикулярность осей отверстий d и d2 относи-
тельно поверхности Б не должна быть более 0,02 мм на длине 100 мм.
Кондукторы консольного типа в исполнении 1 комплектуются плитами
типа А, а в исполнении 2 — плитами типа Б. Комплектование другими
плитами по ГОСТ 16890—71 оговаривается при заказе так же, как и до-
полнительная комплектация кондукторов опорами и пальцами по
ГОСТ 16896—71...ГОСТ 16901—71 (см. ниже).
Скальчатые портальные кондукторы применяются для обработки от-
верстий (сверление, зенкерование, развертывание) в деталях сравни-
тельно больших габаритов, где требуется повышенная жесткость при-
способления. Они также бывают с конусными или пневматическим зажи-
мом различных конструкций.
Скальчатый портальный кондуктор с конусным (ручным) зажимом
(ГОСТ 16891—71) показан на рис. VII.4. Он состоит из двух основных ча-
стей: корпуса 1 и плиты 4. На корпусе устанавливаются подставки (на-
ладки) для обрабатываемой детали или опоры. Плита 4 получает верти-
кальные перемещения при помощи двух скалок (колонок) 5, смонтиро-
ванных в направляющих втулках 2, 3, 7 и 8, закрепленных в корпусе.
На скалках нарезаны косозубые рейки, входящие в зацепление с зубча-
тым валиком И и закрепленным на нем косозубым колесом.
При повороте рукоятки 6 вниз плита опускается до упора в обрабаты-
ваемую деталь, после чего происходит осевое смещение валика II влево
и коническая втулка 10 затягивается в гнездо крышки 9. Самоторможение
этой клиновой пары исключает возможность самопроизвольного отжима
плиты 4. При повороте рукоятки 6 в обратном направлении осуществляется
разжим заготовки с последующим перемещением плиты 4 вверх до упора.
Валик 11 смещается вправо и срабатывает левый конусный замок, запи-
рающий плиту. Основные размеры этих кондукторов приведены в
табл. VII.6.
Таблица V11.6
Основные размеры скальчатых портальных кондукторов с конусным зажимом в мм
(ГОСТ 16891—71)
Исполнение А (±0.01) д, ^2 В L н d (Д) S1 Lj l2 Hi ft Усилие за- жима в даН
(±0,02) наимень- шее наиболь- шее
1 2 250 125 ПО 140 180 80 120 10 305 310 520 265 20 45.0
1 320 160 125 160 240 120 180 12 315 390 575 340 30 45,0
1 2 400 210 180 220 320 120 200 16 470 470 680 360 30 68,5
На рис. VI 1.5 приведена конструкция портального скальчатого кон-
дуктора с пневматическим зажимом (ГОСТ 16892—71).
К корпусу 1 кондуктора прикреплен пневматический цилиндр 9 с крыш-
кой 10. Кондукторная плита 2 установлена на двух колонках (скалках) 7,
451
М5*
Рис. VII.5. Конструкция скальчатого
портального кондуктора с пневматиче-
ским зажимом
которые смонтированы в корпусе с помощью втулок 13. На колонках на-
резаны прямозубые рейки, входящие в зацепление с зубчатым валиком 4
(правая колонка) и с закрепленным на его левой части зубчатым коле-
сом 6 (левая колонка). Работа кондуктора осуществляется с помощью
крана управления 3. При подаче сжатого воздуха через штуцер II (за-
крепленный в крышке 10) в полость крышки поршень 8 перемещается
в положение, показанное на рис. VI 1.5. При этом шток 5 поршня пере-
мещается вперед. Зубчатая рейка, нарезанная на штоке, находится в за-
цеплении с зубчатым валиком 4 и сообщает ему вращение. Колонки 7
(скалки) с плитой 2 опускаются до упора в обрабатываемую деталь, осу-
ществляя ее зажим. Для разжима детали и подъема плиты 2 переключают
кран 3. При этом сжатый воздух поступает через штуцер 12 в полость
цилиндра, а из полости крышки стравливается в атмосферу. Поршень 8
перемещается в исходное положение, его шток 5 вращает зубчатый валик
в обратном направлении и колонки 7 с плитой 2 поднимаются в крайнее
верхнее положение.
Основные размеры этих кондукторов приведены в табл. VII.7.
Таблица VI 1.7
Основные размеры скальчатых портальных кондукторов с пневматическим зажимом в мм
(ГОСТ 16892—71)
Исполнение А (±0,01) Л2 В L н d (Д) ±2 Hi D h Усилие за- жима в даН
(±0,02) л 5 = 8 = а наиболь- шее
1 2 320 160 125 160 240 120 . 180 12 345 390 570 385 125 30 500
1 2 400 210 180 220 320 120 200 16 415 475 650 420 160 30 850
1 2 500 280 250 300 420 160 280 20 540 575 750 465 160 30 850
К портальным скальчатым кондукторам с конусным и пневматическим
зажимами предусмотрены плиты двух типов (ГОСТ 16893—71).
Тип А (рис. VII.6, а — без отверстий под установочные пальцы. В та-
кой плите устанавливаются кондукторные втулки в соответствии с черте-
жом обрабатываемой детали.
Тип Б (рис. VI 1.6, б) — с отверстиями под установочные пальцы, с по-
мощью которых к ней крепятся сменные кондукторные плиты. Непосред-
ственно в плитах типа Б кондукторные втулки не устанавливаются.
Материал для плит типа А — чугун марки СЧ 28-48 по ГОСТ 1412—70
(допускается замена на чугун марки СЧ 15-32 с модифицированием по
ГОСТ 1412—70). Плиты типа Б выполняются из стали марки 45Л-1 по
ГОСТ 977—65. Отливки должны подвергаться старению. Основные раз-
меры плит указаны в табл. VII.8 и VII.9.
Неплоскостность поверхности Б должна быть не более 0,02 на длине
100 мм, причем выпуклость не допускается. Непараллельность поверх-
ности Г относительно поверхности Б не должна превышать 0,02 мм на
длине 100 мм. В плитах неперпендикулярность осей отверстий d и
относительно поверхности Б не должна быть более 0,02 мм надлине 100 мм.
453
Сменные кондукторные плиты крепятся к плитам типа Б кондукторов
с помощью установочных пальцев с головкой. Конструкция таких ци-
линдрических пальцев показана на рис. VI 1.7, а.
Рис. VII.6. Плиты к портальным скальчатым кондукторам
На рис. VII.7, б приведена конструкция срезанных установочных
пальцев с головкой. Основные размеры пальцев приведены в табл. VII.10.
Материал пальцев — сталь марки У7А по ГОСТ 1435—54. Твердость —
HRC 50...55. Неперпендикулярность опорной поверхности А относительно
продольной оси пальца не
должна превышать 0,01 мм
на длине 100 мм.
К скальчатым кондукто-
рам предусмотрены принад-
лежности, которые (как ука-
зывалось) поставляются, если
это оговорено при заказе.
К ним относятся плоские и
призматические опоры и уста-
новочные пальцы: с упором,
срезанные с упором, цилин-
дрические и цилиндрические
срезанные.
Таблица VI 1.8
Основные размеры плит типа А к скальчатым
кондукторам в мм (ГОСТ 16893—71)
5 © ±! В н L D 4 (±0.01) h
250 160 36 310 .60 25 22 190
320 180 50 390 70 32 28 250
400 250 50 470 70 32 28 330
500 320 50 570 70 32 36 430
Таблица VI 1.9
Основные размеры плнт типа Б к скальчатым портальным кондукторам в мм
(ГОСТ 16893—71)
А (±0,01) ^2 В н L D d (А) d, (А) d2 d з h /11 1 К
(± J.02)
250 125 105 160 36 310 60 25 10 18 Мб 16 20 190 60
320 160 125 180 50 390 70 32 12 18 М8 20 26 250 80
400 210 180 250 50 470 70 32 16 22 МЮ 20 26 330 95
500 280 250 320 50 570 70 32 20 28 М12 20 26 430 110
454
Плоские опоры (ГОСТ 16896—71) устанавливаются на корпус кон-
дуктора. Они расширяют его технологические возможности (перенала-
живаемые кондукторы) и служат для базирования деталей или наладок
по плоскости и отверстиям. Их конструкция показана на рис. VII.8, а,
а основные размеры даны в табл. VII.11.
Рис. VI 1.7. Уста-
новочные пальцы с
головкой к плитам:
а — цилиндриче-
ские (ГОСТ 16894—
71); б — срезанные
(ГОСТ 16895—71)
В корпусе 1 опоры предусмотрены отверстия для установочных паль-
цев 2, 3 и крепежных винтов 4г 5, конические концы которых входят
в кольцевые проточки V-образного профиля, имеющиеся на пальцах.
Таблица VII .10
Основные размеры установочных пальцев с головкой и срезанных пальцев
с головкой к плитам скальчатых кондукторов под сменные наладки в мм
О(Д) L Пальцы цилиндрические Пальцы срезанные
Di ь 1 *1 В 01 ь Ь3 Ь, Ь3 1 *1
10 38 14 4 25 9 8 14 2 3 4 5 25 9
12 48 16 5 35 12 10 16 4 4 5 5 35 12
16 55 20 6 38 12 12 20 4 4 6 6 38 12
20 55 25 6 38 12 18 25 4 4 6 8 38 12
Пример компоновки плоской опоры 1 с установочными цилиндрическим
пальцем 2 и пальцем с упором 3 показан на рис. VII.8, б. Опоры постав-
ляются комплектно из 2 или 4 шт. в зависимости от установки их на кон-
сольные или портальные кондукторы.
Цилиндрические установочные пальцы (ГОСТ 16900—71) и цилиндри-
ческие срезанные установочные пальцы (ГОСТ 16901—71) показаны на
рис. VII.9, аи б, а их размеры указаны в табл. VII. 12 и VII. 13. Нижним
455
концом (с меткой) пальцы входят в отверстия корпуса кондуктора и слу-
жат для закрепления на нем плоской опоры. На верхний конец пальцев
устанавливаются и закрепляются сменные наладки. Пальцы имеют три
а) Исполнение 1
Рис. VII.8. Плоские опоры к скальчатым кондукторам
кольцевые проточки V-образного профиля под крепежные винты: верх-
нюю — для крепления наладки; среднюю — для крепления плоской
опоры; нижнюю — для закрепления
Таблица VII.11
Основные размеры плоских опор
к скальчатым кондукторам в мм
(ГОСТ 16896—71)
в корпусе кондуктора.
Таблица VII.12
Основные размеры
цилиндрических установочных пальцев
к скальчатым кондукторам в мм
(ГОСТ 16900—71)
В Н ' L О(Д) 1,
32 16 50 10 12
40 20 70 12 16
60 32 100 16 24
80 40 НО 20 24
Примечание. Для исполнений 1 и 2.
D (Д) L 1 1г G ь
10 50 6 14 18 4
12 60 8 18 22 5
16 85 12 28 30 6
20 100 12 32 36 6
Таблица VI 1.13
Основные размеры цилиндрических установочных срезанных пальцев
к скальчатым кондукторам в мм (ГОСТ 16901—71)
D (Д) L В ъ ь. Ь, ( г1 1, G
10 50 9 2 3 4 5 6 14 18 14
12 60 10 4 4 5 5 8 18 22 18
16 85 14 4 4 6 6 12 28 30 26
20 100 18 4 4 6 8 12 32 36 26
Установочные пальцы с упором (ГОСТ 16898—71) и установочные
пальцы срезанные с упором (ГОСТ 16899:—71) служат для базирования
и закрепления сменных наладок в корпусе кондуктора с помощью
456
Рис. VII.9. Пальцы установочные: а — цилиндрические; б — ци-
линдрические срезанные
Рис. VII. 10. Пальцы установочные с упором: а — цилиндрические;
б — срезанные
457
Таблица VI1.14
Основные размеры установочных
пальцев с упором к скальчатым
кондукторам в мм (ГОСТ 16898—71)
1 D (Д) L d (Д') ' ь 1 1-1 С
10 22 8 4 12 6 5
12 28 10 4 16 8 С
16 40 12 5 24 12 8
20 45 16 6 24 12 10
Таблица VII.15
Основные размеры установочных срезанных
пальцев с упором к скальчатым кондукторам
в мм (ГОСТ 16899—71)
5 Q kJ (С) Р «5 Л -сТ лГ -С? — —С
10 22 8 8 2 3 4 5 12 6 5
12 28 10 10 3 4 4 5 16 8 6
16 40 12 14 3 4 5 6 24 12 8
20 45 16 18 3 4 6 9 24 12 10
плоских опор. Их конструкции показаны на рис. VII. 10, а и б, а основ-
ные размеры приведены в табл. VI 1.14 и VII. 15.
Пальцы имеют по две кольцевые канавки V-образного профиля под
конические концы крепежных винтов. Одна из них служит для крепления
пальца в плоской опоре,
а вторая—для крепления
сменной наладки.
Материал корпуса пло-
ской опоры — сталь марки
40Х по ГОСТ 4543—71,
твердость — HRC 35...40.
Непараллельность поверх-
ности А относительно по-
верхности Б не должна
превышать 0,02 на длине
100 мм. Несоосность отвер-
стий с диаметрами dl и d2
должна быть не более
Рис. VII.11. Призматические опоры к скальчатым 0,01 ММ.
кондукторам Материалом для паль-
цев служит сталь марки
У7А по ГОСТ 1435—54. (Допускается замена на сталь других марок с со-
ответствующими механическими свойствами.) Твердость — HRC 50...55.
Призматические опоры (ГОСТ 16897—71) к скальчатым кондукторам
предназначены для установки и закрепления деталей цилиндрической
формы, с диаметрами Do до 90 мм. Они имеют переставляемый упор 2,
который крепится в корпусе 1 с помощью винта 3 и ограничивает переме-
щения вдоль призмы. Их конструкция показана на рис. VII.11, а основ-
Таблица VI 1.16
Основные размеры призматических опор к скальчатым кондукторам в мм
(ГОСТ 16897—71)
Диаметр, обраба- тываемой детали Do d (С) о н L Деталь 3. Винт по ГОСТ 1482-64
10...30 16 40 40 100 М8Х 20—055
25...60 25 70 65 160 М10Х40—055
45...80 40 80 60 180 М10Х40—055
65...90 40 80 60 200 Ml ОХ 40—055
458
4-А
Рнс. VII. 12. Пример базирования н закрепления
сменной наладки на корпусе кондуктора
ные размеры даны в табл. VII.16. Материалом для корпуса призмы служит
сталь марки 40Х по ГОСТ 4543—71. Допускается замена на сталь других
марок с механическими свойствами не ниже, чем у стали марки 40Х. Твер-
дость — HRC 35...40.
Кроме стандартных в про-
изводственной практике при-
меняются и оригинальные
конструкции скальчатых кон-
дукторов Г
Пример базирования и за-
крепления сменных элемен-
тов для сверления четырех
отверстий в детали с цилин-
дрическим хвостовиком и
прямоугольным фланцем при-
веден на рис. VII.12. На пло-
скости корпуса и установоч-
ных пальцах 1 смонтирована
подставка 2, а на нижней
плоскости плиты 4 с прямо-
угольным окном и на пальцах
3 смонтирована сменная кон-
дукторная плита 5, к которой
винтами прикреплены приз-
мы 6, служащие для ориен-
тации и зажима обрабаты-
ваемых деталей.
Для сверления отверстий
в небольших деталях приме-
няются одноколонные кон-
дукторы с пневматическим
приводом (рис. VII. 13). Раз-
меры их приводятся в табл.
VII.17.
Отверстия в крупных де-
талях обрабатываются в пор-
тальных пневматических кон-
дукторах различных конструкций. На рис. VII.14 показан кондук-
тор Московского автозавода им. Лихачева. В корпус 2 кондуктора
встроен цилиндр 1, в котором перемещается поршень 3 со штоком 4.
На конец штока надета рейка 6, закрепленная гайкой 7. Рейка
Таблица VII. 17
Основные размеры одноколонных консольных пневматических кондукторов в мм
(по рнс. VII.13)
А В н Hi D С С2 Усилие на штоке в кгс при давлении в сети 4 кгс/см8
наименьшее наибольшее
40 80 45 65 57 45 52 26 20 55
55 90 55 80 65 55 62 31 27,5 80
1 Подробнее о конструкциях скальчатых кондукторов различных типов см. кн. М. А. Ан-
серов н В. Ф. Гущин. Приспособления для сверлильных станков. М,—Л., Машгнз, 1950.
459
460
вращает зубчатый валик 5, который, в свою очередь, поднимает или опу-
скает скалки с кондукторной плитой. Такие кондукторы часто рабо-
тают спаренно с многошпиндельными головками, поэтому в конструкции
предусмотрены хвостовики 8 для направления корпуса многошпиндель-
ной головки.
На рис. VII. 15 показан общий вид, а на рис. VII. 16 — чертеж порталь-
ного кондуктора с двумя одновременно действующими пневмоцилиндрами.
Нижняя часть наладки крепится к корпусу кондуктора с базированием
по плоскости и установочным пальцам (цилиндрическим, срезанным) или
Рис. VII. 16. Конструкция
портального кондуктора
с двумя пневмоцилинд-
рами
центрируется по отверстию диаметром 60А в корпусе. Верхняя часть
наладки (кондукторная плита и фиксирующие элементы) устанавливается
на нижней плоскости и пальцах подъемной плиты. При обработке длин-
ных деталей к вертикальной стенке корпуса с Т-образными пазами при-
крепляется поддерживающий кронштейн.
На рис. VI 1.17 изображен скальчатый кондуктор с пружинно-криво-
шипным механизмом для обработки поперечных отверстий в шпинделях.
Кондуктор состоит из сварного корпуса 1 коробчатой формы с толщиной
стенок 6...8 мм с двумя стойками из труб. В трубах запрессованы направ-
ляющие каленые втулки 6, в которых перемещаются колонки 5, связан-
ные с кондукторной плитой 2. Зажим детали производится при помощи
эксцентрикового валика 4 и кривошипа 3; усилие зажима регулируется
пружиной 7. На нижней плоскости плиты 2 смонтирована призматическая
планка 9 с кондукторными втулками 8. Сменные кондукторные планки
выполнены из стали марки 15, цементированы и закалены. Один конец кон-
дукторных планок выступает за пределы плиты и служит рукояткой для
удобства установки. Комплект из 16 планок позволяет обрабатывать
48 деталей. Обрабатываемые детали различных диаметров устанавли-
ваются в призмы И, подбираемые в зависимости от их диаметров.
461
Две призмы выполнены двусторонними и одна — четырехсторонней;
комплект из трех комбинированных призм допускает установку всех шпин-
делей диаметром от 28 до ПО'мм. Призмы выполнены таких размеров,
Рис. VII. 17. Скальчатый кондуктор с пружинно-кривошипным механизмом для
обработки поперечных отверстий в шпинделях
чтобы при зажиме деталей различных диаметров не требовалась регу-
лировка кондуктора и все детали зажимались с одинаковым усилием.
Сверление отверстий, расположенных на противоположной стороне по
диаметру, производится с применением фиксаторных штырей 10 в приз-
мах. Штыри выполнены ромбическими и позволяют делить окружность
на 180°.
3. НАЛАДКИ СКАЛЬЧАТЫХ КОНДУКТОРОВ
Систематизация наладок по классам обрабатываемых деталей облегчает
их выбор для использования в конкретных условиях производства. Ниже
приводится классификация и краткое описание наладок для обработки
деталей разных классов: втулки, буксы, рычажки с одной бобышкой
(рис. VII.18...VII.22); диски, кольца (рис. VII.23, VII.24); арматура, кре-
стовины (рис. VI 1.25, VI 1.26); рычаги, шатуны, вилки (рис. VII.27...
VII.31); крышки, плиты рамки, угольники (рис. VII.32', VII.33); крон-
штейны, крышки подшипников, стойки, корпуса (рис. VII.34, VII.35).
На рис. VI 1.36, VI 1.37 показаны наладки для обработки деталей в два
установа. Наладка для сверления многошпиндельными головками пред-
ставлена на рис. VI 1.38.
462 ‘ .
На Липецком тракторном заводе широко применяется многошпиндель-
ное сверление на серийных участках с полной загрузкой сверлильных стан-
ков. Подбирается группа деталей, ее закрепляют за станком, а на эту
группу проектируется многошпиндельная головка.
Детали подбираются с таким расчетом, чтобы максимально исполь-
зовать шпиндели для одной детали и иметь возможность применять их при
Рис. VII. 18. Наладка консольного кондуктора для сверления на торце втулки трех отвер-
стий под резьбу
Деталь устанавливается на подставку 2 и центрируется пальцем 1. Фиксация углового
положения не требуется. Подставка прикреплена к корпусу кондуктора винтами 3. Зажим
детали осуществляется упором 4, запрессованным в кондукторной плите 5. Для обеспече-
ния необходимого зазора между нижними торцами кондукторных втулок 6 и обрабатывае-
мой деталью высота h головки упора 4 выбирается в зависимости от диаметра сверла в
пределах от 1/3 до 1 d.
Для удобства удаления мелкой стружки следовало бы выполнить центрирующий палец 1
так, как показано на рисунке в правом нижнем углу
обработке отверстий других деталей, т. е. получить головку с минималь-
ным количеством шпинделей.
Имеющиеся кондукторы для каждой из этих деталей дополняются не-
сложными устройствами для быстрого координирования их относительно
сверлильных шпинделей и закрепления в приспособлении. При сверле-
нии одной детали работает одна группа шпинделей, а остальные вра-
щаются вхолостую; при переналадке на другую деталь работает другая
группа шпинделей и т. д.
4. ПОВОРОТНЫЕ столы и стойки
ДЛЯ ПОЗИЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ
Многие детали имеют отверстия, расположенные по окружности или
с разных сторон, в том числе и со стороны плоскости, принимаемой
за установочную. Обработку таких отверстий приходится выполнять
463
Рис. VI1.19. Наладка для сверления центрального отверстия в рычажке
Деталь центрируется во втулках 1 и 2. Конические отверстия этих втулок вы-
полнены прерывистыми и образуют три опорные точки, отстоящие друг от друга на
120°. Выступ детали упирается в корпус кондуктора, что предотвращает поворот
сго во время сверления. Для удобства удаления стружки, накапливающейся под
корпусом кондуктора, в последнем сделана боковая выемка.
464
Рис. VII.20. Наладка для сверления двух отверстий во фланце втулки
Деталь устанавливается иа подставку 1, центрируется и зажимается двумя приз*
мами 3 и 8. Одновременное перемещение призм происходит под действием скошен-
ных пальцев 4 и 9, укрепленных в кондукторной плите 6. Палец 4 выполнен с наруж-
ной резьбой, что позволяет при помощи гайки 5 регулировать его вылет. Поднимая
или опуская палец 4, устраняют неточности, допущенные при изготовлении центри-
рующего механизма. При освобождении детали призмы возвращаются в исходное
положение под действием пружин 2.
Недостатки конструкции; 1) не предусмотрены элементы для предварительного
центрирования; 2) положение кондукторной плиты по высоте после зажима зависит
от фактического диаметра детали О; чем этот диаметр меньше, тем ниже опустится
плита. Это не позволяет производить точного подрезания торцов или растачивания
уступов, при которых ход инструмента ограничивается упором в верхний торец кон-
дукторной втулки 7.
Рис. VII.21. Наладка для сверления
радиальных отверстий в тонкостенных
втулках
Нередко приходится иметь дело
со сверлением радиальных отверстий
в тонкостенных втулках, зажатие ко-
торых в обычных призмах могло бы
привести к их деформации. В таких
случаях установку и крепление об-
рабатываемой детали производят по
торцам, как это показано иа рисунке.
Деталь устанавливается иа центрирую-
щий палец 3 и при опускании кондукторной плиты 1 зажимается самоустанавливаю-
щейся сферической шайбой 2. Шайба покачивается иа оси 4, запрессованной в плун-
жер 5, перемещающийся под действием скошенного пальца 6.
465
Рис. VI1.22. Наладка для сверления отверстий во фланце втулки
Деталь предварительно центрируется на пальце в, а при опускании кондукторной плиты выравнивается по трем опорным штырям
5 и окончательно центрируется пальцем 6. Отверстия сверлятся со стороны плоскости, принятой за установочную базу. Для равномер-
ного прилегания к трем опорам использован плавающий плунжерный механизм, состоящий из пальца 1 со сферической головкой, покачи-
вающегося диска 2 и трех плунжеров 3, направляемых втулками 4. Необходимо, чтобы при зажиме обрабатываемая втулка не упиралась
в деталь 7, а поддерживалась бы только плунжерами 3.
Рис. VII.23. Наладка пор-
тального кондуктора для
сверления н зенкования в дис-
ке восьми отверстий d=ll мм
Деталь устанавливается
на три опорных штыря Л и
предварительно ориентирует-
ся на них двумя штифтами
6. При опускании кондуктор-
ной плиты 7 три пальца 2
с конусными головками окон-
чательно центрируют коль-
цо и своими заплечиками на-
дежно прижимают его к опо-
рам 1.
Опорная плита наладки
4 установлена на двух попе-
речных мостиках 3. Положе-
ние плиты определяется тре-
мя цилиндрическими штиф-
тами 5, входящими в пазы
мостиков. Сверление произ-
водится через быстросменные
втулки 9, а зенкование —
через основные втулки-гнез-
да 8. Шлифованные и располо-
женные в одной плоскости
верхние торцы втулок 8 слу-
жат упором для зенковок.
Рис. VII.24. Наладка для обра-
ботки четырех отверстий в крыш-
ке
Деталь базируется на флан-
це 5 обработанной выточкой и
торцом и устанавливается в го-
ризонтальной плоскости по необ-
работанной лыске планкой 3
с винтами 4. Зажим детали осу-
ществляется подвижной плитой
1 через сферическую шайбу 2.
467
Рис. VII.25. Наладка для сверления и под.
резки торца штуцера
Деталь устанавливается на опору 7 и
ориентируется по своей продольной плоско-
сти симметрии призмой, выполненной в виде
четырех конусных штифтов 3. После установ-
ки откидной прихват 5 приводится в положе-
ние, показанное на чертеже, и при опускании
кондукторной плиты 2 через упор 4 надежно зажимает деталь. Все установочные элементы
наладки размещены на опорной плите 8 с центрирующим пальцем 6. Опорная плита центри-
руется по отверстию в корпусе кондуктора и закрепляется на его плоскости Т-образными
болтами. Так как ось кондукторной втулки 1 совпадает с осью отверстия в корпусе, то мон-
таж и регулировка наладки на кондукторе выполняются быстро. После сверления кондук-
торную втулку 1 вынимают и производят подрезку торца торцовым зенкером.
Вид А
220
Рис. VII.26. Наладка
для сверления и рас-
тачивания централь-
ного отверстия в шту-
цере и для сверления
четырех отверстий под
резьбу на его фланце
Деталь устанавли-
вается на качающуюся
на оси 8 призму 7
с упором 9, а центри-
руется и зажимается
кольцом 6 с внутрен-
ним конусом. Призма
7 образована четырьмя
головками, а центри-
штифтами 1 с конусными
рующее кольцо 6 кондукторной плиты 5 имеет
поперечные прорези и центрирует фланец шту-
цера тремя точками. Через быстросменные втул-
ки 3 производятся сверление и растачивание
центрального отверстия, а через втулки 2 и 4 —
сверление четырех отверстий под резьбу и зен-
кование их.
468
Рис. VII.27. Наладка портального скальчатого кондуктора с раздвижными стойками
для сверления, зенкерования и развертывания двух отверстий в головках шатуна
Деталь устанавливается на опорные плитки 8, предварительно ориентируется
штифтами 7, 9 и упором 6 и окончательно центрируется в двух плоскостях симметрии
четырьмя шариками 2, попарно размещенными в обоймах 3. При опускании кондук-
торной плиты 5 шарики скользят по конусной поверхности сегментов 1 и одновре-
менно перемещаются к центрам головок, центрируя их относительно втулок 4. Как
и в случае центрирования сходящимися призмами, здесь обеспечивается располовини-
вание погрешностей поковок и равностенность после сверления. Опорная плита 10
длиной 800 мм укреплена на поперечных мостиках кондуктора.
Рис. VII.28. Наладка для
сверления двух отверстий в
головке шатуна
Кондукторная плита 8
установлена на плунжерах 9
воздушных цилиндров; в ней
установлен центр 7 и при-
креплен угловой рычаг 4, ко-
торый может поворачиваться
вокруг оси 2. В рычаге уста-
новлены регулировочный
винт 1 и пружинный упор 3.
При опускании плиты рычаг
немного опускается под дей-
ствием пружинного упора и
вдвигает винтом 1 центр 7
в центровое гнездо шатуна 6.
При дальнейшем опуска-
нии плиты рычаг еще немного
опускается и зажимает деталь. Одновременно он поворачивается на небольшой угол
против часовой стрелки, преодолевая сопротивление пружинного упора, и выравнивает
деталь стержнем 5 в плоскости чертежа.
469
о
Рис. VII.29. Наладка для сверления и развертывания отверстий в малой головке рычага
Рычаг отверстием большой головки центрируется на пальце 2, а малой головкой предварительно ориентируется в выемке под-
ставки 1, привернутой к опорной плоскости плиты кондуктора. Ширина выемки т на 1. . .2 мм больше наружного диаметра ма-
лой головки. При опускании кондукторной плиты втулка 3, иижний торец которой выполнен в виде призмы, окончательно цен-
трирует рычаг в продольной плоскости симметрии и зажимает его. Для выхода стружки в корпусе подставки 1 предусмотрена
выемка М.
При жестком пальце 2 центрировать малую головку конусной «трехточечиой» втулкой нельзя из-за погрешности в размерах
между осями бобышек.
Рис. VII.30. Наладка для.свер-
ления смазочного отверстия
в головке серьги
Обрабатываемая деталь ус-
танавливается отверстиями на
цилиндрический палец 2 и ром-
бический 4. При опускании кон-
дукторной плиты скошенный
упор 1 прижимает деталь торцом
большой головки к буртику
пальца 2. Стойка 3, на которой
закреплены центрирующие паль-
цы 2 и 4, установлена на кор-
пусе кондуктора так, что палец
4 оказался ниже опорной плос-
кости корпуса. Это дает возмож-
ность в кондукторе с максималь-
ным расстоянием между кондук-
торной плитой и опорной плос-
костью корпуса 125 мм сверлить
деталь длиной 138 мм.
Канавка К в пальце 2 об-
легчает снятие детали после
сверления, так как без этой ка-
навки заусенцы, образующиеся
при выходе сверла, затрудняли
бы снятие детали.
471
Рис. VII.31. Наладка для обработ-
ки отверстия в вильчатой серьге
Деталь устанавливается своим
пазом на планку 2 и доводится до
упора в ее уступ К. В поперечном
направлении деталь предварительно
ориентируется по боковому упору
1, который одновременно предохра-
няет ее от вращения. При опуска-
нии кондукторной плиты втулка 8,
нижняя часть которой выполнена
в форме призмы, окончательно
ориентирует серьгу по продольной
плоскости симметрии.
Для того чтобы нижняя часть
вилки при сверлении не деформи-
ровалась, под нее подводится опора
в виде планки 4, скользящей по па-
зу подставки 7 под действием пру-
жины 5. Обратное движение планки
под действием осевого усилия реза-
ния невозможно нз-за самотормо-
жения, так как угол наклона паза
для планки взят меньше угла тре-
ния. При подъеме кондукторной
плиты связанный с нею фасонный
палец 3 своим скосом набегает на
штифт 6, запрессованный в планку,
и оттягивает ее назад.
Рис. VII.32. Наладка кондуктора для
сверления четырех отверстий в полке
угольника
Деталь устанавливается на четы-
ре опорных штыря 2 и доводится до
двух боковых опор 3. При опускании
кондукторной плиты 7 пружинящий
скошенный палец I обеспечивает при-
легание обрабатываемой детали к опо-
рам 3, а два скошенных пальца 6 вы-
равнивают деталь в поперечном направ-
лении и закрепляют ее. Подставка 8,
на которой закрепляется обрабатывае-
мая деталь, ориентируется на опорной плоскости корпуса кондуктора центрирующим
пальцем 4 и штифтом 5, определяющим ее угловое положение.
472
Рис. VII.33. Наладка для растачивания отверстия, ось которого параллельна
базовой плоскости детали
Деталь центрируется на выступе кольца 3, а малым отверстием устанав-
ливается на палец 2. При опускании кондукторной плиты 7 деталь закрепляется
скосами плавающей планки 9, подвешенной своими овальными отверстиями на
двух пальцах 8. Овальные отверстия позволяют планке самоустанавливаться по
фланцу обрабатываемой детали. Для того чтобы повысить жесткость наладки,
предусмотрен штырь 5, скользящий во втулке 4 и связывающий угольник 1
с кондукторной плитой. Расточная скалка направляется вращающимися кондук-
торными втулками 6 и 10.
За растачиванием следует подрезание торца; глубина подрезания ограничи-
вается упором заплечика расточной скалки в торец втулки 10, в связи с чем
в конструкции последней предусмотрен упорный шарикоподшипник.
473
2
Рис. VII.34. Наладка консольного кондуктора для сверления восьми отверстий в основании литого корпуса подшипника
Деталь цилиндрической поверхностью устанавливается в качающуюся призму 1 и доводится до качающегося упора 3, который может сво-
бодно вращаться относительно осн 4. Окончательная установка и закрепление детали производится кондукторной плитой с помощью за-
прессованных в нее четырех опорных штырей 5. Выравнивание детали в плоскости кондукторной плиты производится за счет поворачивания ее
в подставке 6 и покачивания призмы 1 на сферическом пильне 2. Отверстия сверлиться со стороны плоскости, принятой за установочную базу.
Рис. VII.35. Наладка для сверления и зенкования отверстия в коробчатой детали
Деталь устанавливается на два кулачка 1, связанных между собой двумя спираль-
ными пружинами 3, работающими на растяжение. Кулачки скользят по цилиндрической
поверхности пальца 2, прикрепленного к угольнику 8, сцентрированному иа столе
кондуктора пальцем 7. При опускании кондукторной плиты 4 скошенный палец 5 дово-
дит деталь до упора, а два пальца б выравнивают ее в плоскости кондукторной плиты.
А
Рис. VII.36. Наладка скальчатого кондуктора для последовательной обработки отвер-
стий со скрещивающимися осями в два установа
Для сверления большого отверстия d — 33 мм обрабатываемая деталь устанавли-
вается на втулку 1 и прижимается втулкой 2. Обе втулки имеют по трн выступа К,
которыми и центрируют деталь по цилиндрической бобышке. Штифт на опоре исклю-
чает проворачивание детали во время сверления.
После того как во всей партии деталей отверстия d — 33 мм окажутся обработан-
ными, переходят к сверлению малых отверстий d = 17 мм. Для этого деталь устанав-
ливается обработанным отверстием на палец 7 и поддерживается регулируемой опорой
6. При опускании кондукторной плиты 3 втулка-призма 4 центрирует деталь по бо-
бышке и закрепляет ее. Винт 5 служит в качестве упора, к которому деталь подводится
при установке на палец 7.
475
A-А 6-6 В_-_В
Рис. VII.37. Наладка скальчатого кондуктора для обработки двух параллельных отвер-
стий в два установа
Для сверления отверстия d = 22 мм деталь устанавливается своим ранее просверлен-
ным отверстием на палец 2 и выступом иа сферическую самоустанавливающуюся опору 3.
При опускании кондукторной плиты 5 ее палец 6 входит в отверстие детали и окончательно
центрирует ее, а основная кондукторная втулка 4 скошенными выступами К определяет
угловое положение детали.
Для обработки отверстий d — 10Д и 20,3 мм деталь перевертывают и устанавливают
обработанными отверстиями на цилиндрический и ромбический пальцы 2 и 1. При опуска-
нии кондукторной плиты цилиндрический палец 6 входит в отверстие и зажимает деталь.
Рис. VII.38. Наладка вертикально-сверлильного
станка с многошпиндельной головкой для груп-
пы деталей
Многошпиндельная головка 1 при помощи
скалок 2 связана с подставкой 3, закрепленной
на станке. На подставку устанавливается кон-
дуктор 4 для нужной детали,-снабженный уни-
фицированной плитой 5. Плита служит, для
крепления кондуктора к подставке прихватами
6. Кондуктор при помощи двух координирован-
ных втулок 7, запрессованных в его корпус,
устанавливается на пальцы 8, запрессованные
в подставку. Кондуктор вместе с обрабатываемой
деталью точно ориентируется относительно шпин-
делей 9 многошпиндельной головки. Такое не-
сложное устройство дает возможность быстро
переналадить станок с одной детали на другую.
Затраты времени на смену кондуктора и пере-
становку сверл незначительны.
б несколько установов с большой затратой вспомогательного времени. Для
сокращения вспомогательного времени на сверлильных станках широко
используется принцип позиционной обработки. Приспособлениями для
позиционной обработки отверстий могут служить, например, перекладные
ящичные кондукторы, используемые для сверления отверстий с разных
сторон. Закрепленная в таком кондукторе деталь перемещается или пово-
рачивается вместе с кондуктором, занимая различные положения относи-
тельно шпинделя.
Однако в перекладных кондукторах преимущества позиционной обра-
ботки полностью не используются, так как установки деталей здесь за-
менены ручными установками самого кондуктора, также требующими
значительных затрат времени на совмещение оси инструмента с осями
кондукторных втулок. Кроме того, перевертываемые и перемещаемые на
столах станков кондукторы можно применять только для мелких де-
талей.
Для сверления крупных деталей обычно используются накладные кон-
дукторы. Для обработки одной детали иногда приходится проектировать
несколько накладных кондукторов; в лучшем случае число кондукторов
равно числу обсверливаемых сторон детали. Работу с накладными кон-
дукторами выполняют на радиально-сверлильных станках, перемещая
шпиндель с инструментом от отверстия к отверстию. При обработке от-
верстий с разных сторон тяжелую деталь приходится кантовать, затра-
чивая на это большие усилия и время.
Перекладные и накладные кондукторы, проектируемые как специаль-
ные приспособления, не отвечают требованиям скоростной обработки и их
следует заменять наладками на поворотные приспособления, что повышает
производительность и облегчает труд рабочих.
Поворотные приспособления выполняются с вертикальной, горизон-
тальной, а иногда и с наклонной осью вращения. Приспособления с верти-
кальной осью называются столами, а с горизонтальной — стойками.
Стойки подразделяются на одноопорные и двухопорные.
Столы и стойки состоят из корпуса (неподвижная часть) и планшайбы
(поворотная часть). Углы поворота (деления) отсчитываются по круговой
шкале с нониусом или чаще с помощью фиксатора. Палец фиксатора по-
мещается в корпусе, а фиксирующие втулки — в планшайбе или специаль-
ном диске, вращающемся совместно с планшайбой.
