Основы конструирования приспособлений

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА ПРИСПОСОБЛЕНИЙ

Поворотные и делительные устройства применяют в многопо­зиционных приспособлениях для придания обрабатываемой заго­товке различных положений относительно инструмента. Делитель­ное устройство состоит из диска, закрепляемого на поворотной части приспособления, и фиксатора. Конструкции фиксаторов приведены на рис 104. Шариковый фиксатор (рис. 104, а) наиболее прост, но не обеспечивает точное деление и не воспринимает момент сил обработки. Его поворотная часть на следующее деление переводится вручную до характерного щелчка при западании ша­рика в новое углубление. Фиксатор с вытяжным цилиндрическим пальцем (рис. 104, б) может воспринимать момент от сил обработки, во не обеспечивает высокую точность деления из за наличия зазо­ров в подвижных соединениях. В фиксаторах обычного типа

Н 7

Сопряжение пальца со втулкой осуществляется по посадке —г-

Н 6

А в фиксаторах повышенной точности — по посадке -^G-. В особо

.точных конструкциях зазор принимается не более 0,01 мм.

Несколько большую точность обеспечивает фиксатор с кониче­ской частью вытяжного пальца (рис. 104, в). Ее угол а берут 15°. Фиксаторы кнопочного и реечного типов, выполняют по ГОСТ 13160—67 и 13162—67. В точных делительных устройствах фикса-

Торы разгружают (что повышает их срок службы) и подвижную (поворотную) часть приспособления прижимают к неподвижной специальными устройствами, повышая жесткость системы. Для уменьшения износа палец и обе втулки фиксатора выполняют из закаленной стали (HRC 55—60). Конструкции и основные размеры втулок приведены в ГОСТ 12214—66 и 12215—66.

Управление фиксатором в простейших приспособлениях осу­ществляется вытяжной кнопкой, рукояткой, закрепленной на реечном зубчатом колесе (см. рис. 104, в), или посредством педали. Общая компоновка поворотного и делительного механизма для кондуктора с горизонтальной осью показана на рис. 105.

В автоматических приспособлениях вращение и фиксация их поворотной части происходят без участия рабочего. Устройства поворота выполняют механическими, пневматическими, гидравли­ческими, пневмогидравлическими. Механические устройства имеют мальтийские (с внешним или внутренним зацеплением),кулачковые, червячные и реечные механизмы. На рис. 106 приведена схема автоматического приспособления, применяемого для поворота заготовки на малый шаг. Зубчатое колесо 4, совершающее кача - тельные движения, сообщает фиксаторам 5 и 8 возвратно-поступа­тельные движения. Скошенные края этих фиксаторов периоди­чески вращают диск 6 в одну сторону. Качательное движение зуб­чатого колеса осуществляется от рычага 3 с роликом 2, катающимся по неподвижному копиру 1 при возвратно-поступательном движе­нии стола 7 в процессе обработки. Это устройство исключает поворот диска по инерции.

Для поворота и деления на большой угол используют мальтий­ские механизмы. На рис. 107, а показана схема автоматического круглого стола с электроприводом. Вращение от электродвигателя 4 через червячный редуктор 5 передается на водило 1 мальтийского креста 10. Торцовый кулак 3 на валу червячного зубчатого колеса служит для вывода фиксатора 2, а кулачок 6 — для зажима стола

Через колодку 7 И винтовую пару & Отверстие 9 в столе центри­рующее. Упор, действуя на конечный выключатель, вызывает остановку стола.

В приспособлениях для обработки тяжелых заготовок поворот­ная часть вращается с помощью электродвигателей, пневматиче­ских или гидравлических приводов. Для гашения в конце деления больших моментов применяют тормознь! е устройства, сблокирован­ные с системой привода и с фиксатором. В отдельных конструк­циях поворотные части больших диаметров имеют постоянно дей­ствующие тормозные устройства в виде фрикционных колодок или лент, натяжное устройство которых отрегулировано на опре­деленный тормозной момент. При повышенном сопротивлении вращению поворотных частей их инерционный момент в конце поворота гасится.

