Das Gerät verfügt über obere und seitliche Klemmgriffe. Spezielle Spannvorrichtungen

Spannelemente halten das Werkstück Werkstück vor Verschiebungen und Vibrationen, die unter dem Einfluss von Schnittkräften entstehen.

Klassifizierung von Spannelementen

Die Spannelemente von Geräten werden in einfache und kombinierte, d.h. bestehend aus zwei, drei oder mehr ineinandergreifenden Elementen.

Zu den einfachen gehören Keil, Schraube, Exzenter, Hebel, Hebelscharnier usw. – genannt Klemmen.

Kombinierte Mechanismen werden üblicherweise als Schraubenmechanismen ausgeführt
Hebel, Exzenterhebel usw. und heißen Reißnägel.
Wann sollte man einfach oder kombiniert verwenden?
Mechanismen in Anordnungen mit mechanisiertem Antrieb

(pneumatisch oder anders) werden sie Mechanismen genannt - Verstärker. Basierend auf der Anzahl der angetriebenen Glieder werden die Mechanismen unterteilt: 1. Einzelglied – Spannen des Werkstücks an einem Punkt;

2. Zweigelenk – Spannen von zwei Werkstücken oder einem Werkstück an zwei Punkten;

3. Multi-Link – Spannen eines Werkstücks an vielen Punkten oder mehrerer Werkstücke gleichzeitig mit gleichen Kräften. Nach Automatisierungsgrad:

1. Manuell – Arbeiten mit Schraube, Keil und anderen
Gebäude;

2. mechanisiert, in
sind geteilt in

a) hydraulisch,

b) pneumatisch,

c) pneumohydraulisch,

d) mechanohydraulisch,

d) elektrisch,

e) magnetisch,

g) elektromagnetisch,

h) Vakuum.

3. automatisiert, gesteuert von den Arbeitsteilen der Maschine. Der Antrieb erfolgt über Maschinentisch, Auflage, Spindel und Fliehkräfte rotierender Massen.

Beispiel: Fliehkraftspannfutter für halbautomatische Drehmaschinen.

Anforderungen an Spannmittel

Sie müssen zuverlässig im Betrieb, einfach im Design und leicht zu warten sein; darf keine Verformung der zu befestigenden Werkstücke und keine Beschädigung ihrer Oberflächen verursachen; Das Befestigen und Lösen von Werkstücken muss erfolgen minimale Kosten Arbeitsaufwand und Arbeitszeit, insbesondere beim Spannen mehrerer Werkstücke in mehreren Vorrichtungen; außerdem sollten Spannvorrichtungen das Werkstück während des Spannvorgangs nicht bewegen. Schnittkräfte sollten möglichst nicht durch Spannmittel aufgenommen werden. Sie sollten als starrere Installationselemente von Geräten wahrgenommen werden. Um die Bearbeitungsgenauigkeit zu verbessern, werden Geräte bevorzugt, die eine konstante Spannkraft bereitstellen.

Machen wir einen kurzen Ausflug in die theoretische Mechanik. Erinnern wir uns, was ist der Reibungskoeffizient?

Wenn sich ein Körper mit dem Gewicht Q mit einer Kraft P entlang einer Ebene bewegt, dann ist die Reaktion auf die Kraft P eine Kraft P 1, die in die entgegengesetzte Richtung gerichtet ist, d. h

Unterhose.

Reibungskoeffizient

Beispiel: wenn f = 0,1; Q = 10 kg, dann P = 1 kg.

Der Reibungskoeffizient variiert je nach Oberflächenrauheit.

Methode zur Berechnung der Spannkräfte

Erster Fall

Zweiter Fall

Die Schnittkraft P z und die Spannkraft Q sind in die gleiche Richtung gerichtet

In diesem Fall Q => O

Die Schnittkraft P g und die Spannkraft Q sind gegenläufig gerichtet, dann ist Q = k * P z

Dabei ist k der Sicherheitsfaktor k = 1,5 Schlichten k = 2,5 Schruppen.

Dritter Fall

Die Kräfte sind senkrecht zueinander gerichtet. Der Schnittkraft P wirkt die Reibungskraft am Träger (Einbau) Qf 2 und die Reibungskraft am Einspannpunkt Q*f 1 entgegen, dann gilt Qf 1 + Qf 2 = k*P z

G
de f und f 2 - Gleitreibungskoeffizienten Vierter Fall

Die Bearbeitung des Werkstücks erfolgt in einem Dreibackenfutter

In dieser Richtung neigt P dazu, das Werkstück relativ zu den Nocken zu bewegen.