Цикл поворота планшайбы на одно деление складывается из следую-
щих рабочих приемов: 1) выключение фиксатора; 2) поворот планшайбы
вместе с обрабатываемой деталью; 3) включение фиксатора. Часто для
повышения жесткости приспособления и разгрузки фиксатора от действия
боковых усилий прибавляется прием прижатия планшайбы к корпусу
после ее поворота и фиксации и отжатия перед началом поворота. Выпол-
нение каждого из этих приемов может быть ручным, механизированным
или автоматизированным.
В условиях единичного и мелкосерийного производства применяются
столы и стойки с ручным приводом. В некоторых конструкциях для
сокращения затрат вспомогательного времени механизмы фиксации
и прижима планшайбы блокируются и управляются от одной рукоятки.
В устройствах для обработки крупных деталей управление фиксатором
выполняется ножной педалью, а руками производится поворот и поджим
планшайбы.
В крупносерийном и массовом производстве поворотные приспо-
собления снабжаются пневматическим, пневмогидравлическим, гидрав-
лическим или электрическим приводом, при котором часть или все
приемы цикла поворота на одно деление механизируются и автомати-
зируются.
477
В мелкосерийном производстве крупные поворотные стойки для обсвер-
ливания тяжелых деталей на радиально-сверлильных станках также
приводятся в действие от электродвигателя.
На поворотной части стола или стойки монтируются сменные наладки
для базирования и закрепления обрабатываемых деталей. Наладки на
столы состоят в основном, из установочно-зажимных элементов; кондук-
торная плита с втулкой закрепляется на корпусе отдельно. Наладки на
стойки кроме установочно-зажимных устройств включают обычно кондук-
торные плиты с кондукторными втулками. В таком исполнении они пред-
ставляют собой обычный кондуктор, вращающийся вместе с планшайбой.
Поворотные столы
Накладные поворотные столы устанавливаются на рабочий стол верти-
кального или радиально-сверлильного станка и используются для обра-
ботки деталей, отверстия у которых расположены по окружности. На
станках с многошпиндельной сверлильной головкой поворотные столы
служат для позиционной обработки отверстий в деталях. В специальных
многошпиндельных станках такие столы составляют неотъемлемую часть
станка.
На рис. VII.39 показан стол сравнительно простой конструкции, по-
лучивший широкое применение.
Планшайба 1 стола установлена на пустотелом шпинделе 2, который
вращается во втулке 10, запрессованной в литом корпусе стола 11.
В этот же корпус запрессована втулка 7, в которой направляется реечный
фиксатор 5, заскакивающий во втулку 3 под действием пружины 6. Управ-
ление реечным фиксатором осуществляется через рукоятку 4. Для облег-
чения поворота планшайба 1 опирается на шарики 13, собранные в обой-
ме 12 и заключенные между двумя кольцами 14. Осевой зазор, необходи-
мый для вращения шпинделя с планшайбой, регулируется гайкой 8;
гайка стопорится винтом 9. Центрирование рабочих приспособлений (на-
ладок) на планшайбе производится с помощью цилиндрической цапфы
пальца, вставленного в конусное гнездо шпинделя 2. Для фиксации угло-
вого положения в случае необходимости к корпусу наладки привинчи-
вается шпонка, входящая в точный паз планшайбы. Закрепление наладок
производится Т-образными болтами. Для установки кронштейна с кон-
дукторной плитой на корпусе стола предусмотрена площадка К.
Кольца шарикоподшипника 14 шлифуются после сборки с планшайбой
и корпусом приспособления. Шарики расположены на плоскости, чем
облегчается изготовление подшипника.
Конструкции столов не стандартизированы и они выполняются по
чертежам Министерства станкоинструментальной промышленности СССР.
Основные размеры круглых поворотных столов с ручным и механи-
зированным приводами стандартизованы (ГОСТ 16936—71), как и техни-
ческие требования к ним (ГОСТ 16935—71). Установлены два класса точ-
ности изготовления столов: нормальная точность — Н и повышенная точ-
ность — П. Столы имеют два исполнения: исполнение 1 — с ручным при-
водом и исполнение 2 — с механизированным приводом от станка (испол-
нение 2 предусмотрено только для столов с диаметрами планшайбы D =
— 250; 320; 400 и 500 мм). Основные размеры столов (рис. VII.40) при-
ведены в табл. VII. 18.
Корпусы столов изготовляются из чугуна марки СЧ 21-40 по ГОСТ
1412—70, а планшайбы из чугуна той же марки или из стали марки 35Л
по ГОСТ 977—65. Допускается замена материалов на другие, имеющие
механические свойства, не уступающие рекомендуемым. Цена деления
круговой шкалы планшайбы стола установлена равной 1°. Неточность
478
479
деления угла поворота планшайбы в делительных столах точности Н
не должна превышать 124" (см. ГОСТ 16935—71), а столов точности
П — 65" (для диаметра планшайбы D = 200 мм). С увеличением D неточ-
Испалнение!
Вид А
Исполнение 2
А-А подерните Б-Б
В-В подернуто Г-Г подернуто
Рнс. VI 1.40. Основные размеры круглых поворотных столов
ность уменьшается и для столов D = 800... 1250 составляет: для столов
класса точности Н—50", а класса точности П—24". Смещение осей централь-
ных Т-образных пазов планшайбы относительно оси ее вращения не должно
Таблица VI 1.18
Основные размеры круглых поворотных столов с ручным
и механизированным приводами в мм (ГОСТ 16936—71)
Q Н для ис- полнения в В, L а (Л3) 3 о" (V) Р d, (С) Конус Морзе по ГОСТ 2847-67 Ь (А>) •е •е Количество 1 пазов n 1
I 2
не более
160 по — 250 420 260 — — 12 — 30 — 3 12 12 8 4 —
200 110 — 300 480 320 — 50 12 12 30 — 3 14 14 8 4 2
250 125 125 360 560 380 420 63; (70) 12 12 40 20 4 14 14 8 4 2
320 125 125 420 630 450 500 (70); 80 14 14 40 20 4 18 18 8 6 2
400 140 140 500 670 560 600 63; (70) 14 14 40 20 4 18 18 8 6 4
500 160 160 600 750 630 700 80; (90) 18 18 50 20 5 22 22 12 6 4
630 180 — 710 900 800 — 100; (НО) 18 18 50 — 5 22 22 12 6 4
800 200 — 900 1060 900 — 100; (ПО) 22 22 50 — о 28 28 12 8 6
1000 220 — 1120 1250 1120 — 125; (140) 22 22 50 — 5 28 28 12 8 6
1250 220 — 1400 1500 11400 — 160; (170) 28 28 50 — 5 28 28 12 8 6
Примечание. Размеры, заключенные в скобки, допускается применять по требованию потребителя.
480
превышать 32 мкм для столов класса точности Н и 20 мкм для столов
класса точности П. Предельные отклонения от геометрической формы по-
верхностей столов указаны в технических требованиях к столам (ГОСТ
16935—71). Там же указаны и методы контроля столов.
Рис. VII.41. Пример наладки на поворотный стол
На рис. VII.41 дан пример наладки к поворотному столу; для удобства
установки и снятия обрабатываемой детали кондукторная плита выпол-
нена откидной на шарнире.
На рис. VII.42 показан поворотный стол диаметром 500 мм. Он уста-
навливается на наклонный стол типа У8-1 (получается универсальный
Рис. VII.42. Поворотный стол диамет-
ром 500 мм с подъемно-зажимиым и де-
лительным сблокированными механиз-
мами
поворотный стол с наклонами и делениями) или на тумбу радиально-
сверлильного станка. Стол обеспечивает точную индексацию фиксатором
через 15, 30, 45, 60 и 90°, он также снабжен круговой шкалой с ценой
16 М. А. Ансеров 481
деления 1°. Для облегчения поворота и зажима планшайбы 2 в столе пре-
дусмотрен подъемно-зажимной механизм, сблокированный с фиксатором.
При повороте рукоятки 11 по часовой стрелке эксцентриковый валик 5
поднимает втулку 4, которая, в свою
очередь, через упорный подшипник 3
поднимает планшайбу стола. При об-
ратном повороте рукоятки планшай-
ба и втулка 4 опускаются; кроме
того, под действием эксцентрикового
валика втулка 4 давит на чашку 6 и
через нее поворачивает три рычага,
связанные с тягами 7, с помощью
которых происходит прижим план-
шайбы к корпусу стола; усилие при-
жима регулируется винтами 8.
При вращении рукоятки 11 для
подъема планшайбы перед очередным
ее поворотом она, нажимая на рыча-
жок /, поворачивает реечный валик
10 и выводит фиксатор 9 из фикси-
рующей втулки. После поворота фик-
сатор заскакивает в очередное гнездо
автоматически, под действием пру-
жины. На рабочей поверхности по-
воротной планшайбы имеются Т-об-
разные пазы. Масса стола 140 кг.
На рис. VII.43 изображены схемы
использования поворотных
в сочетании с
головками для позиционной обра-
ботки одновременно нескольких де-
талей.
На рис. VII.43, а показана схема
обработки многопереходного отвер-
стия с использованием трех шпинде-
лей. Отверстие последовательно свер-
лится, обрабатывается зенкером и
зенковкой; позиция I загрузочная.
По схеме, приведенной на рис.
VII.43, б, обрабатываются девять
близко расположенных отверстий.
В позиции II производится сверление
отверстий 1, 3, 5 и 7; в позиции III—
отверстий 2, 4, 6 и 5; в позиции IV —
отверстия 5; в позиции I происходит
съем готовой детали и установка
очередной заготовки.
Обработка деталей на всех по-
зициях производится одновременно.
После каждого цикла стол повора-
чивается на 90°. При позиционной
многошпиндельной обработке на круглых поворотных столах вспомога-
тельное время сводится ко времени смены позиций и времени подвода
и отвода инструмента.
Для многошпиндельной обработки одновременно нескольких деталей
на станках модели 2135 можно использовать автоматический поворотный
482
п
Рис. VI 1.43. Схемы использования пово-
ротных столов совместно с многошпин-
дельными головками
столов
многошпи ндель ними
стол АП650 (рис. VII.44, а) \ имеющий индивидуальный электро-
привод.
Техническая характеристика стола
Диаметр планшайбы в мм.......................
Высота стола до рабочей плоскости планшайбы в'
мм ..........................................
Масса в кг...................................
Продолжительность цикла вс,..................
Возможное число позиций......................
Электродвигатель:
тип.....................................
мощность в кВт..........................
частота вращения в об/мин ..............
Направление вращения планшайбы................
Наибольшая масса приспособления в кг ....
Вместимость маслобака вл .....................
Автоматический воздухораспределитель..........
630
400
460
5,7
2, 3, 4, 5, 6
АО32-4.
1
1440
По часовой стрел-
ке
300
20
Нормальный,
число позиций
2. . . 6
Стол обеспечивает деление окружности на любое количество частей
в пределах от двух до шести (включительно). Настройка на необходимое
число позиций производится с помощью пары сменных зубчатых колес 11.
Поворот планшайбы 1 (рис. VI 1.44, б) осуществляется электродвигате-
лем 3, включение которого производится либо посредством кнопочной
станции, либо конечным переключателем, управляемым от шпинделя
станка. От электродвигателя 3 движение передается через пару зубчатых
колес 4 и червячную передачу 9 жестко связанному с червячным колесом
диску-водилу 14 мальтийского креста 10. Диск-водило 14 представляет
собой кулачок, посредством которого через систему рычагов 5 (показаны
условно) производится управление доводящим фиксатором 7.
Цикл поворота и фиксации планшайбы протекает в следующем порядке.
В начальный момент включения двигателя водило-кулачок через рычаж-
ную систему утапливает фиксатор 7 и обеспечивает возможность поворота
планшайбы. Затем ближайший палец водила заходит в паз мальтийского
креста и через зубчатую передачу И приводит планшайбу в движение.
В конце поворота мальтийского креста палец 8, принадлежащий очередной
позиции, нажимает на упор 6 и проходит мимо него, после чего под дей-
ствием пружины упор 6 возвращается в исходное положение. В этот момент
палец водила выходит из паза мальтийского креста, а продолжающий
вращаться кулачок освобождает фиксатор 7; последний под действием
пружины прижимает палец 8 к упору 6, фиксируя положение планшайбы.
Одновременно конечный переключатель 2, управляемый кулачком 15,
выключает электродвигатель. Для облегчения поворота планшайбы в кор-
пус стола встроены четыре подпружиненных шариковых подшипника 12,
частично воспринимающих на себя массу планшайбы с установленной на
ней оснасткой и обрабатываемыми деталями.
Воздухораспределительная муфта 13 обеспечивает автоматическое
раскрепление обработанных и зажим новых деталей, устанавливае-
мых в пневматических приспособлениях, размещенных на планшайбе
(рис. VII.44, в) 1 2 3.
1 Подробные узловые и детальные рабочие чертежи даны в альбоме «Типовой проект
модернизации вертикально-сверлильных станков моделей 2125, 2135 и 2150». М., Машгиз,
3 Конструкция воздухораспределительной муфты, обеспечивающей автоматическое
переключение цилиндров в загрузочной позиции, подробно рассмотрена в гл. IV. Там же
дано описание некоторых конструкций поворотных кондукторов.
483
Автоматизация поворота и фиксации планшайбы стола может осуще-
ствляться с помощью пневмопривода. На рис. VII.45 показана схема
автоматического стола с пневмоприводом конструкции Киевского мото-
циклетного завода.
В корпусе 1 закреплена ось 2, на которой вращается планшайба 6,
жестко соединенная с делительным диском 7 и храповиком 3, числа зубьев
которых равны между собой и соответствуют числу позиций стола.
Рис. VII.44. Автоматический поворотный стол с индивидуальным элек-
тродвигателем: а — общий вид; б — кинематическая схема; в =» схема
воздухораспределителя
Внутри корпуса стола перемещается кольцо 4, связанное со штоком
пневматического цилиндра И. На кольце закреплены собачка 12, поджатая
пружиной 13, и фиксатор 5. Управление пневмоцилиндром осуществляется
от распределительного крана, сблокированного с механизмом перемеще-
ния шпинделя станка. При подаче воздуха по стрелке А поршень 10 пере-
мещает кольцо влево и выводит фиксатор. При дальнейшем движении
кольца влево собачка, захватив зуб храповика, поворачивает планшайбу
в следующую позицию. После этого распределительный кран переключает
направление подачи воздуха, и фиксатор, заскакивая в очередной паз
диска, фиксирует положение планшайбы. Контакты 8 и 9 служат для
остановки станка после обработки детали.
Конструкция- поворотного стола с храповым механизмом и однору-
кояточным управлением показана на рис. VII.46.
484
В корпусе 13 на цапфе 1 смонтирована планшайба 10, опирающаяся
на подпружиненные сухари 12, что облегчает ее поворот вместе с обраба-
тываемой деталью. В корпусе 13 и планшайбе 10 предусмотрены торцовые
конические буртики, которые стягива-
ются хомутом, состоящим из половин 8
и 11, при вращении рукоятки 15 вниз.
(Рукоятка вращает винт 16, имеющий
на концах правую и левую резьбу.)
При повороте рукоятки 15 вверх осу-
ществляется раскрепление планшайбы.
После разжима стола с помощью ру-
коятки 15 хомут поворачивают вправо
на некоторый угол (ограниченный спе-
циальным упором). При этом скошен-
ный выступ на нижнем торце хомута
топит ролик 7 рейки 6 и перемещает ее
вертикально вниз. Зубчатый валик 5,
сцепленный одновременно с рейкой 6 и
рейкой фиксатора 3, выводит последний
из фиксирующей втулки (гнезда) 9.
При повороте хомута влево рукояткой
15 храповый механизм, состоящий из
собачки 17 и зубцов на хомуте, пово-
рачивает планшайбу влево до тех пор,
пока фиксатор 3 под действием пру-
жины 4 не заскочит в очередное гнездо
Рис. VII.45. Схема автоматического
поворотного стола с пневмоприводом
9. Во избежание заскакивания
фиксатора (в начале поворота хомута влево) вторично в то же гнездо 9
за скошенным выступом хомута предусмотрена горизонтальная площадка
Рис. VII.46. Конструкция поворотного стола с храповым механизмом
Н. В новом зафиксированном положении планшайбы 10 рукоятку 15
поворачивают вниз, стягивают части хомутали 11 иодновременно при-
жимают планшайбу к корпусу стола.
485
Для того чтобы в момент расфиксации планшайба не вращалась вместе
с хомутом, предусмотрен роликовый тормоз 2. Направляющие шпонки 14
ънуу&ъх для базирования корпуса 13 на столе станка. При необходимости
стол может быть снабжен сменными делительными дисками с различным
количеством гнезд под фиксатор, конструкция которого при этом незна-
чительно изменяется. Диск крепится
винтами к цапфе 1 снизу и штифтуется.
Пути механизации и автоматизации
поворотных столов описаны в техниче-
ской литературе [12 и др. ].
Рис. VII.47. Кольцевой поворотный
стол для размещения закрепленной за
станком технологической оснастки
Поворотные столы для быстрой
переналадки сверлильного станка
при групповой обработке
На станкостроительном заводе
«Красный пролетарий» широко приме-
няется групповая обработка деталей на
сверлильных станках. Для быстрой
переналадки станка на обработку оче-
редных деталей вся закрепленная за
станком оснастка располагается на спе-
циальном поворотном столе, при нали-
чии которого процесс переналадки от-
нимает 1,5...2 мин.
На рис. VII.47 показан кольцевой
стол конструкции инж. В. А. Романова,
используемый на станках модели 2135 \
Стол опоясывает станину станка и
состоит из нижнего 8 и верхнего 2 ко-
лец с беговыми дорожками под шарики
1 диаметром 25 мм. К верхнему кольцу
приварены стальные плиты 7, на кото-
рых точно установлены и закреплены
кондукторы 6 с колонками для направ-
ления скалок подвесных кондукторных
плит многошпиндельных сверлильных
головок 5. Нижнее кольцо 8 привер-
нуто болтами к плоскости стола станка,
а с задней стороны (за станиной) под-
держивается двумя регулируемыми по
высоте опорами 12. Для предотвраще-
ния смещения верхнего кольца в гори-
зонтальной плоскости относительно
нижнего предусмотрены четыре план-
ки И с регулируемыми винтами 13.
При переналадке верхнее кольцо стола быстро поворачивают до совпа-
дения оси сверлильной головки с осью шпинделя станка. На конце шпин-
деля закреплен диск 3 с нижним центрирующим пояском, а сверху диска
установлена поворотная шайба 9. При вращении штурвала 4 шпиндель
опускается вниз до соприкосновения с верхним торцом сверлильной го-
ловки, а головки расположенных на ее торце трех болтов 10 свободно
проходят при этом через отверстия в диске 3 и уширенные отверстия
шайбы 9. После этого поворотом шайбы в направлении стрелки прикреп-
1 «Машиностроитель», 1959, № 4.
486
ляют головку к шпинделю. Так как каждая из сверлильных головок
связана колонками в одно целое со своим кондуктором, то переналадка
на этом и заканчивается.
Для значительного уменьшения наладочного и вспомогательного вре-
мени при групповой обработке деталей на радиально-сверлильных стан-
ках также применены поворотные столы,, оснащенные устройствами для
Рис. VII.48. Поворотный стол для радиально-сверлильного станка, оснащенный пневма-
тическим или гидравлическим приводом для устанавливаемых на нем приспособлений
питания сжатым воздухом или жидкостью всего комплекта, устанавли-
ваемых на них пневматических или гидравлических приспособлений.
На рис. VII.48 показаны схема и конструкция такого стола.
Приспособления 1,4,7 и 9 (рис. VII.48, б) закреплены на зеркале пово-
ротного стола 3, и рабочий может в нужный момент пользоваться любым
из них в зависимости от задания. Питание всех приспособлений
жидкостью или сжатым воздухом осуществляется снизу через центральное
отверстие коллектора 5, который соединен с приспособлениями трубопро-
водами 2 с запорными кранами 6. Управление подачей жидкости или сжа-
того воздуха к приспособлению осуществляется рукояткой 10 распреде-
лительного крана, установленного на неподвижной части стола. При
487
использовании одного приспособления запорные краны остальных при-
способлений перекрываются. Поворот верхней части стола и его фикса-
ция в требуемом положении осуществляются с помощью рукоятки 8,
связанной с фиксатором. Эта рукоятка также установлена на неподвиж-
ной части стола, справа от рабочего.
Стол (рис. VII.48, а) состоит из основания 1 и верхней поворотной
части 2, вращающейся на оси 7 и двух шариковых подшипниках 8. Осе-
вая нагрузка воспринимается шариками 10, равномерно расположенными
по всей окружности, вследствие чего стол легко поворачивается от при-
ложения небольшого усилия. В основании имеется фиксатор 15, связан-
ный через реечную шестерню 14 с рукояткой 13. В поворотной части стола
расточены 24 отверстия под фиксаторные гнезда 9, позволяющие произ-
водить деление стола на 2, 3, 4, 6, 8 и 12 частей при установке соответ-
ствующего количества приспособлений. В оси 7 имеются два отдельных
вертикальных канала, к которым раздельно подводится по трубе 12
жидкость от гидропривода, а по трубке И — сжатый воздух от цеховой
воздушной сети.
Каждый вертикальный канал соединен с тремя верхними горизонталь-
ными каналами, в которые ввернуты шесть штуцеров 6. От каждого шту-
цера масло или сжатый воздух по трубке 5 поступает в распределительный
кран 4 двустороннего действия, от которого могут получать питание два
приспособления. В одном крайнем положении рукоятки 3 распредели-
тельного крана питание получает одно из установленных приспособлений,
в другом — второе. При нейтральном положении рукоятки подача пита-
ния к приспособлениям прекращается.
Благодаря такой конструкции на столе можно разместить 12 различ-
ных приспособлений, 6 из которых могут быть с гидравлическим и 6
с пневматическим приводами.
Использование поворотных столов на радиально-сверлильных стан-
ках, за которыми закреплена обработка строго определенных деталей,
практически позволило свести наладочное время к нулю. Кроме того,
созданы благоприятные условия для упорядочения рабочих мест сверлов-
щиков и отпала необходимость в особых местах и стеллажах для хранения
приспособлений.
Одноопорные делительные стойки
Эти стойки используются для позиционной обработки отверстий,
расположенных с разных сторон детали, а также радиальных отверстий.
Сменные наладки с установочно-зажимными элементами и кондукторными
втулками закрепляются на поворотной планшайбе консольно, а поэтому
одноопорные стойки пригодны для обработки отверстий, расположенных
на небольшом расстоянии от планшайбы.
ГОСТ 4589—69 устанавливает конструкцию и основные размеры заго-
товок стоек применяемых в приспособлениях для сверлильных работ,
а ГОСТ 4590—69 — для делительных устройств станочных приспособле-
ний (см. гл. III).
Конструкции делительных одноопорных стоек устанавливаются Мини-
стерством станкоинструментальной промышленности СССР, а их основные
размеры, регламентированные ГОСТ 16203—70, приведены в табл. VII. 19
в соответствии с рис. VII.49.
Стойки изготавливаются с круглой (исполнение 1) и квадратной
(исполнение 2) планшайбами. Допускается радиальное расположение
пазов. В исполнении 2 стойки имеют поворотные квадратные планшайбы
а — 500; 630; 800; 1000 и 1250 мм. Для стоек с размерами планшайбы
1000 и 1250 мм в фундаменте должен быть предусмотрен приямок. Для
488
Таблица VII.19
Основные размеры одноопорных делительных стоек в мм (ГОСТ 16203—70)
Исполнение 1
а (Л,) <3 «Г Ь (Л3) (И) Р верти- я д кальных п О «з чество кроме зльного i X о з s 2 а ч ° ” е
160 120 250 200 160 12 12 220 12 20 140 50 — — 2 —
200 140 200 270 380 220 260 185 205 12 12 250 290 310 14 30 180 200 50 — 2 —
250 160 250 310 320 450 250 260 190 205 260 12 12 280 320 380 14 40 180 200 250 80 — — 2 —
320 200 320 390 650 320 420 240 255 340 14 14 365 390 500 18 40 220 250 325 80 — — 2 —
400 250 400 470 680 470 400 355 365 14 14 430 550 18 40 280 350 80 140 — 4 —
500 320 500 590 830 500 570 365 415 18 18 520 645 22 50 360 400 80 150 — 4 —
630 400 630 735 1020 630 740 405 465 18 18 650 790 22 50 400 450 125 210 125 4 2
800 500 930 700 480 22 22 940 28 71 470 160 320 320 4 2
1000 630 1170 900 510 22 22 1160 28 71 500 160 320 320 4 2
1250 710 1370 1080 610 28 28 1350 28 71 600 160 320 320 6 2
489
стоек с большими размерами планшайбы установлен ГОСТ 16204—70, пре-
дусматривающий наличие электромеханического привода поворота и за-
жима планшайбы (рис. VII.50) с педальным управлением.
На Одесском станкостроительном заводе им. Ленина применяют пово-
ротные стойки с пневмогидравлическим зажимом обрабатываемых на
стойке деталей. Стойка в обычном исполнении (рис. VII.51, а) состоит
Рис. VII.49. Основные размеры делительных одноопорных
стоек:
Б — поверхность для установки сменных наладок; Г — рабочая
поверхность планшайбы; Е опорная поверхность стойки
из корпуса 1 и шпинделя 4, на котором смонтирована поворотная план-
шайба 7 с пазами для крепления устанавливаемых приспособлений.
Положение планшайбы после ее поворота определяется фиксатором 8,
входящим в соответствующее гнездо планшайбы. Для зажима планшайбы
в зафиксированном положении поворачивают рукоятку 5, при этом
эксцентриковый валик 6 нажимает на планку 14, несущую пальцы 13.
Последние своими зубцами, входящими в круговой паз планшайбы 7,
притягивают ее к корпусу 1 и зажимают. Планшайба освобождается при
нажиме на педаль 10, связанную рычагами 11, 9 и 12 с фиксатором 8.
Дисбаланс при установке рабочего приспособления (наладки) устраняется
перестановкой грузов 3 на диске 2.
490
На рис. VII.51, б показан пневмогидравлический преобразователь
давления, установленный в шпинделе 4 поворотной стойки, показанной
на рис. VI 1.51, а. Воздухопроводящие трубки 1 и 2 подсоединены к воз-
душному коллектору 14. Вначале воздух через трубку 1 по соответствую-
щим отверстиям валика 13, крышки 3 и корпуса пневмоцилиндра 4 подается
к резиновой мембране 7. Находящееся в полости А масло под давлением
воздуха вытесняется через полый шпиндель 10 и трубку 8 в гидроцилин-
Исполнение 1
Исполнение 2
дры приспособления, укрепленного на планшайбе 11. Этим осуществляется
предварительный зажим деталей при низком давлении масла. Оконча-
тельно детали зажимаются переключением пневмокрана; при этом сжа-
тый воздух направляется по трубке 2 через отверстия валика 13 в левую
полость пневмоцилиндра 4. Под давлением воздуха поршень 5 переме-
щает шток 6 вправо, действуя на плунжер 12. Плунжер 12, перемещаясь,
отсекает масло от полости А и, сжимая пружину 9, создает повышенное
давление в полости шпинделя, трубке 8 и гидроцилиндрах приспособления.
Из-за разности диаметров поршня 5 и плунжера 12 давление в гидро-
системе повышается до 28...38 кгс/см2, чем обеспечивается прочный зажим
обрабатываемой детали. При разжиме детали переключением пневмо-
крана трубки 1 и 2 соединяют с атмосферой; при этом пружина 9 возвра-
щает плунжер 12 и поршень 5 в исходное положение.
Все остальные элементы и механизмы стойки те же, что и на
рис. VII.51, а.
491
S)
Рис. VII.51. Одноопорная поворотная стойка с пневмогидравлическим зажи-
мом обрабатываемых деталей
492
493
Вид Г
Рис. VII.52. Полуавтоматическая одноопорная поворотная стойка с пневмоприводом
На рис. VII.52 показана конструкция полуавтоматической одноопор-
ной стойки с пневматическим приводом. Поворот планшайбы 13 осуще-
ствляется пневмогидравлическим приводом 1 через реечную пару К.
Зажим планшайбы после ее поворота и фиксации производится штоками
трех пневмоцилиндров — 2, 3 и 4, действующими через рычаги 14. Сжа-
тый воздух поступает в цилиндры через трехходовой распределительный
кран 7, управляемый рукояткой 8. При повороте рукоятки,одновременно
с переключением крана, поворачивается цилиндрический валик 5, на
конце которого установлено зубчатое колесо 15, с помощью которого
реечный фиксатор 16 выводится из фиксирующей втулки, запрессованной
в планшайбе 13. В это время цилиндры освобождают планшайбу, а из
цилиндра 3, через золотник N, находящийся на штоке поршня, воздух
поступает в пневмогидравлический привод 1, осуществляющий ее поворот.
Рис. VII.53. Конструкция пневмогидравлического привода полуавто-
матической стойки
После поворота фиксатор 16 под действием пружины автоматически
заскакивает в очередное гнездо, поворачивает золотник крана 7 с рукоят-
кой 8, и воздух снова поступает в цилиндры 2, 3 и 4, осуществляющие
зажим планшайбы.
Для поворота планшайбы реечной парой Д’ используется роликовая
обгонная муфта М (роликовый замок), которая состоит из зубчатого ко-
леса 11, трех роликов 12 и втулок 9 и 10; втулка 10 имеет три равнорас-
положенных скоса под углом 5°. Применение обгонной муфты позволяет
рейке Д возвращаться в исходное положение, не вращая планшайбу.
На рис. VII.53 отдельно показана конструкция пневмогидравличе-
ского привода, осуществляющего плавный поворот планшайбы. Привод
состоит из пневматического 1 и гидравлического 2 цилиндров разных диа-
метров. Цилиндр 2 заполнен маслом марки индустриальное 20 и служит
демпфером, обеспечивающим равномерное движение поршня и штока 5
с рейкой пневматического цилиндра. Скорость движения регулируется
цилиндрическим дросселем 4, установленным в задней крышке 3 цилин-
дра 2. Поворотом дросселя можно изменять проходное сечение отверстия
этой крышки и, следовательно, скорость истечения масла, которое при
ходе поршня по расположенной сбоку трубке (на чертеже не показана)
перекачивается из одной полости цилиндра 2 в другую (рис. VI 1.54).
Привод установлен на задней стенке корпуса стойки; для направления
штока-рейки 5 служит чугунный кронштейн 6 (рис. VI 1.52). При давлении
воздуха 4 кгс/см2 привод развивает на штоке усилие 415 кгс.
На рис. VII.54 показана схема поворотной стойки, по которой легко
проследить цикл движений при выполнении деления. Поворотом рукоятки
распределительного крана, 5 выводят фиксатор из гнезда в планшайбе и
494
открывают сжатому воздуху доступ в полости А цилиндров 2, 3, 4.
Штоки поршней перемещаются слева направо, давление с рычагов
снимается и планшайба освобождается. В конце хода поршня пневмо-
цилиндра 3 цилиндрический золотник 7, связанный с его штоком, откры-
вает отверстие для поступления сжатого воздуха из сети в корпус золот-
ника, а оттуда в полость Б пневматического цилиндра привода 1. При пере-
мещении поршня слева направо рейка через обгонную муфту осуществляет
поворот планшайбы в направлении стрелки. В этот момент масло из по-
лости В гидроцилиндра (демпфер)
протекает через дроссель, регули-
рующий скорость поворота план-
шайбы, в его полость Г. Когда па-
лец фиксатора окажется против
очередной фиксирующей втулки
на планшайбе, он под действием
пружины автоматически заскаки-
вает во втулку и через связанное
с ним зубчатое колесо поворачи-
вает рукоятку крана 5 в-исходное
положение. При этом положении сжатый воздух направляется в полости Д
цилиндров 2, 3, 4, осуществляющих прижим планшайбы к корпусу.
Одновременно через золотниковую систему цилиндра 3 сжатый воздух
поступает в полость Е привода 1 и рейка при холостом ходе обгонной
муфты вместе со штоком возвращается в исходное положение. (На схеме
изображено исходное положение всех механизмов.)
Основные размеры полуавтоматических поворотных стоек приведены
в табл. VII.20.
Таблица VI 1.20
Основные размеры полуавтоматических
поворотных стоек в мм (по рис. VII. 52)
D L В1 В н
800 500 650 650 900 500
1200 800 750 1000 1400 780
Двухопорные делительные стойки
При обработке крупных деталей рабочее приспособление может
иметь такую значительную длину, что консольное закрепление его на
планшайбе стойки окажется невозможным. В этих случаях применяются
двухопорные конструкции, состоящие из основной и вспомогательной
стоек, смонтированных на общей плите.
495
Основные размеры двухопорных делительных стоек (рис. VII.55)
определены ГОСТ 16205—70 и приведены в табл. VII.21.
Конструкция стоек не регламентирована. Установлены два исполнения:
исполнение 1 — с круглой планшайбой; исполнение 2 — с квадратной
планшайбой. Стойки состоят из опорной плиты 3, передней опоры 2 —
Исполнение 1
Рис. VII.55. Основные
размеры двухопорных де-
лительных стоек:
1 — задняя опора; 2 — пе-
редняя опора — стойка Де-
лительная одноопорная; 3 —
плита; Б— поверхность для
установки сменных наладок;
Г — рабочая поверхность
планшайбы; Е — опорная
поверхность стоек
стойки делительной одноопорной (ГОСТ 16203—70) или стойки делитель-
ной одноопорной с электромеханическим приводом (ГОСТ 16204—70)
и задней опоры 1. Непараллельность общей оси стойки и задней опоры
относительно опорной поверхности Е не должна превышать 0,05 мм на
всей длине. Несовмещение осей шпинделя стойки и задней опоры не должно
быть более 0,05 мм. Радиальное биение отверстия d относительно общей
оси при вращении планшайбы и фланца задней опоры не более 0,02 мм.
496
Таблица VI1.21
Основные размеры двухопорных делительных стоек в мм (ГОСТ 16205—70)
I Исполнение << cq L а (Я,) 3 «г d W Количество пазов, кроме центрального
наимень- шее наиболь- шее I верти- кальных 2 горизон- тальных «1
1 400 — 400 600 400 165 1080 1600 14 14 40 80 140 — 4
500 500 750 500 460 1420 2000 18 18 50 160
2 — 50
1 630 — 630 950 630 125 220 125 2
2 — 630
Одна из конструкций двухопорной стойки с диаметром делительной
планшайбы 300 мм представлена на рис. VII.56.
Для зажима делительной планшайбы 11 в конструкции предусмотрен
эксцентриковый механизм, а для деления — реечный фиксатор. Меха-
низмы зажима и деления сблокированы и управляются от одной ру-
коятки 12. Штурвальная рукоятка 9 служит только для поворота план-
шайбы. Из чертежа видно, как работает сблокированный механизм
зажима и деления.
Шпиндель 6 основной стойки вращается в подшипнике 5 и имеет вы-
точку, в которую входит качающаяся на оси вильчатая планка 8. В планку
вставлен регулируемый винт 7, на который во время зажима действует
эксцентриковый валик. На эксцентриковый валик 13 (разрез А—А),
запирающий делительную планшайбу, свободно установлено реечное
колесо 14, связанное двумя скошенными зубцами К с храповой муфтой 16.
Пружина 20 способствует сцеплению колеса с муфтой. Муфта 16, в свою
очередь, связана со ступицей 15 рукоятки 12, а через нее и с эксцентри-
ковым валиком 13. Колесо 14 входит в зацепление с реечным фиксатором 18
(разрез Б—Б). При повороте рукоятки 12 фиксатор 18, дополнительно
нагруженный пружиной 17, входит в фиксирующую втулку, а эксцентри-
ковый валик 13 в это время действует на винт 7, вилку 8 и, перемещая
шпиндель 6 вместе с планшайбой 11, прижимает ее к полости корпуса 10
стойки. Когда фиксатор достигнет предельного положения, шестерня 14
прекращает вращение, но может под действием храповой муфты слегка
переместиться влево. Это позволяет производить поворот эксцентрикового
валика до полной затяжки делительной планшайбы.
При вращении рукоятки 12 в обратную сторону планшайба отжи-
мается, а храповая муфта 16 захватывает шестерню 14 и выводит фикса-
тор из фиксирующей втулки. Винт 7, через который передается сила
зажима на планшайбу 11, служит одновременно для регулирования экс-
центрикового механизма. Груз на рукоятке облегчает управление меха-
низмом.
Шпиндель 4 вспомогательной стойки имеет в своем подшипнике 3
некоторый осевой зазор, что облегчает установку рабочего приспособле-
ния (кондуктора). На хвостовике шпинделя 4 закреплена штанга 2
с грузами 1, назначение которых — уравновешивать вращающийся кондук-
тор вместе с обрабатываемой деталью. Неуравновешенность кондуктора
сильно затрудняет процесс деления и нарушает точность механизма.
497
Обе стойки, основная и вспомогательная, устанавливаются на общей
плите, которая может входить в комплект наладки как одна из ее деталей
или быть универсальной. В последнем случае эта плита снабжается про-
дольными Т-образными пазами для направления и закрепления стоек.
При разводе стоек на требуемое расстояние они направляются своими
шпонками по однс^у из пазов плиты. Перемещение стоек по направляю-
щему пазу с последующей выверкой должно обеспечивать точное совпаде-
ние их осей. Рабочее приспособление надевается на две цапфы d и крепится
к плоскости делительной планшайбы. Стойки диаметром делительной
планшайбы 500 мм и больше обычно изготовляются с педальным управле-
нием фиксатором, а поворот планшайбы осуществляется от шпинделя
станка.
На рис. VII.57 показана,двухопорная поворотная стойка (кантова-
тель) конструкции Горьковского завода фрезерных станков, приме-
няемая на радиально-сверлильных станках; планшайба стойки повора-
чивается шпинделем станка.
Рабочее приспособление центрируется на выступающей части шпин-
деля планшайбы 1, притягивается к ней штурвалом 5 и дополнительно
поддерживается цапфой вспомогательной стойки 8. Обе стойки смонти-
рованы на общей плите 9. Для поворота планшайбы в конус шпинделя
станка вставляется оправка, имеющая внутреннее квадратное отверстие.
После этого шпиндель станка подводится к валику 3 и посредством оправки
соединяется с ним. Педалью 6 фиксатор 7 выводится из гнезда планшайбы,
после чего включается вращение шпинделя, которое через кулачковую
муфту 4 и червячную передачу 10 передается планшайбе. Поворот план-
шайбы 1 происходит до тех пор, пока палец 7 под действием пружины не
заскочит в очередное фиксаторное гнездо. Муфта 4, срабатывая при фикса-
ции, предохраняет фиксатор и механизм поворота планшайбы от поломок.
