Типовые конструкции поводковых зажимных устройств торцевого типа

Введение

На предприятиях серийного производства значительная часть оборудования состоит из универсальных станков, оснащённых как специальными, так и универсально-наладочными (УНП) и универсально-сборными (УСП) приспособлениями, что позволяет снизить трудоёмкость и удешевить производство. Представляется также возможным располагать оборудование в последовательности технологического процесса для одной или нескольких деталей, требующих одинакового порядка обработки, с соблюдением принципов взаимозаменяемости при обработке [1].
Одним из весьма эффективных путей совершенствования машиностроительного производства является оснащение технологических процессов механизированной и автоматизированной оснасткой. Важнейшими элементами этой оснастки являются станочные приспособления, вспомогательный инструмент, средства контроля параметров и настройки технологических процессов.
Важной группой станочных приспособлений являются зажимные устройства, в частности, такие, которые предназначены для компенсации погрешности установки, тепловых деформаций и пр. Именно к этому классу зажимных приспособлений относятся поводковые зажимные приспособления торцевого типа.
Цель работы – рассмотреть основные типы поводковых зажимных приспособлений торцевого типа и особенности их применения в технологических процессах.


1. Назначение и классификация поводковых зажимных приспособлений торцевого типа
Поводковые зажимные приспособления торцевого типа предназначены для передачи вращающего момента от шпинделя станка к заготовке при обработке на токарных, фрезерных и шлифовальных станках. Наибольшее распространение из поводковых устройств получили поводковые хомутики, а также поводковые центры, которые используют для передачи вращения торцовую поверхность заготовки.
Известно, что из-за нагрева в процессе резания, вызывающего удлинение обрабатываемой заготовки, изменяется сила зажима. Для того чтобы зажимная сила была постоянна, в задней бабке располагают компенсаторы различных конструкций: пружинные, пневматические и гидравлические, которые позволяют несколько смещать пиноль при нагреве заготовки. Такие компенсаторы обычно используют при закреплении заготовки во вращающихся центрах.
Различают торцовые поводковые устройства фрикционные и деформирующие [1].
Конструкция фрикционного поводкового центра с ведущим кольцевым элементом показана на рисунке 1.1. Устройство представляет собой конический корпус 1, в котором установлен подпружиненный центр 4, расположенный одновременно в центральном отверстии обоймы 2. Обойма имеет кольцевую канавку, в которой размещается поводок 3 в виде кольца. Торцовая поверхность 6 и цилиндрические поверхности 5 поводка приклеены к соответствующим поверхностям кольцевой канавки обоймы 2

. При вращении шпинделя станка с поводковым центром вращение на деталь передаётся за счёт сил трения на её торцовой поверхности.


1 – корпус; 2 – обойма; 3 – поводок; 4 – центр; 5 – торец поводка; 6 – внешняя поверхность поводка
Рисунок 1.1 – Фрикционное торцовое поводковое устройство
Поводок 3 должен быть изготовлен из фрикционного материала, желательно из эластичного и упругого, такого, как резина.
На рисунке 1.2 приведена типовая конструкция торцового поводкового центра с коническими поводками.

1 – корпус; 2 – обойма; 3 – диск; 4 – поводок; 5 – кольцо; 6 – внешняя поверхность поводка
Рисунок 2.2 – Деформирующее торцовое поводковое устройство
В данном случае вращение на деталь передаётся тремя коническими поводками 4, размещёнными в корпусе 1 и обойме 2. Поводки снабжены кольцами 5, предохраняющими их от выпадения из обоймы 2. Пространственные отклонения торцовой поверхности детали здесь компенсируются за счёт того, что поводковый центр снабжён самоустанавливающимся диском 3, являющимся опорой для поводков. Заострённые концы поводков снабжены площадками на вершинах диаметром 1,2…1,5 мм, что предотвращает их поломку при перегрузках и делает более прочными.


2. Основы расчётные зависимости, используемые при выборе поводковых зажимных приспособлений торцевого типа
Рассмотрим особенности расчёта рассмотренных выше типов поводковых зажимных приспособлений торцевого типа [2]. Расчётная схема фрикционного поводкового центра с ведущим кольцевым элементом показана на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Расчётная схема фрикционного поводкового центра с ведущим кольцевым элементом
В любой точке контакта кольцевого элемента с деталью действует нормальное давление а, при котором элементарные касательные силы будут равны

где — угол трения на поверхности контакта.
Вращающий момент от сил трения, приведённых к среднему радиусу поверхности контакта:

Условие осуществления резания — равенство момента сил трения моменту сил резания, т.е. Мв = КМр:

или, подставив значение Мр = P2R

С учётом осевой составляющей силы резания:

Расчётная схема приспособления с ведущим центром показана на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 - Расчётная схема приспособления с ведущим центром
Результирующий момент от касательных сил, приведённых к центру средней окружности поверхности контакта:

Осуществление обработки в центрах будет возможным лишь в том случае, если найденный момент сил трения на рабочей поверхности ведущего центра будет равным или несколько превышать момент сил резания Мр, который равен PD/2, где D — диаметр обрабатываемой поверхности