Berechnung von Gewindespannmechanismen Erster Fall

Flachkopfschraubzwinge Aus Gleichgewichtszustand

wobei P die Kraft auf den Griff ist, kg; Q – Spannkraft des Teils, kg; R vgl - durchschnittlicher Gewinderadius, mm;

R – Radius des tragenden Endes;

Steigungswinkel des Gewindes;

Reibungswinkel in Gewindeanschluss 6; - Selbstbremszustand; f ist der Reibungskoeffizient der Schraube am Teil;

0,6 - Koeffizient unter Berücksichtigung der Reibung der gesamten Endoberfläche. Das Moment P*L übersteigt das Moment der Klemmkraft Q unter Berücksichtigung der Reibungskräfte im Schraubenpaar und am Bolzenende.

Zweiter Fall

■ Bolzenschelle mit Kugeloberfläche

Mit zunehmenden Winkeln α und φ nimmt die Kraft P zu, weil In diesem Fall verläuft die Kraftrichtung entlang der schiefen Ebene des Gewindes nach oben.

Dritter Fall

Diese Spannmethode wird bei der Bearbeitung von Buchsen oder Scheiben auf Dornen verwendet: Drehmaschinen, Teilapparate oder Drehtische An Fräsmaschinen, Stoßmaschinen oder andere Maschinen, Wälzfräsmaschinen, Wälzstoßmaschinen, Radialbohrmaschinen usw. Einige Informationen aus dem Verzeichnis:

1. 
   Die Ml6-Schraube mit kugelförmigem Ende entwickelt bei einer Grifflänge L = 190 mm und einer Kraft P = 8 kg eine Kraft Q = 950 kg
2. 
   Klemmung mit einer Schraube M = 24 mit flachem Ende bei L = 310 mm; P = 15 kg; Q = 1550 mm
3. 
   Klemmung mit Sechskantmutter Ml 6 Schlüssel L = 190 mm; P = 10 kg; Q = 700 kg.

Exzentrische Klemmen

Aus diesem Grund sind Exzenterklemmen unserer Meinung nach einfach herzustellen Breite Anwendung bei Werkzeugmaschinen. Durch den Einsatz von Exzenterspannern kann die Zeit zum Spannen eines Werkstücks deutlich verkürzt werden, allerdings ist die Spannkraft geringer als bei Gewindespannern.

Exzentrische Klemmen in Kombination mit und ohne Klemmen durchgeführt.

Betrachten Sie eine Exzenterklemme mit Klemme.

Exzenterspanner können bei erheblichen Toleranzabweichungen (±δ) des Werkstücks nicht arbeiten. Bei großen Toleranzabweichungen muss die Klemme ständig mit Schraube 1 nachjustiert werden.

Exzentrische Berechnung

M
Die zur Herstellung des Exzenters verwendeten Materialien sind U7A, U8A Mit Wärmebehandlung bis HR von 50...55 Einheiten, Stahl 20X mit Aufkohlung bis zu einer Tiefe von 0,8...1,2 mit Härten HR von 55...60 Einheiten.

Schauen wir uns das exzentrische Diagramm an. Die KN-Linie teilt den Exzenter in zwei Teile? symmetrische Hälften, die sozusagen bestehen aus 2 X Auf den „Anfangskreis“ aufgeschraubte Keile.

Die exzentrische Rotationsachse ist gegenüber ihrer geometrischen Achse um den Betrag der Exzentrizität „e“ verschoben.

Der Abschnitt Nm des unteren Keils wird üblicherweise zum Spannen verwendet.

Betrachtet man den Mechanismus als eine Kombination bestehend aus einem Hebel L und einem Keil mit Reibung an zwei Flächen auf der Achse und dem Punkt „m“ (Klemmpunkt), erhält man eine Kraftbeziehung zur Berechnung der Klemmkraft.

wobei Q die Klemmkraft ist

P – Kraft auf den Griff

L – Griffschulter

r – Abstand von der exzentrischen Rotationsachse zum Kontaktpunkt Mit

Werkstück

α - Anstiegswinkel der Kurve

α 1 - Reibungswinkel zwischen Exzenter und Werkstück

α 2 - Reibungswinkel auf der Exzenterachse

Um ein Weglaufen des Exzenters während des Betriebs zu vermeiden, ist es notwendig, den Zustand der Selbstbremsung des Exzenters zu beachten

Voraussetzung für die Selbstbremsung des Exzenters. = 12Р

über Chyazhima mit Expentoik

G
de α - Gleitreibungswinkel am Kontaktpunkt mit dem Werkstück ø - Reibungskoeffizient

Betrachten Sie für ungefähre Berechnungen von Q - 12P das Diagramm einer doppelseitigen Klemme mit Exzenter