После установки планшайбы в очередной позиции вращение шпин-
деля выключается и он отводится от приспособления. Зажим планшайбы
осуществляется вручную посредством рукоятки 2. Привод прост по кон-
струкции и рекомендуется для применения в мелкосерийном производстве.
При крупных партиях, а также при обработке особо тяжелых деталей
приводы планшайб следует осуществлять от отдельных электродвигателей.
На рис. VII.58 показана механизированная поворотная стойка с элек-
троприводом, имеющая диаметр планшайбы 1000 мм. Планшайба 8 сцен-
трирована и закреплена на фланце шпинделя 4, установленного в корпусе 3
на подшипниках качения. Для облегчения растачивания отверстий под
подшипники последние имеют одинаковый наружный диаметр. На задней
плоскости планшайбы расположены 24 отверстия с запрессованными
в них фиксирующими вкладышами 7 с прорезями, в которые входит ро-
лик 15 фиксатора 14 (В—В), закрепленного на диске 5. В таком исполне-
нии делительный механизм позволяет поворачивать и фиксировать план-
шайбу через каждые 15° и через углы кратные 15°.
Для того чтобы можно было поворачивать планшайбу на другие углы,
часть фиксирующих вкладышей 7 монтируется в четырех сменных встав-
ках 13, расположенных в пазах планшайбы под углом 90° друг к другу.
Положение вкладышей во вставках определяется в соответствии с требо-
ваниями углового деления. Так, например, если необходим поворот на
угол в 28°, то вместо обычной вставки устанавливается специальная
вставка, один из вкладышей которой расположен под углом в 13°. Тогда
угол 28° складывается из углов 15° 13°.
Для предохранения фиксирующих вкладышей от загрязнения план-
шайба с задней стороны закрыта диском 5 из листовой стали, в котором
прорезаны окна для смены вставок 13, закрывающиеся планками на вин-
тах. Чтобы обеспечить возможность поворота и фиксации планшайбы
499
500
9
Рис. VII.57. Двухопорная стойка с планшайбой диаметром 600 мм, поворачиваемой шпинделем радиально-сверлильного станка
через любые малые углы, предусмотрен вспомогательный фиксатор 17,
управляемый рукояткой 23 (разрезы К—К и Е—Е). Фиксатор расположен
в корпусе 18, прикрепленном с помощью винтов и планки к направляю-
щим стального диска 5, и может перемещаться по дуге окружности в 30°.
Назначение второго фиксатора можно выяснить из следующего при-
мера. Допустим, что у изделия необходимо сверлить три отверстия, из
которых первое — исходное, а два других расположены под углами
2° 28' и 12° 30', Путем соответствующего конструктивного выполнения
сменной вставки 13 нетрудно обеспечить возможность поворота на угол
12° 30'. Однако расположить фиксирующий вкладыш под углом в 2° 28'
относительно исходного вкладыша невозможно. В связи с этим преду-
смотрен второй фиксатор, корпус которого в таких случаях можно пере-
мещать, пользуясь шкалой с нониусом. При наличии шкалы, нанесен-
ной на направляющем сегменте 16, нетрудно осуществить перемещение
на угол в 2° 28'.
Шкала разделена влево и вправо от нулевого деления на 15°, а каж-
дый градус разделен на шесть частей. Следовательно, цена деления или
интервал деления основной шкалы 10'. Шкала нониуса на корпусе 18
фиксатора разделена влево и вправо от нулевого деления на десять ча-
стей и обозначена двумя рядами цифр от 0 до 10, которые следует читать
один раз слева направо, а другой — справа налево.
Каждая половина шкалы охватывает дугу в 290' (в пределах от 0 до
4° 50') и, следовательно, угловой интервал деления нониуса равен 29'.
Из формулы
С = уС — i
находим
I = уС — С = 3-10' — 29' = 1',
где I — величина отсчета по нониусу; у — модуль; С — интервал деле-
ния основной шкалы; С — интервал деления нониуса.
Следовательно, с помощью нониуса фиксатор 17 можно перемещать
с точностью до одной угловой минуты.
После перемещения корпуса фиксатора его вновь затягивают болтами,
а упорный винт 19 закрепляют контргайкой 20. Упорный винт находится
в сегментном кронштейне 21, установленном в канавке направляющего
сегмента 22.
Для монтажа наладок в отверстие планшайбы запрессована центри-
рующая втулка, а на рабочей плоскости планшайбы профрезерованы уста-
новочный и Т-образные пазы под болты.
Для вращения планшайбы служит электродвигатель переменного тока
мощностью N = 1,2 кВт и частотой вращения /гдв = 900 об/мин с кно-
почным управлением. От вала двигателя через зубчатую муфту 11, чер-
вяк, червячное колесо 2 и зубчатый валик 9 движение передается зубча-
тому венцу 10, закрепленному на планшайбе.
Перед началом работы в Т-образном кольцевом пазу планшайбы, про-
тив соответствующих фиксирующих вкладышей, закрепляют кулачки 6,
воздействующие на переключатель /; положение кулачков регулируют
так, чтобы планшайба поворачивалась на угол несколько больший дан-
ного угла деления.
При включении двигателя планшайба вращается вправо, а ролик
фиксатора 14 под действием пружины заскакивает при этом в прорези а
всех фиксирующих вкладышей, не участвующих в делении, и вновь вы-
ходит из них. В момент, когда первый распределительный кулачок S
воздействует на переключатель 1 и реверсирует вал двигателя, планшайба
начинает вращаться влево, но немедленно останавливается, так как два
скошенных зуба б на торце фиксатора 14, беспрепятственно проскаки-
501
Рис. VI 1.58. Стойка с планшайбой диаметром 1000 мм, поворачиваемой электродвигателем
вавшие относительно соответствующих зубьев на торце вкладыша 7
при вращении планшайбы вправо, входят в зацепление, как только план-
шайба начинает вращаться влево. При этом правая половина зубчатой
соединительной муфты 11 выходит из зацепления с левой половиной и,
перемещаясь вдоль вала, воздействует на выключатель 12, останавливаю-
щий двигатель. После окончания операции снова включают двигатель;
соединительная муфта И замыкается и передает движение на планшайбу,
которая снова вращается вправо, пока очередной кулачок не переключит
электродвигатель на обратный ход. Далее цикл повторяется.
При делении только с помощью фиксатора 14 вспомогательный фикса-
тор 17 поворотом рукоятки 23 выводят из зацепления с планшайбой;
рукоятка скользит при этом по винтовому пазу в корпусе 18 и в верхнем
конце паза заводится в выемку.
При делении с использованием вспомогательного фиксатора его
перед соответствующим делением освобождают, выводя рукоятку из
выемки, и он в необходимый момент останавливает планшайбу. Вспомо-
гательный фиксатор выключает электродвигатель и останавливает план-
шайбу при ее вращении вправо. В связи с этим на фиксирующих вклады-
шах 7 предусмотрен средний зуб 7в, который входит в зацепление с зубом
фиксатора /7s при правом вращении планшайбы.
Возникающее при зацеплении давление воспринимается упорным
винтом 19, а зубчатая муфта 11, как и ранее, срабатывает и через выклю-
чатель 12 останавливает двигатель. Перед очередным включением дви-
гателя для правого поворота планшайбы фиксатор 17 шаровой рукоят-
кой 23 отводится назад. Так как муфта сцепления // должна выключаться
при вращении планшайбы как вправо, так и влево, то боковые поверх-
ности ее зубьев выполнены симметричными.
Для поворота планшайбы вручную с помощью рукоятки левый конец
вала электродвигателя имеет внутренний шестигранник. Делительная
стойка может быть выполнена без вспомогательного фиксатора 17 и шкал,
а также и без сменных вставок 13, что упрощает конструкцию. Вместо
зубчатой муфты // может быть применено реле, выключающее ток при
перегрузке электродвигателя в момент зацепления фиксатора с фикси-
рующими вкладышами. Электрические приборы управления смонтиро-
ваны в распределительной коробке, установленной на стойке, и легко
доступны.
Ниже приведены расчеты некоторых элементов делительной стойки:
Наружный диаметр dg.................. 100
Внутренний диаметр dB .............. 60
Средний диаметр dcp ................ 80
Число зубьев г.................. 4 двойных зуба
Высота зубьев h ............ 10
Так как муфты должна выключаться при вращении планшайбы в обе
стороны, то боковые поверхности каждого зуба равномерно наклонены
от вершины зуба к основанию под углом а:
^“=^г = -та = 0да“= 17039'-
Пружина муфты
Мдв = 71 620 — = 71 620 125 кгссм.
дв пдв 930
При среднем диаметре муфты dcp = 80 мм усилие Рср, действующее
на радиусе гср = 40 мм, будет
/эср=4м-=2?-^31кгс'
'ср *
504
Потребное давление рпр со стороны пружины определяется из фор-
мулы
__ Рср _____ Рср ________ 31 _ .
Р^~ tga+f — tgl7°26'+/“ 0,314 + 0,1 ~ КГС’
где f — 0,1 — коэффициент трения стали по стали.
В муфте установлена пружина с наружным диаметром D = 76 мм,
диаметром проволоки d = 7 мм, давлением рвр — 88 кгс/см2.
Передаточное отношение i цепи от вала электродвигателя до планшайбы
рассчитываем так: принимаем ппл = 4 об/мин; тогда передаточное отно-
шение цепи будет
: _ ппл_____. 1
пдв ~ 930 ~ 232 •
Берем для червячной передачи
._________________________________1_
К. п 22 *
для цилиндрической зубчатой передачи
. 1
гз.п— И •
Тогда передаточное отношение цепи будет
гч. Пгз.п 22 ’ 11 “ 242 ’
а частота вращения планшайбы
«пл = 2^2 930 = 3,84 об/мин«
Примеры наладок стоек
На рис. VII.59...VII.63 показаны примеры монтажа на стойках смен-
ных кондукторов для обработки разнообразных деталей.
5. ПЛАВАЮЩИЕ СТОЛЫ
На практике часто приходится обрабатывать на одношпиндельном
вертикально-сверлильном станке систему отверстий с параллельными
осями.
Кондуктор с закрепленной деталью или непосредственно деталь,
если отверстия сверлятся по разметке, приходится передвигать и доби-
ваться совмещения оси шпинделя с осью кондукторной втулки или с цент-
ром, намеченным разметкой.
В связи с этим кондуктор нецелесообразно прикреплять к столу
станка. Однако работа с незакрепленным кондуктором опасна для свер-
ловщика при обработке отверстий больших диаметров; в случае защем-
ления сверла в детали кондуктор может начать вращаться вместе со
сверлом.
Для того чтобы сократить время на передвижение кондуктора, повы-
сить точность совмещения осей и обеспечить безопасные условия труда,
применяют плавающий или двухкоординатный стол той или иной кон-
струкции. Кондуктор или непосредственно обрабатываемая деталь,
закрепляемые на этом столе, легко и быстро перемещаются для совмещения
с осью шпинделя.
505
Рис. VII.59. Наладка на одноопорную стойку
Деталь базируется пальцем 2 по окончательно обработанному
имеющейся в ней масляной канавке. Зажим детали осуществляется
через кондукторные втулки в корпусе 1, а зенкование их с обратной
гося в другой плоскости, производится через кондукторную втулку
отверстия планка 4 выполнена откидной.
506
Эскиз детали
для обработки отверстий с разных сторон
отверстию и фиксируется в горизонтальной плоскости штырем 3 по
откидным прихватом. Сверление четырех отверстий производится
стороны — при повороте стола на 180?. Сверление отверстия, находяще-
в планке 4 при повороте стола на 90’. Для возможности развертывания
507
3 XfrX
Рис. V11.60. Наладка на одноопорную стойку для обработки радиальных отверстий
Деталь базируется пальцами 2 и 3 по центральному отверстию и отверстию в торце. Зажим осуществляется откидным прихватом 1.
Рис. VII.61. Наладка двухопорной стойки для сверления отверстий и обработки уплотнительных поясков на фланцах литого корпуса
Обрабатываемая деталь устанавливается своими крайними фланцами на две жесткие опоры 8 и две самоустанавливающиеся опоры 4. До
регулируемых упоров 2 деталь доводится вручную, а в продольном направлении ориентируется предварительно по двум жестким упорам
1. Крепление детали и окончательная установка ее в продольном направлении производятся откидной планкой 10, несущей жестко за-
крепленную призму 5. Одновременно с этим планка 6 поджимает деталь к упору 2.
Кондукторные плиты 9 выполнены откидными и в рабочем положении фиксируются пружинящими пальцами 3. Для сверления от-
верстий, расположенных на дне отливки предусмотрена кондукторная плита 7 выполненная в виде сменной втулки.
Рис. VII.62. На-
ладка двухопорной
стойки для сверле-
ния детали короб-
чатой формы с не-
скольких старой
Наладка вы-
полнена в виде
съемного приспо-
собления с вращаю-
щейся люлькой. Об-
рабатываемая деталь устанавливается в люльке 8 и может вращаться
вместе с рабочим приспособлением относительно осн стойки. Люлька 6
может вращаться в корпусе 3 вокруг оси 7, перпендикулярной оси стой-
ки. Для установки детали в приспособление кондукторная плита должна
быть откинута. При положении люльки 6, показанном на рисунке, де-
таль опускают сверху по направляющим планкам 11 до посадки ее на опоры
4 и центрируют на неподвижной и подвижной шайбах 8 и 10. Поворотом
рукоятки 9 деталь зажимают между шайбами. Затем откидную кондук-
торную плиту 2 приводят в рабочее положение и закрепляют болтом 1.
Делительный механизм люльки 6 выполнение виде пружинящего фикса-
тора 12 с фиксирующими втулками 5. Приспособления с люльками по-
зволяют обрабатывать детали с шести сторон.
Рис. VI 1.63. Наладка двух-
опорной стойки со сменной
кондукторной плитой п
Сменная плита одновре-
менно используется для ус-
тановки обрабатываемых де-
талей. Детали типа корпусов,
крышек базируются по обра-
ботанной плоскости разъема,
на которой обычно и распо-
ложены обрабатываемые от-
верстия.
Деталь устанавливают
сверху, а затем поворачивают
и сверлят отверстия со сто-
роны базовой плоскости. Ес-
ли требуется подрезание тор-
цов или зенкование под го-
ловки винтов с противопо-
ложной стороны отверстий,
то эта операция выполняется-
во вторую позицию после по-
ворота. Основанием делитель-
ного приспособления служит
стандартный швеллер 1, к ко-
торому приварены сверху
опорные плиты 2. В этих пли-
тах имеются Т-образные па-
зы под болты для крепления
стоек 5. Точное расположе-
ние обеих стоек на одной пря-
мой линии обеспечивается по-
средством центрального уста-
новочного паза в плитах
СЛ
Вид В
и направляющих шпонок 3, прикрепленных к корпусам стоек. На шпинделе 7 правой стойки закреплен делительный диск 6. Фиксатор 8 заска-
кивает в фиксирующие втулки под действием пружины, а отводится с помощью эксцентричного валика. Обе стойки оборудованы механизмами для
зажима шпинделей и планшайб на время обработки.
Сменные кондукторы центрируются в отверстиях шпинделей 7 цапфами т, а болтами через отверстия во фланцах прикрепляются к планшай-
бам стоек. Для фиксации углового положения устанавливаемого приспособления служит сухарь 4.
Для станка модели 2135 спроектирован стол с двумя салазками на
шарикоподшипниках, легко перемещаемых в двух взаимно перпендикуляр-
ных направлениях1.
Оригинальную и сравнительно простую конструкцию плавающего
стола разработал новатор М. 3. Запольских. Стол состоит из двух плит
с пришабренными плоскостями стыка (рис. VII.64). Верхняя плита сво-
д-д
Л7
Рис. VII.64. Плавающий стол с мембранным пневмоприводом
бодно перемещается (плавает) относительно нижней плиты (основания)
и после совмещения оси обрабатываемого отверстия с осью шпинделя
быстро и надежно прижимается к ней с помощью мембраны.
Основание 1 закрепляется на столе сверлильного станка. В средней
части основания имеется отверстие а, в котором размещен шток 5 пневмо-
цилиндра. Последний состоит из корпуса 3 и завальцованной в нем сталь-
ной.мембраны 4; одновременно мембрана с помощью завальцовки прочно
укреплена на штоке. Шток винтами 9 жестко скреплен с подвижной пли-
той 2 стола. На плите с помощью Т-образных пазов укрепляется кондук-
тор. Перемещая подвижную плиту за рукоятки 8, совмещают ось кондук-
торной втулки с осью инструмента и производят закрепление подвижной
1 См. типовой проект модернизации вертикально-сверлильного станка.
512
плиты. Для этого поворотом рукоятки крана 10 впускают сжатый воз-
дух через горизонтальное и вертикальное отверстия плавающей плиты и
наклонное отверстие штока в полость между выточкой корпуса 3 пневмо-
цилиндра и мембраной. Под действием сжатого воздуха мембрана про-
гибается, перемещает шток 5 вниз и надежно притягивает верхнюю плиту
к основанию. Обод 7 препятствует разбрызгиванию охлаждающей жид-
кости, которая через сливные решетки 6 и отверстия К в плавающей
плите и штоке стекает на стол станка.
6. УНИВЕРСАЛЬНЫЕ И ГРУППОВЫЕ КОНДУКТОРЫ
При групповых технологических процессах, когда обрабатываемые
детали закрепляются за определенным станком, можно с успехом при-
менять универсальные или групповые переналаживаемые кондукторы.
Кроме скальчатых разработаны и используются групповые кондукторы
для сверления отверстий, расположенных по окружности, по прямой ли-
нии, отверстий в головках рычагов различной длины и формы и т. п.
Опыт показывает, что обработку значительного большинства деталей
можно производить в групповых кондукторах со сменными наладками.
Широкое применение этих приспособлений, их механизация и автомати-
зация не только повышают производительность труда, но и резко сокра-
щают затраты средств и времени на подготовку производства.
Ниже рассматриваются некоторые конструкции групповых кондук-
торов.
Обработка зубчатых колес, дисков, фланцев и ряда других дета-
лей часто начинается со сверления центрального отверстия на верти-
кально-сверлильном станке, которое после протягивания принимается
за установочную базу при дальнейшей обработке.
На рис. VII.65 показан универсальный пневматический патрон, пред-
назначенный для центрирования и зажима заготовок зубчатых колес
и других цилиндрических деталей диаметром от 50 до 220 мм при обра-
ботке в них центральных отверстий.
Деталь устанавливается на сменную опорную втулку 8 или планки 7.
Центрирование и зажим деталей осуществляются кулачками 3 (или 9),
снабженными насечкой. Кулачки приводятся в действие штоком 10 от
пневматического цилиндра. На штоке нарезаны зубцы, зацепляющиеся
с одним из зубчатых валиков 5; на шлицевом конце этих валиков уста-
новлены кулачки 3 (или 9). Передача одновременного и равномерного вра-
щения двум другим зубчатым валикам осуществляется центральной ше-
стерней 6.
Патрон имеет два комплекта кулачков: один — для зажима деталей
диаметром от 50 до 160 мм (кулачки 3) и другой —для диаметров от 160
до 220 мм (кулачки 9). Ввиду того что ход штока 10 ограничен, для зажима
деталей различных диаметров в диапазоне одного комплекта кулачков
необходима их переналадка. Для этого шток 10 отводится в одно из край-
них положений; гайки 1 к 2 отвинчиваются, и зубчатый валик 5 выводится
из зацепления со штоком, опускаясь до упора в штифт 4. После этого
зубчатый валик 5, продолжающий оставаться в зацеплении с колесом 6,
поворачивают, устанавливая кулачки на необходимый размер. Затем
навинчиваем гаек 1 и 2 зубчатый валик 5 снова вводится в зацепление
со штоком 10.
На рис. VII.66 показан общий вид, а на рис. VII.67 — конструкция
кондуктора для сверления в деталях отверстий, расположенных по одной
окружности (диски, шестерни, крышки и т. п.).
Кондуктор состоит из трех основных частей: ползуна с кондукторной
планкой, вертикально перемещающегося по скалкам приспособлений;
патрона или консольной оправки для закрепления деталей и делитель-
17 М. А. Ансеров
513
ного механизма. Планка с кондукторной втулкой перемещается по на-
правляющим ползуна; отсчет перемещений производится по шкале и
нониусу.
Делительное устройство состоит из корпуса 3, на котором смонтиро-
ван поворотный стол 2. К нижней части стола с помощью установочных
штифтов и винтов при-
креплен делительный диск
1, в гнезда которого за-
скакивает фиксатор 5, уп-
равляемый эксцентрико-
вым валиком 4 с рукоят-
кой. На верхнюю опорную
плоскость поворотного сто-
ла 2 может быть установ-
лен трехкулачковый пат-
рон 6 под круглые детали
либо в конусное гнездо
втулки стола — консоль-
ная оправка для деталей,
устанавливаемых по отвер-
стию.
В отверстия корпуса 3 рис vn 66 Общий
вид кондуктора для позиционной
запрессованы две парал- обработки отверстий, расположенных по окружности
дельные направляющие
скалки 18, по которым перемещается в вертикальном направлении пол-
зун 10. Кондукторная планка 9 устанавливается на требуемый диаметр
расположения центров отверстий по окружности вручную по нониусу, нане-
Рис. VII.67. Конструкция кондуктора по рис. VII.66
сенному на боковой прикрывающей планке, и миллиметровой шкале на
кондукторной планке. Кондукторная планка 9 после перестановки за-
крепляется винтом 14 с накатной головкой, который через промежуточ-
ный плунжер 13 и шарик 12 действует на зажимной шарик 11, который
заклинивается в продольном V-образном пазу К ползуна 10.
В промежуточную кондукторную втулку 7 устанавливается сменная
кондукторная втулка 8. Регулируемый по высоте ползун 10 зажимается
в требуемом положении винтом 15 с накатной головкой, действующим че-
рез шарик 16. Шарик 16 расклинивает два промежуточных шарика 17,
515
расположенных в поперечном канале ползуна 10 и прижимающих поме-
щенные в этом канале полунжеры к колонкам 181.
Для повышения универсальности и производительности подобные
делительные устройства монтируют на салазках, а механизм зажима
заготовок снабжают пневмоприводом.
Для’сверления[-радиальных отверстий в ступицах колес, шкивов, махо-
вичков и других деталей применяют групповой переналаживаемый кон-
дуктор, показанный на рис. VII.68.
Кондуктор состоит из корпуса 1 с вертикальной направляющей типа
ласточкина хвоста, по которой перемещается ползун 2. По горизонтальной
направляющей ползуна 2 регулируется вылет кондукторной планки 7,
перемещаемой при помощи винта 6 с накатной головкой 5, закрепленного
в кронштейне 4. Величину перемещения кондукторной планки определяют
по шкале 14.
В планке 7 устанавливают сменную кондукторную втулку 8. Обра-
батываемую деталь надевают на сменный палец, который закреплен вин-
3 Конструкция механизма фиксации ползуна по высоте колонок с помощью шариков
и плунжеров более наглядно показана на рис. VII.76.
516
том 9 в отверстии фланца 10, в котором имеется шпоночный паз для фикса-
ции пальца. Конструкция пальца допускает сверление отверстий на раз-
личном расстоянии от торца детали; на пальце снята лыска для выхода
сверла. Для базирования детали по шпоночному пазу и фиксации поло-
жения пальца предусмотрены два штифта. При настройке кондуктора пол-
зун 2 устанавливают по высоте в зависимости от размера ступицы обра-
батываемой детали и закрепляют винтами 3. Кондукторную планку 7
передвигают на расстояние А от торца детали и закрепляют винтом 13.
Риска на линейке 15 должна совпасть с делением шкалы 14, равным раз-
меру А. Деталь закрепляют прихватом И и гайкой 12. Прихват сменный;
размер его зависит от габарита детали.
На практике часто приходится сталкиваться с изготовлением отвер-
стий в планках, клиньях, направляющих и т. п. При этом, расстояния
между отверстиями, последовательность их расположения и диаметры
могут быть весьма различными.
На рис. VII.69 изображен групповой кондуктор, предназначенный для
выполнения такого рода операций. Удлиненный П-образный корпус 9
приспособления снабжен боковыми направляющими 12 и 25, по которым
перемещается кондукторный суппорт 18. Последний снабжен ползуном 14,
в котором запрессованы направляющие втулки 21, перемещающиеся сов-
местно с ним в вертикальном направлении по скалкам 13.
Ползун фиксируется в требуемом положении с помощью винта 17,
который воздействует через три шарика на два прижимных плунжера 20.
Кондукторная планка 6, перемещающаяся в пазу ползуна 14, фиксируется
в требуемом положении винтом 1 с накатной головкой, который через
промежуточный штифт 2 сообщает продольное перемещение шарику 3,
благодаря чему шарик 4 заклинивается в V-образном пазу ползуна 14.
Перемещение планки 6 направляется прижимами 22 и 19. Последний
одновременно является нониусом. Сменные кондукторные втулки 5 заме-
няются по мере надобности.
Детали устанавливаются на опорную плоскость корпуса кондуктора.
В поперечном направлении они ориентируются направляющей планкой 12,
а в продольном — упором 16. Зажим деталей осуществляется посредством
трех винтов 7 с накатными головками, установленных в колодке 8, длина
которой соответствует длине детали. В зависимости от ширины детали
зажимная колодка 8 может перемещаться в поперечном направлении кор-
пуса кондуктора, в связи с чем в корпусе предусмотрены удлиненные
Т-образные поперечные пазы. Закрепление колодки 8 осуществляется
винтами 23 с помощью квадратных гаек 24. Установка и закрепление про-
изводятся с таким расчетом, чтобы деталь имела достаточную поверх-
ность опоры на выступающем заплечике колодки. Образуемое в резуль-
тате этого пространство под деталью (см. разрезы А—А и Б—Б) обеспе-
чивает свободный выход сверла.
Суппорт 18, который несет на себе кондукторное устройство, устанав-
ливается по миллиметровой шкале с помощью нониуса 15 и закрепляется
винтом 11, действующим на прижимной плунжер и шарик 10. Шарик
скользит в призматической направляющей корпуса 9 и обеспечивает надеж-
ное крепление суппорта в заданном положении.
Уголок с нониусом 15 обеспечивает точность установки порядка 0,1 мм.
Рекомендуется, однако, в зависимости от требуемой точности иметь до-
полнительный нониус, позволяющий получать точность порядка 0,05 мм.
Замена уголка с нониусом производится быстро и просто.
Кондукторная планка 6 с миллиметровой шкалой устанавливается
в поперечном направлении по нониусу, снабженному шкалой в соответ-
ствии с требуемой точностью. Нониус закреплен на ползуне 14. Кондук-
тор рассчитан на следующие предельные размеры обрабатываемой детали;
517
Рис. VII.69. Групповой переналаживаемый кондуктор для обработки отверстий В деталях типа планки, клинья
ширина 60 мм, высота 50 мм, длина 300 мм. Однако в соответствии с потреб-
ностями производства можно использовать аналогичные кондукторы для
обработки деталей любых размеров.
На рис. VI 1.70 показан раздвижной переналаживаемый кондуктор
для обработки отверстий на концах деталей типа валиков, вилок, рычаж-
ков различной длины.
В корпусе 1 помещается сменный кронштейн 4 с кондукторной втул-
кой 3. С другой стороны на корпусе укрепляется передвижной зажим,
состоящий из ползуна 6, в котором помещен шток 7, несущий сменный
центр 5 (или 2) и перемещающийся под действием эксцентрика 8. Ползун
закрепляется на корпусе двумя болтами 9 в положении, соответствующем
длине обрабатываемой детали. Основные размеры таких приспособлений
приведены в табл. VI 1.22.
Таблица VII.22
Основные размеры переналаживаемых кондукторов в мм (по рис. VI 1.70)
D L н В а h
10...18 260 115 70 90 15+0,019 124-o,03s
15...35 340 165 90 110 20-4-0,023 2q+0,045
35... 60 460 230 125 140 зо+0,023 зо+0,045
На рис. VII.71, а, б приведены два примера наладок описанного кон-
дуктора.
На рис. VI 1.72 показана групповая наладка к скальчатому кондуктору
для обработки второго отверстия в бобышке рычагов разной длины.
В корпусе 8 наладки закреплена плита 1 со шкалой нониуса К, в которой
центрируется и закрепляется установочный палец. В зависимости от длины
рычага плиту с пальцем смещают вдоль прорези, пользуясь шкалой 10,
прикрепленной к корпусу, и закрепляют винтом. На корпусе установлены
также колодка 7, в которой перемещается призма 6, и опорная втулка 9.
519
Рычаги устанавливаются обработанным отверстием на палец 2 и
ориентируются, подпружиненной призмой 6. После обработки призму
отводят рукояткой 11, действующей на штифт 12. В кондукторной плите 5
установлены постоянная 3 (она же нажимная) и сменная 4 втулки. Диапа-
зон размеров, для которых спроектировано приспособление, указан
в табличке на чертеже.
Другой групповой кондуктор для обработки второго отверстия пока- .
зан на рис. VI 1.73. На плите 1 болтами 2 закреплена стойка 3 с двумя
Рис. VII.71. Примеры наладок к кондуктору, изображенному на
рис. VII.70
скалками 5 и кондукторной плитой 6, закрепленной на скалках гайками 7.
Перемещение скалок с плитой 6 производится рукояткой 4, как в обычных
скальчатых кондукторах с конусным или с роликовым замком. Для
направления инструмента предусмотрен набор сменных втулок 10, уста-
навливаемых в постоянную втулку 11. Упор 9, закрепленный винтом 8,
предохраняет сменные втулки от проворачивания и выпадения под дав-
лением стружки.
На плите 1 установлена подвижная плита 17, которая закрепляется
в требуемом положении болтами 16 с гайками 15. В отверстии плиты 17
520
в-в
Рис. VII.72. Переналаживаемый кондуктор для обработки второго отвер-
стия в бобышке рычагов
10 9 8
Рис. VII.73. Второй вариант конструкции переналаживаемого
кондуктора для обработки второго отверстия в бобышке рычагов
521
имеется сменный палец 14, закрепляемый винтами 18. К подвижной
плите 17 и стойке 3 прикреплены платики 19 так, что расстояние А между
ними равно расстоянию между осью сменного штыря 14 и осью кондуктор-
ной втулки 10. Рычаг устанавливают обработанным отверстием на смен-
ный палец 14, другой конец рычага ориентируется призмой 21, которую
можно передвигать по пазу стойки 3 винтом 22. Деталь прижимается
к сменному опорному кольцу 13 сменным кольцом 12, закрепленным вин-
том 20 на плите 6.
Наладка кондуктора производится следующим образом. В соответ-
ствии с диаметром отверстия в бобышке устанавливают сменный палец 14
и закрепляют его винтами 18. Вкладышем или штангенциркулем уста-
навливают размер между плоскостями платиков 19 так, чтобы он был
равен расстоянию между осями отверстий, и закрепляют подвижную
плиту 17 болтами 16. Затем подбирают и устанавливают сменные кольца 13
и 12 и сменную втулку 10 в соответствии с размерами применяемого
инструмента. Обрабатываемую деталь поджимают призмой 21.
Для сверления отверстий, расположенных под углом к главной базо-
вой поверхности детали, рекомендуется применять шарнирную пневмо-
подставку в компоновке со скальчатым кондуктором.
7. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ КОНДУКТОРЫ
В условиях массового производства при обработке отверстий в мелких
деталях с небольшим машинным временем на резание целесообразно
полностью автоматизировать цикл обработки. Для этого необходимо
автоматизировать и согласовать между собой циклы работы станка и
приспособления.
Простейший цикл работы сверлильного станка складывается из сле-
дующих движений: 1) быстрый подвод инструмента к детали; 2) рабочая
подача; 3) быстрый отвод инструмента в исходное положение; 4) кратко-
временная задержка шпинделя (пауза) в исходном положении, позволяю-
щая сменить обрабатываемую деталь.
Для автоматизации такого цикла наибольшее применение получили
кулачковые и пневмогидравлические устройства.
Цикл работы приспособления складывается из движений: 1) подача
заготовки из бункера в зону резания; 2) зажим заготовки перед началом
резания; 3) разжим заготовки; 4) удаление (выталкивание) ее из кондук-
тора и очистка (обдув) установочных поверхностей от стружки.
Приспособление снабжается бункером с механизмом захвата и пооче-
редной подачей заготовок в зону резания (обычно храповой механизм),
а также пневматическим или пневмогидравлическим приводом для зажима
заготовок. Управление приводом (переключение цилиндров) произво-
дится автоматически от шпинделя станка, воздействующего на золотник
распределительного крана привода при перемещениях вниз и вверх.
На практике чаще встречаются устройства, обеспечивающие автома-
тизацию не всего цикла, а лишь его отдельных элементов. Так, например,
широко применяется автоматизация зажима и раскрепления заготовок
в кондукторе при ручной подаче шпинделя станка; бункерная автомати-
зированная загрузка заготовок при ручном их зажиме и т. п. Наибольшее
число примеров касается автоматизации скальчатых кондукторов.
На рис. VI 1.74 показан скальчатый кондуктор с пневматическим при-
водом для сверления радиальных отверстий в стержне клапана и других
цилиндрических деталях; в кондукторе автоматизированы приемы зажима
и раскрепления заготовок с помощью крана путевого переключения.
Приспособление состоит из корпуса 1 со встроенным цилиндром, в ко-
тором перемещается поршень 2 со шток-рейкой 4. Последняя вращает
522
зубчатый валик 5, который, в свою очередь, поднимает или опускает
рейки-колонки 3 с закрепленной на них кондукторной плитой. Оператор
левой рукой устанавливает на призму 7 до упора 6 обрабатываемую деталь,
а правой, вращая штурвал или рукоятку, опускает шпиндель вниз.
На гильзе шпинделя станка установлен хомут 8 с прикрепленным, к нему
копиром 9. Перед началом сверления копир 9 наскакивает на ролик 10
цилиндрического золотника 11. Распределительный кран 14, закреплен-
ный на станине станка, в этом случае пропускает сжатый воздух через
штуцер 13 в полость А цилиндра. Происходит зажим заготовки. После
сверления, при подъеме шпинделя вверх, копир сходит с ролика, золот-
ник под действием пружины 15 возвращается в исходное положение и воз-
дух через штуцер 12 поступает в полость Б цилиндра (разжим), а из
полости А через кран уходит в атмосферу1.
На рис. VII.75 показана аналогичная схема автоматического управ-
ления зажимом и раскреплением деталей в скальчатом кондукторе. Раз-
ница заключается лишь в том, что копир 1, воздействующий на ролик 4
золотника 3, закреплен на диске 5. Этот диск устанавливается на валике
подачи шпинделя станка и для опускания и подъема шпинделя снабжен
рукояткой 6. Распределительный кран 2 монтируется рядом на станине
станка. Назначение деталей 7 и 8 такое же, как деталей 12 и 13, показан-
ных на рис. VII.74.
Для зенкования колец применено автоматизированное приспособле-
ние, показанное на рис. VI 1.76. В приспособлении предусмотрена мага-
зинная загрузка; подача, зажим и удаление колец осуществляются
автоматически от хода шпинделя станка, действующего через упор на
1 Описание конструкции крана с цилиндрическим золотником для автоматического
управления см. в гл. IV.
523
Рис. VII.75. Схема пневматического скаль-
чатого кондуктора с автоматическим зажимом
После обработки, при движении
кран путевого переключения. На корпусе 1 приспособления закреплена
плита 5 с привернутыми к ней двумя планками 6, образующими совместно
с плитой Т-образный паз. По этому пазу перемещается ползун 16, имею-
щий опорную площадку и цилиндрическую выемку под обрабатываемую
деталь и связанный со штоком 17 пневмоцилиндра 18.
На правом конце плиты 5 привернута стойка 14 с закрепленным на
ней упором 15, а к задней вертикальной стенке корпуса 1 прикреплен
кронштейн 2 со стойкой 4, на которой установлен угольник 3 с приварен-
ной к нему цилиндрической кассетой 7 для загрузки обрабатываемых дета-
лей; кассета для удобства закла-
дывания деталей снабжена про-
дольными пазами.
Винт 19 служит для регулиро-
вания ползуна в его крайнем ле-
вом положении. В этом положении
имеющееся в нем гнездо под коль-
цо должно совпадать с осью кас-
сеты 7.
При таком устройстве нижняя
обрабатываемая деталь под дей-
ствием своей массы падает из кас-
сеты в гнездо ползуна и при вклю-
чении цилиндра подается им под
инструмент до упора 15, где коль-
цо центрируется и зажимается.
На одной из планок 6 (правой)
укреплена стойка 13, в пазу кото-
рой на оси 9 помещен рычажок 8,
находящийся под действием пру-
жины 10. Левый изогнутый конец
рычажка со стороны, обращенной
к цилиндру, имеет скос. Поэтому
при движении ползуна с деталью
вправо рычажок, поворачиваясь
на оси, поднимается, и деталь про-
ходит под ним на рабочую пози-
цию.
ползуна влево, деталь упирается
в конец рычажка, удерживается им на рабочей позиции и после переме-
щения ползуна в крайнее левое положение проваливается через отверстие
в корпусе и скатывается в тару.
Распределительный кран И, переключающий цилиндр, смонтирован
на кронштейне станка и управляется упором 12, установленным на гильзе
шпинделя.
На рис. VII.77 показано устройство, обеспечивающее полную (ком-
плексную) автоматизацию сверления отверстий в валиках. Валики
загружаются в магазин 1, из которого под действием собственной массы
поступают к верхней плоскости толкателя 2. Из этого положения валик
захватывается толкателем, выполненным в виде пневматического цилин-
дра, и, перемещаясь, прижимается к упору 3. После обработки детали
подача сжатого воздуха в цилиндр прекращается и пружина возвращает
последний в исходное положение, а валик под действием собственной массы
удаляется из приспособления через отводящий канал А. Подача сверла и
управление золотником 5 производятся кулачком 6. Очистка базовых
поверхностей от стружки осуществляется сжатым воздухом, поступаю-
щим из шланга 4.