На рис. 107, б показана схема пневматического механизма для автоматического поворота и фиксации стола с настройкой на различные углы поворота. При пуске сжатого воздуха в канал 20 Происходит опускание поршня 18 и вывод фиксатора 15 из паза делительного диска 14. Далее происходит подъем поршня 17 Со штоком 21 с зубьями, входящими в зацепление с храповым колесом 12. Выдвижной упор 11 ограничивает ход поршня углом деления поворотной части, сидящей на валу 13. После отсечки и выпуска сжатого воздуха поршни 18 и 17 под действием пружин 19 и 16 занимают исходное положение, а фиксатор входит в очеред­ной паз делительного диска. Шарнирно закрепленный шток при движении вниз отклоняется влево, отжимая подпружиненный палец 22.

Т

Для уменьшения крутя­щего момента в приспособ­лениях с горизонтальной осью центр тяжести поворот­ной части (включая заго­товку) должен лежать на оси вращения. Это достигается соответствующей компонов­кой приспособления и ис­пользованием корректирую­щих противовесов. В приспо­соблениях с вертикальной осью и тяжелой поворотной частью применяют упорные подшип­ники качения. На рис. 108, а показана конструкция стола, у кото­рого верхняя часть вращается на угол, нужный при ее подъеме, на обычном упорном шарикоподшипнике. Подъем осуществляется различными механическими устройствами или (как показано на рисунке) пневмоцилиндром. При опускании стол садится на торцовую плоскость основания и плотно к нему прижимается. Конструкция устройства другого типа показана на рис. 108, б. Верхняя поворотная часть не имеет подъема и покоится на упорном подшипнике больших размеров. Подшипник обеспечивает доста­точную устойчивость поворотной части и, обладая значительной
грузоподъемностью, позволяет выполнять обработку с большими осевыми силами. Используя упорные шарикоподшипники, значи­тельно уменьшают момент трения при вращении поворотной части, что очень важно при ручном обслуживании приспособления. Момент трения на опорном торце скольжения

= (49)

Где G — вес поворотной части с заготовкой; /=0,10-4-0,15 — коэффициент трения скольжения; Dad — соответственно наиболь­ший и наименьший диаметры торцовой поверхности скольжения.

Для шариковой опоры (приближенно)

М;р = С/'4-, (50)

Где /' = 0,002-^-0,003 — условный коэффициент трения; D' — Диаметр отверстия подшипника.

Найдем наибольший вес стола, который можно повернуть вручную, если сила N приложена на радиусе DI2:

М = ND/2. (51)

Обозначив D/D через К. и приравняв выражения (49) и (51), получим

3 n — Кг 2 F 1— К3 '

При N = 100 Н и /' = 0,15 С = 1000

Из выражений (50) и (51) для шариковой опоры G = ND/F'D'.

При N = 100 Н и F = 0,0025 G = 4000 Did4 Н.

В приспособлениях для фрезерования и других видов обра­ботки, когда в процессе резания возникают вибрации, поворотную часть необходимо прижимать к неподвижной. На рис. 108, а показано прижимное устройство с двумя пневмоцилиндрами, кото­рые сблокированы с цилиндром подъема стола для его поворота при делении. Устройство управляется рукояткой.

На рис. 108, в показано механическое прижимное устройство, сблокированное с фиксатором. При правом вращении рукоятки 1 вводится реечный фиксатор 2 и одновременно сжимается разрез­ное кольцо 3, притягивая стол 4 к основаншо 5. При вращении в обратном направлении фиксатор выводится из гнезда и ослабля­ется затяжка разрезного кольца.