Keilklemmen

Keilspannvorrichtungen werden häufig in Werkzeugmaschinen eingesetzt. Ihr Hauptelement sind ein-, zwei- und dreikeile. Der Einsatz solcher Elemente beruht auf der Einfachheit und Kompaktheit der Konstruktionen, der Schnelligkeit und Zuverlässigkeit im Betrieb, der Möglichkeit, sie beispielsweise als Spannelement, das direkt auf das zu fixierende Werkstück einwirkt, und als Zwischenglied zu verwenden. eine Verstärkerverbindung in anderen Spannvorrichtungen. Typischerweise werden selbstbremsende Keile verwendet. Die Bedingung für die Selbstbremsung eines einfach abgeschrägten Keils wird durch die Abhängigkeit ausgedrückt

α >2ρ

Wo α - Keilwinkel

ρ - der Reibungswinkel auf den Kontaktflächen G und H zwischen dem Keil und den Gegenteilen.

Im Winkel α ist die Selbstbremsung gewährleistet = 12° Um jedoch zu verhindern, dass Vibrationen und Lastschwankungen beim Einsatz der Zwinge das Werkstück schwächen, werden häufig Keile mit einem Winkel α verwendet.

Aufgrund der Tatsache, dass eine Verringerung des Winkels zu einer Vergrößerung führt

Aufgrund der selbstbremsenden Eigenschaften des Keils ist es bei der Auslegung des Antriebs des Keilmechanismus erforderlich, Vorrichtungen vorzusehen, die das Entfernen des Keils aus dem Arbeitszustand erleichtern, da das Lösen eines belasteten Keils schwieriger ist, als ihn in den Arbeitszustand zu bringen.

Dies kann durch die Verbindung der Betätigungsstange mit einem Keil erreicht werden. Wenn sich die Stange 1 nach links bewegt, passiert sie den Weg „1“ in den Leerlauf und drückt dann beim Auftreffen auf den Stift 2, der in den Keil 3 gedrückt wird, diesen heraus. Wenn sich die Stange zurückbewegt, drückt sie durch Auftreffen auf den Stift auch den Keil in die Arbeitsposition. Dies sollte in Fällen berücksichtigt werden, in denen der Keilmechanismus durch einen pneumatischen oder hydraulischen Antrieb angetrieben wird. Um einen zuverlässigen Betrieb des Mechanismus zu gewährleisten, sollten dann auf verschiedenen Seiten des Antriebskolbens unterschiedliche Flüssigkeits- oder Druckluftdrücke erzeugt werden. Dieser Unterschied bei der Verwendung von pneumatischen Antrieben kann durch den Einsatz eines Druckminderventils in einem der Rohre erreicht werden, die den Zylinder mit Luft oder Flüssigkeit versorgen. In Fällen, in denen keine Selbstbremsung erforderlich ist, empfiehlt es sich, Rollen an den Kontaktflächen des Keils mit den Gegenstücken der Vorrichtung zu verwenden, um das Einsetzen des Keils in seine ursprüngliche Position zu erleichtern. In diesen Fällen ist es notwendig, den Keil zu verriegeln.

Betrachten wir das Diagramm der Kraftwirkung in einem Einzelschräglauf, der am häufigsten in Geräten verwendet wird, dem Keilmechanismus

Lassen Sie uns ein Kraftpolygon konstruieren.

Bei der Übertragung von Kräften im rechten Winkel gilt folgender Zusammenhang

+ Anheften, - Loslösen

Bei α kommt es zur Selbstbremsung

Spannzangen

Der Spannzangen-Spannmechanismus ist seit langem bekannt. Die Sicherung von Werkstücken mittels Spannzangen erwies sich beim Aufbau automatisierter Maschinen als sehr komfortabel, da zur Sicherung des Werkstücks nur eine translatorische Bewegung der gespannten Spannzange erforderlich ist.

Beim Betrieb von Spannzangenmechanismen müssen die folgenden Anforderungen erfüllt sein.