524
СП
&
A-A
Рис. VII.76. Автоматизированное приспособление с магазинной загрузкой для зенкования колец
Рис. VI 1.77. Уст-
ройство для авто-
матической обра-
ботки отверстий в
валиках
Рис. VII.79. Конструкция кондуктора но рис. VII.78
Рис. VII.78. Общий вид скальчатого кондуктора с авто-
матической загрузкой и удалением обрабатываемых деталей
На рис. VII.78 показан общий вид, а на рис. VI 1.79 конструкция скаль-
чатого кондуктора с реечным механизмом, замком и ручным приводом,
в котором приемы загрузки и удаления деталей, а также очистки уста-
новочных поверхностей от стружки автоматизированы. Детали в виде
небольших квадратных сухариков или шайб
закладываются в бункер 4. При повороте ру-
коятки 1, которой осуществляют подъем, опу-
скание и запирание кондукторной плиты, до-
полнительный реечный валик 5 приводит в дей-
ствие второй реечный механизм 2 с ползуном 3,
предназначенный для подачи заготовки из ма-
газина 4 в рабочую позицию до упора 7. При
подъеме кондукторной плиты реечный ползун 3
перемещается влево настолько, что очередная
заготовка падает из магазина. При опускании
плиты ползун 3, перемещаясь вправо, своим вы-
ступом перемещает впередилежащие заготовки,
в результате чего перемещаются все заготовки,
включая и обработанную. Последняя падает
в лоток, а очередная, дойдя до опустившегося
упора 7, занимает рабочее положение. Прину-
дительное перемещение заготовок по желобу
Рис. VII.80. Устройство,
автоматизирующее подъем и
опускание кондукторной пли-
ты скальчатого кондуктора
одновременно обеспечивает автоматическую
очистку от стружки.
Для компенсации неточности в размерах
заготовок и надежного поджима обрабатывае-
мой заготовки в конструкции между реечным
валиком 5 и кондукторной плитой 6 предусмотрена пружина 8.
Подъем и опускание кондукторной плиты можно автоматизировать.
Для этого на выступающий конец валика реечного механизма вместо
Рис. VII.81. Автоматизированное приспособление с подвесной кондуктор-
ной плитой
рукоятки 1 устанавливают зубчатое колесо 1 (рис. VII.80), часть зубьев
на котором срезана.
С колесом сцеплена рейка 2, связанная хомутом 3 с гильзой шпинделя
станка. Благодаря такой связи при подъеме и опускании шпинделя станка
приводится в действие механизм скальчатого кондуктора.
527
В конце зажима (перед началом сверления) рейка 2 выходит из зацеп-
ления с зубчатым участком колеса 1 и во время рабочей подачи при свер-
лении своим плоским участком С скользит по гладкой поверхности колеса/.
Плоскостное сопряжение рейки с зубчатым колесом на участке С обра-
зует как бы дополнительный замок, препятствующий отходу кондуктор-
ной плиты от обрабатываемой детали. Приемы зажима и раскрепления
деталей, а также их подачи ~и удаления после обработки сравнительно
просто автоматизируются при использовании подвесных кондукторных
плит.
На рис. VII.81 кондукторная плита 1 с помощью хомута закреплена на
гильзе шпинделя станка. Кольца, в которых сверлятся радиальные от-
верстия, закладываются в желоб 4, укрепленный на подставке 3 наклонно,
и скатываются под сверло. Когда шпиндель поднят, детали задерживаются
подпружиненным упором 5. При опускании шпинделя призматические
выступы, прикрепленные к нижней плоскости кондукторной плиты, цен-
трируют и зажимают очередное кольцо. При этом два штифта 2, нажимая
на упор 5, опускают его (разрез А—А) и, освобождая тем самым ранее
просверленную деталь, позволяют ей скатиться в тару, установленную
около станка.
ГЛАВА VIII
ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ФРЕЗЕРНЫХ СТАНКОВ
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
В группе фрезерных станков, составляющих примерно 10% от дей-
ствующего станочного оборудования, основную массу составляют кон-
сольно-фрезерные станки широкого назначения.
По данным ЭНИМСа, проводившего наблюдения за обработкой дета-
лей на фрезерных станках в условиях различного производства, машин-
ное время на этих станках в среднем составляет менее половины общего
времени работы в смену (37...49%). Примерно столько же процентов затра-
чивается на выполнение вспомогательных приемов, 3,5...5% приходится
на подготовительно-заключительное время и 8...11% на организационно-
техническое обслуживание.
Из общей суммы вспомогательного времени на приемы, связанные
с установкой и закреплением деталей в условиях серийного производства,
затрачивается 40...41 %, а на приемы по осуществлению рабочего цикла
(управления станком) — 29... 30 %. Следовательно, основные резервы
для повышения производительности труда скрыты в возможности даль-
нейшего совершенствования установочно-зажимных приспособлений и
автоматизации обработки на фрезерных станках.
Наибольший эффект в сокращении затрат времени на установку и
закрепление заготовок может быть получен при выполнении этих приемов
во время фрезерования — за счет перекрытия вспомогательного времени
станка. С этой целью широко внедряются: I) непрерывное фрезерование
на вращающихся круглых столах и барабанах; 2) многоместные приспо-
собления со сменными кассетами; 3) двухпозиционные поворотные столы
и. т. п.
Вместе с тем в конструкциях приспособлений ручные зажимы заме-
няются быстродействующими пневматическими и гидравлическими при-
водами, повышающими производительность и облегчающими труд рабочих.
2. МАШИННЫЕ ТИСКИ
Машинные тиски относятся к группе универсальных приспособле-
ний, допускающих переналадку. Корпус с салазками и механизм зажима
тисков — постоянные. Наладка состоит из сменных губок и других уста-
новочных элементов, проектируемых и изготовляемых в соответствии
с формой и размерами обрабатываемых деталей.
Тиски можно разделить на следующие группы.
I. По общей конструкции: 1) с одной подвижной губкой; 2) само-
центрирующие с двумя подвижными губками; 3) с плавающими губками;
4) с губками, перемещающимися взаимно перпендикулярно.
529
II. По конструкции механизма зажима: 1) винтовые; 2) эксцентри-
ковые; 3) эксцентриковые с рычажным усилителем.
III. По типу силового привода: I) с ручным приводом; 2) пневмати-
ческие; 3) механогидравлические; 4) пневмогидравлические; 5) гидрав-
лические; 6) пружинные с автоматизированным зажимом от перемещаю-
щегося стола станка.
IV. По направлению усилия, прилагаемого к подвижной губке:
1) с тянущим усилием (салазки подвижной губки работают на растяже-
ние); 2) с толкающим усилием (салазки подвижной губки работают на
сжатие).
Кроме того, тиски бывают: 1) неповоротные; 2) поворотные в одной
плоскости; 3) поворотные в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.
В соответствии с ГОСТ 14904—69 станочные тиски должны изготав-
ливаться трех типов.
Тип А — с ручным приводом: исполнение 1 — неповоротные; испол-
нение 2 — поворотные; исполнение 3 — поворотные, с двусторонним
зажимом и усиленным креплением.
Тип Б — с гидроприводом: исполнение 1 — неповоротные; исполне-
ние 2 — поворотные; исполнение 3 — поворотные с усиленным крепле-
нием.
Тип В — с пневмоприводом: исполнение 1 — неповоротные; испол-
нение 2 — поворотные; исполнение 3 — поворотные с усиленным креп-
лением.
Современные конструкции тисков выполняются быстродействую-
щими, мощными, жесткими и в то же время компактными. В ряде кон-
струкций для установки сменных элементов на корпусе и салазках тисков,
кроме губок, предусматривается сетка взаимно параллельных и перпен-
дикулярных Т-образных пазов.
Тиски с ручным приводом
Обычные винтовые тиски широко известны. Нормализованы размеры
и конструкции станочных винтовых самоцентрирующих тисков с призма-
тическими губками для круглых профилей (МН 5791—65) и винтовых само-
центрирующих рычажных тисков для круглых профилей (МН 5790—65).
ГОСТ 14904—69 устанавливает для тисков с ручным приводом (тип А)
основные размеры, приведенные в табл. VIII.1 и на рис. VIII.I.
Таблица VIII.1
Основные параметры станочных тисков с ручным приводом типа А
(ГОСТ 14904—69). Размеры в мм
Параметр Ширина губок В в мм
63 80 100 125 160 200 250 320 400
Сила зажима F в кгс 400 600 1000 2000 2500 3500 4500 5500 6500
Наибольший ход губ- ки А 40 50 63 80; 125 100; 200 125; 250 160; 320 400 500
Bi 100 125 160 200 250 320 360 400 500
L 200; 250 250; 280 340 400; 450 500; 550 630; 650 800 900 1000
Н 65 75 85 105; НО 125 155 185; 205 225 285
bi 12 12 12 14 14; It 18 18; 22 22 22
530
Материал элементов этих тисков и технические требования к ним —
в соответствии с ГОСТ 16518—70. Конструкции тисков определяются
Министерством станкоинструментальной промышленности СССР. Уста-
новлены нормальный (Н) и повышенный (П) классы точности тисков
(табл. VIII.2). Кроме стандартных применяются различные тиски ори-
гинальных конструкций.
Таблица VIII.2
Численные значения предельных отклонений от расположения поверхностей
тисков классов точности Н и П (ГОСТ 16518—70)
Вид погрешности Ширина губок & мм Предельные откло- нения в мкм для классов точности
н ' п
Непараллельность рабочих поверхно- стей накладных губок в сжатом состоя- нии От 63 до 125 Св. 125 до 400 60 100 40 60
Неперпендикулярность рабочих по- верхностей подвижной и неподвижной губок к плоскости основания тисков — 160 100
Непараллельность верхней плоскости направляющих к плоскости основания тисков — 60 40
Непараллельность поперечного шпо- ночного паза к рабочей поверхности не- подвижной губки в неповоротиых тис- ках 40 25
На рис. VIII.2 показана конструкция, разработанная на Ленинград-
ском Кировском заводе.
Тиски (рис. VIII.2), состоят из неподвижной части 2 коробчатой свар-
ной конструкции, на которой смонтированы губка 3 и две цилиндрические
закаленные направляющие 6. В подвижной части 5 тисков (также свар-
ной конструкции) имеются два цилиндрических отверстия под направляю-
щие 6 и, кроме того, к ней прикреплены губка 4 и гайка 8; с помощью
последней винт 1 перемещает всю подвижную часть. Тиски установлены
на поворотном основании 7.
В обычных тисках зазор в сопряжении корпуса подвижной губки
с направляющей приводит к перекосу губки в процессе зажима и отрыву
базовой поверхности обрабатываемой детали от установочной поверхности
тисков. В рассматриваемых тисках наличие двух длинных точных на-
правляющих отверстий в подвижной части исключает явление перекоса
и повышает долговечность тисков.
На рис. VIII.3 показаны самоцентрирующие тиски, в которых одна
из призматических губок 1 заменена плоской губкой 2 со скосом. Это
позволяет устанавливать и снимать заготовки при минимальных переме-
щениях губок V Губка 2 может несколько смещаться в горизонтальной
плоскости. Для того чтобы обеспечить центрирование обрабатываемых
деталей, левая и правая резьбы винта 3 имеют различные шаги, соотно-
шение которых согласовано с углом р призмы. Из схемы видно, что усло-
вие самоцентрирования обеспечивается, если при перемещении плоской
1 Конструкция предложена Е. К- Сорокиным.
531
Рис. VIII.1. Стандартные винтовые тиски
Л -4
рующие тиски улучшенной кон-
струкции
532
губки на величину т = R — г, равную разности радиусов заготовок,
призма переместится на величину
Требуемоё соотношение — sin перемещений плоской губки и
призмы достигается соответствующим отношением шагов левой и правой
резьб винта 3. Обозначив Рпев — шаг резьбы, перемещающей губку 2,
^прав — шаг резьбы, перемещающий призму 1, получим условие
Гдев _ т __ ft
Р К 'ЬШ 2 '
гправ А
Конструктивно удобнее определять необходимый угол § призмы,
задаваясь стандартными шагами резьб винта. В данном случае принято:
^лев = 5 мм; /’нрав = 6 мм. Соответственно sin -у- — -|- = 0,834 и угол
призмы р = 113°. Нетрудно рассчитать, что при такой конструкции
суммарное перемещение губок, необходимое для удаления заготовки диа-
метром 40 мм, составляет всего лишь 6 мм, а для заготовок диаметром
100 мм — 10 мм. Этому соответствуют пол-оборота и один полный оборот
винта 3, тогда как при двух призмах потребовалось бы три-четыре обо-
рота.
Стандартизированы конструкции и основные размеры станочных
тисков с эксцентриковым зажимом: с одной (ГОСТ 18237—72) и двумя
(ГОСТ 18684—73) подвижными губками. Они предназначены для уста-
новки и закрепления обрабатываемых деталей при выполнении легких
фрезерных, сверлильных и других видов станочных работ.
Тиски с одной подвижной губкой (рис. VIII.4) имеют корпус 1, выпол-
ненный из чугуна марки СЧ 21-40 по ГОСТ 1412—70 или из стали
марки 35Л по ГОСТ 977—65 с твердостью направляющих HRC 35...40.
По направляющим перемещается подвижная губка 2 с помощью ходо-
вого винта 7 (при наладке тисков) и эксцентрика 6 с рукояткой (в про-
цессе эксплуатации тисков), зажимающая деталь между опорными по-
верхностями губки 2 и неподвижной губки 5. Накладные губки 3 выпол-
няются в соответствии с формой зажимаемой детали и фиксируются с по-
мощью накладных шпонок 4.
Установлено три типоразмера этих тисков, основные размеры которых
приведены в табл. VII 1.3.
Таблица VIII.3
Основные размеры станочных тисков с эксцентриковым зажимом
и одной подвижной губкой в мм (ГОСТ 18237—72)
Обозначение тисков Габаритные размеры D X Lt X Н Диапазон хода губки А L В ь Усилие зажима Р в кгс
7200—0011 125Х 455Х 71 От 0 до 50 315 80 12 25 400
7200—0012 160 X 525X 80 » 0 » 63 360 100 14 32 425
7200—0013 200Х 625Х 95 » 0 » 80 420 125 14 40 485
Примечание. Усилие зажима рассчитано иа приложенную к рукоятке силу В 16 кгс.
533
В ГОСТе также указаны предельные отклонения расположения поверх-
ностей Е, Ж, К, Д, 3, Г и оси отверстия И : 0,06...0,16 мм.
Сменные призматические губки к этим тискам показаны на
рис. VIII.4, б. Они изготовляются из стали марки 20Х по ГОСТ 4543—71.
Твердость —: НДС 55...60. Глубина цементированного слоя h 0.8...1,2 мм.
Рис. VIII.4. Эксцентриковые тиски с одной
подвижной губкой (а), губки к тискам (б)
и пример применения губок к тискам (в)
Пример их применения показан на рис. VIII.4, в. Основные размеры
губок даны в табл. VIII.4.
Тиски могут устанавливаться непосредственно на стол станка либо
крепиться с помощью подставки, показанной на рис. VIII.5 (ГОСТ
18237—72). Установлены следующие размеры подставки: D = 125; 160;
200; Dr = 100; 126; 160; L = 220; 260; 300 мм. Неперпендикулярность
оси поверхности В относительно поверхности Д — не более 0,06 на длине
100 мм. Несимметричность поверхностей Г относительно оси поверх-
ности В — не более 0,06 мм.
Тиски с двумя подвижными губками (ГОСТ 18684—73) и губки к этим
тискам показаны на рис. VIII.6. Материалы элементов тисков — по ГОСТ
16518—70.
534
Таблица VIIIA
Основные размеры призматических губок к станочных тискам в мм
по ГОСТ 18237—72 (рис. VIII.4, б)
Диаметр обрабатываемой детали £>0 CQ 03 03 1‘К) я 1 ТЧ
От 14 до 30 80 22 28 60 24 40 12 6 12 8 8 12 14 М8
Св. 20 до 45 100 28 36 80 36 60 14 10 14 9 10 14 20 М8
» 25 » 60 125 36 45 95 '50 70 14 12 16 12 12 16 27 М10
Принцип действия тисков ясен из чертежа. Они рассчитаны для одно-
временного зажима двух и более деталей, но могут использоваться и как
тиски с одной подвижной губкой. В этом случае сменный упор 8 снимается.
Рис. VIII.5. Подставка к эксцентриковым тискам:
1 *• подставка; 2 — тиски
Они также могут крепиться к столу непосредственно либо с помощью
подставки.
На рис. VIII.7 показаны эксцентриковые тиски с рычажным усили-
телем, обеспечивающие силу зажима 3500 кгс, т. е. в семь-восемь раз
большую, чем у обычных эксцентриковых тисков1. Механизм зажима
тисков обеспечивает быстрое передвижение губки на 25 мм и движение
с небольшой скоростью на длине до 2 мм для закрепления детали. К кор-
пусу 8 тисков прикреплен упор 10 с неподвижной губкой 9. Второй под-
вижной упор 5 с губкой 6 закреплен на ползуне 1. Упор 5 можно устанавли-
вать на ползуне в различных положениях. Для этой цели в упоре
имеется вкладыш 3 с пальцем 2, который вставляется в отверстия
ползуна. Упор соединяется с вкладышем посредством винта 4, служащего
для точной установки упора. Закрепление упора производится пальцем 2
' В винтовых тисках таких же размеров усилие зажима примерно в два-три раза меньше,
а времени на закрепление затрачивается значительно больше.
535
и винтом 4. Для предохранения отверстий (под палец 2 в ползуне) от за-
сорения служат пробки 7.
Механизм для передвижения ползуна и закрепления обрабатываемой
детали состоит из двух эксцентриков и винто-рычажного узла. Рычаг 19
поворачивается на оси 20, закрепленной во вкладыше 21, который непод-
вижно соединен с корпусом. Эксцентрики 12, 14 и винт 13 помещены на
Рис. VIII.6. Эксцентриковые тиски
с двумя подвижными губками (а) и губ-
ки к тискам (б):
/ — корпус; 2 и 5 — подвижные губки;
3 — накладные губкн; 4 — шпонка; 6 —
эксцентрик с рукояткой: 7—ходовой винт;
8 — сменный упор
втулке 18, которая, в свою очередь, закреплена в ползуне 1. При вра-
щении рукоятки 16 против часовой стрелки эксцентрик 14, упираясь
в планку 15, передвигает ползун 1 влево, отводя губку от детали.
При вращении рукоятки по часовой стрелке эксцентрик 12, отталки-
ваясь от штифта 11, который через рычаг 19 упирается в винт 13, пере-
двигает ползун вправо, подводя губку к детали. Таким образом, при закреп-
лении эксцентриком упором для ползуна с подвижной губкой служит
винт 13. Окончательное закрепление детали осуществляют поворотом
винта 13 посредством рукоятки 17. Винт, поворачивая разноплечий
рычаг 19 через штифт 11, отталкивает эксцентрик, передвигая таким
536
образом ползун. При вращении винта 13 против часовой стрелки пру-
жины 22 отводят ползун с губкой от изделия.
Основные размеры станочных тисков с ручным и механизированным
приводом регламентированы ГОСТ 14904—69.
Тиски с механизированным приводом
Тиски с механизированным приводом типа Б (гидравлические) и типа В
(пневматические) многообразны по конструкциям. В соответствии с ГОСТ
14904—69 они изготовляются в трех исполнениях: неповоротными, пово-
ротными и поворотными с усиленным креплением. Их основные размеры
(по рис. VIII.I) приведены в табл. VIII.5.
На рис. VIII.8 показана конструкция компактных пневматических
тисков с встроенным мембранным приводом, получивших широкое при-
менение на заводах. Тиски состоят из круглого основания 1 с ушками
для закрепления на столе станка и поворотного корпуса 2, прикреплен-
ного к основанию Т-образными болтами 16. По направляющим корпуса 2
скользит подвижная часть 3 с салазками в виде рамы, охватывающей
выступ К корпуса, а к выступу К винтами прикреплена направляющая
планка 8, по которой перемещается установочный ползун 6.
537
Таблица VI11.5
Основные параметры станочных тисков типа Б (с гидроприводом) и типа В
(с пневмоприводом) по ГОСТ 14904—69. Размеры в мм
Параметр Ширина губки В
125 160 200 250 320 400
Сила зажима F в кгс 2000 2500 3500 4500 5500 6500
Наибольший ход губ- ки А 80; 125 100; 200 125; 250 160; 320 400 500
Bi 200 250 320 360 400 500
L 600 700 800 900 1000 1100
Н 105; НО 125 155 185; 205 225 285
14 14; 18 18 18; 22 22 22
Примечание. Сила зажима F указана при давлении масла воздуха в пневмоцилиндре 6 кгс/см2. в ридроцилиндре 50 кгс/см2 или давлении
Перемещение подвижной части 3 осуществляется пневматическим сило-
вым устройством с резиновой мембраной, расположенным в нижней части
поворотного корпуса. Мембрана 14 крепится к корпусу кольцом 9; рабочая
камера образуется выточкой в корпусе и мембраной. Шток 13 связан с мем-
браной стальным опорным диском 11. Под действием сжатого воздуха, под-
водимого в камеру через распределительный кран 17, диск 11 с мембраной
перемещается вниз и поворачивает рычаг 12. Рычаг при помощи толка-
теля 10 перемещает подвижную часть 3 и губкой 4 прижимает деталь
к губке 5. Поворотом рукоятки распределительного крана в другую сто-
рону сжатый воздух выпускается в атмосферу, после чего под действием
пружины 15 подвижная часть возвращается в исходное положение.
Наладка тисков на размер зажимаемой детали производится путем
перемещения установочного ползуна 6 с помощью винта 7.
Техническая характеристика тисков
Диаметр основании в мм .................................330
Высота тисков в мм......................................140
Высота рабочей части губок в мм ........................ 45
Ширина губок в мм.......................................130
Максимальный раствор губок в мм.......................• 160
Ход губок от пневмопривода в см.........................7—10
Усилие зажима в кгс при давлении воздуха 4 кгс/см2 .... 4000
Масса тисков в кг ...................................... 46
На рис. VIII.9 и VIII.10 показаны общий вид и конструкция поворот-
ных пневматических тисков с встроенным мембранным приводом.
По сравнению с предыдущими, тиски обеспечивают более широкие
возможности для присоединения сменных наладок. Последние могут уста-
навливаться как на торцовые, так и на верхние поверхности подвижной
и неподвижной губок. Ход подвижной губки от пневмопривода состав-
ляет 5...6 мм. Отвод губки на большее расстояние, а также изменение рас-
твора губок осуществляются рукояткой. Она же служит для предвари-
тельного закрепления деталей с небольшим усилием.
Возможность предварительного закрепления в ряде случаев является
обязательной. Пневматический привод обычно работает с ударом. Вслед-
539
ствие этого детали с неустойчивыми базовыми поверхностями легко сме-
щаются при закреплении без предварительного зажима. Предварительный
зажим необходим также при установке по разметке, так как в этом случае
перед окончательным закреплением требуется выверка и фиксация поло-
жения детали. Показанная на рис. VIII.9 справа приставка 2 обеспечи-
вает регулирование зажимного усилия от 500 до 3600 кгс (при 4 кгс/см2).
На рис. VIII. 11 показаны поворотные тиски с встроенным поршневым
пневмоцилиндром двустороннего действия, которые также обеспечивают
возможность присоединения сменных наладок.
В центральное отверстие основания 1 тисков установлен цилиндр 2,
с которым соединен пустотелый поворотный корпус 3. На корпусе закреп-
лен распределительный кран 8 с обратным клапаном и штуцером 10.
Рис. VIII.9. Общий вид поворотных пневматических
тисков с большими установочными поверхностями 1 для
размещения наладок
К корпусу 3 сверху прикреплена стальная, термически обработанная
плита 7 с Т-образными пазами под головки болтов для крепления смен-
ных наладок. На плите 7 укреплена регулируемая губка 11, которая
может переставляться соответственно шагу пазов. При применении круп-
ногабаритных наладок губка И обычно не нужна и ее снимают. Подвиж-
ная губка 4, имеющая Т-образные пазы для наладок, перемещается што-
ком 9 через рычаг 6, установленный на оси 5.
Техническая характеристика ьодной -из конструкций аналогичных
тисков, выполненных в металле, приведена ниже.
Техническая характеристика тисков
Габаритные размеры (длинах ширинах высота)
в мм ......................... 500 X 380 X 220
Ширина губок в мм................................ 180
Максимальный раствор губок в мм ...... . 200
Ход губки от пневмопривода в мм.................. 12
Усилие зажима в кгс при давлении 4 кгс/см2 4000
Кроме пневматических все более широкое применение получают
пневмогидравлические и гидравлические тиски различных конструкций;
при повышенных давлениях жидкости они обладают большей компакт-
ностью. На рис. VIII. 12 и VIII. 13 показаны гидравлические тиски, питание
которых жидкостью под давлением может производиться от групповой
гидроаккумуляторной или от индивидуальной пневмогидравлической
установки.
У тисков (рис. VIII. 12) правая и левая части могут быть самостоя-
тельно установлены и закреплены на столе станка, что расширяет диапа-
зон габаритов закрепляемых заготовок. Закрепление заготовок произ-
водится посредством гидравлического привода поворотного типа, встроен-
ного в корпус стойки 3. Масло под давлением 50...60 кгс/см2 подается
540
1 2 3 4
Рис. VIII.10. Конструкция тисков по рис. VIII.9:
/ — неподвижная губка; 2 — рычаг; 3 — шток мембранного пневматического привода; 4 — под-
вижная губка (рама); 5 — рукоятка подвода подвижной губки и предварительного поджима
детали; 6 — гайки фиксации установленного раствора губок; 7 — винт; 8 — нижняя плита;
S — возвратная пружина; 10 гайка-упор; 11 — мембрана; 12 ~~ корпус
Рис. VIII.11. Поворотные тиски с встроенным поршневым пнев-
моприводом
541
к фланцу 5 через трубки 7 и далее через отверстие во фланце 5 в полость А;
заставляя гайку 4 поворачиваться. При этом повороте винт 2 вместе с по-
движным корпусом 1 перемещается влево, зажимая заготовку.
При переключении направления потока масла посредством крана
управления 6 происходит изменение поворота ротора, а следовательно,
изменение направления движения винта 2, при котором осуществляется
раскрепление заготовки. Винтовая пара 2 и 4 — самотормозящая, что
позволяет после закрепления заготовки снимать давление масла в гидро-
Рис. VIII.13. Гидравлические самоцентрирующие поворотные тиски
цилиндре. Для уменьшения потерь на преодоление трения гайка 4 смон-
тирована на радиально-упорных роликовых подшипниках 8.
Техническая характеристика тисков
Ход подвижной губки в мм .............................. 8
Усилие зажима в кгс при давлении масла в гидроцилиндре
50 кгс/см2 ....................................... 5000
Масса в кг............................................ 56
Тиски, показанные на рис. VIII. 13, предназначены для крепления
заготовок при групповой обработке на фрезерных, расточных и других
542
металлообрабатывающих станках. Особенностью конструкции является
самоцентрирование, за счет одновременного перемещения обеих губок 2,
что весьма важно при необходимости точной ориентировки обрабатывае-
мых деталей относительно режущего инструмента. Закрепление заготовок
осуществляется под давлением масла 50 кгс/см2, поступающего из маги-
страли в полость основания 9. При этом поршень 8 перемещается вниз,
а рычаги 7 и 5, поворачиваясь вокруг своих осей 6, через винты 3 и 4
равномерно сближают обе губки.
Для установки и закрепления обрабатываемых заготовок или спе-
циальных наладок на верхней и боковых плоскостях губок предусмо-
трены Т-образные, пазы. Предварительная наладка тисков производится
5 6 7 Г в 9 10
4 о 6
Рис. VIII.14. Универсальные пневмогидравлические тиски
винтами. Возможность поворота корпуса 1 относительно основания 9
позволяет производить установку заготовок с поворотом вокруг оси в пре-
делах 360° с точностью до 1°.
Техническая характеристика самоцентрирующих тисков
Ход подвижных губок от гидравлического привода в мм . . 24
Усилие зажима в кгс при давлении масла в магистрали 50 кгс/см2 5500
Развод губок при винтовой установке в мм...........0—200
Масса в кг......................................... 78
Универсальные пневмогидравлические тиски конструкции Горьков-
ского автозавода показаны на рис. VIII. 14.
При давлении воздуха в пневмосети р ~ 4 кгс/см2 они обеспечивают
усилие зажима в кулачках F 6000 кгс.
Предварительная наладка тисков (в зависимости от размеров зажимае-
мой детали) осуществляется вручную с помощью винта 5, обеспечива-
ющего перемещение подвижной губки 9 до 150 мм. Рабочий ход губок
составляет 5 мм. Предварительный зажим детали осуществляется подачей
масла поршнем 7 под давлением равным давлению в воздушной сети
4...6 кгс/см2. При этом поршень-шток 3 смещается влево и посредством
рычага 4 посылает ползун 6 с подвижной губкой 9 в крайнее переднее
положение. Деталь предварительно зажимается между губками 9 и 10
с силой F = 100... 125 кгс. Окончательное закрепление детали осуще-
ствляется поршнем 3 под действием масла высокого давления. Для этого
переключают кран управления. Сжатый воздух подается в полость В
цилиндра и посылает поршень 8 влево. Масло из полости Б штока этого
поршня под высоким давлением поступает по четырем каналам в камеру А и
создает дополнительную нагрузку на шток-поршень 3, рычаг 4, пол-
зун 6 и губку 9. Сила зажима F возрастает до 6000 кгс, что обеспечи-
вает надежное крепление детали. Для разжима тисков воздух подается
543
544
Рис. VIII. 15. Пневматические тиски для зажима цилиндрических деталей
в полость Г, а из полости В стравливается в атмосферу. Корпус 2 с губ-
ками 9 и 10 установлен на основании 1, относительно которого он может
поворачиваться на 360°. Корпус 2 и ползун 6 выполнены с Т-образными
пазами для закрепления сменных наладок. Внутренние поверхности
цилиндра покрыты пластмассой марки ЭД-5 во избежание коррозии и
уменьшения износа. Габаритный размер тисков 260x490x230 мм.
Для обработки шпоночных пазов, лысок и поперечных канавок на
цилиндрических деталях (валах) применяются тиски, показанные на
рис. VIII.15.
Сменный вкладыш 4, выполненный в виде призмы, крепится непо-
движно в центральной части корпуса 9, а две подвижные губки 2 рычаж-
ного типа размещены на осях 5. Внутренние плечи подвижных губок
Рис. VIII.16. Автоматизированные тиски
с помощью плавающих гаек 6 связаны с винтом 7. Винт имеет нарезки
правую и левую, а средняя часть его выполнена в виде шестерни, находя-
щейся в постоянном зацеплении с рейкой У; рейка связана со штоком
поршня пневмоцилиндра 10. При подаче воздуха в ту или иную полость
пневмоцилиндра вместе с поршнем перемещается рейка 1, которая пово-
рачивает винт 7 и осуществляет зажим или разжим заготовки. Изменение
направления подачи воздуха производится вручную с помощью распре-
делительного крана 11. Для установки заготовки в определенном положе-
нии по длине служит регулируемый упор 3; положение упора фиксируется
винтом 8.
Тиски могут устанавливаться на стол станка в двух положениях:
на плоскость М или на плоскость Н, т. е. обработка детали может вестись
при горизонтальном или при вертикальном расположении режущего
инструмента. В тисках можно зажимать детали диаметром от 16 до 80 мм;
поворот губок 2 при наладке тисков производится винтом 7.
Применяются также тиски с автоматизированным зажимом
(рис. VIII. 16), приводимые в действие перемещающимся столом станка
при помощи системы упоров.
Корпус 1 тисков имеет прилив а, в котором под действием пружины 12,
установленной на стержень 13 с резьбой, перемещается стакан 11. Давле-
ние пружины через стакан и болт 10 передается на рычаг 8, который
поворачивается вокруг оси 9 и своим выступом давит на тягу 7. Через
тягу 7 усилие передается на большое плечо рычага 5. Рычаг 5, поворачи-
ваясь на оси 6, перемещает подвижную губку 4 тисков и зажимает обра-
батываемую деталь. Предварительный натяг пружины производится
18 №.. к. Ансеров 545
с помощью гайки 14, навинчиваемой на стержень 13, укрепленный в ста-
кане 11. Пружина развивает усилие до 500 кгс, а через рычажную систему
эта сила преобразуется в усилие зажима до 1500 кгс. Холостой ход стола
используется для сжатия пружины и освобождения обработанной детали.
С этой целью на задней боковой стороне рабочего стола закреплена ось 18
с рычагом 20, а на задней стороне корпуса поперечных салазок в верти-
кальном положении закреплена плитка 17 с упором 16, имеющим наклон-
ную плоскость.
После того как обработка детали закончена и стол отводится в исход-
ное положение, ролик 21 набегает на наклонную плоскость упора 16,
а рычаг 20 поворачивается на оси 18 и давит на болт 19 рычага 8. Послед-
ний, поворачиваясь на оси 9, передает давление на стакан И, и пру-
жина 12 сжимается. Одновременно освобождается обработанная деталь,
а подвижная губка 4 под действием пружины 15 возвращается в исходное
положение. После установки очередной детали включается рабочая по-
дача стола. До начала резания ролик 21 рычага 20 сходит со скоса
планки-упора 16, и деталь под действием пружины 12 зажимается.
Наладка тисков на определенный размер производится винтом 2,
с помощью которого регулируемую губку 3 можно перемещать на длину
до 200 мм; ход подвижной губки 4 равен 4...6 мм. Вспомогательное время
на закрепление и освобождение деталей по сравнению с винтовым зажимом
уменьшается в 6...5 раз.
Технические требования к тискам с механизированным приводом по
ГОСТ 14904—69, регламентированные ГОСТ 16518—70, устанавливают
нормальный (Н) и повышенный (П) классы точности тисков, в зависимости
от предельных отклонений от формы и расположения поверхностей в соот-
ветствии с табл. VIII.2.
3. НАЛАДКИ ТИСКОВ
Детали небольших размеров и простой формы зажимают в обычных
тисках с постоянными губками. Для закрепления деталей сложной формы
Рис. VIII. 17. Простейшие наладки в виде сменных губок
для обработки плоских и цилиндрических деталей
или нескольких деталей одновременно тиски снабжают наладками. На-
ладки монтируются на верхних и торцовых плоскостях неподвижной и
подвижной губок, а также непосредственно на корпусе тисков. При проек-
546
Рис. VIII. 18. Двух-
местная наладка с са-
моустанавливающейся
губкой
Две детали уста-
навливаются в под-
ставке, которая с по-
мощью шпонки закре-
плена в неподвижной
губке тисков. К под-
вижной губке тисков
крепится пластина 1
с самоустанавливаю-
щейся губкой 2
Рис. VIII. 19. Комби-
нированная сменная
наладка к универсаль-
ным переналажива-
емым тискам (см,
рис. VIII.9) для обра-
ботки деталей в пяти
различных положе-
ниях:
1 — части наладки; 2 —
обрабатываемая деталь
Эскиз детали
Специальные губки смонтированы в тисках. Деталь устанавливают ба-
зовыми поверхностями на три штифта 2, 3 и 4 и упирают в штифт 1. Зажим
производится посредством трех насеченных выступов на губках.
547
.548
5 Ч
Рис. VIII.21. Наладка для фрезерования кронштейна
Закрепление детали производится в тисках со специальными губками, снаб-
женными тремя насеченными выступами. Деталь устанавливается на одну постоян-
ную 1 и две регулируемые опоры 2 и 3.
Рис. VIII.22. Многоместная налад-
ка для фрезерования пазов на тор-
цах валиков
Пять обрабатываемых деталей
устанавливаются в призмы спе-
циальной губки 1. Закрепление де-
талей производится с помощью пяти
плунжеров 4, находящихся в губке
2. Гнезда плунжеров соединены ка-
налом, который заполнен гидро-
пластмассой 3. Планка 5 удержи-
вает плунжеры в своих гнездах.
6-6
7*
Рис, VIII.23. Наладка для фрезерования поперечных пазов
в валиках
Закрепление двух деталей производится в тисках посред-
ством двух подвижных (плавающих) губок. Валики устанавли-
ваются на неподвижную подставку, которая фиксируется в тис-
ках шпонкой и закреплена четырьмя болтами. Для установки
деталей вдоль оси служат два штифта.
g
Рис. VIII.24. Наладка для фрезерования плоскостей планок
Обработка двух сторон планки производится с двух установов
На опорные штифты 1 устанавливается плаика для фрезерования
первой стороны, а на штифты 2 — для фрезерования второй сто-
роны. Закрепление производится двумя подвижными губками.
Рис. Vin.25. Наладка для одновременного закрепления
четырех фигурных кронштейнов двумя подвижными губ-
ками
Губки с усилиями W действуют на поворотные при-
хваты 1.
Рис. VIII.26. Наладка с вертикальным зажимом для фрезерования паза
у шайб
Пакет шайб кладется на основание 1 наладки и поджимается
к призме 6. Правая подвижная губка, преодолевая сопротивление пру-
жин 2 и 3, перемещает плунжер 4, который своим скосом опускает при-
хват 5 и с его помощью зажимает детали. При закреплении звенья ме-
ханизма возвращаются в исходное положение под действием пружин.
Наладка винтами 7 закрепляется на неподвижной губке.
551
тировании наладок необходимо согласовывать их базовые поверхности
с установочными поверхностями на тисках, а также с расположением
продольных и поперечных пазов, с ходом губок и т. п. Комплект наладки
Рис. VIII.27. Наладка
натиски по рис. VIII. 13
для закрепления круп-
ной фасонной штам-
повки
обычно включает в себя всего лишь несколько (от 2 до 6) деталей. Поэтому
стоимость их в сравнении со специальными приспособлениями значи-
тельно ниже. Проектирование наладок должно стать основным направле-
Рис. VIII.28. Комбинированная
наладка на тиски по рис. VIII.9:
1 — части наладки (губки); 2 —
обрабатываемая деталь
Комбинированная сменная
наладка позволяет обработать
кронштейн 2 в четырех различ-
ных положениях, для которых
в левой ее части с четырех сто-
рон имеются соответствующие
базы. Правая зажимная губка
также поворачивается к детали
то одной, то другой стороной.
нием в конструировании станочных приспособлений, так как до 50...70%
деталеопераций на фрезерных станках в условиях серийного производства
может выполняться в сменных наладках тисков.
На рис. (VIII.17...VIII.28) показаны примеры одноместных и много-
местных наладок тисков для обработки различных деталей.
4. УГЛОВЫЕ СТОЛЫ
Кроме разнообразных тисков на фрезерных станках используются
нормализованные угловые столы (МН 2683—61...МН 2687—61), которые
крепятся на верхней плоскости рабочего стола станка. Угловые столы
могут разворачиваться в двух или трех плоскостях относительно стола
станка. Так, угловой двухкоординатный прямоугольный стол (МН
2683—61) разворачивается вокруг вертикальной оси на 360° и наклоняется
в пределах от 0 до 90°. Отсчет углов ведется по шкалам с ценой деления 1°.
Ширина этих столов В = 125; 160; 200; 250 и 320 мм; длина L = 160;
200; 250; 320 и 400 мм; высота Н ~ 120; 140; 160; 185 и 220 мм.
552
Угловой квадратный двухкоординатный стол (МН 2684—61) имеет
нониус, позволяющий вести отсчет углов с точностью 3', но в ряде случаев
его недостатком является значительная высота (Н = 400; 500 и 600 мм).