Из рассмотрения конструкций видно, что делительные меха­низмы достаточно сложны, они включают поворотные механизмы с приводом, делительные устройства с фиксатором, прижимы, тор­мозы и систему автоматического управления рабочим циклом. 176

К этим механизмам предъявляются высокие требования точности, безотказности, долговечности и быстродействия в работе. От их точности зависит точность взаимного расположения обрабатывае­мых на разных позициях поворотного устройства поверхностей (соосность ступенчатых отверстий, межосевьщ расстояния и угло­вое положение радиальных отверстий). По условиям обработки деталей современных машин часто требуется обеспечить точность углового положения стола (планшайбы) по окружности наиболь­шего диаметра в пределах ±0,03 мм. Такая точность должна сохра­няться длительное время (3—5 лет). Для новых столов погрешность положения стола после его поворота и фиксации находят по формуле

Ап. с ^ L/Адел Афиш

Где Адел — погрешность деления; АфИК — погрешность фикса­тора; Адел определяется погрешностями: диаметра отверстий делительного, диска, расположения их по углу и радиусу, формы их поверхностей и неперпендикулярности отверстий к зеркалу стола; АфИК определяется погрешностями диаметров фиксатора и втулки, неперпендикулярностью фиксатора к зеркалу стола. Пр I современном уровне производства достигается Адел = 0,025 мм и Афяк = 0,02 мм. Тогда на радиусе расположения отверстий под фиксатор Ап. о = 0,03 мм.

Работа многих делительных механизмов в конце поворота сопровождается ударами, воспринимаемыми фиксаторами. Это вызывает износ и перекосы фиксатора, что снижает точность деления. С учетом этого фактора погрешность положения стола

Ап. с = ]Адел + Афик + ANk,

Здесь а — коэффициент, зависящий от конструкции делительного механизма и определяемый экспериментально [а = (0,5-г-З) 10"*); N — число поворотов стола, равное числу заготовок, умножен­ному на число делений; K — показатель степени, определяемый экспериментально (K = 1-И,3).

На рис. 108, г кривая / характеризует некачественно изготов­ленный и быстро теряющий точность делительный механизм, кривая // соответствует более точному и конструктивно лучшему механизму. При заданной программе выпуска изделий (линия 1—1) величина Ап. с не превысит допустимую (линия 2—2). При варианте / для тех же условий необходим ремонт механизма (точка а). Повышение долговечности делительного механизма достигается» в частности, применением двойного фиксирования стола — пред­варительного и окончательного. Первое осуществляется мальтий­ским механизмом, а второе — цилиндрическим фиксатором. Маль­тийский механизм воспринимает в конце поворота большие инер­ционные моменты, обеспечивая благоприятные условия работы Цилиндрическому фиксатору.

Для повышения произво­дительности выполнение эле­ментов рабочего цикла следует совмещать во времени. На рис. 108, д показана циклограмма работы круглого стола с частич­ным совмещением (перекрыти­ем) элементов цикла: 1 — обра­ботка, 2 — вывод фиксатора, 3 — отжим стола, 4 — поворот стола, 5 — ввод фиксатора, 6 — зажим стола, 7 — обработ­ка на следующей позиции и т. д.

Выталкиватели ручного и автоматического типа (рис. 109, а—в) применяют для быстрого удаления небольших деталей из при­способлений. Выталкиватели повышают производительность и создают удобства в работе.

Подъемные устройства выполняют специальные технологиче­ские приемы. Примером может служить подъемный механизм расточного приспособления. Если нужно одновременно расточить несколько последовательно расположенных отверстий одного диаметра (рис. 110, а), то ввод борштанги в кондуктор обычного типа в исходное положение для растачиваемого отверстия невозмо­жен. В этом случае применяют подъемное устройство, на котором закреплена заготовка. В результате получаемого смещения оси

Необработанных отверстий по отношению к оси расточной скалки (рис. 110,6) обеспечивается ее проход в заготовку. После этого подъемная часть опускается и крепится к неподвижному основа­нию приспособления. На рис. 110, в показана схема устройства. 172