1. 
   Die Spannkräfte müssen entsprechend den auftretenden Schnittkräften gewährleistet sein und eine Bewegung des Werkstücks oder Werkzeugs während des Schneidvorgangs verhindern.
2. 
   Der Spannvorgang im allgemeinen Bearbeitungszyklus ist eine Hilfsbewegung, daher sollte die Reaktionszeit der Spannzange minimal sein.
3. 
   Die Abmessungen der Spannmechanismusglieder sind aus deren Gegebenheiten zu ermitteln normale Operation beim Sichern von Werkstücken sowohl der größten als auch der kleinsten Größe.
4. 
   Der Positionierungsfehler der zu fixierenden Werkstücke oder Werkzeuge sollte minimal sein.
5. 
   Die Konstruktion des Spannmechanismus sollte bei der Bearbeitung von Werkstücken für den geringsten elastischen Druck sorgen und eine hohe Vibrationsfestigkeit aufweisen.
6. 
   Die Spannzangenteile und insbesondere die Spannzange müssen eine hohe Verschleißfestigkeit aufweisen.
7. 
   Die Konstruktion der Spannvorrichtung muss einen schnellen Wechsel und eine bequeme Einstellung ermöglichen.
8. 
   Die Konstruktion des Mechanismus muss einen Schutz der Spannzangen vor Spänen gewährleisten.

Spannzangen-Spannmechanismen gibt es in einer Vielzahl von Größen.
Die praktisch minimal akzeptable Größe für die Befestigung beträgt 0,5 mm. An
Mehrspindel-Stangenautomaten, Stangendurchmesser und

Daher erreichen die Spannzangenlöcher 100 mm. Zur Sicherung dünnwandiger Rohre werden Spannzangen mit großem Lochdurchmesser verwendet, denn... Durch die relativ gleichmäßige Befestigung über die gesamte Fläche entstehen keine großen Verformungen der Rohre.

Mit dem Spannzangen-Spannmechanismus können Sie Werkstücke fixieren verschiedene Formen Querschnitt.

Die Haltbarkeit von Spannzangen-Spannmechanismen variiert stark und hängt von der Gestaltung und Korrektheit der technologischen Prozesse bei der Herstellung von Mechanismusteilen ab. Spannzangen versagen in der Regel früher als andere. Dabei reicht die Zahl der Befestigungen mit Spannzangen von eins (Bruch der Spannzange) bis zu einer halben Million und mehr (Verschleiß der Spannbacken). Die Leistung einer Spannzange gilt als zufriedenstellend, wenn sie mindestens 100.000 Werkstücke halten kann.

Klassifizierung von Spannzangen

Alle Spannzangen können in drei Typen unterteilt werden:

1. Spannzangen erster Art haben einen „geraden“ Kegel, dessen Spitze von der Maschinenspindel abgewandt ist.

Zur Sicherung muss eine Kraft erzeugt werden, die die Spannzange in die auf die Spindel aufgeschraubte Mutter zieht. Positive Eigenschaften Dieser Spannzangentyp ist konstruktiv recht einfach und funktioniert gut unter Druck (gehärteter Stahl hat eine höhere zulässige Spannung unter Druck als unter Zug). Dennoch sind Spannzangen des ersten Typs derzeit aufgrund von Nachteilen nur begrenzt einsetzbar. Was sind diese Nachteile:

a) die auf die Spannzange wirkende Axialkraft hat das Ziel, diese zu entriegeln,

b) beim Vorschub der Stange ist ein vorzeitiges Blockieren der Spannzange möglich,

c) bei der Sicherung mit einer solchen Spannzange eine schädliche Wirkung entsteht

d) Die Zentrierung der Spannzange ist unzureichend
Spindel, da der Kopf in der Mutter zentriert ist, deren Position an ist
Die Spindel ist aufgrund des Gewindes nicht stabil.

Spannzangen zweiter Art haben einen „umgekehrten“ Kegel, dessen Spitze zur Spindel zeigt. Zur Sicherung muss eine Kraft erzeugt werden, die die Spannzange in die konische Bohrung der Maschinenspindel zieht.

Derartige Spannzangen gewährleisten eine gute Zentrierung der zu spannenden Werkstücke, da der Konus für die Spannzange direkt in der Spindel sitzt und nicht

Bei Verklemmungen wird die Spannzange durch die axialen Wirkkräfte nicht geöffnet, sondern verriegelt, wodurch sich die Spannkraft erhöht.

Gleichzeitig verringern eine Reihe erheblicher Nachteile die Leistungsfähigkeit derartiger Spannzangen. Aufgrund der zahlreichen Kontakte mit der Spannzange verschleißt das konische Loch der Spindel relativ schnell, die Gewinde der Spannzangen versagen oft und gewährleisten beim Befestigen keine stabile Position der Stange entlang der Achse – sie bewegt sich vom Anschlag weg. Dennoch sind Spannzangen des zweiten Typs in Werkzeugmaschinen weit verbreitet.

Um die Zeit für die Montage, Ausrichtung und Spannung von Teilen zu verkürzen, empfiehlt es sich, spezielle (für die Bearbeitung eines bestimmten Teils ausgelegte) Spannvorrichtungen zu verwenden. Es ist besonders empfehlenswert, es zu verwenden spezielle Geräte bei der Herstellung großer Serien identischer Teile.
Sonderspannvorrichtungen können mit Schraub-, Exzenter-, pneumatischer, hydraulischer oder lufthydraulischer Spannung ausgestattet sein.