Конструкция трехкоординатного углового прямоугольного стола (МН
2685—61) позволяет поворачивать его вокруг вертикальной оси на 360°
и наклонять его относительно двух взаимно перпендикулярных горизон-
тальных осей в пределах от 0 до 90° (вокруг одной из них) и =£45° (вокруг
второй).
5. УНИВЕРСАЛЬНЫЕ И ГРУППОВЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
Кроме тисков используются и другие конструкции базовых приспособ-
лений, рассчитанные на применение сменных наладок. Большинство этих
приспособлений снабжено пневматическим или гидравлическим приводом.
Рис. VIII.30. Общий вид переналаживаемого- приспособ-
ления, предназначенного для обработки мелких деталей
На рис. VIII.29 и VIII.30 показаны конструкция и общий вид пере-
налаживаемого приспособления, предназначенного для фрезерования
мелких деталей.
В плите приспособления размещен механизм зажима, передающий
усилие на три штока 5 (рис. VIII.29). Механизм представляет собой винто-
553
гидравлический преобразователь давления последовательного действия
(см. гл. V). В зависимости от формы обрабатываемой детали проектируется
наладка, состоящая из установочных элементов и прихватов. Установоч-
ные детали монтируются по пазам плиты приспособления, а прихваты
шарнирно закрепляются в кронштейнах 7 и соединяются со штоками 5.
Передача усилий на прихваты производится через гидропластмассу 4
и плунжеры 6. Рейка 10 имеет большой шаг резьбы и при ее вращении про-
исходит перемещение плунжера 9 большого диаметра, обеспечивающее
быстрый подвод прихватов к обрабатываемой детали и предварительное ее
Рис. VIII.31. Универсальное многоместное приспособление с приставным пневмоприводом
закрепление. Перемещением малого плунжера 8 винтом 2 осуществляется
окончательное закрепление детали.
Сила зажима каждым прихватом зависит от усилия, развиваемого
винтом, и от соотношения площадей плунжеров 9 и 8. Рукоятка при-
способления снабжена защелкой 1, благодаря которой достигается сцеп-
ление с гайкой 10 для быстрого подвода прихватов. Винт 3 предназначается
для регулирования исходного положения плунжеров.
При неиспользовании какого-либо из трех штоков, действующих на
прихваты, этот шток может быть выключен за счет изъятия установленной
на нем пружины возврата.
Техническая характеристика приспособления
Усилие в кгс, развиваемое винтом при приложении силы 8 кгс
на плече рукоятки 185 мм................................ 610
Усилие на каждом из штоков 5 в кгс ..................... 2700
Усилие на штоках от предварительного зажима гайкой с большим
шагом резьбы в кгс...................................... 1000
Ход малого плунжера 8 для получения на штоках усилия по
2700 кгс в мм............................................. 16
Максимальный ход каждого штока в мм..................... 5
Габаритные размеры приспособления в мм ................. 75X200X200
Масса приспособления в кг............................... 20
В зависимости от габаритов обрабатываемых деталей может быть
использовано несколько типоразмеров таких приспособлений.
554
В производственных условиях часто встречаются мелкие по размерам
детали, изготовляемые в больших количествах. Для таких деталей целе-
сообразно применять многоместные универсальные приспособления, осно-
вой которых служит стандартизованный корпус с пазами или скалками
для сменных губок. Как у обычных тисков, базовые поверхности сменных
губок постоянные, а их установочные поверхности выполняются в соот-
ветствии с формой обрабатываемых деталей.
Б-Б
Д-Д --
—— повернуто
Рис. VIII.32. Наладка на приспособление по рис. VIII.31 для фрезерования
вилок
В корпусе, изображенном на рис. VIII.31, сменные губки, изготовлен-
ные по форме обрабатываемой детали, устанавливаются в продольном
Т-образном пазу и легко в нем перемещаются. Губки поджимаются рыча-
гом 1, действующим от пневматического привода. Откидывающийся упор 2
ограничивает перемещение
губок и позволяет быстро за-
менять их для обработки дру-
гих деталей. Внутри корпуса
приспособления может быть
установлена сменная опора
3, позволяющая фрезеровать
детали, не имеющие буртиков
или требующие обработки на
определенном расстоянии от
нижнего основания.
Таблица VI11.6
Основные размеры группового приспособления
(по рис. VIII.32) в мм
L L, L, н и, ъ .
292 485 540 133 113 125 36
430 650 700 150 115 150 48
Стержень 4, помещенный в кронштейнах корпуса на внешней его
стенке, служит осью для откидных планок (рис. VIII.32), установов
и других деталей, применяемых при фрезеровании взаимно перпенди-
кулярных пазов, лысок и т. п. Основные размеры приспособления при-
ведены в табл. VIII.6.
На рис. VIII.32 показан пример наладки приспособления для фрезе-
рования вилок. Сменные губки для закрепления деталей вставляются
в продольный паз приспособления. Для ориентирования вилок по боко-
вым плоскостям, от которых должен быть выдержан размер Д’ при фре-
зеровании, используется откидная планка.
На рис. VIII.33, а и б показаны универсальный корпус с встроенным
пневмоприводом и сменная многоместная кассета к нему. Пневмоци-
линдр 2 с поршнем 1 закреплен на плите 3. С поршнем связан шток 16,
.555
в пазу которого размещено нижнее плечо рычага 12. Рычаг поворачивается
на оси 13, запрессованной в стойку, приваренную к цилиндру (раз-
рез Г—Г). Верхнее плечо рычага через ось 11 действует на плунжер 10,
перемещающийся в закаленной втулке 9. Закрепление кассеты в при-
Рис. VIII.33. Универсальное многоместное приспособление с встроенным
поршневым цилиндром (а) и сменной кассетой (б)
способлении'осуществляется прихватами 14, прижимающими ее к клино-
вой направляющей 15.
Сменная кассета (рис. VIII.33, б) состоит из крайних, закрепляемых
неподвижно губок 1, 4 и губок 2, скользящих на двух скалках 3. При мон-
таже наладки неподвижные губки устанавливаются на опорные штыри 8
(рис. VIII.33, а), а губка 1, кроме того, своим мерным пазом ориенти-
руется по шпоночному выступу каленой планки 6 приспособления.
Для правильной установки деталей по высоте служит подвижной
коленчатый упор 7. Регулировка его производится с помощью винта 4,
556
900
Рис. VIH.34. Универсальный гидравлический стол
а закрепление осуществляется винтом 5. При закреплении деталей воздух
из сети поступает в распределительный кран 17, смонтированный на
цилиндре, перемещает поршень вниз и посредством рычага 12 и плун-
жера 10 сжимает подвижные губки кассеты. Для прохода плунжера
в неподвижной кассете 4 предусмотрено отверстие.
Показанный на рис. VIII.34 универсальный стол с гидравлическим
приводом под сменные наладки может быть применен для обработки
одновременно нескольких деталей или детали большой длины на про-
дольно-фрезерном станке. При значительной длине детали ее можно
устанавливать на двух и более последовательно расположенных столах.
Корпус 1 коробчатой формы с поперечными ребрами отлит из чугуна.
В корпусе помещены (разрез- А—А) гидравлические цилиндры 5 с расхо-
дящимися поршнями, закрепляемые через шайбы 7 гайками 8. Цилиндры
закрыты крышками 4 и 6, в отверстия которых проходят штоки поршней 3.
В цилиндрах имеются кольцевые выступы, ограничивающие ход поршней.
Резиновые кольца круглого сечения служат уплотнением для поршней
и штоков. Для смазки штоков за пределами уплотнительных колец по-
ставлены фетровые сальники. На концах штоков поршней сняты лыски
и высверлены отверстия для осей 2. На оси надеваются вильчатые рычаги
(на чертеже не показаны), при помощи которых крепятся обрабатываемые
детали.
Жидкость из сети под давлением 50...60 кгс/см2 подается в цилиндры
по трубопроводам 9 через отверстия в крышках 4 и в стенках цилиндров.
При этом на концах штоков развивается сила в 500...600 кгс.
В приведенной схеме все гидравлические цилиндры работают сов-
местно. Если по условиям обработки требуется независимая работа
каждого цилиндра, то можно применить специальную распределительную
панель.
На рис. VIII.35 изображен нормализованный (МН 4662—63) универ-
сальный стол с пневматическим мембранным приводом, который исполь-
зуется в сочетании с различными групповыми или специальными налад-
Таблица VI11.7
Основные размеры универсальных столов с пневматическим мембранным
приводом в мм
Обозначение стола q О, сГ <|х" 43 Hti спра- вочный •е
7304—0021 250 200 75 Ml 8 30 40 М5 65 45 8 28 20
7304—0022 320 250 90 М20 35 50 Мб 75 55 10 32 20
7304—0023 400 320 95 М24 40 60 Мб 85 63 12 34 22
а Z1 СЧ
Обозначение стола b (Д,) средний, с от- клонениями ПО Л3 . к о s S s аз ю 5^ продольных поперечных Ход штока Усилие на штоке при давлении 4 кгс/см2 без уче к. п. д. в кгс Масса в кг
7304—0021 375 18 40 14 14 12 12 3 1 12 1200 26,7
7304—0022 440 20 45 18 18 14 14 3 1 15 1900 43,7
7304—0023 530 22 48' 18 18 14 14 5 1 15 3100 70,2
558
ками. В расточке корпуса 1 стола помещены мембраны 4, которые закреп-
лены снизу крышкой 8. Они передают усилие на шток 6 посредством
приваренного к нему диска 5, который удерживается от поворота в кор-
пусе стола направляющим пальцем 7. Шток 6 имеет резьбовое отверстие
Рнс. VIII.35. Нормализованный универсальный стол с пневматиче-
ским мембранным приводом
для присоединения тяги наладки, а на верхней поверхности стола преду-
смотрены Т-образные пазы и выточка d2 для крепления и центрирования
наладок. Кронштейн 3 предназначен для крепления крана управления.
Рым-болты 2 служат для транспортировки стола.
В табл. VIII.7 приведены размеры нормализованных столов, а на
рис. VIII.36 и VIII.37 изображены примеры групповых наладок для них.
559
Рис, VIII.36.
Групповая на-
ладка для фре-
зерования дета-
лей трапецеи-
дального сече-
ния
Обрабатываемые детали устанавливаются на опорную
пластину 1 до упоров 2. Зажим производится от штока
ппевмостола через тягу 8, коромысло 7, тяги 6, рычаги 5,
самоустаиавливающиеся губки 9 и сменные обоймы 10.
Разжим обработанных деталей производится с помощью
пружин 3 и 4.
Рис. VIII.37. Многоместная групповая наладка для фрезерова-
ния торцовых поверхностей деталей прямоугольного сечения
Детали устанавливаются пакетом на сменный вкладыш 3.
Зажим производится от ппевмостола через тягу 10, коромысло 9,
рычажную систему 8, 7. Планка 4 осуществляет предваритель-
ный зажим деталей сверху. Окончательный зажим производится
рычагами 7 через подвижные губки 2 и 6. При разжиме пружи-
ны 5 возвращают систему в исходное положение. На столе стан-
ка приспособление ориентируется с помощью штифтов 1.
Рис. VIII.38. Групповое при*
способлеиие для закрепления
валов при фрезеровании шпо-
ночных канавок
Наряду с широкоуниверсальными приспособлениями типа тисков,
гидро- и пневмостолов, на которых с помощью специальных наладок
можно обрабатывать самые разнообразные детали, все большее распро-
странение получают групповые переналаживаемые приспособления.
Ниже — на рис. VIII.38...VIII.41 показаны примеры конструктивного
решения для групповых приспособлений.
На рис. VIII.38 дано приспособление для закрепления валов при
фрезеровании шпоночных пазов на вертикально-фрезерных станках.
Рис. VIII.39. Групповое кассетное приспособление для зажима цилиндриче-
ских деталей при фрезеровании
Деталь устанавливается на призмы 7 до упора 2 в продольном направ-
лении. Зажим производится пневмоцилиндрами 10, смонтированными на
салазках 3 и 4, через тяги 8 и откидные планки 9.
При переналадке салазки 3 и 4 могут перемещаться по направля-
ющим 11 с помощью гаек 5, закрепленных в салазках, и винта 6, имеющего
правую и левую резьбы.
При необходимости направляющие могут быть развернуты на угол
±10°. В нужном положении они закрепляются на корпусе 1 болтами 12.
На столе станка приспособление ориентируют с помощью шпонок 13.
Диаметр обрабатываемых деталей 50...65 мм, длина 250... 1500 мм. При-
способление внедрено на заводе «Электросила».
Групповое кассетное приспособление с мембранным приводом
(рис. VIII.39) предназначено для закрепления при фрезеровании деталей
типа вилок, валиков и т. п.
При повороте рукоятки 1 распределительного крана 2 (рис. VIII.39, а)
сжатый воздух поступает в. полость /V; мембрана 12 через шток 13, ры-
562
90
Рис. УШЛО. Групповое гидравлическое приспособление для обработки деталей типа планок
чаги 6 и 10, траверсу 9 и два плунжера 8 одновременно зажимает две
кассеты 5. Раскрепление кассеты производится с помощью пружин 11,
Кассеты устанавливаются на буртики пальцев 7. Срезы этих пальцев
точно фиксируют кассеты в поперечном положении относительно фрез 4.
Для того чтобы обеспечить надежное прилегание кассет к базовым
буртикам пальцев 7, боковые поверхности упоров 3 и крайних вклады-
шей кассет (рис. VIII.39, б) скошены под углом 5°.
При закреплении кассет одновременно закрепляются и обрабатывае-
мые детали, так как призматические вкладыши кассет с установленными
в них деталями свободно перемещаются в корпусе кассеты.
Рис. VIII.41. Групповое приспособление для фрезерования торцов и скосов
на деталях типа фланцев
На станкостроительном заводе им. Свердлова внедрено групповое
многоместное приспособление с гидравлическим зажимом (рис. VIII.40)
для фрезерования широких плоскостей и ребер на деталях типа планок.
Приспособление состоит из двух секций 9 и 14, соединенных парал-
лельно шлангами 12 и 15 с пневмогидравлическим усилителем 16. При
зажиме заготовок масло по шлангу 15 через каналы Д и А поступает
в средние полости цилиндров с расходящимися поршнями. Поршни 11
через штоки 13 и рычаги 1 перемещают ползуны 2 с винтами-плунже-
рами 3. Разжим заготовок производится сжатым воздухом, поступающим
из пневмогидроусилителя 16 по шлангу 12 через каналы Е и В в по-
лости Г. Ход плунжера 10 мм. На нужный размер каждый плунжер уста-
навливается с помощью съемной рукоятки 10 в пределах 85 мм.
В зависимости от ширины заготовки могут быть установлены в один
или два ряда. При установке в два ряда они прижимаются к съемному
упору 6. Упор крепится в корпусе приспособления с помощью винтов 5
и клиноплунжерной системы 8. Пружина 7 служит для раскрепления
упора. Для зажима заготовок различной высоты приспособление снаб-
жено набором сменных подкладок 4. Подкладки имеют прорези для про-
564
хода плунжеров, благодаря чему их меняют в зависимости не от ширины
и высоты, а только от высоты заготовки.
На рис. VIII.41 изображено групповое приспособление для фрезеро-
вания торцов и скосов на деталях типа фланцев.
Приспособление основанием 12 в виде полуцилиндра крепится к столу
фрезерного станка. На цилиндрической поверхности основания уста-
навливается на нужный угол корпус 11, закрепляемый в необходимом
положении двумя шпильками 9. На торцовых поверхностях основания
и корпуса имеются шкалы и нониус, позволяющие производить установку
корпуса с точностью до 10'. Силовым элементом является гидроцилиндр 6,
в который поступает масло под давлением от пневмогидроусилителя
через шланг 10. Деталь крепится сменными вилками 5 или 13, которые
изготовляют специально для каждой группы деталей. Сменные переход-
ники 4 устанавливают в стальную закаленную втулку 3 и закрепляют
винтом 1. Для ориентирования детали предусмотрена съемная призма 2
и две призмы 7, которые при установке детали поджимаются винтами 8.
6. ДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
ДЛЯ ПОЗИЦИОННОГО ФРЕЗЕРОВАНИЯ
С ПРИМЕРАМИ НАЛАДОК
Общеизвестные универсальные головки с делительными дисками
(лимбами) и набором сменных зубчатых колес являются точными, но
дорогими делительными устройствами. Поэтому наряду с ними в про-
изводстве широко используются упрощенные делительные механизмы,
которые менее универсальны, но зато более дешевы, жестки и устойчивы
в эксплуатации, а также доступны для изготовления в условиях любого
завода.
Встречающиеся в производстве конструкции делительных головок
и делительных столов весьма разнообразны хотя все они состоят из одних
и тех же основных частей: корпуса, поворотной части, делительного
механизма (фиксатора) и механизма зажима поворотной части. Некоторые
конструкции нормализованы: головки — МН 5579—64 и столы —
МН 1062—60...МН 1065—60. Универсальные делительные головки стан-
дартизованы (ГОСТ 8615—69).
В ряде конструкций делительный механизм и механизм зажима сбло-
кированы и управляются одной рукояткой, что сокращает вспомогатель-
ное время.
Существенное отличие делительных головок от делительных столов
заключается в том, что установка и зажим обрабатываемых деталей
в делительных головках обычно производятся с помощью центров (при
наличии задней бабки), трехкулачковых патронов, цанг и других центри-
рующих устройств, монтируемых на шпинделе головки. На делительных
столах обрабатываются более громоздкие и крупные детали или несколько
деталей одновременно, для установки и зажима которых на поворотной
части стола монтируются специальные наладки.
Головки и столы изготовляются с горизонтальной и вертикальной
осью шпинделя. В крупносерийном производстве применяются также
двух- и трехшпиндельные головки.
Поворот, фиксация и закрепление поворотной части перед обработкой,
а также отвод фиксатора и отжим поворотной части после обработки
в обычных делительных головках и столах производятся вручную, на
что тратится немало времени. В связи с этим внедряются делительные
устройства с автоматическим поворотом, осуществляемым от привода
станка с помощью храпового механизма или механизма с мальтийским
крестом, от пневмопривода и т. д.
565
На установочных поверхностях делительных устройств монтируются
сменные наладки для позиционной обработки одной или нескольких
деталей.
Делительные головки
Простейшая делительная головка изображена на рис. VIII.42. В сбор-
ном корпусе, состоящем из угольника 3 и плиты 2, смонтирован шпин-
дель 1, на одном конце которого крепится зажимной трехкулачковый
патрон, а на другом — фланец 4 с пружинным фиксатором. Шпиндель
фиксируется в осевом направлении гайкой 5. В угольнике 3 имеется
12 расположенных по окружности с одинаковым шагом отверстий, с за-
прессованными стальными закаленными втулками И. При делении от-
тягивают рукоятку 6, связанную с плунжером 8 штифтом 7, и производят
необходимый поворот. Пружина 9 досылает плунжер фиксатора в очеред-
Рис. VIII.42. Простейшая делительная головка с горизонтальной
осью
ное гнездо. В этом положении шпиндель закрепляют тангенциальным
зажимом с помощью рукоятки 10.
На рис. VIII.43 показана делительная головка с мембранным при-
водом, сблокированным механизмом поворота и фиксации и сменными
цангами. Головка применяется для деления при фрезеровании пазов
и граней у цилиндрических деталей. Сжатый воздух из сети через шту-
цер 17 подается в пневмоцилиндр корпуса 1 и действует на мембрану 2.
Развиваемая в результате этого сила передается через грибок 3 и упор-
ный шарикоподшипник 4 на три штыря 5, которые поднимают стакан 6,
помещенный в направляющей стальной гильзе 9. Поднимаясь, стакан
конусным отверстием сжимает конус цанги 7; обрабатываемая деталь
при этом закрепляется. При отключении подачи воздуха пальцы 11 под
действием пружин 10 возвращают стакан 6 и остальные детали с мембра-
ной в исходное положение.
Для перехода на следующую позицию цангу вместе с обрабатываемой
деталью поворачивают рукояткой 14. При движении рукоятки по часовой
стрелке эксцентриковый диск 13 выталкивает фиксатор 18 из паза дели-
тельного диска 16, а собачка 15 под действием пружины 19 попадает
в очередной его паз. При обратном движении рукоятки собачка повора-
чивает делительный диск с диском 12 и укрепленной на нем цангой с об-
рабатываемой деталью до тех пор, пока фиксатор 18 не попадет в сле-
дующее гнездо делительного диска и тем самым не зафиксирует поворот
детали на 60°. Колпачок 8 предохраняет прорези цанги от попадания
стружки. Цанга, показанная на рисунке, допускает установку деталей
диаметром не более .40 мм и дли-ной зажимной части до 24 мм.
666
Пневмопривод развивает усилие зажима до 1500 кгс. Аналогичная
головка применяется с горизонтальной осью.
На рис. VIII.44 показана пневматическая головка. Ее отличие от
предыдущей заключается в основном в том, что вместо мембраны исполь-
зуется пневмоцилиндр с воздухоприемной муфтой, а корпус / головки
4-Д
Рис. VIII.43. Делительная головка с пневматическим цанговым зажимом
позволяет устанавливать ее как вертикально, так и горизонтально. Смен-
ные цанги рассчитаны на зажим деталей диаметром до 35 мм.
В табл. VIII.8 приведены размеры пневматических головок с цанго-
вым зажимом.
Для позиционной обработки длинных деталей применяются делитель-
ные головки с задними бабками (рис. VIII.45, VIII.46).
Точное фрезерование шпоночных канавок с поворотом детали на
180° может быть выполнено с помощью делительной головки, показан-
ной на рис. VI 11.45. Приспособление состоит из опорной стойки 5 с рас-
положенным в двух закаленных втулках 6 полым шпинделем 4, в который
567
568
Таблица VI11.8
Основные размеры головок с цанговым зажимом в мм (по рис. VIII.46)
d (Л3) В н И, L <*2 1 Диск с количеством делений Усилие за- жима в кгс при давлении в сети 4 кгс/см2
25 205 190 128 290 20,4 М22Х1.5 30 6; 8 830
35 260 200 160 345 30,8 МЗЗХ2 35 6; 8 1460
вставляются сменные цанги 2, зажимаемые гайкой 3. Шейка шпин-
деля имеет два гнезда, куда входит фиксатор 11 под действием пру-
жины 10. Вывод фиксатора из гнезда осуществляется эксцентриковым
Рис. VIII.46. Делительная головка, используемая совместно с задней бабкой при пози-
ционной обработке длинных деталей
валиком 9 с рукояткой 8, закрепленной на валике штифтом 7. Конец
детали поддерживается задней бабкой 1.
На рис. VI 11.46 показана еще одна делительная головка для пози-
ционной обработки длинных деталей.
Для поворота шпинделя головки служит штурвальная гайка 1, а за-
тяжка шпинделя после поворота и фиксации производится тангенциаль-
ным зажимом 7. Делительный диск 2 расположен на левом конце шпин-
деля и имеет 12 втулок 3 под фиксатор. Фиксатор 4, входящий под
569
действием пружины во втулки 3 делительного диска, управляется рукоят-
кой 8 посредством реечной зубчатой передачи. Для избежания ошибок
при делении окружности на различные части предусмотрено устройство,
состоящее из кольца 6, вращающегося вместе с делительным диском,
и штифта 5, запрессованного в фиксатор. В определенных местах кольца
имеют пазы, позволяющие фиксатору входить во втулки делительного
диска. Если положение паза кольца 6 не совпадает с положением втулки,
штифт 5 фиксатора упирается в кольцо и фиксатор не может войти во
Рис. VIII.47. Автоматическое делительное приспособление
втулку. Каждому числу делений соответствует определенное положение
кольца 6. При этом риска на кольце должна совпадать с цифрой на дели-
тельном диске, обозначающей число делений окружности.
На горизонтально-фрезерном станке с полуавтоматическим циклом
движения стола можно применять автоматическое делительное приспособ-
ление (рис. VIII.47), с помощью которого обрабатываются пазы в неболь-
ших деталях. Поворот заготовки происходит при обратном ходе стола 1
в момент, когда рычаг 3 храпового механизма 6 поворачивается на своей
оси под действием упора 2, закрепленного на неподвижном основании
стола. Заготовка устанавливается на оправке 4, на которой расположены
делительный диск 5 с пружинным рычагом-фиксатором 7 и храповой
механизм 6, осуществляющий ее поворот. Точность деления ±10'.
Для повышения производительности применяются многошпиндельные
головки, с помощью которых одновременно обрабатывают несколько
деталей набором фрез.
Делительные столы
Делительные столы применяются для позиционного фрезерования
одной или одновременно нескольких деталей набором фрез. Детали обычно
закрепляются в сменных наладках, монтируемых на поворотной части
стола. В производстве используются столы, отличающиеся как по диа-
метру, так и по конструкции их механизмов.
Большинство делительных столов выполняется с ручным приводом,
а при обработке больших партий деталей в условиях крупносерийного
и массового производства их оснащают пневматическим, гидравлическим
или электрическим приводом, обеспечивающим возможность частичной
или полной автоматизации цикла работы приспособления. Так, например,
570
в полуавтоматических делительных устройствах автоматически с помощью
одного из указанных приводов выполняется следующий цикл: расфикса-
ция, поворот подвижной части на необходимый угол, фиксация и за-
крепление подвижной части. В ряде случаев закрепление и открепление
обрабатываемых деталей также производится не вручную, а с помощью
того же привода.
На делительные столы с ручным приводом разработаны нормали ма-
шиностроения МН 1062—60...МН 1065—60.
На рис. VIII.48 показан стол, позволяющий выполнять деление окруж-
ности на различные части; переналадка на новое число делений произво-
дится быстро и выполняется непосредственно на рабочем месте. В пово-
ротном диске 4 имеется 16 фиксирующих втулок. Фиксатор 8, управляе-
мый рукояткой 13, под действием пружины 7 входит во втулки поворот-
ного диска.
В поворотном диске имеется кольцо 10, положение которого фикси-
руется винтом 11. Поворачивая кольцо 10, совмещают цифру необходи-
мого числа делений на кольце с риской на поворотном диске. На кольце 10
имеются пазы, в которые входит штифт 9, запрессованный в фиксатор.
Фиксатор может войти во втулку поворотного диска только в том случае,
если положение паза на кольце совпадет с положением втулки диска.
Закрепление поворотного диска производится рукояткой 12, стяги-
вающей хомут 5, который благодаря конической поверхности через
кольцо 6 прижимает поворотный диск 4 к корпусу стола. Поворот дели-
тельного диска облегчается опорным шарикоподшипником 3, опира-
ющимся на штифты 2, находящиеся под действием пружин 1.
На рис. VIII.49 показан стол, обеспечивающий возможность деления
окружности на любое число частей. Делительный диск с втулками отделен
от поворотного диска, на котором устанавливается приспособление.
Путем смены делительного диска можно получить любое число делений
окружности. Кроме того, во втулки делительного диска можно вставлять
пробки, меняя таким образом число делений окружности в известных
пределах в зависимости от количества втулок в диске.
Подобный стол может быть использован для обработки деталей, когда
требуются различные числа делений окружности, так как переналадка
его несложна. Возможность быстрой переналадки поворотного стола
необходима в мелкосерийном производстве при обработке на одном столе
нескольких деталей.
Поворотная плита 7 стола вращается совместно с втулкой 6, на кото-
рой закреплен делительный диск 2 с фиксирующими втулками. Фикса-
тор 10, входящий во втулки делительного диска под действием пру-
жины 9, находится вне поворотной плиты. Дополнительное введение
фиксатора, а также вывод его из втулок производятся рукояткой 8 по-
средством шестерни 16 и рейки на фиксаторе. Шестерня 16 соединяется
с валиком 14 посредством штифта 17 таким образом, что пружина 9 может
вводить фиксатор во втулки делительного диска, не поворачивая ва-
лик 14.
Вращением валика 14 производится также закрепление плиты. Ва-
лик 14, ввинчиваясь в гайку 15, сжимает хомут 4 и благодаря конической
поверхности притягивает втулку 6 и плиту 7 через кольцо 1 к корпусу
стола. Вращение плиты происходит на шарикоподшипнике 5, который
опирается на пружины 3, несколько поднимающие при этом плиту.
Винты 13 связывают кольцо с диском 2.
Переналадка стола на различное количество делений производится
посредством пробок 11, вставляемых во втулки делительного диска, излиш-
ние при данном числе делений окружности. Пробки вставляются через
отверстие в корпусе стола, закрываемое крышкой 12.
571
572
573
Двухпозиционные поворотные столы прямоугольной формы пред-
назначаются для фрезерования деталей в двух одинаковых приспособле-
ниях, установленных на концах стола. Во время обработки деталей в одном
приспособлении в другом устанавливают новые. Когда изделие в одном
Рис. VIII.50. Двухпозиционный делительный стол
приспособлении обработано, стол отводится от фрезы и поворачивается
на 180°.
На рис. VIII.50 представлена конструкция поворотного двухпозицион-
ного стола. Верхняя плита 3 стола поворачивается на упорном шарико-
подшипнике 1, который немного поднимает плиту над основанием 5 по-
средством пружин, действующих на пальцы 22. Предварительная фикса-
ция поворотной плиты осуществляется срезанным пальцем 21, опуска-
ющимся при вращении плиты 3 по часовой стрелке и фиксирующим плиту
при обратном вращении. Окончательная фиксация плиты производится
фиксатором 6, который при вращении рукоятки 18 входит в паз 2 планки 13.
574
СЛ
СЛ
Рукояткой 18 вращают шестерню 17 и посредством рейки перемещают ва-
лик 16. Рычажный механизм 19, 20 передает движение валика 16 планке 7,
соединенной с фиксатором 6.
Одновременно с фиксацией происходит закрепление плиты 3 в двух
местах. Планка 7, передвигаясь, закрепляет плиту 3 посередине посред-
ством уступа, который, нажимая на ролик 8, тянет палец 9 вниз.
Планка 7 шарнирно соединена с рычагами 15. Последние, поворачиваясь,
передвигают штанги 14 и связанную с ними призму 4, длина которой
равна ширине стола. Таким образом, при передвижении планки 7 про-
исходит закрепление плиты 3 и на конце стола призмой 4. Посредством
зубчатой и рычажной передачи усилие, прилагаемое на рукоятке, увеличи-
вается на призме в 40 раз. Планка 7 при закреплении плиты Здеформи-
руется, благодаря чему зажим вполне надежен. Регулирование зажима
плиты 3 призмой 4 производится гайками 11 и 12. Снизу стол закрыт ко-
жухом 10.
Примеры наладок на делительные устройства
На рис. VIII.51 показано приспособление для фрезерования пазов
на торцах втулок набором двух дисковых фрез. Детали устанавливаются
на четыре разжимные цанговые оправки 1. Закрепление производится
болтом 3 с помощью планки 4 и коромысел 5 и 6, которые передают усилие
зажима на четыре плунжера 2, разжимающих цанги. Поворот приспособ-
ления с обрабатываемыми деталями на 90° осуществляется универсаль-
ным делительным столом 7.
На рис. VIII.52 приведено двухместное приспособление для фрезе-
рования корпуса коробки передач двигателя. На литом корпусе приспо-
собления 4 укреплены два пальца 5 и срезанные пальцы 7, являющиеся
установочными для детали. В пальцах 5 закреплены шпильки 9 с гай-
ками 10, которые через прихваты 8 поджимают детали к опорным паль-
цам 6. В средней части корпуса 4 установлена стойка 3. В ней размещены
самоустанавливающиеся опоры 14, которые под действием пружин 13
доводятся до детали и стопорятся болтами И через плунжеры 12. Подвиж-
ные опоры необходимы для уменьшения вибрации детали при фрезеро-
вании. Приспособление центрируется на поворотном столе втулкой 1
по пальцу стола и шпонкой 2, устанавливаемой в паз стола. Установка
фрезы производится с помощью щупа и установов 15.
7. УСТРОЙСТВА ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ФРЕЗЕРОВАНИЯ
Эти устройства можно разделить на две группы: 1) круглые поворот-
ные столы с вертикальной или горизонтальной осью; 2) многоместные
приспособления с непрерывно перемещающимися кассетами.
Поворотные столы предназначены для установки и закрепления де-
талей, в которых требуется фрезеровать поверхности по цилиндрическому
контуру круговой подачей или прямолинейные участки под различными
углами друг к другу. Применяются они и для непрерывного фрезерования
плоскостей, пазов и других поверхностей у многих деталей, устанавли-
ваемых по окружности стола.
Поворотные столы, рассмотренные в гл. VII, могут с успехом при-
меняться и на фрезерных станках, но в отличие от сверлильных они
должны иметь жесткое и надежное крепление поворотной части с целью
противодействия вибрациям при резании. При установке на рабочем
столе фрезерного станка они фиксиуются двумя направляющими шпон-
ками 14 (рис. VII.50).
В настоящее время круглые поворотные столы стандартизированы
(ГОСТ 16935—71 и ГОСТ 16936—71). Конструкция столов устанавливается
576
>
>
Ансеров
Министерством станкоинструментальной промышленности. Эти столы
с ручным и механизированным приводами имеют круговую шкалу с це>
ной деления 1°. Столы изготовляются нормального (Н) и повышенного (П)
классов точности в соответствии с данными табл. VIII.9, а их основные
Таблица VIII.9
Предельные отклонения от геометрической формы поверхностей круглых
поворотных столов с ручным и механизированным приводами в мкм (ГОСТ 16935—71)
Отклонение Класс точности столов Предельные значения отклонений для диаметров столов в мм
До 200 Св. 200 до 320 Св. 320 до 500 Св. 500 до 800 Св. 800 до 1250
Неплоскостность ра- н 16 20 25 32 40
бочей поверхности план- шайбы 1 п 10 12 16 20 25
Торцовое биение рабо- н 20 25 32 40 50
чей поверхности на наи- большем диаметре план- шайбы п 12 16 20 25 32
Непараллельность ра- н 20 25 32 40 50
бочей поверхности план- шайбы основанию стола на длине, равной диамет- ру планшайбы п 12 16 20 25 32
Радиальное биение центрального отверстия:
у торца план- н 12 16 20 25 32
шайбы п 8 10 12 16 20
на длине L = н 20 25
== 75 мм п 12 16 — — —
L = 100 мм н — — 32 40 —
п — — 20 25 —
L = 125 мм н — — — — 50
п — — — — 32
Неточность деления уг- н 125 100 80 65 50
ла поворота планшайбы в делительных столах, с п 65 50 40 32 25
1 Выпуклость поверхности не допускается.
размеры приведены в табл. VIII. 10. Столы исполнения 1 (с ручным при-
водом) изготовляются диаметрами D = 160... 125 мм, а исполнения 2
(с механизированным приводом) D = 250; 320; 400 и 500 мм и приводом
от кинематической цепи станка или от отдельного электродвигателя.
578
Таблица УШЛО
Основные размеры круглых поворотных столов с ручным и механизированным
приводами в мм (ГОСТ 16936—71)
ЩА подернуто Б~5 В~В подернуто Г-Г подернуто
о Н В 5, L £-1 (Щ) v \ (V) *» d (Л) d, (С) Конус [Морзе по ГОСТ 2847—67 Ъ (Л3) п Количество пазов п
н е более
160 ПО 250 420 260 — — 12 — 30 — 3 12 8 4 —
200 НО 300 480 320 — 50 12 12 30 — 3 14 8 4 2
250 125 360 560 380 420 63 (70) 12 12 40 20 4 14 8 4 2
320 125 420 630 450 500 (70) 80 14 14 40 20 4 18 8 6 2
400 140 500 670 560 600 (63) 70 14 14 40 20 4 18 8 6 4
500 160 600 750 630 700 80 (90) 18 18 50 20 5 22 12 6 4
630 180 710 900 800 — 100 (ПО) 18 18 50 — 5 22 12 6 4
800 200 900 1060 900 — 100 (ПО) 22 22 50 — 5 28 12 8 6
1000 220 1120 1250 1120 — 125 (140) 22 22 50 — 5 28 12 8 6
1250 220 1400 1500 1400 — 160 (170) 28 28 50 — 5 28 12 8 6
Примечание.
Размеры, заключенные в скобки, допускается применять по требованию заказчика.
Для базирования и закрепления обрабатываемых деталей на столах
монтируются наладки. Закрепление деталей может выполняться вручную
или с помощью встраиваемых в стол пневматических или гидравличе-
ских цилиндров.
При использовании таких цилиндров применяются два варианта
закрепления и освобождения обрабатываемых деталей. По первому
варианту у каждого цилиндра имеется свой распределительный кран для
ручного переключения цилиндра в загрузочной позиции. При втором
варианте цилиндры не имеют индивидуальных кранов, а с помощью
специальной пневмо- или гидрораспределительной муфты (см. гл. IV)
в загрузочной позиции переключаются автоматически.
Столы с горизонтальной осью вращения применяются для непрерыв-
ного фрезерования шлицев, пазов или лысок у мелких деталей (винты,
3$
579
гайки, пальцы, валики и т. п.). В этих устройствах закрепление и осво-
бождение обрабатываемых деталей обычно автоматизируются.
На рис. VIII.53 показан общий вид поворотного стола с ручным при-
водом. Стол состоит из основания и поворотной части (планшайбы), при-
Рис. VIII.53. Общий вид нормализованного по-
воротного стола с ручным приводом
водимой во вращение рукояткой
1 через червячную пару; после
поворота планшайба жестко за-
крепляется на неподвижной ча-
сти стола рукояткой 5. На план-
шайбе имеются элементы для
центрирования и закрепления
наладок или непосредственно
обрабатываемых деталей: цен-
тральное конусное отверстие
(конус Морзе 5 или 4) и Т-об-
разные пазы. Эксцентриковая
гильза 3 предназначена для вы-
вода из зацепления и регули-
ровки зазора червячной пары.
В нужном положении эксцен-
триковая гильза стопорится ру-
кояткой 4. Угол поворота план-
шайбы может быть ограничен
передвижным ограничителем 6,
который в нужном положении
фиксируется рукояткой 7. Винт
2 служит для крепления лимба
на рукоятке 1, а винт 8 фикси-
рует положение рискоуказателя
на круговой шкале.
На рис. VIII.54 изображена
схема присоединения механиче-
ского привода к стандартному
Рис. VIII.54. Схема присоединения механического привода
к нормализованному поворотному столу (МН 1060—60)
столу (ГОСТ 1636—71). Для этого вал червяка стола через шарнирно-
телескопический валик 1 связывают с ходовым винтом рабочего стола
станка, вращение которого передается приспособлению (гайка ходового
винта отключается).
580
СЛ
СО
Рис. VIII.55. Многоместная наладка для обработки
плоскостных деталей па поворотном столе
В серийном производстве периодически приходится фрезеровать различ-
ные по конфигурации детали. Чтобы обеспечить их обработку на вращаю-
щемся столе, к нему проектируют и изготовляют быстросъемные наладки.
Каждая наладка состоит из плиты, по окружности которой может
монтироваться 15 и более установочно-зажимных приспособлений (в за-
висимости от размеров обрабатываемой детали). Плита с приспособлениями
центрируется и закрепляется на вращающемся столе. В некоторых слу-
чаях при соответствующем подборе обрабатываемых деталей наладку
удается спроектировать универсальной, т. е. пригодной для обработки
всех деталей данной группы.
На рис. VI 11.55 показана наладка для обработки плоскостных деталей.
На общем основании 1 наладки закреплены восемь призм 2. Детали уста-
Рис. VIII.57. Групповая наладка для непрерывного фре-
зерования партии деталей четырех наименований
навливаются на торцовые поверхности пальцев 5 и предварительно ориен-
тируются упорами 3. Зажим каждой детали осуществляется вручную
с помощью прихватов 4.
На рис. VIII.56 показаны примеры наладок для обработки радиусных
поверхностей деталей на поворотном столе с пневмоприводом зажима.
На рис. VIII.57 показана групповая наладка, предназначенная для
последовательной обработки четырех различных деталей, обозначенных
цифрами /, II, III, IV. При переходе к обработке каждой следующей
партии деталей наладка (плита с приспособлениями) не заменяется, а ме-
няются только прижимные планки 1, устанавливаемые на пальцы 2.
В наладках для вращающихся столов можно обрабатывать плоскости
корпусов, фланцев, крышек, кронштейнов, рычагов, прорезать пазы
у вилок и т. д.
В гл. IV были рассмотрены наладки на столы с пневматическим зажи-
мом обрабатываемых деталей. На рис. VIII.58 показана наладка для
непрерывного фрезерования вилок с гидравлическим зажимом. Базовыми
отверстиями 12 вилок устанавливаются на пальцы 2 и одной своей сто-
роной прижимаются к упорам 4. Раскрепление и зажим новых вилок
в зоне загрузки осуществляются тягами 1, связанными со штоками порш-
ней 12 гидроцилиндров 5; тяги действуют через быстросъемные шайбы.
582
Раскрепление и зажим в зоне загрузки производятся автоматически
с помощью специального маслораспределительного устройства, распо-
ложенного в центре вращающегося стола.
Стол 1 (рис. VIII.59, а) вместе с 12 гидроцилиндрами И, помещенными
между дисками 2 и 4, связанными стойками 3, а также вместе со сменным
диском 5, на котором монтируются наладки, вращается относительно
оси 6. Масло под давлением поступает от пневмогидравлического преоб-
Рис. VIII.58. Наладка для непрерывного фрезерования вилок, автома-
тически зажимаемых с помощью гндроцилиндров
разователя или от гидроустановки через штуцер 12 и по каналу К в оси 6
к верхним 8 и нижним 9 штуцерам, а от них по трубкам 10 поступает
в верхнюю или нижнюю полость гидроцилиндра 11. Так как втулка 7,
в которой размещены штуцеры, вращается относительно оси, то через
радиальные каналы последней, связанные с центральным каналом К,
масло под давлением подается в соответствующую полость цилиндра
лишь в зоне загрузки в моменты раскрепления обработанной и закрепле-
ния вновь установленной детали. Между осью 6 и штуцерной втулкой 7
предусмотрены уплотнения кольцами круглого сечения.
На рис. VIII. 59, б показана схема центрального подвода масла к ци-
линдрам.
Для зажима и освобождения деталей при непрерывном фрезеровании
применяется полуавтоматическое переналаживаемое приспособление с ко-
пиром (рис. VIII.60).
583
12
Рис. VIII.59. Гидравлическое зажимное устройство, смонтированное на столе, для
непрерывного фрезерования (а) и схема центрального подвода масла к цилиндрам (б)
584
Рис. VIII.60. Полуавтоматическое переналаживаемое приспособление с копиром для не-
прерывного фрезерования
585
586
жимом и раскреплением деталей при непрерывном фрезерования
587
От привода через червячный вал 3 и колесо 2 передается вращение
столу 1. В корпусе 4 запрессован шлицевый вал 5, на конце которого.
закреплен плоский кулачок-копир 6. При вращении стола 1 ролик 7
катится по копиру 6 и перемещает плунжер 9, который, сжимая
мембраны 10, перемещает ползун 11 и закрепленный на нем кулачок 8,
вследствие чего обрабатываемая деталь прижимается к опоре 12. Когда
деталь выходит из зоны фрезерования, ролик 7 начинает сходить с ко-
пира 6, при этом пружины 10 расслабляются и ползун 11 с помощью
штыря 13 и упора 14 освобождает деталь. Кулачок 8 устанавливается
на рифленой поверхности ползуна И в соответствии с габаритом обра-
батываемой детали. Меняя кулачки 8 и опоры 12, можно зажимать де-
тали различной конфигурации.
На рис. VIII.60 в плане показаны четыре позиции, на которые делится
полный оборот стола и в пределах которых последовательно выполняются
отдельные фазы обработки: I — сектор загрузки (90°); II — сектор за-
жима (90°); III — сектор обработки (135°); IV — сектор отжима (45°).
В соответствии с этим профилируется кулачок-копир 6.
Оригинальная схема автоматизации зажима и раскрепления деталей
при фрезеровании их на поворотном столе изображена на рис. VIII.61.
На вращающейся планшайбе 9, закрепленной на оси 10, имеются
отверстия, в которые вставляются детали 2. Вместе с планшайбой вра-
щаются зажимные механизмы, состоящие из плунжеров И, шарнирных
систем 8, 7, штоков 6 и подвижных призм 3. На неподвижном основании 1
стола в зоне обработки закреплен копир 12 с заходным скосом. Когда
очередная деталь подходит к зоне обработки, плунжер 11 поднимается
по копиру и через звенья 7, 6, мембраны 4 и призму 3 зажи-
мает деталь.
Мембраны компенсируют разницу диаметров обрабатываемых дета-
лей в партии. По окончании обработки плунжер 11 соскакивает с копира,
пружина 5 возвращает систему в исходное положение, а готовая, деталь,
подойдя к отверстию а в основании стола, проваливается в бункер.
На рис. VIII.62, а показано пневматическое приспособление с автома-
тическим закреплением и раскреплением деталей при непрерывном фре-
зеровании. Корпус 3 приспособления закрепляется на планшайбе 2
поворотного стола с механическим приводом. По окружности корпуса
приспособления смонтированы восемь пневматических цилиндров 10,
приводящих в действие зажимные устройства в каждой позиции. Под
действием сжатого воздуха поршень 14 (рис. VIII.62, б) пневмоцилиндра 10
через шток 20 сообщает возвратно-поступательное движение плунжеру 19,
который помещается в полости зажимной оправки 17. Оправка имеет
три окна для направления клинообразных кулачков 15. При перемещении
поршня и плунжера вверх кулачки входят в соответствующие клиновид-
ные пазы плунжера и раздвигаются, обеспечивая закрепление заготовки
на оправке, а при опускании плунжера вниз кулачки под действием пру-
жины 18 сходятся по направлению к центру.
Работой каждого пневматического цилиндра управляет отдельное
золотниковое устройство 9 (рис. VIII.62, а). Сжатый воздух из сети по
трубопроводу 6 поступает в кольцевую камеру А вращающейся пневмо-
распределительной муфты, откуда подводится к золотниковым устрой-
ствам. Последние управляются радиусным копиром 11, который укреплен
на неподвижном основании 1 поворотного стола в зоне обработки. Заго-
товка остается закрепленной, пока шток 8 находится под действием ко-
пира. Как только шток сойдет с копира, поршень 12 под действием пру-
жины 13 переместится и воздух поступит в верхнюю полость цилиндра.
При этом поршень 14 цилиндра (рис. VIII.62, б) и плунжер 19 опустятся
вниз, и обработанная деталь освободится. На ее месте устанавливается
588
следующая заготовка, которая плунжером 5 под действием пружины 16
прижимается к верхнему базовому торцу Г оправки. Зажим происходит
в то время, когда заготовка еще находится в зоне подвижного плунжера 5.
Последний закреплен на планке 4, которая препятствует повороту пальца 7
муфты.
На рис. VIII.62, в показана схема пневмосети приспособления.
Приспособление может быть переналажено на другие детали путем
смены рабочих оправок 17.
На рис. VIII.63 изображено приспособление с горизонтальной осью
вращения для непрерывного фрезерования шлицев корончатых гаек.
Основные узлы приспособления: сменный диск (рис. VIII.63, а), прижим-
ное устройство (рис. VIII.63, б) и редуктор (рис. VIII.63, в).
Подлежащие обработке гайки устанавливаются на цилиндрической
поверхности диска 1. Базирование по шестиграннику осуществляется
с помощью призм на торцах колец 2, укрепленных на диске. Последний
в свою очередь закреплен на валу червячного колеса_ 9. При подходе
к зоне обработки гайки надежно зажимаются планкой 3 усилием пру-
жин 4. Одновременно могут быть зажаты только две гайки. В планке 3
имеется вырез для прохода дисковой фрезы 5.
Вращение диску 1 сообщается от ходового винта станка (при отклю-
ченной гайке) через цепную передачу 6 и червячный редуктор с двумя
червяками 8. Верхний червяк регулируется в осевом направлении гай-
ками 7 для устранения излишнего зазора в червячном зацеплении.
8. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ
ТИПОВЫХ ДЕТАЛЕЙ
Лучший метод изучения накопленного опыта конструирования станоч-
ных приспособлений — ознакомление ‘ с типовыми конструкциями, про-
веренными на практике.
Классификация специальных приспособлений, в соответствии с кото-
рой они сгруппированы и рассмотрены в книге, показана на схеме.
589
СХЕМА КЛАССИФИКАЦИИ СПЕЦИАЛЬНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
ДЛЯ ФРЕЗЕРНЫХ ОПЕРАЦИЙ
В основу классификации специальных приспособлений положены два
главных признака: 1) число одновременно устанавливаемых и закрепляе-
мых деталей (одноместные, двухместные и многоместные приспособления);
2) форма их базовых поверхностей (схемы базирования).
Многоместность приспособления влияет на конструкцию корпуса и
силового механизма; так, например, в двухместных приспособлениях
широко применяются двухзвенные, а в многоместных — многозвенные
силовые механизмы рассмотренных ранее конструкций (см. гл. II).
Последующее деление одноместных, двухместных и многоместных
приспособлений по схемам базирования позволяет сводить их в группы,
в каждой из которых все приспособления, независимо от их размеров,
имеют принципиально родственные установочные системы.
Дальнейшее деление приспособлений по таким признакам, как ха-
рактер привода (ручной, пневматический, гидравлический) конструкции
силовых механизмов и др., усложнило бы классификацию. Поэтому эти
признаки лишь учитываются при расположении приспособлений в пре-
делах групп.
Наладки на тиски, делительные и поворотные столы, на непрерывно
вращающиеся столы и т. п. также относятся к группе специальных при-
способлений. Однако наладки существенно отличаются от обычных спе-
циальных приспособлений: 1) базирующие поверхности наладок должны
соответствовать установочным поверхностям базового приспособления,
на котором они монтируются; 2) силовой привод и силовой механизм
обычно имеются у базового приспособления, а в наладках могут преду-
сматриваться лишь дополнительные зажимные элементы; 3) главной
и определяющей частью наладки являются ее установочные элементы,
форма, размеры и расположение которых соответствуют базовым поверх-
ностям обрабатываемой детали.
В связи с этим примеры наладок в основном рассматривались выше,
совместно с базовыми приспособлениями.
590
Чтобы облегчить выбор специального приспособления или наладки
для конкретной деталеоперации, обрабатываемые детали сгруппированы
по классам.
Среди представленных ниже конструкций специальных приспособле-
ний значительное место занимают собранные из стандартных и нормали-
зованных деталей и узлов (ГОСТ 12947—67...ГОСТ 12961—67 и МН
3196—62...МН 3201—62), что значительно снижает себестоимость ста-
ночной оснастки. Отдельные узлы и детали вышедших из употребления
сборных приспособлений можно многократно использовать при компо-
новке новых сборных приспособлений, что дает дополнительную экономию.
Одноместные приспособления
Ниже приводятся одноместные приспособления с базированием: по
плоскостям (рис. VIII.64...VIII.67); по плоскости и двум отверстиям
(рис. VIII.68...VIII.70); по плоскости (основная база) и отверстию или
наружной цилиндрической поверхности (рис. VIII.71, VIII.72); по отвер-
стию (основная база) и торцу (рис. VIII.73); по наружному цилиндру
(основная база) и торцу (рис. VIII.74).
Двухместные приспособления
Двухместные приспособления классифицируются, как одноместные,
в зависимости от способа базирования: по плоскостям (рис. VIII.75...
VIII.78); по плоскости и двум отверстиям (рис. VIII.79); по плоскости
(основная база) и отверстию или наружной цилиндрической поверх-
ности (рис. VIII.80); по отверстию (основная база) и торцу (рис. VIII.81);
по наружному цилиндру (основная база) и торцу (рис. VIII.82).
Многоместные приспособления
Многоместные приспособления часто выполняются с гидропластмассой
и с пневматическим или гидравлическим приводом. Ниже рассмотрены
отдельные их виды по принятой классификации в зависимости от способа
базирования: по плоскостям (рис. VIII.83...VIII.87); по плоскости и двум
отверстиям (рис. VIII.88); по плоскости (основная база) и отверстию
или наружной цилиндрической поверхности (рис. VIII.89...VIII.91);
по отверстию (основная база) и торцу (рис. VIII.92); по наружному ци-
линдру (основная база) и торцу (рис. VIII.93...VIII.95).
9. ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ КОПИРОВАЛЬНОГО ФРЕЗЕРОВАНИЯ
Обработка фасонных поверхностей на универсальных фрезерных
станках обычно производится в приспособлениях, снабженных копирами,
обеспечивающими необходимый путь столу с деталью относительно
фрезы.
Подача может осуществляться с помощью тех или иных следящих
устройств (электрических, гидравлических и т. п.) или только механи-
чески. В последнем случае копиры принимают на себя силы, возникающие
при обработке, и должны быть достаточно износостойкими и жесткими.
Необходимое при этом постоянство контакта между копировальным
роликом и копиром обеспечивается путем внешнего силового воздействия
(груз, пружина, пневмо- или гидроцилиндр) или путем кинематической
связи (усилия, передаваемые по замкнутой кинематической цепи).
При применении следящих систем копиры работают без нагрузки
и особой прочности не: требуют.
ВЯ1
Рис. VIII.64. Сборное гидрав-
лическое приспособление для
фрезерования плоскости у
детали сложной конфигура-
ции
Деталь устанавливается
своими полками на две жест-
кие 3, 9 и две регулируемые
4 опоры до упора 5 в про-
, упираясь своим штоком в не-
дольном направлении. Плавающий гидроцилиндр 11..
подвижную опору 12, через траверсу 10, болты 13 и прихваты 16 прижимает деталь
за ребро к неподвижным опорным поверхностям 15. Разжим детали осуществляется пру-
жинами 14.
Угольник 17 (ГОСТ 12951—67) и четырехгранник 6 (ГОСТ 12954—67) укреплены
на плите 1 с помощью клея и штифтов. Стойка 2 закреплена на плите только паль-
цем 8. На столе станка приспособление ориентируется двумя пальцами 7.
Поверхность, подвергаемая
механической обработке
Рис. VIII.65. Сборное
приспособление для
фрезерования плоско-
стной детали
Деталь устанавли-
вается нижней плоско-
стью на опорные по-
верхности упоров Z и
фиксируется в про-
дольном направлении
упором 6. Корпус ги-
дроцилиндра 11 ввинчен в неподвижный четырехгранник 3 (ГОСТ 12954—67). При
подаче масла от пневмогидроусилителя через штуцер 10 шток гидроцилиндра через
болт 5, коромысло 4 и нормализованные Г-образные прихваты 9 (МН 3198—62) при-
жимает деталь к упорам Z. При разжиме пружины 8 отводят прихваты от детали. Че-
тырехгранник 3 и корпусы прихватов 9 крепятся на плите 1 (ГОСТ 12948—67) с по-
мощью штифтов и клея.
На станке приспособление фиксируется пальцами 2.
592
I
Рис. VIII.66. Пневматическое приспособ-
ление для фрезерования лапок у кор-
пусной детали
Деталь полками устанавливается на
четыре плавающие самоустанавливаю-
щиеся опоры 7, связанные попарно плун-
жерами 8. Зажим осуществляется с по-
мощью двух мембран ’одностороннего дей-
ствия, встроенных в сварной корпус 1
приспособления, через штоки 2 и при-
хваты 4. Камеры мембран соединены па-
раллельно трубопроводом. Пружины 3 и 5
возвращают систему в исходное положе-
ние при разжиме. Фреза настраивается
на размер по установу 6 с помощью щупа.
СЛ
co
Ю Клей
Рис. VI 11.67. Сборное гидравличе-
ское приспособление для фрезеро-
вания плоскости детали сложной
конфигурации
Деталь устанавливается на пло-
скости швеллера 4 (ГОСТ 12951—67)
и планок 12, 13. Упор 2 фик-
сирует деталь в продольном на-
правлении. Зажим осуществляется
двумя гидроцилиндрами односто-
роннего действия. При подаче мас-
ла в полость 4 корпус 11 гидроци-
линдра упирается в Г-образный при-
хват 7 (МН 3198—62), в то время
как шток 5 гидроцилиндра через
шпильку 6 и прихват 9 зажимает
деталь. Пружины 8 и 10 при раз-
жиме возвращают механизмы в ис-
ходное положение. Фреза на размер устанавливается поустанову 3 с помощью щупа. Корпусы прихватов 7 и швеллер 4
закреплены на плите 1 (ГОСТ 12948—67) приспособления с помощью. клея и штифтов.
Поверхность, подвергаемая
7 5 механической обработке
5 А-А
Рис. VII 1.68. Сборное приспособление для
фрезерования вилки на рычаге
Деталь устанавливается плоскостью
на опорную пластину 9 и на два пальца
3 и 10. При зажиме шток гидроцилиндра
8 упирается в неподвижный палец 10,
а корпус гидроцилиндра, ввинченный
в коромысло 7, через болты 6 и нормали-
зованные Г-образные прихваты 11 (МН
3199—62) закрепляет деталь.
Сборный корпус приспособления со-
стоит из плиты 4 (ГОСТ 12948—67), че-
тырехгранника 2 (ГОСТ 12954—67) и двух
ребер 1 (ГОСТ 12959—67). На столе стан-
ка приспособление ориентируется с по-
мощью шпонок 5.
<0
СИ
о>
Рис. VIII.69. При-
способление для
фрезерования вса-
сывающей трубы
двигателя
Деталь уста-
навливается базо-
выми отверстиями
на два пальца 2 и
прихватами 1 при-
жимается базовой
плоскостью к опор-
ным плиткам. При-
хваты 1 приводятся
в действие от двух
эксцентриков 5 ру-
кояткой 3 через
компенси р ующий
механизм 4. Руко-
яткой 6 к детали
подводится плун-
жер 9 посредством
пружины 7 и кли-
на 8.
7
При-
для
кор-
Рис. VIII.70.
способление
фрезерования
пуса редуктора на
продольно-фрезер-
ном станке
Обрабатываемая деталь устанавливается сначала на рольганг 4 приспособления,
который затем опускается. Установка детали непосредственно в приспособлении про-
изводится по плоскости (на приспособлении — опоры 3) и двум отверстиям (на при-
способлении — пальцы 6 и 7). Подъем и опускание рольганга производится тремя
гидроцилиндрами 5, смонтированными в основании 1 приспособления. Прихваты при-
водятся в действие от отдельных гидроцилиндров 2.
Поверхность, подвергаемая
7
Рис. VIII.71. Сборное приспособ-
ят леиие для фрезерования плоско-
стей у детали сложной конфи-
гурации
Деталь устанавливается на
верхние плоскости угольников 3,
4 (ГОСТ 12951—67) и регулируе-
мую опору 8, закрепленную на
угольнике 7 (ГОСТ 12951—67).
Зажим детали осуществляется
— , с помощью плавающего гидро-
i цилиндра. Шток 13 гидроци-
лиидра через шпильку 9 соеди-
нен с неподвижным угольником 5 (ГОСТ 12951—67). При подаче масла в полость Д
корпус 12 гидроцилиндра перемещается влево и через сферический переходник 11 и
прихват 10 прижимает деталь цилиндрической поверхностью к планкам 16 и /7, за-
крепленным на угольниках 2, 6 и имитирующим призму.
Пружины 14 а 15 возвращают систему в исходное положение при разжиме. Все де-
тали смонтированы на плите 1 (ГОСТ 12948—67) с помощью штифтов и клея.
597
Рис. VIII.72. Приспособление для фре-
зерования плоскостей в коробке при-
вода
Деталь устанавливается на опор-
ные планки 1, предварительно центри-
руется втулкой 9 и ориентируется по
пальцам 13. Окончательное центриро-
вание и закрепление осуществляется
посредством гидроцилиндров 12 и 7.
Шток 8 гидроцилиндра 12, нажимая
через плунжер 11 на гидропластмассу
10, деформирует стенки втулки 9 и цен-
трирует деталь. Штоки 5 гидроцилин-
дров 7, перемещаясь вниз, при помощи
рычагов 6 передвигают прихваты 4 со
штифтом 2 и посредством вилок 3 за-
крепляют деталь.
Рис. VIII.73. Приспособление для
фрезерования паза в кронштейне
Деталь устанавливается на верти-
кальную плоскость приспособления и
центрируется отверстием на установоч-
ном пальце 2. Окончательная уста-
новка детали осуществляется рукоят-
кой 8 посредством двух рычагов 7; при
этом плоскость симметрии детали рас-
полагается вертикально. Закрепление
производится посредством пневматиче-
ского цилиндра 6, шарнирно прикреп-
ленного к двум системам рычагов 4
и 7. В нижнем положении поршня ци-
линдр и рычаги опираются на палец
5, причем крючкообразные прихваты 3
раскрыты. В верхнем положении
поршня прихваты 3 закрепляют деталь
посредством рычагов 4 и 7.
I
Рис. VIII.74. Приспособление для фре-
зерования плоскостей рычага
Деталь устанавливается базовыми
цилиндрическими поверхностями в две
призмы 5 и 8. Закрепление осущест-
вляется пневматическим цилиндром 3
посредством клина 2 и качающегося иа
оси прихвата 4, который опирается на
клин роликом 1. Зажим рычага произ-
водится в двух точках около обраба-
тываемых плоскостей. Для этого при-
хват 4 должен иметь возможность ка-
чаться вокруг оси, параллельной оси
ролика. Две Ьредние опоры 6 и 7-
самоустанавливающиеся.
Эскиз дста/ш
Переход!
Рис. VI 11.75. Приспособление для фрезерования брусков
На плиту 6 устанавливаются две детали для обработки
плоскостей с разных сторон. Закрепление осуществляется дву-
мя поршневыми 1 и двумя мембранными 2 пневмоцилиндрами.
Через распределительный кран сжатый воздух поступает в ци-
линдры 1 и прижимает детали к упорам 3. В камере воздух про-
ходит через дроссель, так что действие мембран несколько от-
стает от предварительного зажима деталей цилиндрами. Давле-
ние воздуха на мембраны через палец 9 передается на рычаги 8,
которые через вилки 7 и ролики 4 посредством рычагов 5 при-
жимают детали к упорам. Освобождение брусков происходит при
помощи пружин.
602
J
П obepxноешь, подвергаемая
механической обработке
Рис. VIII.76. Сборное приспособление
для фрезерования пластин Чю наруж-
ному контуру
Обрабатываемые пластины двумя
пакетами устанавливаются на коробки
4 (ГОСТ 12949—67). Упоры 2, 3 и 5
фиксируют пакеты пластин в продоль-
ном и поперечном направлениях. За-
жим осуществляется двумя прихватами
9 сверху с помощью двух гидроцилин-
дров 8, закрепленных на плите 1 (ГОСТ
12948—67). Пружины 7 поднимают
прихваты при разжиме. Пальцы 6 фик-
сируют положение приспособления на
столе станка.
Эскиз детали
Рис. VI 11.77. Приспособление для фрезерования с одной уста-
новки нижней и верхней плоскостей у корпусов коробки
Одна деталь черновой базой устанавливается на три опор-
ных штыря 8, другая — уже обработанной плоскостью устанав-
ливается иа четыре опорные пластинки 9. Обе детали одновре-
менно обрабатываются на вертикально-фрезерном станке.
Зажим производится пневмоцилиндром 1, рычаг которого
поворачивает рамку 6 вокруг ее оси 3. В рамке помещены гидро-
пластмасса и шесть плунжеров 10, через которые передается уси-
лие на прихваты. Два прихвата £5 служат для поджима обраба-
тываемых деталей к четырем упорам 7, а четыре прихвата 4 закреп-
ляют детали на установочных штырях и плитках. Для удобства
установки и снятия деталей прихваты 4 сделаны выдвижными.
Фреза с помощью щупа устанавливается по габариту 2.
Рис. VIII.78. Приспособление для фрезерования плоскостей основания двух кор-
пусов подшипников на вертикально-фрезерном станке
Каждая из деталей устанавливается на два опорных штыря 2 и упирается
в штыри 3. Закрепление производится пневмоцилиндром 7 через шток 6, звенья 5
рычажно-шарнирного механизма двустороннего действия и рычаги 4.
Фреза устанавливается по щупу и габариту 1.
604
A
Рис. VI11.79. Двухмест-
ное приспособление для
фрезерования верхнего
контура стойки
Детали базируются
по плоскости н двум от-
верстиям; обработанной
плоскостью они устанав-
ливаются на опорные пла-
стинки, а отверстиями —
на срезанный 2 и цилин-
дрический 3 пальцы. Каж-
дая стойка зажимается че-
тырьмя прихватами.
От пневмогидравлического усилителя под давлением масло поступает через
полумуфту 1 в параллельно соединенные гидравлические цилиндры 10. Рычаг 7,
вращающийся на оси 8, одним концом упирается в подпружиненную втулку 4,
а вторым входит впав прихвата. Шпилька 6, ввернутая в шток поршня цилиндра,
под давлением масла на поршень перемещается вниз. В это время рычаг под дей-
ствием подпружиненной втулки поворачивается вокруг своей оси и подводит при-
хват 5 к обрабатываемой детали. Прн дальнейшем перемещении поршня прихват,
преодолевая сопротивление пружины 9, зажимает обрабатываемую стойку. Об-
ратный ход поршня и разжим обрабатываемой детали осуществляются при давле-
нии сжатого воздуха на поршень. При этом с помощью рычага прихват отводится
от детали.
605
235
Эскиз детали
Рис. VIII.80. Приспособление для обработки фланцев двух корпусов
подшипников на горизонтально-фрезерном станке
Детали устанавливаются на пальцы 5 и 7 и двумя сферическими
пятами 4 поджимаются к опорным поверхностям планки 6. Пяты 4
прикреплены к плунжерам 2, перемещаемым с помощью рычагов 3
пневмодвигателями /. Воздух из сети подается через распределитель-
ный кран 9. На столе стайка приспособление ориентируется при по-
мощи шпонок 8.
Б-b
530
[60 В
225.
Эскиз детали
*4=
60
Рис. VI11.81. Приспособление для фрезерования
тройника
Детали устанавливаются на центрирующие
пальцы 2 и регулируемые опоры 3. Выдвижными
пальцами 1 тройники окончательно устанавлива-
ются. Пальцы 1 выдвигаются посредством эксцен-
трика 5 и коромысла 4, причем одновременно про-
исходит закрепление обрабатываемых деталей.
Рис. VIII.82. Приспо-
собление для фрезеро-
вания торцов кониче-
ской шестерни
Обработка деталей производится на продольно-фрезер-
ном станке. Приспособление устанавливается на двухпози-
ционный стол. Установка и закрепление заготовки произ-
водится во время обработки. Две заготовки устанавливаются
на призмы 4, ориентируясь в осевом направлении кониче-
ской поверхностью по штифтам 5. Закрепление производится
прихватом 2 с коромыслами 3 посредством откидного болта/.
6-5
6 7 в
Рис. VIII.83. Переналаживаемое приспособление
для фрезерования нескольких аналогичных плоско-
стных деталей
Обрабатываемые детали устанавливаются на
специальную сменную подкладку (на рисунке не
показана), которая ориентируется на корпусе при-
способления по шпонкам 9 и закрепляется вин-
тами 1.
Зажимное усилие от пневмопривода 5 через
рычаг 4 и нажимный плунжер 3 передается гидро-
пластмассе 2, а через нее двум парам плунжеров
8, действующим на прихваты 6. При раскреплении
пружины 7 возвращают прихваты в исходное поло-
жение.
20 м.
А. Ансеров
609
о
»—*
о
Рис. VIII.84. Приспособление для фрезерования вилок
Два ряда обрабатываемых вилок устанавливаются
между зажимными плунжерами и установочными плоско-
стями 3 приспособления на опоры 1. Так как заготовки
имеют большие отклонения по ширине, то для точной
установки они прижимаются к боковым базовым поверх-
ностям болтом 5 и двумя планками 4 с плунжерами.
Плунжеры соединены с каналом 6, заполненным гидро-
пластмассой. Окончательное закрепление вилок произво-
дится гайкой 2.
I
S
л
Рис. VI 11.85. Приспособление для фрезеро-
вания лопатки турбины
Заготовки устанавливаются на опорные
пластинки 3 и ориентируются по упорам 12
и 2. Закрепление осуществляется с помощью
четырех гидравлических цилиндров, укреп-
ленных в корпусе 7. Цилиндры 10 посредст-
вом штоков II и Г-образных прихватов 5
прижимают деталь к упору 12. Штоки цилин-
дров 6 через коромысла 9, болты 8 и при-
хваты 1 и 4 прижимают лопатки к опорным
пластинкам приспособления.
Рис. VIII.86. Четырех позицион-
ное приспособление для фрезе-
рования в перекладку плоско-
стей у клиньев на вертикально-
фрезерном станке, позволяющее
за один проход фрезеровать все
четыре стороны клиньев
Приспособление состоит из
чугунного корпуса 1, на кото-
ром установлены две накладки
2 и 3 для установки клиньев. За-
готовки крепятся прихватами 5,
8 и 11, расположенными с двух
сторон приспособления; нижней
своей частью прихваты опира-
ются на шаровые опоры 9. Раз-
жим прихватов происходит при
помощи пружин 6 и 7. Винт 4
для предотвращения от выпаде-
ния и для ограничения продоль-
ного перемещения стопорится
винтом 10.
При обработке заготовка вначале устанавливается в по-
зицию /. После обработки одной стороны заготовка перекла-
дывается в позицию //, а в позицию / устанавливается сле-
дующая заготовка, и обе детали фрезеруются одновременно.
Затем заготовки соответственно перекладываются в позиции
/// и IV, а в позицию / устанавливается третья заготовка
и т. д. Таким образом, за один проход 'фрезеруются все че-
тыре стороны клина. Для достижения заданного уклона
клина приспособление имеет уклон 1 : 50. Фрезерование
производится трехрезцовой фрезой с большими подачами.
Приспособление может быть применено и для шлифова-
ния клиньев.
Рис. VITI.87. Шестнадцатиместное при-
способление для установки плоскостных
деталей при фрезеровании торцов
Обрабатываемые детали пакетом уста-
навливаются на сменную плиту 3, смонти-
рованную на корпусе 1, и зажимаются
прихватом 4. Для того чтобы прихват
имел возможность покачиваться и всей
своей шириной равномерно зажимал де-
тали, его отверстие под ось 5 выполнено
с двойной конусностью. При закреплении
сжатый воздух из распределительного
крана 9 поступает в цилиндр 2 двусто-
роннего действия и через шток-клин 8 пе-
ремещает плунжер 7, длина которого ре-
гулируется винтом 6; плунжер действует
на прихват 4. При раскреплении прихват
возвращается в исходное положение пру-
жиной растяжения. Приспособление мо-
жет быть использовано как групповое.
Кассета
Рис. VII 1.88. Приспособление для фрезе-
рования щек рычага и прорезания паза
Приспособление кассетного типа. Во
время обработки пакета деталей в одной
кассете в другой устанавливается следую-
щий набор. Рычаги устанавливаются дву-
мя базовыми отверстиями на два пальца
10 и 7 кассеты. Кассета с деталями пальцем 8 устанавливается в отверстие планки 5 приспособления. Пальцы 10 и 9 входят
в пазы деталей 4 и 6. Закрепление производится гайкой 1, которая через деталь 2 передвигает ползун 3 с отверстием и тем
самым окончательно фиксирует кассету и зажимает рычаги.
Вид В
Эскиз детали
производится болтом 4,
чаги прижимаются базовыми плоскостями к упорам. Окончательное закрепление
качающихся планок 1 прижимает детали с двух сторон к упору 8.
Рис. VIII.89. Приспособление для
фрезерования приливов у рычага
Рычаги устанавливаются базо-
выми отверстиями на центрирующие
пальцы 2 приспособления. Откид-
ным болтом 7 н планкой 6 с плун-
жерами 3 н гидропластмассоп ры-
который посредством прихватов 5 и
i А-Д
• Каждая деталь в приспособлении
~ базируется по плоскости и двум отвер-
стиям на срезанном 5 и цилиндрическом 6 пальцах. Губки прихватов 2 и 3
одновременно зажимают по две детали при завинчивании гайки 4
Настройка фрезы на размер производится по щупу от плоскости установа 1.
Рис. VIII.92. Шестиместное приспособление для фрезерова-
ния одновременно обоих торцов у бобышки рычагов
Рычаги свободно надеваются отверстиями на пальцы 7 и
одновременно устанавливаются в пазы планки 2, закреплен-
ной на корпусе приспособления.
Зажим производится плунжерами 3 гидропластмассой 5,
помещенной в канале планки 4, поворачиваемой на оси 1.
Для зажима в планку заводится откидной болт и затягивается
гайкой 5.
616
Рис. VHI.91. .Многоместное
пневматическое приспособление
с гидропластмассой и сменными
кассетами для фрезерования пи-
тателей на литых деталях
Четыре изделия 1 устанав-
ливают в кассету 2 на пальцы
6 и ориентируют их в пазах кас-
сеты имеющимися на деталях
выступами. Затем кассету с на-
бранными деталями задвигают
в приспособление, фиксируя по
шпонке 4 и упору 3.
При подаче сжатого воздуха
в полость А пневмоцилиндра
12 шток 13 через рычаг 15 и
плунжер 10 воздействует на
планку 8, шарнирно закреплен-
ную в корпусе 11 приспособле-
ния. Эта планка имеет канал,
заполненный гидропластмассой
14 марки С или СМ, и четыре
отверстия, соединенные с кана-
лом, в которые вставлены плун-
жеры 9. Каждый плунжер через
рычаг 7 с качающейся шайбой 5
зажимает одно изделие по торцу.
Приспособление ориентируется
на столе станка с помощью
шпонок 16.
617
Л -А
А
Рис. VIII.93. Двенадцатиместное приспособление с гидроприводом и гидро-
пластмассой для зажима при фрезеровании паза в торцах валиков
Детали устанавливаются в призмах 9 и прижимаются к ним две-
надцатью плунжерами 3, перемещающимися в отверстиях планок 4.
Масло поступает под давлением через полумуфту 10 в два последова-
тельно соединенных между собой цилиндра 7 с расходящимися поршнями.
Под давлением масла поршни 6 передают зажимное усилие одновременно
двум нрихватам 5, поворачивающимся на осях 1.
Усилие зажима от прихватов передается планкам, которые, в свою
очередь, через гидропластмассу, заполняющую отверстия планок, воздей-
ствуют на плунжеры 3, зажимающие обрабатываемые детали. Обратный
ход поршней осуществляется с помощью пружин 8, а отвод планок — пру-
жинами 2.
618
Рис. VIII.94. Де-
сятиместное при-
способление камер-
тонного типа для
фрезерования лы-
сок и пазов на ва-
ликах
Детали закладываются в
круглые окна с прорезями пру-
жинящей кассеты 5 до упора
в планку и зажимаются двумя
прихватами 3. Внизу корпуса
1 приспособления имеется цен-
тральное отверстие, в котором
размещена мембрана 8, закреп-
ленная крышкой 6. При впуске
сжатого воздуха через распре-
делительный край 2 мембрана
перемещает шток-клин 7, дей-
ствующий на плунжеры 4 с ро-
ликами. Плунжеры поворачи-
вают прихваты 3, зажимающие
обрабатываемые детали. Возврат
мембраны в исходное положение
происходит под действием пру-
жины 9.
Рис. VIII.95. Приспособление для фрезерования
паза в вилках
Восемь вилок устанавливаются в призмы 2.
Посредством прихвата с восемью плунжерами 6
и откидного болта 5 вилки прижимаются к упору 4.
Вторым прихватом I с шестнадцатью плунжерами
и гайкой 3 вилки закрепляются. Плунжеры соеди-
няются с продольными отверстиями, которые запол-
нены гидропластмассой.
Механические копировальные устройства наиболее просты по кон-
струкции и надежны в работе.
На рис. VIII.96, а...и показаны принципиальные схемы механического
копирования, в соответствии с которыми оформляются конструкции
копировальных приспособлений. Как видно из схем, для копировальной
обработки используются механизмы с продольно-поперечным или посту-
пательно-вращательным движением.
Продольное движение осуществляется ходом рабочего стола станка,
а поперечное — специальным суппортом, перемещающимся поперек стола
Рис. VIII.96. Схемы механического копирования при обработке на фре-
зерных станках
станка при помощи реечного механизма с подвешенным грузом; груз
прижимает ролик или копирный палец к копиру, задающему поперечное
движение. В случае использования механизмов с поступательно-враща-
тельным движением непрерывное вращение задается вручную или меха-
нически круглому столу с установленной на нем обрабатываемой деталью,
а поступательное движение задается салазками стола через копир. В ре-
зультате наложения двух движений образуется требуемый криволиней-
ный контур.
На рис. VIII.97...VIII. 100 показаны типичные конструкции копи-
ровальных приспособлений.
Построение профиля копиров производится графически или расчетным
путем.
Схемы построения и расчетные формулы приведены в табл. VIII. 11.
Для настройки копирного механизма в связи с уменьшением диаметра
фрезы после ее переточки ролик и соответственную поверхность копира
следует выполнять скошенными под углом 10... 15°.
621
a)
Сменный
копир
Обрабатываемая
плоскость
Рис. VIII.97. Групповое приспособление для фрезерования контуров рычагов на копировально-
фрезерном станке
В корпусе 1 приспособления (рис. VIII.97, а), сваренном из двух плит, запрессована сталь-
ная закаленная втулка //. Во втулку вставляют и закрепляют винтами сменные гладкие или
шлицевые пальцы 4. Шлицевые пальцы фиксируются по углу штифтом 3 или 12, в зависимости
от конструкции пальца 4.