Einzelgerätediagramm

Da Geräte das Werkstück schnell und zuverlässig fixieren müssen, ist der Einsatz solcher Klemmen vorzuziehen, wenn ein Werkstück gleichzeitig an mehreren Stellen gespannt werden soll. Ha, Abb. 74 zeigt eine Spannvorrichtung für ein Körperteil, bei der die Spannung gleichzeitig durch zwei Klammern erfolgt 1 Und 6 auf beiden Seiten des Teils durch Anziehen einer Mutter 5 . Beim Anziehen der Mutter 5 Stift 4 mit einer doppelten Fase in der Matrize 7 , durch Traktion 8 beeinflusst die Abschrägung der Matrize 9 und drückt es mit einer Mutter 2 kleben 1 sitzt auf einer Stecknadel 3 . Die Richtung der Spannkraft ist durch Pfeile dargestellt. Beim Abschrauben der Mutter 5 Federn unter Klemmen platziert 1 Und B, heben Sie sie an und lösen Sie das Teil.

Für große Teile kommen Einzelspannvorrichtungen zum Einsatz, während für Kleinteile eher Vorrichtungen zum Einsatz kommen, in denen mehrere Werkstücke gleichzeitig aufgenommen und gespannt werden können. Solche Geräte werden Mehrsitzer genannt.

Mehrpersonengeräte

Das Befestigen mehrerer Werkstücke mit einer Klemme verkürzt die Befestigungszeit und kommt bei Arbeiten an Mehrplatzgeräten zum Einsatz.
In Abb. In Abb. 75 zeigt ein Schema einer Doppelvorrichtung zum Spannen von zwei Rollen beim Fräsen von Keilnuten. Das Spannen erfolgt mit einem Handgriff 4 mit einem Exzenter, der gleichzeitig die Klemme drückt 3 und durch Traktion 5 zum Aufkleben 1 , wodurch beide Werkstücke gegen die Prismen im Körper gedrückt werden 2 Geräte. Durch Drehen des Griffs werden die Rollen gelöst 4 V Rückseite. Gleichzeitig die Federn 6 Ziehen Sie die Klammern zurück 1 Und 3 .

In Abb. In Abb. 76 zeigt ein Mehrsitzgerät mit pneumatischem Kolbenkraftantrieb. Über ein Dreiwegeventil gelangt Druckluft entweder in den oberen Hohlraum des Zylinders und klemmt die Werkstücke (die Richtung der Spannkraft ist durch Pfeile dargestellt) oder in den unteren Hohlraum des Zylinders und gibt die Werkstücke frei.

Das beschriebene Gerät verwendet eine Kassettenmethode zum Einbau von Teilen. Mehrere Rohlinge, zum Beispiel in in diesem Fall Fünf sind in der Kassette installiert, während in der Kassette bereits eine weitere Charge der gleichen Werkstücke bearbeitet wird. Nach Abschluss der Bearbeitung wird die erste Kassette mit Frästeilen aus dem Gerät entnommen und an ihrer Stelle eine weitere Kassette mit Rohlingen eingebaut. Mit der Kassettenmethode können Sie die Zeit für die Installation von Werkstücken verkürzen.
In Abb. In Abb. 77 zeigt den Aufbau einer Mehrpositionsspannvorrichtung mit hydraulischem Antrieb.
Base 1 Der Antrieb ist am Maschinentisch befestigt. In einem Zylinder 3 Der Kolben bewegt sich 4 , in dessen Nut ein Hebel eingebaut ist 5 , rotierend um eine Achse 8 , fest in der Öse fixiert 7 . Das Hebelarmverhältnis 5 beträgt 3:1. Bei 50 Öldruck kg/cm² und Kolbendurchmesser 55 mm Kraft am kurzen Ende des Hebelarms 5 erreicht 2800 kg. Zum Schutz vor Spänen ist am Hebel eine Stoffummantelung 6 angebracht.
Öl fließt durch ein Dreiwege-Steuerventil in das Ventil 2 und weiter in den oberen Hohlraum des Zylinders 3 . Öl aus dem gegenüberliegenden Hohlraum des Zylinders durch ein Loch im Boden einfüllen 1 gelangt in das Dreiwegeventil und gelangt dann in den Abfluss.
Wenn der Griff des Dreiwegeventils in die Spannposition gedreht wird, wirkt unter Druck stehendes Öl auf den Kolben 4 , die Spannkraft wird über den Hebel übertragen 5 Gabelhebel 9 Spannvorrichtung, die sich auf zwei Achswellen dreht 10 . Finger 12 , in Hebel 9 gedrückt, dreht den Hebel 11 relativ zum Kontaktpunkt der Schraube 21 mit dem Gerätekörper. In diesem Fall die Achse 13 Hebel bewegt die Stange 14 nach links und durch die Kugelscheibe 17 und Nüsse 18 überträgt die Spannkraft auf die Klemme 19 , rotierend um eine Achse 16 und Pressen der Werkstücke an eine stationäre Backe 20 . Die Klemmgröße wird über Muttern eingestellt 18 und schrauben 21 .
Beim Drehen des Griffs des Dreiwegeventils in die Freigabeposition wird der Hebel betätigt 11 dreht sich in die entgegengesetzte Richtung und bewegt die Stange 14 Nach rechts. In diesem Fall die Feder 15 entfernt den Stock 19 aus Rohlingen.
IN In letzter Zeit Zum Einsatz kommen pneumatisch-hydraulische Spannvorrichtungen, bei denen die Versorgung aus dem Werksnetz erfolgt Druckluft mit Druck 4-6 kg/cm² drückt auf den Kolben des Hydraulikzylinders und erzeugt so einen Öldruck von etwa 40-80 im System kg/cm². Öl mit einem solchen Druck fixiert die Werkstücke mithilfe von Spannvorrichtungen mit großer Kraft.
Eine Erhöhung des Drucks des Arbeitsmediums ermöglicht bei gleicher Spannkraft eine Verkleinerung des Schraubstockantriebs.