В случае гладкого базового отверстия детали фиксируются по углу боковым упором 2, который устанавливается в кольцевых Т-образных
пазах корпуса. В этих же пазах размещены болты прихватов 5, 6 и сухари 8 подводимых регулируемых опор 7, обеспечивающих жесткость
детали в районе обработки.
Сменные копиры крепятся к корпусу приспособления винтами с фиксацией по штифтам 10 и 13. Само приспособление на станке ориен-
тируют шпонками 9. Обрабатываемые на этом приспособлении типовые детали и схемы их базирования показаны на рис. VIII.97, б.
19
2
/
8 11 10 9
15
10
13
12
20
9
10
И
W\X\V4\
ESSIE
Рис. VIII.98.
Универсальное
приспособление
для фрезерова-
ния рабочих
участков кулач-
ков на верти-
кально-фрезер-
ном станке
Приспособление позволяет обрабатывать профили кулачков, относящихся к одному семейству
кривых (например, спираль Архимеда), с любым шагом в пределах от 0 до 150 мм. Такая
универсальность достигается введением в кинематическую цепь между копиром 7 (рис. VIII.98, в)
и копировальным роликом 11 качающегося рычага 8- Перемещая винтом 9 каретку 10 с копиро-
вальным роликом И, можно изменять плечо рычага 8 и тем самым менять параметр копируемой
кривой (например, шаг спирали).
Общий вид и разрез приспособления изображены иа рис. VIII.98, а и б.
При вращении рукоятки 4 движение через червячную пару передается валу 17 с закреплен-
ными на нем обрабатываемой деталью 2 и копиром 7. Благодаря кинематическому взаимодействию
копировального ролика 11 через рычаг 8 с копиром 7, корпус 1 смещается в направляющих 5 таким
образом, что неподвижная в пространстве фреза воспроизводит заданную кривую. Пружина 20
осуществляет силовое замыкание звеньев копировальной системы.
Переход от одной кривой к другой в пределах одного семейства производится с помощью махо-
вичка 3. Для перехода к другому семейству кривых нужно сменить копир 7.
При необходимости обработки пространственных кулачков 6 вилкой 18 включают зубчатое
колесо 16 в зацепление с колесом 15, и движение передается через коническую зубчатую пару 14,
13 на вал 12, па котором крепится обрабатываемый кулачок 6. Шкала на лимбе 19 служит для
отсчета углов поворота.
кулачков
Обрабатываемый кулачок 5, закрепленный на оправ-
ке 6, получает вращение от винта 17 подачи стола станка
через конические зубчатые колеса 16, вертикальный вал
15, конические зубчатые колеса 14 и 18, горизонтальный
вал 19, конические зубчатые колеса 20, падающий червяк
8 и червячное колесо, связанное со шпинделем через
кулачковую муфту 1. Паз фрезеруется с помощью вращающегося копира <3, который
прижимается к ролику 2 массой длинного плеча углового рычага 9- Ролик 2
имеет сферическую форму, чем обеспечивается правильное прилегание закаленного ко-
пира к ролику.
Копир закреплен шпонкой на втулке 4, в которой установлена оправка с обраба-
тываемым кулачком. При вращении шпинделя копир 3 с втулкой 4, оправкой 6 и
Деталью 5 одновременно перемещаются вдоль оси вала. Начало и конец фрезеруемого
паза определяются положением штырей 10 и 11 и упорами 13 и 12. Сначала в детали
фрезеруется радиальное отверстие; при этом деталь остается неподвижной. После того
как фреза углубится в деталь на требуемую величину, включают червяк 8 и начи-
нается фрезерование по копиру. Когда штырь 11 коснется упора 12, под действием
возникающего сопротивления муфта 1 расцепляется и нажимает на рычаг 7; в связи
с этим падающий червяк опускается, и шпиндель с копиром поворачиваются в исход-
ное положение.
При желании можно работать с ручным приводом. Для этого коническое колесо на
удлиненном червячном валу заменяют маховичком.
А — развертка обрабатываемого паза; Б — кривая копира в развернутом виде н положения ро-
лика на этой кривой.
624
Расчет профиля копира
Таблица VIII.11
Схема обработки
Определение контура копира
Заготовка обрабатывается по наклон-
ному копиру при продольно-поперечном
перемещении стола от руки. Копирный
палец имеет общую ось с фрезой. Заго-
товка и копир неподвижны.
Применяется на вертикально-фрезер-
ных станках
Изделие
Для графического построения контура
копира следует:
а) вычертить контур изделия;
б) разделить его на равные части лучами,
проведенными из центра О;
в) вычертить путь фрезы через точки пе-
ресечения ее оси с лучами;
г) по точкам, полученным от пересечения
окружности пальца с лучами, построить
контур копира RK = /?изд + Гф — га.
В частном случае
Rn — Квзд> а бф = Гп>
где RK — радиус копира; /?НЗд — радиус
изделия; г$ — радиус фрезы; гп — радиус
пальца
Обработка осуществляется посредством
продольного перемещения стола и попе-
речного движения каретки, несущей
шпиндель и копирный палец.
Применяется на копировально-фрезер-
ных станках
Для графического построения контура
копира следует:
а) вычертить контур заготовки;
б) разделить его на ряд равных участков;
через деления провести горизонтальные ли-
нии;
в) из точек, получаемых от пересечения
линий с центром фрезы, на расстоянии К
наметить путь копирного пальца;
г) построить профиль копира, соединив
кривой касательные точки окружностей ко-
пириого пальца.
Для выпуклого профиля копира
Rk — ^изд “Ь Гф гп;
для вогнутого
^к = ^изд ~ гф ГП
Копир
Изделие __________L
21 М. А. Анверов
625
Продолжение табл. VIII.И
Схема обработки
Определение контура копира
Фреза и копирный палец расположены по одну сторону от оси вращения изделия
Графическое построение профиля копира
аналогично первому случаю
Фрезерование внутреннего контура
Графическое построение профиля копира
аналогично предыдущему /?к=Л+^изд—
— гф + гп
Контур изделия Путь центра
Контур копира
Фреза и копирный палец расположены в противоположных сторонах от оси
вращения изделия
Фрезерование наружного контура
Порядок графического построения про-
филя копира тот же, что и в предыдущем слу-
чае
~ К Яизд гф ГП
626
Продолжение табл, VIII,11
Схема обработки
Определение контура копира
Фрезерование внутреннего контура
Графическое построение профиля копира
аналогично предыдущему
/?к — К -- ^ИЗД Гф “Ь гп
При расчете профиля копира в этом случае принимают диаметр
пальца D на стыке вертикальной и наклонной поверхностей копира
(см. точки а и b на эскизе табл. VIII. 11). Радиус фрезы должен быть
меньше минимального радиуса вогнутой части профиля детали.
3 2
Рис. VIII.100. Групповое приспособление для фрезерования фасонных наружных и вну-
тренних профилей лопаток турбин
Сменными частями приспособления являются копир 1 и планки 2 посадочного места.
Подпружиненный стол приспособления, следуя за изменениями профиля копира,
при продольной подаче стола подводит деталь 3 под вращающуюся фрезу. Рабочий про-
филь на заготовке лопатки создается автоматически в результате двух ее движений: по-
стоянного продольного перемещения и переменного следящего, согласно профилю копира.
627
Материалом для изготовления копира и ролика (или пальца) служат
стали марок У8А, У10А или цементируемые стали 20, 20Х с последующей
термообработкой до твердости HRC 58...62.
10. ПРИМЕР КОМПЛЕКСНОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ
ФРЕЗЕРНЫХ СТАНКОВ
Конструкцией большинства моделей современных консольно-фрезер-
ных станков предусмотрена возможность настройки различных полуавто-
матических и автоматических циклов движений стола. На станках преж-
них выпусков автоматизация цикла может быть достигнута лишь при
помощи механических, электрических или пневмогидравлических при-
ставных устройств.
При комплексной автоматизации цикл перемещений стола дополняется
автоматизированным циклом работы загрузочного устройства и зажим-
Рис. VIII.101. Схема автоматизации консольно-фрезерного станка моделей 680 и 610
ного приспособления. Эти оба цикла строго увязываются между собой
и автоматически управляются от упоров, располагаемых на станке.
Упоры могут воздействовать на конечные выключатели, команды от кото-
рых передаются электромагнитам пневматических клапанов или на
рукоятки распределительных кранов.
На рис. VIII. 101 дана схема типового пневмогидравлического устрой-
ства, предназначенного для автоматизации консольно-фрезерных станков
моделей 680 и 610. Пневмогидравлический привод обеспечивает следу-
ющий автоматический цикл: быстрый подвод стола с деталью к фрезе,
рабочая подача, быстрый отвод стола в исходное положение. Работа
загрузочного устройства и приспособления согласуется с движениями
стола; схема устройства позволяет менять скорости подачи на любом
участке пути.
На рисунке показаны: I — коробка с пневмоаппаратурой для ревер-
сирования подачи стола; II — коробка с гидроаппаратурой для регули-
рования скорости подачи стола; III — пневмогидравлический цилиндр;
левая полость цилиндра заполняется сжатым воздухом, а правая —
маслом.
При открытии впускного крана 1 (рис. VIII. 101, а) воздух, поступа-
ющий из пневмосети через распределительный золотник 5, попадает по
трубке б в левую полость А цилиндра 13 и сообщает этому цилиндру
628
ускоренное движение влево вместе со столом 14 станка, к которому он
прикреплен; поршень 12 закреплен на станке неподвижно. Из правой
полости Б цилиндра масло по трубе з свободно вытесняется через откры-
тый клапан 8 в маслобак 11 (первая фаза цикла).
При дальнейшем передвижении стола закрепленный в его боковом
пазу кулачок 15 через рычаг 7 с роликом закрывает клапан 8, после
чего масло, вытесняемое из правой полости, проходит через редукционный
клапан 9 и гидродроссель 10; с этого момента осуществляется медленная
рабочая подача (вторая фаза цикла). Назначение редукционного кла-
пана 9 — обеспечивать постоянство давления перед гидродросселем для
стабилизации скорости подачи при изменении сил сопротивления в про-
цессе обработки.
Автоматическое переключение распределительного золотника 5 и ре-
версирование стола производятся упорами 16 и 17 через вспомогательное
золотниковое устройство 3. В конце рабочей подачи упор 17, действуя
на рукоятку, переключает основной золотник 5 и сжатый воздух из сети
начинает поступать по трубке в в резервуар 11.
Сжатый воздух, оказывая давление на масло, вытесняет его из бака 11,
и оно, минуя механизмы 9 и 10, через обратный клапан 6 свободно посту-
пает в правую полость Б цилиндра и вызывает ускоренный обратный
ход стола; в это время воздух из левой полости А цилиндра через золот-
никовое устройство 5 и глушитель уходит в атмосферу (третья фаза цикла).
Необходимость применения вспомогательного золотникового устрой-
ства 3 с двусторонним поршнем 2 вызывается следующим. При переходе
от второй фазы цикла к третьей основное золотниковое устройство пере-
ключается медленно движущимся столом станка. Вследствие этого имеет
место «мертвое» положение механизма, при котором каналы для поступ-
ления и выхлопа воздуха перекрыты и подача стола резко уменьшается
или вовсе прекращается. Применение вспомогательного золотникового
устройства 3 обеспечивает мгновенное переключение основного распре-
делительного золотникового устройства 5.
При «мертвом» положении вспомогательного золотникового устрой-
ства 3, показанном на рис. VIII.101, б, воздух из сети продолжает свободно
поступать в распределитель 5 (рис. VIII. 101, а) по каналу а и далее по
трубке б — в цилиндр. Следовательно, рабочая подача стола не прекра-
щается. Когда же золотник 3 пройдет вертикальное положение, воздух
из сети мгновенно переместит поршень 2 вправо и тем самым также мгно-
венно повернет золотник 5, связанный зубчатым колесом 4 с поршнем 2.
При этом воздух из цилиндра 13 выпускается в атмосферу, а воздух из
сети поступает в резервуар 11, и стол 14 начинает быстро перемещаться
вправо. Затем упор 16 снова переключает золотниковые устройства и
повторяется первая фаза цикла и т. д.
Разрез пневмогидравлического цилиндра 13 с неподвижным порш-
нем 12 и пустотелым штоком показан на рис. VIII. 102. Цилиндр прикреп-
лен к столу, а поршень — к поперечным салазкам станка. По условиям
компоновки пневмогидравлического устройства поперечные салазки
станка заменены новыми.
Конструкция коробки I с пневмоаппаратурой показана на рис. VIII. 103.
Основными элементами коробки являются: направляющие распреде-
лители 5 и 3 и двусторонний поршень 2, шток которого выполнен в виде
рейки.
Золотниковое устройство 3 управляется кулачками 16 и 17, установ-
ленными в боковом пазу рабочего стола станка. Рукоятка 18 предназна-
чена для управления при наладке.
При положениях золотников, изображенных на рис. VIII. 103, воздух
из сети по каналу А и через сквозное отверстие Б в золотнике 5
629
поступает в полость В, прижимая оба золотника к плоскости корпуса ко-
робки. Из полости В через сквозное отверстие Г в золотнике 5 и канал Д
воздух поступает в левую полость рабочего цилиндра и заставляет стол
перемещаться влево.
Из полости В воздух попадает также через сквозное отверстие У
в золотнике 3 и канал К в правую полость Л вспомогательного цилиндра.
При этом левая полость М цилиндра через каналы Н и О, паз Л во вспо-
могательном золотнике и канал Р соединяется с атмосферой.
Когда стол приходит в крайнее левое положение, кулачок 17 повора-
чивает вспомогательный золотник 5; при этом сквозное отверстие С в зо-
лотнике совпадает с отверстием О, а паз Л соединяет каналы Р и И. Тогда
воздух из полости В по каналам О и П идет в левую полость М, пере-
Стол станка
Рис. VIII. 102. Пневмогидравлический цилиндр с неподвижным поршнем
двигает поршень 2 вправо и через шестерню 4 поворачивает распредели-
тельный золотник 5. При этом отверстие Б соединяется с отверстием Т,
а паз Ж сообщает отверстие Г с каналом Ф. Воздух из полости В по-
ступает по каналу Е в маслобак, вытесняет оттуда масло, которое про-
ходит в правую полость рабочего цилиндра, и стол начинает переме-
щаться вправо. Левая полость рабочего цилиндра при этом соединяется
с атмосферой. В корпус, кроме золотников, вмонтирован впускной кран 1.
Коробка II с гидроаппаратурой показана на рис. VIII. 104. Ее назна-
чение — изменять и стабилизировать скорость движения стола. Она
состоит из дросселя 10 с рукояткой 19, плунжера 8, редукционного кла-
пана 9, обратного клапана с подпружиненным шариком 6 и втулкой 22
и трубопровода 21.
При ускоренном холостом ходе стола влево масло, вытесняемое из
гидравлической полости цилиндра, проходя через каналы. А и Б при-
жимает шарик 6 к втулке 22. Далее масло направляется через припод-
нятый плунжер 8, каналы В и Г, полость О и по трубопроводу 21 в бак.
В конце холостого хода установленный на столе кулачок 15 (см.
рис. VIII. 101, а) нажимает на плунжер 8, закрывая проход масла в ка-
нал В. Тогда масло, вытесняемое из цилиндра, проходит по каналам А,
Б, С, через полость П редукционного клапана, дроссель 10, каналы Е,
К, Г и полость О в бак, осуществляя рабочую подачу стола; длина пути
при рабочей подаче определяется длиной кулачка 15. Скорость рабочей
подачи определяется величиной открытой щели дросселя 10, регулируе-
мого рукояткой 19. При обратном ускоренном ходе стола масло, посту-
пающее из бака, поднимает шарик 6 и проходит по каналу А непосред-
ственно в гидравлическую полость цилиндра подач.
На рис. VIII. 105 и VIII. 106 показаны конструкция и схема работы
автоматизированного приспособления для фрезерования набором фрез
630 '
двух параллельных лысок под ключ одновременно у четырех втулок.
Заготовки загружаются в четыре магазина 1 (рис. VIII. 105) буртиком
вниз; магазины закрепляются на хоботе станка с помощью кронштейна 2
и в процессе работы остаются неподвижными. Поступающие в гнезда
приспособления заготовки устанавливаются на подвижной нижней опоре 3
и зажимаются двумя пневмоцилиндрами 11, каждый из которых, дей-
ствуя через рычаг 12, тягу 13, коромысло 6 и плунжеры 5, одновременно
закрепляют две детали. На корпусе 16 приспособления неподвижно
установлена деталь 7 с двумя кронштейнами 8, с которыми шарнирно
связаны рычаги 12. Наладка на необходимый размер зажима производится
вращением правой части тяги 13 относительно левой при снятом коро-
мысле 6. В крайнем правом положении приспособления подвижная
632
Рис. VIII.106. Схема работы приспособления по рис. VIII.105
633
опора 3 автоматически убирается, так как скрепленная с ней планка 9
с упорным винтом встречает упор 14 магазина и отходит, сжимая пру-
жину 10. Это позволяет обработанным деталям падать в лоток. Подача
воздуха в цилиндры 11 регулируется распределительным краном 15,
который управляется неподвижными упорами 4, закрепленными на ста-
нине станка.
Загрузка заготовки (рис. VIII. 106, а) соответствует положению, ука-
занному на рис. VIII. 105. При наличии пневмодросселя 17 проход воз-
духа в цилиндр И задерживается и деталь успевает поступить в гнездо
приспособления.
На рис. VIII. 106, б заготовка окончательно зажата, а стол пере-
ключен на рабочую подачу; на рис. VIII.106, вправый упор 4 переключает
Рис. VIII. 107. Полуавтоматическое приспособление для разрезки сегмент-
ных шпонок
кран 15, который соединяет цилиндр 11 с атмосферой; заготовка освобож-
дается. Упор 14 магазина отодвигает подвижную опору 3, и обработан-
ная деталь падает в лоток.
В компоновке с рассмотренным пневмогидравлическим приводом могут
быть использованы и другие приспособления для автоматизированной
обработки различных деталей.
На рис. VIII. 107 показано полуавтоматическое приспособление для
разрезки сегментных шпонок.
Заготовки в виде дисков загружаются в лоток магазина 6 и под дей-
ствием собственной массы скатываются в ложе 5. Кулачок 11 копирного
барабана перемещает салазки 8 с отсекателем 7 и подает очередную заго-
товку по пазу в ложе 5 под рычажный прижим 4. При дальнейшем пере-
мещении салазки 8 упором 13 приводят в движение салазки 3 с закреп-
ленными на них ложем 5, пневмоцилиндром 2 и прижимом 4. При пере-
мещении салазок 3 кулачок 16 нажимает на золотник крана 17. Поршень
пневмоцилиндра 2, опускаясь, через рычаг 4 зажимает заготовку, которая
при дальнейшем движении салазок 3 подается на фрезу. По окончании
разрезки вращающийся барабан 14 кулачком 15 отводит вправо салазки 3,
а кулачком 12 — салазки 8. При отходе салазки 3 переключают золотник
пневматического крана 17, поршень 1 поднимается и отжимает деталь.
Салазки 8 с отсекателем 7, возвращаясь назад, открывают выходное отвер-
стие лотка 6, и новая заготовка падает в ложе 5. При вторичном цикле
новая заготовка, перемещаясь вдоль паза ложа 5, выталкивает оттуда
разрезанную заготовку. Копирный барабан 14 получает вращение от
ходового винта стола станка через зубчатые колеса 9 и 10. Для пре-
дотвращения движения стола при вращении ходового винта ходовую
гайку демонтируют.
634
На рис. VIII. 108, а изображено автоматизированное приспособление
к фрезерному станку.
На плите 1 приспособления закреплен корпус 8 пневмотисков. При
движении штока 2 пневмоцилиндра справа налево усилие через планку 17,
рычаг 15 и упор 20 передается ползуну 7. Призма 5, закрепленная в пол-
Рис. VIII. 108. Автоматизированное приспособление к фрезерному станку
зуне 7, осуществляет зажим детали, прижимая ее к неподвижной призме 4.
Одновременно с зажимом шток 2 через систему рычагов 9, 10 и втулку 12
выводит досылающий плунжер И из направляющей втулки 13 и новая
заготовка из кассеты 3 попадает в позицию загрузки. Разжим произво-
дится при движении штока 2 пневмоцилиндра слева направо. Плунжер 7
с призмой 5 под действием пружины 6 освобождает обработанную деталь,
которая проваливается между призмами 4 и 5. Вслед за этим шток 2
через рычаги 9 и 10 и плунжер 11 производит досылку новой заготовки
в зону обработки до упора 21. Шток 2 в конце хода разворачивает ры-
чаг 18 с регулируемой пяткой 19 и возвращает плунжер 7 с призмой 5
635
в такое положение, чтобы досылаемая заготовка не провалилась вслед
за готовой деталью.
На рис. VIII. 108, б показана схема управления работой пр-ясноеоб’
ления.
Перед началом работы включают пневмокран 26, и воздух поступает
в цилиндр и в путевые пневмовыключатели 14 и 16. Затем включают вра-
щение шпинделя и подачу стола. После выхода детали из зоны обработки
пневмовыключатель 14 воздействует на упор 25 и через дистанционный
пневмопереключатель 22 дает команду на разжим. Одновременно стол
подходит к концевому электровыключателю (на рисунке не показан).
Производится реверсирование подачи. Стол начинает двигаться влево.
Пневмовыключатель 16 подходит к концевому электровыключателю (на
рисунке не показан). Производится реверсирование подачи. Стол начи-
нает двигаться влево. Пневмовыключатель 16 подходит под упор 24
и дает команду на зажим. После фрезерования пневмовыключатель 16,
скользящий по упору 24, сходит с него и подготовляет приспособле-
ние к разжиму. Упоры 24, 25 закреплены на станине станка в направ-
ляющей 23.
ГЛАВА IX
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
СТАНОЧНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
1. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ И ИХ ПРИВОДОВ
Приспособления классифицируются по типу станков, по степени
специализации, механизации и автоматизации.
По типу станков приспособления делятся на токарные, сверлильные,
фрезерные и др.
По степени специализации:
1) на специальные, предназначенные для одной, вполне определенной
детале-операции. Применяются преимущественно в массовом и крупно-
серийном производстве, отчасти и в серийном;
2) переналаживаемые (групповые), предназначенные для обработки
деталей разного наименования, близких по конструктивно-технологи-
ческим параметрам. Применяются в серийном производстве;
3) универсальные, предназначенные для обработки большого круга
деталей х. Широко используются в единичном и мелкосерийном про-
изводстве;
4) универсально-сборные (система УСП); применяются в опытном
и мелкосерийном производстве и реже в серийном.
По степени механизации и автоматизации приспособления делятся
на ручные, механизированные, полуавтоматические и автоматические.
Приводы станочных приспособлений классифицируются по источнику
энергии, степени специализации и методам компоновки с приспособле-
ниями.
По источнику энергии приводы делятся на пневматические, пневмо-
гидравлические, гидравлические, пружинно-пневматические и пружинно-
гидравлические (рабочий ход и зажим под действием пружины), электро-
механические, магнитные, вакуумные, центробежно-инерционные.
По степени специализации и методам компоновки:
1) на специальные встраиваемые; цилиндры или полости под мембраны
растачиваются непосредственно в корпусе приспособления;
2) специальные прикрепляемые; стандартизованные и нормализо-
ванные цилиндры прикрепляются к корпусу приспособления и не отде-
ляются от него до снятия приспособления с производства;
3) универсальные или агрегатированные; полностью отделены от •
приспособлений и представляют собой самостоятельный силовой агрегат,
используемый в компоновках с различными приспособлениями и налад-
ками.
1 Многие универсальные приспособления являются принадлежностью станков и по-
ступают на завод вместе с оборудованием.
637
2. МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
Механизация и автоматизация являются одним из основных направ-
лений в проектировании приспособлений.
Удельный вес машинной работы (резание) в среднем не превышает 50%
от времени работы за смену. Остальное время затрачивается преимуще-
ственно на вспомогательную работу: установку и закрепление деталей,
управление станком, контроль в процессе обработки.
В зависимости от серийности производства вспомогательное время
составляет 25 ... 60% от времени рабочей смены.
При этих условиях становится очевидным значение широкой механи-
зации и автоматизации станочных приспособлений и внедрения про-
грессивных конструкций. Кроме того, механизация и автоматизация
облегчают труд рабочих.
При проектировании приспособлений и загрузочных устройств можно
обеспечить механизацию или автоматизацию любого из следующих приемов
.вспомогательной работы на станке:
1) загрузку обрабатываемых деталей в рабочую зону приспособления
(производится с помощью загрузочного устройства или механической руки,
а при обработке из прутка — с помощью специального подающего устрой-
ства);
2) базирование деталей, т. е. доведение их базовых поверхностей до
полного контакта с установочными элементами приспособления (произ-
водится вспомогательными цилиндрами и мембранами, обычно сблокиро-
ванными с цилиндрами, осуществляющими окончательный зажим);
3) закрепление и открепление;
4) периодические повороты деталей при позиционной обработке с по-
следующей фиксацией и зажимом поворотной части приспособления;
5) вращение при непрерывной обработке, например при непрерывном
фрезеровании с механизированным или автоматизированным закрепле-
нием и откреплением обрабатываемых деталей на вращающемся столе;
6) удаление обработанных деталей из рабочей зоны приспособления
(выталкивание пружинным, пневматическим или гидравлическим плун-
жером, скатывание по желобу); в ряде случаев работу выталкивателя
блокируют с действием зажимного устройства;
7) очистку установочных поверхностей приспособления от стружки
струей сжатого воздаха, охлаждающей жидкости или путем отсоса стружки
с помощью специальных устройств.
Уровень автоматизации того или иного приспособления определяется
количеством рабочих приемов, охваченных механизацией или автомати-
зацией.
В механизированных приспособлениях с помощью силового привода
выполняются приемы закрепления и.открепления, а при установке круп-
ных деталей дополнительно и прием базирования. Остальные приемы
выполняются вручную.
В полуавтоматических приспособлениях часть приемов выполняется
автоматически, без участия рабочего, а остальные остаются механизиро-
ванными или ручными.
В автоматических приспособлениях все приемы, начиная от загрузки
и базирования и кончая съем обработанных деталей, производятся без
участия рабочего. Автоматизация приспособлений в большинстве случаев
базируется на применении пневматических, пневмогидравлических или
гидравлических приводов, управляемых через конечные выключатели,
золотниковые устройства и упоры перемещающимися рабочими органами
станка (шпинделями у сверлильных станков, столами у фрезерных
и т. п.).
638
Автоматизация цикла работы станка, дополненная автоматизацией
цикла работы приспособления, позволяет превращать обычные универ-
сальные станки в полуавтоматы и автоматы, а это, в свою очередь, обеспе-
чивает возможность многостаночного обслуживания и значительное повы-
шение производительности труда. Примеры автоматизированных приспо-
соблений см. на рис. VII.75 и VII.76).
3. СТАНДАРТИЗАЦИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
В области приспособлений стандартизацией охвачены:
1) конструктивные и размерные элементы (резьбы, конусы, шпоноч-
ные соединения, уклоны, посадки и т. п.);
2) заготовки корпусов;
4) узлы;
5) некоторые конструкции приспособлений;
6) элементы силовых приводов [15, 18].
В период с 1966 г. по настоящее время проводилась большая работа
по стандартизации элементов, деталей, узлов и конструкций приспособ-
лений. Многие нормали машиностроения заменены ГОСТами. Вышли
в свет более 280 ГОСТов, перечень которых в алфавитном порядке по
состоянию на 1 января 1975 г. (кроме УСП и вспомогательного инстру-
мента), а также номера даны в приложении 1.
Опыт заводов показывает, что применение, например, стандартных
заготовок и корпусных деталей, наряду с сокращением сроков проекти-
рования уменьшает в три-четыре раза трудоемкость механической обра-
ботки корпусов и примерно вдвое сокращает цикл изготовления приспо-
соблений, а также позволяет изготовлять заготовки партиями в задел
на склад.
Проведенная стандартизация в области оснастки позволяет проекти-
ровать приспособления с применением стандартных деталей и узлов
в объеме от 30 до 90% от общего количества деталей в конструкции.
В результате себестоимость изготовления приспособлений снижается
на 20...30%, а общий цикл оснащения нового изделия сокращается на
30...40%. Так, например, из спроектированных 2500 станочных при-
способлений в 1780 конструкциях были применены заготовки и эле-
менты стандартных корпусов, подвергавшихся лишь незначительной
механической обработке. Из 69 400 деталей для 2 500 приспособлений
применены 52 750 (76%) стандартных и нормальных детали. Время на
проектирование приспособлений и трудоемкость их изготовления умень-
шилось примерно на 30%.
4. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ В ПРОЕКТИРОВАНИИ
ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
В условиях различного производства (массового, серийного, еди-
ничного) к конструкциям приспособлений и их приводов предъявляются
различные требования, в зависимости от которых определяются степень
специализации приспособлений, уровень их механизации и автоматизации
и основные направления дальнейшего развития.
В крупносерийном и массовом производстве экономически оправды-
вается применение специальных приспособлений с встроенным или при-
крепляемым силовым приводом (преимущественно пневматическим или
гидравлическим). Помимо общих требований — точность, жесткость,
компактность — главная задача при конструировании сводится к мак-
симальной механизации и автоматизации приспособлений с целью повы-
шения точности обработки, производительности и облегчения труда ра-
; 639
бочих. Широко внедряются многоместные, полуавтоматические и автома-
тические приспособления, столы для непрерывной обработки, автомати-
ческие поворотные и делительные столы для позиционной обработки, мно-
гошпиндельные приставки и агрегатные головки, загрузочные устрой-
ства и т. п.
В серийном производстве, как и в массовом, задача повышения произ-
водительности и облегчения труда рабочих является главной, поэтому
и здесь приспособления должны быть быстродействующими, т. е. макси-
мально оснащенными механизированными силовыми приводами, а в ряде
случаев полуавтоматическими.
Наряду с этим в серийном производстве к конструкциям приспособ-
лений предъявляется ряд дополнительных требований, вытекающих из
специфики этого производства:
1) сокращение сроков и себестоимости подготовки производства, что
в условиях большой номенклатуры и частой смены объектов производства
имеет решающее значение;
2) сокращение времени на переналадку оборудования, что очень
важно при внедрении групповых технологических процессов и органи-
зации групповых потоков в серийном машиностроении;
3) экономичность приспособлений.
В наибольшей степени указанным требованиям отвечают переналажи-
ваемые (групповые и универсальные) и универсально-сборные (система
УСП) приспособления.
Анализируя практику конструирования приспособлений в условиях
серийного производства, можно отметить следующие этапы.
На первом этапе, который длился десятилетиями, наряду с широко-
универсальными приспособлениями (патроны, тиски и др.) проектиро-
валось громадное количество специальных приспособлений с ручным
приводом. Чтобы снизить себестоимость этих приспособлений и повысить
их качество, постепенно проводилась нормализация деталей приспособ-
лений. На этом же этапе отбирались лучшие конструкции и разрабаты-
вались альбомы типовых узлов.
На втором этапе, который начался в послевоенный период и совпадает
с развитием скоростных методов обработки, продолжается работа по нор-
мализации и унификации оснастки, но, как и раньше, проектировались
преимущественно специальные приспособления. Однако массовое внед-
рение скоростных режимов обработки на станках заставило технологов
и конструкторов искать новые решения. С целью сокращения вспомога-
тельного времени разрабатываются и внедряются универсальные приводы
с поршневыми цилиндрами и мембранами. Этим было положено начало
широкого внедрения механизированных приводов в станочную оснастку
серийного производства.
Третий этап (последние годы) связан с разработкой и внедрением
типовых и групповых технологических процессов и многопредметных
поточных линий. На этом этапе наряду с совершенствованием универ-
сальных силовых приводов большое внимание уделяется проектированию
переналаживаемых приспособлений, наиболее эффективных в условиях
серийного производства, а также разработке и внедрению универсально-
сборных приспособлений в опытном и мелкосерийном производстве.
Государственный Комитет стандартов Совета Министров СССР должен
разработать и утвердить комплекс стандартов на единую систему техно-
логической подготовки производства (ЕСТПП) изделий машино- и при-
боростроения, а также средств автоматики. Этот комплекс стандартов
регламентирует единый порядок разработки технологической документа-
ции и обеспечивает широкое применение типовых технологических про-
цессов, стандартной оснастки и оборудования. Дальнейший технический
640
прогресс влечет за собой изменение структуры станочного парка заводов,
а также состава и принципов построения технологической оснастки,
что является крупным резервом снижения трудоемкости и повышения
производительности труда наряду с совершенствованием средств меха-
низации и автоматизации и др.
В основу использования этого резерва должны быть положены науч-
ные методы создания специального технологического оборудования и
оснастки, обусловливающие возможность многократного использования
их элементов при изготовлении разнообразных изделий в условиях раз-
личных типов производства. Подлежат созданию системы переналажи-
ваемых оборудования и.оснастки на базе агрегатирования и стандартиза-
ции их элементов, основные из которых могут использоваться до полного
физического износа. Эти элементы изготовляются заблаговременно и их
не надо проектировать при подготовке производства новых конкретных
изделий. Поэтому в ЕСТПП предусматривается использование оборудо-
вания, оснастки и других средств механизации и автоматизации производ-
ственных процессов на основе их комплексной стандартизации.
Повышение эффективности использования универсальных станков
достигается на основе роста уровня оснащенности технологических про-
цессов и в первую очередь за счет применения высокопроизводительной
переналаживаемой стандартной оснастки.
Переналаживаемые приспособления состоят из
постоянной (базовой) части и комплекта сменных наладок. Каждое приспо-
собление заменяет от нескольких штук до нескольких десятков специаль-
ных приспособлений. В постоянную часть обычно входят: корпус приспо-
собления со встроенным или прикрепленным силовым приводом, элементы
для базирования наладок (установочные пальцы, шпонки, Т-образные
пазы и т. п.), зажимной механизм. В поворотные и делительные устрой-
ства, кроме того, встраиваются механизмы фиксации и зажима поворот-
ной части. Сменные наладки состоят из установочных элементов и меха-
низмов для базирования обрабатываемых деталей и проектируются в
соответствии с их формой и размерами. Иногда в них входят дополнитель-
ные зажимные устройства, а у скальчатых кондукторов, кроме того,
входят сменные кондукторные плиты или вкладыши с кондукторными
втулками, закладываемые в окна этих плит.
В зависимости от конструкции приспособлений и обрабатываемых
в них деталей переналадка выполняется одним из следующих методов:
1) путем перемещения (регулировки) постоянных установочных эле-
ментов (пневматические тиски, патроны и другие приспособления с вин-
тами для установочных перемещений губок, кулачков и т. п.);
2) путем перестановки и перезакрепления постоянных установочных
элементов (некоторые конструкции тисков, патронов и других приспособ-
лений);
3) полной или частичной заменой установочных и других сменных
элементов (скальчатые кондукторы, оправки и патроны со сменными цан-
гами, приспособления со сменными кассетами и т. п.);
4) одновременно путем замены и перемещения (регулировки) устано-
вочных элементов (тиски и патроны со сменными губками и т. п.).
Первые две группы приспособлений используются для деталей, имею-
щих подобные по форме, но различные по размерам базовые поверхности,
и требуют минимальных затрат средств и времени на переналадку. Кроме
кулачковых патронов и тисков, к этим группам можно отнести десятки
других конструкций. Так, например, приспособления для сверления
отверстий по окружности в деталях типа диски, кольца; приспособления
для сверления отверстий по линии в планках, клиньях; приспособления
для обработки отверстий в подобных по форме рычагах, валах и т. п.
641
Вторые две группы приспособлений используются для деталей, разно-
образных (в определенных границах) по форме и размерам; основным
объединяющим началом в этом случае является общность групповой опе-
рации.
Затраты труда и металла на проектирование и изготовление группового
переналаживаемого приспособления с комплектом сменных наладок зна-
чительно ниже затрат на' изготовление соответствующего количества
специальных приспособлений. По данным д-ра техн, наук проф. С. П. Ми-
трофанова [34, 35] трудоемкость проектирования групповой оснастки
снижается на 50...70%, а трудоемкость ее изготовления в инструменталь-
ных цехах уменьшается в несколько раз.
В ЕСТПП все переналаживаемые приспособления для обработки
резанием приведены к семи системам.
Универсально-сборные приспособления (УСП),
предложенные в 1947 г. В. С. Кузнецовым и В. А. Пономаревым, нашли
широкое применение в единичном и мелкосерийном производстве. Эта си-
стема состоит из набора стандартных деталей и узлов, из которых ком-
понуются различные приспособления одноцелевого назначения.
На детали и узлы УСП установлено 684 Государственных стандарта.
После использования собранных приспособлений они разбираются,
а детали возвращаются на склад и применяются при сборке других при-
способлений; в основу системы УСП положена идея постоянного круго-
оборота стандартизованных деталей и узлов.
Установлены три серии элементов УСП, различающиеся габаритными
размерами однотипных конструкций, крепежной резьбой, а также ша-
гами и размерами Т-образных и шпоночных пазов. Серия элементов
выбирается в соответствии с габаритами и массой изделий и характером
их производства. Так, элементы малой серии (ГОСТ 14364—69...
ГОСТ 14606—69) с пазами шириной 8А и крепежной резьбой М8 приме-
няются на приборостроительных заводах. Элементы средней серии
(ГОСТ 15185—70... ГОСТ 15465—70) с пазами шириной 12А и крепежной
резьбой М12 преимущественно используются на заводах общего машино-
строения, а элементы крупной серии (ГОСТ 15636—70... ГОСТ 15761—70)
с пазами шириной 16А и крепежной резьбой М16 — в тяжелом машино-
строении. Для точного и надежного соединения элементов разных серий
(в целях уменьшения габаритных размеров и массы компоновок, а также
повышения точности и качества конструкции приспособления) разработаны
конструкции переходных деталей [30]. Там же приведены чертежи эле-
ментов УСП, усовершенствованных и разработанных вновь (детали и
узлы) и не регламентированных ГОСТами на УСП.
На тех заводах, где система применяется много лет, фонд или комплект
элементов УСП состоит из 15...25 тыс. деталей и определенного количества
стандартных неразборных узлов (в среднем 20 тыс. деталей). При
таком количестве деталей можно собирать и использовать на рабочих
местах одновременно 150...200 компоновок. Пусковой комплект, позво-
ляющий начать промышленное применение системы на заводе, может
состоять из 1...2,5 тыс. деталей, что позволяет собирать за год несколько
сотен оригинальных компоновок. Срок службы элементов УСП состав-
ляет 15...20 лет.
Детали полноценного заводского комплекта разбиваются на восемь
групп. Количественное соотношение этих групп установлено многолетней
практикой применения УСП и приведено в табл. IX. 1.
Основой компоновки приспособлений являются базовые детали,
которые для средней серии имеют Т-образные и шпоночные пазы разме-
ром 12А с допускаемым отклонением от параллельности и перпендику-
лярности не более 0,01 мм на 200 мм длины. Пазы расположены с шагом
642
Таблица 1Х.1
Типовой комплект деталей УСП
Номер групп деталей Наименование групп деталей Количество в группе Среднее количе- ство в %
типов типораз- меров деталей (пример- но)
1 Базовые (плиты квадратные, прямо- угольные и круглые; базовые уголь- ники и кольца) 11 16 200 1
2 Корпусные или опорные (подкладки и опоры разной конфигурации, уголь- ники, призмы и т. п.) 28 96 2 000 10
3 Установочные (шпонки, пальцы ус- тановочные, штыри фиксирующие, пе- реходные втулки) 13 168 2 800 14
4 Направляющие (втулки кондуктор- ные постоянные и быстросменные, кон- дукторные планки, валики и колонки) 5 89 600 3
5 Прижимные (всевозможные прихва- ты — плоские, изогнутые, вильчатые и др). 14 21 800 4
6 Крепежные, для крепления всех элементов УСП (шпильки резьбовые, болты, винты, гайки, шайбы) 19 85 12 000 60
7 Разные детали (всевозможные план- ки, детали шарнирных соединений, центры, эксцентрики, рукоятки, пру- жины и пр.) 24 41 1 200 6
8 Готовые неразборные узлы (базо- вые, опорные, установочные, делитель- ные и др.). 36 . 45 400 2
Всего 150 410 20 000 100
t = 60+0’05 мм и служат для точной установки и крепления элементов
при помощи шпонок и Т-образных болтов. Для малой и крупной серии
соответственно t = 30+°-м и t = 120+°iOS мм.
Назначение корпусных (опорных) деталей — составлять в различных
сочетаниях корпуса приспособлений. Детали этой группы весьма разно-
образны как по конструктивным формам, так и по количеству типораз-
меров. Рабочие плоскости и отверстия этих деталей шлифуют, обеспечи-
вая 2-й класс точности и 9 или 10-й классы шероховатости поверхности;
допуск на непараллельность и неперпендикуляркость плоскостей, осей
и всех пазов не более 0,01 мм на 100 мм длины.
С такой же шероховатостью и точностью поверхностей изготовляют
ответственные детали и других групп (направляющие, установочные).
Менее ответственные детали и узлы обрабатываются по 3...5-му классам
точности. Технические требования на детали и узлы УСП регламенти-
рованы ГОСТ 14607—70 (взамен ГОСТ 14607—69 и МН 3866—62).
Детали комплекта изготовляются из высококачественных легирован-
ных и инструментальных сталей различных марок и подвергаются тер-
мической обработке. Базовые и корпусные детали изготовляются из хро-
моникелевой стали марки 12ХНЗА с твердостью после термообработки
HRC 58...62. Базовые плиты, планки и другие относительно тонкие
и длинные элементы закаливаются под прессом в масляной ванне. Уста-
новочные и направляющие детали изготовляются из инструментальных
643
сталей У8А и У12А со сквозной закалкой до твердости HRC 48...55. Для
ответственных крепежных деталей (резьбовые шпильки, болты и пр.)
применяется хромистая сталь марки 38ХА с закалкой и отпуском, обес-
печивающим конечную твердость HRC 38...42. Остальные детали (при-
хваты, шайбы и др.) изготовляются из углеродистых сталей (стали 20,
45) с соответствующей термообработкой до HRC 50...60. Чугунные и
термически необработанные детали в системе УСП не применяются.
Практика эксплуатации системы УСП на заводах показала, что износ
основных деталей за 10 лет составляет менее 0,01 мм.
Себестоимость полного комплекта деталей УСП колеблется, от 50
до 80 тыс. руб. При высоких требованиях к точности и большой себестои-
мости элементов УСП целесообразно в пределах экономического района
организовать обслуживание заводов-потребителей через районные склад-
ские базы. Практика работы таких баз (прокатная база завода «Рост-
сельмаш», Москвы и Московской обл. и др.) показала сравнительно бы-
струю (два-три года) окупаемость комплекта деталей УСП, при общем
сроке службы их 15...20 лет.
Анализ показывает, что около 60% собираемых компоновок прихо-
дится на сверлильные, 30% —на фрезерные и 7% —на токарные при-
способления. Остальная часть — на контрольные, шлифовальные и про-
чие приспособления. Это соотношение по мере развития системы УСП
изменяется.
Средний срок проката компоновки составляет 15 дней, включая один
день на сборку, два дня на транспортировку и один день на разработку
приспособления.
Годовые затраты (в руб.) на сборку и эксплуатацию компоновки УСП
определяются из зависимости
Руси = Bi + —h Bag,
где В± — годовые затраты на специальные детали, а также на применяе-
мые при сборке УСП вспомогательные материалы и инструменты в руб.;
В2 — амортизационные отчисления за комплект деталей УСП и заработ-
ная плата конструкторской группы УСП с начислениями и накладными
расходами в руб.; В3 — средние затраты на однократную сборку и от-
ладку данной компоновки УСП с соответствующими накладными расхо-
дами в руб.; М — количество компоновок УСП, собираемых в течение
года, в шт.; g— повторяемость сборки данной компоновки в течение
года (количество запускаемых партий в течение года).
Экономическая целесообразность применения данной компоновки УСП
по сравнению с обработкой без оснастки определяется условием
Русл <1 (W г'шт У СП^УСП ) ( 1 + ) N,
где /шт — штучное время обработки без технологического оснащения;
I — минутная ставка рабочего, когда УСП не используется; /шт. усп —
штучное время обработки с применением УСП; /усп — минутная ставка
рабочего при использовании УСП; z — процент накладных расходов
по механическому цеху; # — годовая программа выпуска данных дета-
лей в шт.
Экономическая эффективность применения УСП подробно разобрана
в специальной литературе [9, 25 и др. 1.
Преимущества системы УСП:
1) значительно сокращаются цикл и сроки проектирования и изго-
товления оснастки; сборка приспособления средней сложности занимает
всего лишь 2,5...5 ч; в большинстве случаев она выполняется по чертежу
644
обрабатываемой детали или детали в металле (заготовки), взятой с пре-
дыдущей операции;
2) резко снижаются трудоемкость и себестоимость изготовления осна-
щения для осваиваемого нового изделия;
3) обеспечивается значительная экономия металла;
4) быстрая окупаемость (за 2...3 года) при сроке службы большин-
ства деталей в комплекте до 15 лет.
Недостатки системы:
1) пониженная жесткость из-за наличия большого количества сты-
ков;
2) отсутствие в комплекте быстродействующих (пневматических, пнев-
могидравлических и др.) универсальных приводов; в последнее время
в системе УСП начинают использовать пневмо- и гидросиловые узлы для
закрепления заготовок;
3) высокие требования к точности и шероховатости поверхностей
деталей системы и высокая начальная себестоимость комплекта.
Универсальные безналадочные приспособ-
ления (УБП) наиболее распространены в условиях серийного и еди-
ничного производства. В этой системе применяются универсальные регу-
лируемые приспособления, которые обеспечивают установку и фиксацию
обрабатываемых заготовок в широком диапазоне габаритных размеров
(универсальные патроны, универсальные тиски и т. д.). За последнее
время эти приспособления по возможности конструируются с механизи-
рованными приводами и изготовляются силами самих заводов. Эта си-
стема будет регламентирована 84 ГОСТами, из которых 60 действуют.
Универсально-наладочные приспособления
(УНП) предназначены для обработки не только однотипных или близких
по форме и конструктивно-технологическим параметрам деталей, но
и деталей, входящих в другие классы. Эта система находит наибольшее
применение в серийном и мелкосерийном производстве в условиях груп-
пового метода обработки деталей.
Здесь приспособления компонуются из базовых и сменных элементов.
Первые являются постоянными и выпускаются заблаговременно по
соответствующим стандартам (в соответствии с конструктивно-технологи-
ческой группировкой деталей). Вторые — сменные (называемые налад-
ками) — изготовляются по мере надобности в зависимости от конструк-
тивных особенностей деталей, подлежащих обработке в данном приспо-
соблении.
К УНП относятся универсальные патроны со сменными кулачками,
универсально-наладочные тиски, скальчатые кондукторы, различные
групповые приспособления [26]. Эта система является одной из основ
внедрения группового метода обработки деталей и к 1975 г. должна со-
стоять из 164 ГОСТов, из которых на 1/1 1974 г. действуют 60 ГОСТов.
Система специализированных наладочных
приспособлений (СНП) применяется в серийном и крупносерий-
ном производстве для закрепления деталей, близких по конструкторско-
технологическим признакам, характеризующихся общностью базовых
поверхностей и характера обработки. Так же как и в системе УНП эти
приспособления состоят из базовой части (корпусного агрегата) и ком-
плекса наладок, но отличаются более высокой степенью механизации.
Система СНП будет состоять из 182 ГОСТов (к 1975 г.), из которых 56
уже разработаны.
Сборно-разборные приспособления (СРП) при-
меняются в крупносерийном и массовом производстве и также компо-
нуются из стандартных элементов, которые при использовании подвер-
гаются механической дообработке. После окончания эксплуатации при-
645
способления разбираются, а их элементы используются при сборке новых
приспособлений. В комплект СРП входят силовые элементы, механизи-
рующие и автоматизирующие закрепление заготовок в приспособлении.
К 1975 г. должны быть разработаны 268 ГОСТов, устанавливающих
систему СРП.
Неразборные специальные приспособления
(НСП) предусматриваются для условий стабильного крупносерийного
и массового производства. Эта система состоит преимущественно из
стандартных деталей и узлов общего назначения и специальных элемен-
тов конструкции.
В случаях изменения заготовки или технологического процесса в при-
способлении заменяется только сменная наладка, а его базовая часть
остается неизменной. Система должна состоять из 217 ГОСТов, разра-
ботка которых должны быть завершена в 1975 г.
Совокупность перечисленных шести систем представляет собой единый
комплекс станочных приспособлений, применяемых для обработки заго-
товок во всех типах производства. Многие элементы приспособлений яв-
ляются общими для различных систем.
Кроме того, создана система агрегатных средств
механизации зажима (АСМЗ) для использования в любых
производственных условиях (от единичного до массового). Система со-
стоит из комплекса универсальных силовых устройств, выполненных
в виде обособленных агрегатов, с помощью которых механизируется и
автоматизируется закрепление заготовок в приспособлениях. Система
АСМЗ устанавливается 102 ГОСТами, из которых разработано 60 ГОСТов.
Рентабельность применения той или иной системы станочных приспо-
соблений в зависимости от планируемого периода производства изделия
(деталей) определяется в соответствии со справочным приложением 1
к ГОСТ 14305—73 «Правила выбора технологической оснастки». В этом
приложении определены зоны рентабельности применения упомянутых
систем на основе сопоставления величин затрат при оснащении операций
станочными приспособлениями в зависимости от коэффициента загрузки
приспособления одной операцией (7<3) на планируемый период (табл. IX.2).
Он. вычисляется по формуле
3 ’
где Тшт — штучно-калькуляционное время выполнения технологической
операции; N — планируемая месячная программа на единицу оснастки
(количество повторов операций); Fo — располагаемый месячный фонд
времени работы приспособления (станка).
Затраты Р на оснащение технологической операции на анализируемый
период производства изделия вычисляются по формулам:
для системы УСП
Г’усп = СуспГ7 с + Св,
где Сусп — себестоимость сборки; Пс — количество сборок в анализи-
руемый период (количество запусков); Св — затраты за время эксплуа-
тации при использовании оснастки с баз проката;
для системы УБП
где АуБП — амортизационные отчисления в анализируемый период;
77к — количество оснащаемых операций;
646
I
0,5
0.2
О
Определение зон рентабельности применения систем станочных операций при оснащении технологического прогресса,
сопоставление величин затрат при оснащения операций станочными приспособлениями различных систем
Зона рентабельности
применения УСП
'х^0-
Г„‘5 6
Зона рентабельности применения СРП
Зона рентабельности применения НСП
Та-23
Tu=f2
Границы рентабельности СРП
12 18 24 30
Зона рентабельности применения УНП
18
36
42
Таблица IX.2
48
J
Величина затрат на оснащение операций Р для анализируемых периодов производства изделия Тн
до 1 месяца j до 6 месяцев | до 1 года | до 1,5 лет
Применяемые системы станочных приспособлений
Коэффициенты
загрузки при-
способления
одной опера-
ннруемый период К3 УСП УБП 1 УНП СНП СРП НСП УСП УБП УНП 1 СНП СРП НСП УСП УБП 1 1 УНП СНП СРП НСП УСП УБП УНП СНП СРП НСП
1,00 0,07 0,03 0,26 0,23 10.23 1.0 — 0,20 0.51 0,36 0,38 1.0 —. 0,40 0,81 10,51 0,56 1,0 — 0,54 — —. 0,74 1.0
0,50 0,06 0,01 0,23 0,22 0,23 1,0 0,33 0,10 0,37 0,35 0,38 1,0 0,71 0,20 0.82 0.47 0,56 1,0 1,08 0,30 0,83 0,60 0,74 1.0
0,20 0,05 0,01 0,22 0,21 0,23 1.0 0,32 0.03 0,32 0,29 0,38 1.0 0,64 0.10 0,44 0,38 0,56 1.0 0,96 0,11 0,56 0,47 0,74 1,0
0,10 0,05 0,01 0,21 0,21 0,23 1,0 0,31 0,02 0,29 0,27 0,38 1.0 0,62 0,04 0,38 0,35 0,56 1,0 0,93 0.06 0,47 0,43 0,74 1.0
0,04 0,05 0,01 0,20 0,21 0,23 1,0 о.зо 0,01 0,27 0,26 0,38 1,0 0.60 0,02 0,34 0,32 0,56 1,0 0,90 0,02 0,42 0,38 0,74 1,0
ДО 2,5
до 3,5 лет
до 4 лет
до 3 лет
до 2 лет
Величина затрат на оснащение операций Р для анализируемых периодов производства изделия Ти
Коэффициенты
загрузки при-
способления
одной опера-
цией на пла-
нируемый
период X
Применяемые системы станочных приспособлений
1,00
0,50
0,20
0,10
0,04
УСП УБП УНП СНП СРП НСП УСП УБП УНП СНП СРП НСП УСП ' УБП УНП СНП СРП НСП УСП 1 УБП УНП СНП СРП I НСП 1 УСП 1 УБП
— 0,79 0,92 1,0 — 0,99 со — 1,20 — — 1,0 — 1,50 — — — 1.0 — 1,70
— 0,40 1,04 0,74 0.92 1.0 — 0,50 1,25 0,87 1,0 — 0,60 1,46 1,01 —- 1,0 — 0,70 —- 1,10 —- 1,0 — 0,80
— 0,15 0,68 0,56 0,92 1,0 — 0,18 0,80 0,65 — 1,0 — 0,22 0,92 0,74 —. 1,0 — 0,25 1,04 0,83 — 1.0 — 0,28
— 0,08 0,56 0,50 0,92 1.0 — 0,10 0,65 0,58 1,0 — 0,12 0,74 0,65 — 1,0 — 0,14 0,83 0,73 —- 1,0 — 0,16
1,2 0,03 0,49 0,44 0,92 1,0 — 0,04 0,57 0,50 1,10 1,0 — 0,05 0,62 0,56 — 1,0 - 0,06 0,70 0,63 — 1,0 - 0,07
1,16
0,92
0,78
X
X
X
С
X
1,20
0,92
0,80
0,69
1.0
1,0
1,0
для систем УНП и СНП
Р _ С I Г П I ЛСНП(УНП)
-гснп (унп) = Сн + Су/./у ----,
где Сн — себестоимость изготовления сменной части (наладки); Су —
затраты на установку наладки; Пу — количество установок наладки
в анализируемый период (количество запусков); Лснпсунп, —аморти-
зационные отчисления за постоянную часть; По — количество наладок,
закрепленных за постоянной частью;
для системы СРП
Р срп = Сн + Ссрп +ЛСРП,
где Сн — себестоимость изготовления специальных элементов (наладки);
Серп — себестоимость сборки оснастки; ЛСРП — амортизационные от-
числения за постоянную часть в анализируемый период времени;
для системы НСП
Рнсп = Снсп,
где Снсп — себестоимость неразборной специальной оснастки.
Общие правила выбора технологической оснастки установленвт
ГОСТ 14301—73. Порядок выбора технологической оснастки, документация
и технико-экономические показатели регламентированы ГОСТ 14305—73.
5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
Применение станочных приспособлений способствует решению двух
основных задач: 1) обеспечению заданной точности обработки; 2) повыше-
нию производительности и облегчению труда рабочих.
Для выполнения операции технологического процесса могут быть
использованы приспособления, равноценные по точности, но различные
по их сложности, себестоимости и производительности.
Применение сложных специальных приспособлений, например много-
местных или автоматизированных с пневматическим или гидравлическим
приводом, повышает производительность труда, но при малом годовом
выпуске деталей такие приспособления могут оказаться неэкономичными:
от их применения себестоимость операции не снижается, а наоборот повы-
шается. Поэтому при оснащении детале-операции приспособлением, при
модернизации уже существующего приспособления или замене его новым
более совершенным, необходимо производить экономические расчеты.
Расчет экономической эффективности применения приспособления
основывается на сопоставлении затрат и экономии,
возникающих при его использовании и относимых к годовому периоду.
Затраты слагаются из расходов на амортизацию приспособления (амор-
тизационные отчисления) и расходов на его содержание и эксплуатацию.
Экономия достигается за счет снижения трудоемкости изготовления
деталей, а следовательно, за счет сокращения прямой штучной зарплаты.
Приспособление считается рентабельным, если годовая экономия, полу-
чаемая от его применения, больше связанных с ним годовых затрат.
На практике обычно приходится сопоставлять экономичность различ-
ных конструктивных вариантов приспособлений для данной операции.
Полагая, что расходы на амортизацию станка, режущий инструмент
и электроэнергию при использовании различных вариантов остаются
неизменными, определяют и сопоставляют лишь те элементы себестоимо-
сти операции, которые зависят от конструкции приспособления. Себе-
стоимость С. при использовании нового (модернизированного) приспо-
648
собления и себестоимость Св при использовании старого приспособления
определяют по формулам:
С
Рис. Зависимость себестоимости
продукции от годового выпуска
этой программы, а следо-
где За, Зв — зарплата станочника, отнесенная к одной детали, в руб.;
Н — цеховые накладные расходы в процентах к заработной плате; Sa,
SB — затраты на изготовление приспособлений в руб.; Л — годовая
программа выпуска деталей в шт.; А — срок амортизации приспособлений
в годах; q — расходы, связанные с эксплуатацией приспособлений (ре-
монт, регулировка, хранение), в процентах
от их себестоимости.
Для установившегося периода производ-
ства расходы на проектирование и отладку
приспособлений погашены, и их не учиты-
вают.
Себестоимость в большой степени зависит
от годовой программы выпуска деталей. На
рисунке представлен график зависимости Са
и Св от Л. Точка пересечения обеих
кривых соответствуют программе выпуска
Лк, при которой оба сопоставляемых ва-
рианта экономически равноценны. Величину
вательно, и точку пересечения кривых можно найти, решая совместно,
уравнения относительно Л,
(Зв
Лк = —
(За
1
А
Из графика видно, что если заданная годовая программа П > Пк,
то выгоднее применять более сложное приспособление а и наоборот, если
П < Лк, то выгоднее применять старое приспособление Ь.
Для конкретного расчета Лк необходимо знать величины Sa и SB.
Однако в начальный период проектирования, когда определена лишь
принципиальная схема нового приспособления, точно определить его
себестоимость невозможно. В этом случае применяют приближенный
способ расчета по формуле
S = CN,
где S —себестоимость, изготовления приспособления в руб.; N — коли-
чество деталей в приспособлении; С — постоянная, зависящая от слож-
ности приспособления и его габаритных размеров.
Для простых приспособлений берут С — 1,5; для приспособлений
средней сложности С — 3,0; для сложных приспособлений С = 4,0.
На некоторых заводах разработаны ценники на специальные приспо-
собления (заводы «Красный пролетарий», «Русский дизель»). При наличии
ценника себестоимость изготовления приспособления определяется кон-
структором при проектировании оснастки. Входными параметрами, опре-
деляющими величину затрат на изготовление приспособления, являются
число деталей, сложность и габаритные размеры приспособления.
Установленная себестоимость заранее задается инструментальному,
цеху.
649
Для определения зарплаты 3 станочника необходимо знать штучное
или штучно-калькуляционное время /шт на данной операции и минутную
ставку Зм рабочего по существующей тарифной сетке
3 = ^штЗм.
При использовании более быстродействующего приспособления штуч-
ное время, а следовательно, и штучная зарплата снижаются.
Срок А амортизации приспособления в годах рекомендуется брать:
для простых приспособлений А = 1 год; для приспособлений средней
сложности А = 2...3 года; для сложных приспособлений А = 4...5 лет.
Если заранее известен срок в годах выпуска продукции, для которой
проектируется приспособление, то величину А берут равной этому сроку.
Годовые расходы q, связанные с эксплуатацией приспособления,
берут равными 20% от его себестоимости S.
Применение приспособлений и их усовершенствование часто вызы-
вают перестройку технологического процесса, в связи с тем, что исклю-
чаются или видоизменяются отдельные операции. Тогда сопоставляют
себестоимость механической обработки детали, зависящей от оснастки,
не по отдельным операциям, а по процессам:
где индексы I и II относятся к сопоставляемым вариантам процессов.
Если в сопоставляемых вариантах применяется различное техноло-
гическое оборудование (например, горизонтально-расточной станок заме-
няется вертикально-сверлильным), то, учитывая дополнительную стои-
мость одной минуты работы станка /ст, получим:
Р __ 4 О ( 1 | Н \ | 4 1 | S *$1 ( I | ° \ .
I JOO J -Г /_|£шт £ст! I п \ Д 100/’
Для сопоставления рентабельности различных вариантов переналажи-
ваемых приспособлений (примером которого может служить универсаль-
ное приспособление, оснащенное специальными деталями, образующими
сменную наладку) пользуются формулой
где Sy — себестоимость универсального приспособления; SH — себестои-
мость изготовления сменной наладки; S'a — расходы на проектирование
и отладку сменной наладки (относят на первый год выпуска изделий);
Лу — число лет амортизации универсального приспособления; Ан —
число лет амортизации сменной наладки (Лу > Лв).
Расходы на проектирование универсального приспособления равны
нулю, так как завод его не изготовляет.
Технико-экономический расчет переналаживаемых (универсальных
и групповых) приспособлений и их эффективности в сравнении с заменяе-
мыми ими специальными приспособлениями производится по особой ме-
тодике, подробно рассматриваемой в специальной литературе [39, 44].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ансеров М. А. Приспособления для металлорежущих станков. Расчеты и кон-
струкции. М.—Л., «Машиностроение», 1966, 652 с.
2. Ансеров М. А. Приспособления для токарных и круглошлифовальных станков.
Лениздат, 1953, 248 с.
3. Ансеров М. А., Бутковский Б. Д. Приспособления для фрезерных станков. М.—Л.,
Машгиз, 1953, 296 с.
4. Ансеров М. А., Герст В. М. Приспособления для металлорежущих станков. Обзор
зарубежной техники. М.—Л., Машгиз, 1956, 187 с.
5. Ансеров М. А., Гущин В. Ф. Приспособления для сверлильных станков. М.—Л.,
Машгиз, 1950, 299 с.
6. Антонюк В. Е., Королев В. А., Башеев С. М. Справочник конструктора по расчету
и проектированию станочных приспособлений. Минск, «Беларусь», 1969, 329 с.
7. Баранов А. И., Кузьмин В. В. Стандартизация и нормализация в машинострое-
нии. М., Машгиз, 1955, 204 с.
8. Блюмберг В. А. Пути совершенствования станочных приспособлений. — В кн.:
Прогрессивные конструкции станочных приспособлений. ЛДНТП, 1972, с. 3—11.
9. Блюмберг В. А., Ю. М. Ансеров, Ю. М. Барон и др. Прогрессивные конструкции
станочных приспособлений. Под ред. В. А. Блюмберга. Л., «Машиностроение», 1968, 272 с.
10. Блюмберг В. А. Справочник токаря. Лениздат, 1969, 448 с.
11. Блюмберг В. А. Переналаживаемая оснастка. — В кн.: Переналаживаемые станоч-
ные приспособления. Под ред. В. А. Блюмберга. ЛДНТП, 1970. с. 3—6.
12. Болотин X. Д., Костромин Ф. П. Станочные приспособления. М., «Машинострое-
ние», 1973, 344 с.
13. Большаков И. С. Технологические возможности приспособлений на постоянных
оксидно-бариевых магнитах. ЛДНТП, 1969, 26 с.
14. Вейц В. Л., Фридман Л. И. Электромеханические зажимные устройства станков
и станочных линий. Расчет и конструирование. Л., «Машиностроение», 1973, 262 с.
15. Влазнев В. И., Подгорное С. В., Чернышев В. М. и др. Нормализованные станоч-
ные приспособления. М., Оборонгиз, 1959, 439 с.
16. Волосатое В. А. Конструкции универсальных пневматических приспособлений.
Лениздат, 1959, 191 с.
17. Гинзбург Е. Г., Шамании А. В. Типовые технологические процессы изготовления
зубчатых колес. Библиотечка зубореза-новатора, вып. 2. М.—Л., Машгиз, 1958, 128 с.
18. Горошкин А. К. Приспособления для металлорежущих станков. Справочник.
М., «Машиностроение», 1971, 364 с.
19. Звягильский Л. Я. Практика применения прогрессивных приспособлений на за-
воде «Русский дизель». — В кн.: Прогрессивные конструкции станочных приспособлений.
Под ред. В. А. Блюмберга. ЛДНТП, 1972, с. 33—41.
20. Зонненберг С. М., Лебедев А. С. Пневматические зажимные приспособления. М.,
Машгиз, 1959, 188 с.
21. Константинов О. Я. Магнитная технологическая оснастка. Л., «Машиностроение»,
1974, 383 с.
22. Корона А. Б. Приспособления для механической обработки. М., КОГИЗ, 1955,
340 с.
23. Корсаков В. С. Расчеты и конструирование приспособлений в машиностроении.
М., Машгиз, 1959, 216 с.
24. Корсаков В. С. Основы конструирования приспособлений в машиностроении. М.,
«Машиностроение», 1971, 288 с.
25. Косов Н. П. Станочные приспособления для деталей сложной формы. М., «Маши-
ностроение», 1973, 232 с.
26. Косовский В. Л., Крупенин 3. А. и Выродов Н. В. Токарные патроны. М., Машгиз,
1957, 107 с.
651
27. Константинов О. Я. Расчет и конструирование магнитных и электромагнитных
приспособлений. Л., «Машиностроение», 1967, 316 с.
28. Кузнецов В. С., Пономарев В. А. Универсально-сборные приспособления в маши-
ностроении. М., Трудрезервиздат, 1951, 179 с.
29. Кузнецов В. С., Пономарев В. А. Применение системы универсально-сборных
приспособлений в машиностроении. Серия «Передовой научно-технический и производ-
ственный опыт». Тема 10, М—58—272/39. М., ВИНИТИ, 1958, 62 с.
30. Кузнецов В. С., Пономарев В. А. Универсально-сборные приспособления в маши-
ностроении. Альбом чертежей. М., «Машиностроение», 1971, 168 с.
31. Кузнецов Ю. И. Станочные приспособления с гидравлическими приводами. М.,
«Машиностроение», 1974, 150 с.
32. Лебедев А. С. Приспособления для обработки наружных поверхностей протягива-
нием. Серия «Передовой научно-технический и производственный опыт». Тема 10,
М—59—32/10. М., ВИНИТИ, 1959 , 36 с.
33. Маталнн А. А. Точность механической обработки и проектирования технологиче-
ских процессов. Л., «Машиностроение», 1970, 319 с.
34. Митрофанов С. П. Научные основы групповой технологии. Лениздат, 1959, 436 с.
35. Митрофанов С. П. Научная организация серийного производства. Л., «Машино-
строение», 1970, 768 с.
36. Модзелевский А. А., Мущинкин А. А., Кедров С. С. н г. д. Токарные станки. М.,
«Машиностроение», 1973, 280 с.
37. Мынкин П. М. Быстродействующие приспособления к станкам. М., ЦБТИ, 1956,
55 с.
38. Основные проблемы и направления разработки Единой системы технологической
подготовки производства. Коллектив авторов. Сборник докладов. М., Изд-во стандартов.
1973, 168 с.
39. Проскуряков А. В. Технико-экономические основы нормализации и унификации
приспособлений. М., Машгиз, 1959, 160 с.
40. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х томах. М., «Машиностроение»,
1972.
41. Соколовский А. П. Курс технологии машиностроения. Ч. 1. М.—Л., Машгиз,
1947, 435 с.
42. Семинский В. К. Повышение производительности при работе на токарных станках.
Киев, Машгиз, 1959, 99 с.
43. Толстов М. А. Пневматические и пневмогидравлические приспособления. Москва—
Свердловск, Машгиз, 1956, 204 с.
44. Тиллес С. А. Экономика технологических процессов механической обработки. М.,
Машгиз, 1959, 300 с.
45. Типовой проект модернизации вертикально-сверлильных станков моделей 2125,
2135, 2150. М., Машгиз, 1959, 351 с.
46. Типовой проект модернизации радиально-сверлильных станков моделей 255 и
и 2А56. М., Машгиз, 1957, 144 с.
47. Шатин В. П., Кузьмин В. В. и Денисов П. С. Конструктивные элементы и нормали-
зованные узлы крепления режущих инструментов. Справочник. М., Машгиз, 1959, 264 с.
48. Шубников К. В. Унифицированные переналаживаемые станочные приспособле-
ния. Л., «Машиностроение», 1973, 208 с.
49. Модернизации токарных станков. Руководящие материалы. Под ред. А. Е. Про-
коповича. М., Машгиз, 1958, 288 с.
50. Модернизация универсальных сверлильных станков. Руководящие материалы.
Под ред. А. Е. Прокоповича. М., Машгиз, 1958, 216 с.
51. Модернизация консольно-фрезерных станков. Руководящие материалы. Под ред.
А. Е. Прокоповича. М.,.Машгиз, 1957, 195 с.
ОГЛАВЛЕНИЕ
От редактора................................ . 3
Введение....................................... 4
РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ
детали; механизмы и приводы приспособлений
Глава 1. Базирование обрабатываемых деталей и установочные устройства приспо-
соблений .................................................................. 6
1. Понятия о конструктивной и установочной базах обрабатываемой по-
верхности ........................................................... —
2. Основные схемы базирования по опорным установочным базам......... 8
3. Схемы полного и упрощенного базирования......................... 11
4. Схемы базирования по плоскости и отверстиям с применением установоч-
ных пальцев ...................................................... 12
5. Расчеты при базировании по плоскости и отверстиям............... 14
6. Понятия о погрешностях, возникающих при обработке партии деталей
на настроенном станке в приспособлении ............................. 17
7. Примеры расчета погрешностей базирования и закрепления.......... 21
8. Правила выбора установочных баз................................. 27
9. Конструкции установочных элементов приспособлений............... 28
10. Ориентирующие и самоцентрирующие механизмы ..................... 39
Глава 11. Силовые механизмы............................................... 44
1. Замечания о расчете потребных сил зажима ........................ —
2. Классификация силовых механизмов ............................... 46
3. Клин как средство зажима и самоторможения ...................... 47
4. Основные характеристики простых и комбинированных механизмов 54
5. Клиновые механизмы ............................................. 56
6. Клиноплунжерные механизмы ...................................... 59
7. Рычажные механизмы ............................................. 67
8. Винтовые механизмы............................................... —
9. Механизмы с эксцентриковыми и плоскими кулачками................ 94
10. Механизмы с торцовыми эксцентриковыми кулачками................ 103
11. Рычажно-шарнирные механизмы .................................. 105
12. Многозвенные механизмы .........................................112
13. Многозвенные и самоцентрирующие механизмы с гидропластмассой 116
14. Центрирующие механизмы трехкулачковых токарных патронов .... 131
15. Пружинные и пневмопружинные силовые механизмы ........ 140
Глава 111. Корпуса, делительные, направляющие и другие детали и механизмы
приспособлений........................................................... 151
1. Конструкции корпусов ............................................ —
2. Конструкции направляющих у приспособлений с передвижными и пово-
ротными частями..................................................... 171
3. Делительные устройства (фиксаторы) .......................... 174
4. Механизмы для закрепления и подъема поворотных частей приспособлений 180
5. Кондукторные втулки и кондукторные плиты ....................... 183
6. Устиновы............................................'........... 191
7, Детали шарнирных соединений..................................... 193
653
Глава IV. Пневматические приводы........................................... 200
1. Разновидности приводов ........................................... —•
2. Поршневые двигатели (пневмоцилиндры)............................ 204
3. Элементы конструкций и расчеты поршневых двигателей.............. 227
4. Мембранные пневмодвигатели ...................................... 244
5. Элементы конструкций и расчеты мембранных пневмодвигателей .... 249
6. Пневматическая аппаратура и пневмопанели......................... 254
7. Воздухопроводная арматура........................................ 275
8. Автоматизация управления пневматическими приводами .............. 281
9. Пневматические приводы приспособлений, устанавливаемых на поворот-
ном или непрерывно вращающемся столе ................................ 292
Глава V. Гидравлические, магнитные, электромеханические и вакуумные приводы 297
1. Приводы с гидравликой............................................... —
2. Пневмогидравлические приводы....................................... —
3. Механогидравлические приводы..................................... 308
4. Гидравлические приводы .......................................... 314
5. Магнитные приводы................................................ 338
6. Электромеханические приводы...................................... 349
7. Вакуумные приводы ............................................... 352
РАЗДЕЛ ВТОРОЙ
КОНСТРУКЦИИ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
Глава VI. Приспособления для токарных и круглошлифовальных станков......... 355
1. Концы шпинделей и присоединительные элементы приспособлений . . —
2. Токарные кулачковые патроны............................. . . 366
3. Примеры наладок на трехкулачковые самопентрирующие патронь) . . 378
4. Приспособления для обработки валов и труб..................... 385
5. Оправки и патроны для обработки втулок, фланцев, колец, дисков 402
6. Патроны с жесткими центрирующими элементами и тремя прихватами
для зажима вдол» оси............................................... 427
7. Патроны для шлифования отверстий в зубчатых колесах ............ 430
8. Приспособления для установки по резьбе........................... 435
9. Приспособления для обработки многоосных деталей (эксцентриков, ры-
чагов, арматуры) .................................................. 436
10. Приспособления для обработки деталей класса стойки, кронштейны,
подшипники.......................................................... 442
Глава VII. Приспособления для сверлильных станков.......................... 444
1. Некоторые сведения ................................................. —
2. Скальчатые кондукторы.............................................. —
3. Наладки скальчатых кондукторов................................... 462
4. Поворотные столы и стойки для позиционной обработки.............. 463
5. Плавающие столы ................................................. 505
6. Универсальные и групповые кондукторы............................. 513
7. Автоматизированные кондукторы ................................... 522
Глава VIII. Приспособления для фрезерных станков........................... 529
1. Общие сведения.................................................... —
2. Машинные тиски ................................................... —
3. Наладки тисков.................................................. 546
4. Угловые столы .................................................. 552
5. Универсальные и групповые приспособления........................ 553
6. Делительные устройства для позиционного фрезерования с примерами'
наладок.......................................................... 565
7. Устройства для непрерывного фрезерования........................ 576
8. Специальные приспособления для обработки типовых деталей......... 589
9. Приспособления для копировального фрезерования .................. 591
10. При,мер комплексной автоматизации фрезерных станков.............. 628
Глава IX. Общие вопросы проектирования станочных приспособлений............ 637
1. Классификация приспособлений и их приводов.......................... —
2. Механизация и автоматизация приспособлений....................... 638
3. Стандартизация приспособлений .................................... 639
4. Основные направления в проектировании приспособлений ............... —
5. Экономическая эффективность приспособлений ...................... 648
Список литературы.......................................................... 651
Ансеров М. А.
А71 Приспособления для металлорежущих станков.
Изд-е 4-е, исправл. и доп. Л., «Машиностроение»
(Ленингр. отд-ние), 1975 г.
656 с.
В книге дается систематизированное обобщение практических
данных по конструированию станочных приспособлений. Рассмотрены
элементы, узлы и механизмы, а также приводы приспособлений. Особое
внимание уделено расчетам, обеспечивающим необходимую точность
прн базировании, и расчетам силовых механизмов. На основе приня-
той в книге классификации рассмотрены наиболее совершенные кон-
струкции приспособлений и наладок, используемых в отечественном и
зарубежном машиностроении. Значительное место отведено описанию
переналаживаемых (групповых и универсальных) приспособлений, эф-
фективных в условиях серийного производства, а также приспособле-
ний с пневматическим, гидравлическим приводами и автоматизирован-
ных.
В четвертое издание книги (третье издание 1966 г.) внесены исправ-
ления и добавления в соответствии с новыми ГОСТами на детали,
узлы и конструкции станочных приспособлений.
Книга рассчитана на широкий круг инженерно-технических ра-
ботников, специализирующихся в области станочной оснастки. Она мо-
жет быть также использована студентами вузов.
31304—132
А 038 (01)—75 132-75
6П4.6.08
Михаил Алексеевич АН С ЕРОВ
ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
ДЛЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ
СТАНКОВ
Редакторы издательства Л. И. Вожик и Л. М. Блейхман
Художественный редактор С. С. Венедиктов
Технический редактор Т. П. Малашкина
Корректор А. И. Лавриненко
Сдано в производство 2/IV 1975 г.
Подписано к печати 20/VIII 1975 г. М-20504.
Формат бумаги 70Х 1081/16.
Бумага типографская № 1.
Прив. печ. л. 57,4. Уч.-изд. л. 48,9.
Тираж 30 000 экз. Зак. № 162. Цена 2 р. 83 к.
Ленинградское отделение
издательства «МАШИНОСТРОЕНИЕ»
191065, Ленинград. Д-65, ул. Дзержинского, 10
Ленинградская типография № 6 Союзполиграфпрома
при Государственном комитете Совета Министров СССР
по делам издательств, полиграфии и книжной торговли
193144, Ленинград, С-1441 ул. Моисеенко, 10
6П4.6.08
А71
УДК 621.3—229
Рецензент инж. Л. Я Звягильскии
31304—132 J32—75
А 038(01)—75
© Издательство «Машиностроение», 1975 г,