Regeln zur Auswahl von Spannmitteln

Bei der Auswahl der Art der Spannvorrichtungen sind folgende Regeln zu beachten.
Die Spannvorrichtungen müssen einfach, schnell wirkend und für ihre Betätigung leicht zugänglich sein, ausreichend steif sein und dürfen sich unter der Einwirkung eines Fräsers, durch Vibrationen der Maschine oder aus zufälligen Gründen nicht spontan lösen und dürfen die Oberfläche des Werkstücks nicht verformen dafür sorgen, dass es zurückspringt. Der Spannkraft in den Zwingen wird durch eine Stütze entgegengewirkt und sie sollte nach Möglichkeit so gerichtet sein, dass sie das Werkstück während der Bearbeitung an die Stützflächen drückt. Dazu sollten die Spannvorrichtungen so auf dem Maschinentisch montiert werden, dass die beim Fräsvorgang entstehende Schnittkraft von den feststehenden Teilen der Vorrichtung, beispielsweise der feststehenden Backe eines Schraubstocks, aufgenommen wird.
In Abb. 78 zeigt Diagramme zur Montage der Spannvorrichtung.

Beim Fräsen gegen Vorschub und Linkslauf zylindrischer Fräser Die Spannkraft sollte wie in Abb. gezeigt gerichtet sein. 78, a, und mit Rechtsdrehung - wie in Abb. 78, geb.
Beim Fräsen mit einem Schaftfräser sollte die Spannkraft je nach Vorschubrichtung gerichtet sein, wie in Abb. 78, in oder Abb. 78, Stadt
Bei dieser Anordnung der Vorrichtung steht der Spannkraft eine starre Auflage entgegen und die Schnittkraft trägt dazu bei, das Werkstück während der Bearbeitung gegen die Auflagefläche zu drücken.

Der Zweck von Spannvorrichtungen besteht darin, einen zuverlässigen Kontakt des Werkstücks mit den Montageelementen sicherzustellen und dessen Verschiebung und Vibration während der Bearbeitung zu verhindern. Abbildung 7.6 zeigt einige Arten von Spannvorrichtungen.

Anforderungen an Spannelemente:

Zuverlässigkeit im Betrieb;

Einfachheit des Designs;

Einfache Wartung;

Sollte keine Verformung der Werkstücke und keine Beschädigung ihrer Oberflächen verursachen;

Das Werkstück darf während der Befestigung von den Montageelementen nicht bewegt werden;

Das Befestigen und Lösen von Werkstücken sollte mit minimalem Arbeits- und Zeitaufwand erfolgen;

Die Spannelemente müssen verschleißfest und möglichst austauschbar sein.

Arten von Spannelementen:

Klemmschrauben, die mit Schlüsseln, Griffen oder Handrädern gedreht werden (siehe Abb. 7.6)

Abb.7.6 Arten von Klemmen:

a – Klemmschraube; b – Schraubzwinge

Schnelles Handeln Klammern wie in Abb. 7.7.

Abb.7.7. Arten von Schnellspannklemmen:

a – mit einer geteilten Unterlegscheibe; b – mit einer Kolbenvorrichtung; c – mit Klappanschlag; g – s Hebelvorrichtung

Exzenter Klammern, die rund, Evolventen und spiralförmig (entlang der Archimedes-Spirale) sind (Abb. 7.8).

Abb.7.8. Arten von Exzenterspannern:

a – Festplatte; b – zylindrisch mit L-förmiger Klemme; g – konisches Schweben.

Keilklemmen– Die Keilwirkung wird genutzt und als Zwischenglied in komplexen Spannsystemen eingesetzt. Bei bestimmten Winkeln hat der Keilmechanismus die Eigenschaft der Selbstbremsung. In Abb. Abbildung 7.9 zeigt das berechnete Diagramm der Kräftewirkung im Keilmechanismus.

Reis. 7.9. Berechnungsdiagramm der Kräfte im Keilmechanismus:

ein- einseitig; b – doppelt schief

Hebelklemmen Wird in Kombination mit anderen Klemmen verwendet, um komplexere Klemmsysteme zu bilden. Mit dem Hebel können Sie sowohl die Größe als auch die Richtung der Spannkraft ändern und das Werkstück gleichzeitig und gleichmäßig an zwei Stellen fixieren. In Abb. Abbildung 7.10 zeigt ein Diagramm der Kräftewirkung in Hebelzwingen.

Reis. 7.10. Diagramm der Kraftwirkung bei Hebelzwingen.

Spannzangen Es handelt sich um geteilte Federhülsen, deren Varianten in Abb. 7.11 dargestellt sind.

Reis. 7. 11. Arten von Spannzangen:

a – mit Spannrohr; b – mit Distanzrohr; c – vertikaler Typ

Spannzangen gewährleisten eine Konzentrizität der Werkstückmontage im Bereich von 0,02 bis 0,05 mm. Die Grundfläche des Werkstücks für Spannzangenspanner sollte nach den Genauigkeitsklassen 2…3 bearbeitet werden. Spannzangen werden aus kohlenstoffreichen Stählen des Typs U10A mit anschließender Wärmebehandlung auf eine Härte von HRC 58...62 hergestellt. Spannzangenkegelwinkel d = 30…40 0 . Bei kleineren Winkeln kann es zu einem Klemmen der Spannzange kommen.

Spreizdorne, deren Typen in Abb. dargestellt sind. 7.4.

Rollenschloss(Abb. 7.12)

Reis. 7.12. Arten von Rollschlössern

Kombiklemmen– Kombination von Elementarklemmen verschiedene Arten. In Abb. In Abb. 7.13 zeigt einige Arten solcher Spannvorrichtungen.

Reis. 7.13. Arten von kombinierten Spannvorrichtungen.

Kombispannvorrichtungen werden manuell oder kraftbetrieben betrieben.

Führungselemente von Geräten

Bei einigen Bearbeitungsvorgängen (Bohren, Bohren) nimmt die Steifigkeit zu Schneidewerkzeug und das technologische System insgesamt erweist sich als unzureichend. Um ein elastisches Anpressen des Werkzeugs gegenüber dem Werkstück zu vermeiden, werden Führungselemente eingesetzt (Führungsbuchsen beim Bohren und Bohren, Kopierer bei der Bearbeitung geformter Flächen etc. (siehe Abb. 7.14).

Abb.7.14. Arten von Leiterdurchführungen:

eine Konstante; b – austauschbar; c – Schnellwechsel

Führungsbuchsen bestehen aus Stahl der Güteklasse U10A oder 20X, gehärtet auf eine Härte von HRC 60...65.

Führungselemente von Geräten - Kopierern - werden bei der Bearbeitung geformter Oberflächen komplexer Profile verwendet, deren Aufgabe darin besteht, das Schneidwerkzeug entlang der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche zu führen, um eine bestimmte Genauigkeit der Bewegungsbahn zu erhalten.

Spannelemente müssen einen zuverlässigen Kontakt des Werkstücks mit den Montageelementen gewährleisten und dessen Störung unter dem Einfluss der bei der Bearbeitung auftretenden Kräfte verhindern, eine schnelle und gleichmäßige Spannung aller Teile gewährleisten und dürfen keine Verformungen und Beschädigungen der Oberflächen der befestigten Teile verursachen.

Spannelemente werden unterteilt in:

Von Entwurf - für Schraube, Keil, Exzenter, Hebel, Hebel-Scharnier (es werden auch kombinierte Klemmelemente verwendet - Schrauben-Hebel, Exzenter-Hebel usw.).

Je nach Mechanisierungsgrad - manuell und mechanisiert mit hydraulischem, pneumatischem, elektrischem oder Vakuumantrieb.

Der Spannbalg ist automatisierbar.

Schraubklemmen Wird zum direkten Spannen oder Spannen durch Spannstangen oder zum Halten eines oder mehrerer Teile verwendet. Ihr Nachteil ist das dass das Befestigen und Lösen des Teils viel Zeit erfordert.

Exzenter- und Keilspanner, Genau wie bei Schrauben ermöglichen sie die direkte Befestigung des Teils oder durch Klemmstangen und Hebel.

Am weitesten verbreitet sind kreisförmige Exzenterspanner. Eine Exzenterklemme ist eine Sonderform der Keilklemme, und um eine Selbstbremsung zu gewährleisten, sollte der Keilwinkel 6-8 Grad nicht überschreiten. Nockenklemmen werden aus kohlenstoffreichem oder einsatzgehärtetem Stahl hergestellt und auf eine Härte von HRC55–60 wärmebehandelt. Exzenterspanner sind Schnellspanner, weil... zum Spannen benötigt Drehen Sie den Exzenter in einem Winkel von 60-120 Grad.

Elemente mit Hebelscharnier werden als Antriebs- und Verstärkungsglieder von Klemmmechanismen verwendet. Konstruktionsbedingt sind sie in Einhebel- und Doppelhebel (einfach- und doppeltwirkend – selbstzentrierend und mehrgelenkig) unterteilt. Hebelmechanismen haben keine selbstbremsenden Eigenschaften. Das einfachste Beispiel für Hebelmechanismen sind Klemmstangen von Geräten, Hebel von Pneumatikkartuschen usw.

Federklemmen Wird zum Spannen von Produkten mit geringem Kraftaufwand beim Zusammendrücken der Feder verwendet.

Um konstante und hohe Spannkräfte zu erzeugen, Spannzeiten verkürzen, umsetzen Fernbedienung Klammern werden verwendet pneumatische, hydraulische und andere Antriebe.

Die gebräuchlichsten pneumatischen Antriebe sind Kolbenpneumatikzylinder und Pneumatikkammern mit elastischer Membran, stationär, rotierend und schwingend.

Angetrieben werden pneumatische Aktoren Druckluft unter einem Druck von 4-6 kg/cm². Müssen kleine Antriebe eingesetzt und große Spannkräfte erzeugt werden, kommen hydraulische Antriebe zum Einsatz, BetriebsdruckÖle, in denen erreicht 80 kg/cm².

Die Kraft auf die Stange eines Pneumatik- oder Hydraulikzylinders ist gleich dem Produkt aus der Arbeitsfläche des Kolbens in Quadratzentimeter und dem Druck der Luft oder des Arbeitsmediums. In diesem Fall müssen Reibungsverluste zwischen Kolben und Zylinderwänden, zwischen Stange und Führungsbuchsen sowie Dichtungen berücksichtigt werden.

Elektromagnetische Spannvorrichtungen Sie werden in Form von Platten und Frontplatten hergestellt. Sie dienen zum Halten von Werkstücken aus Stahl und Gusseisen mit einer ebenen Grundfläche zum Schleifen oder Feindrehen.

Magnetische Spannvorrichtungen können in Form von Prismen hergestellt werden, die zur Befestigung zylindrischer Werkstücke dienen. Es sind Platten aufgetaucht, die das getan haben Permanentmagnete Es werden Ferrite verwendet. Diese Platten zeichnen sich durch eine hohe Haltekraft und einen geringeren Polabstand aus.

VORTRAG 3

3.1. Zweck der Spannvorrichtungen

Der Hauptzweck von Vorrichtungsspannvorrichtungen besteht darin, einen zuverlässigen Kontakt (Kontinuität) des Werkstücks oder montierten Teils mit den Installationselementen sicherzustellen und dessen Verschiebung während der Bearbeitung oder Montage zu verhindern.

Der Spannmechanismus erzeugt eine Kraft zur Fixierung des Werkstücks, die sich aus dem Gleichgewicht aller auf das Werkstück einwirkenden Kräfte ergibt

Während der Bearbeitung unterliegt das Werkstück:

1) Kräfte und Schnittmomente

2) volumetrische Kräfte – Schwerkraft des Werkstücks, Zentrifugal- und Trägheitskräfte.

3) Kräfte, die an den Kontaktpunkten des Werkstücks mit dem Gerät wirken – Stützreaktionskraft und Reibungskraft

4) Sekundärkräfte, zu denen die Kräfte gehören, die entstehen, wenn das Schneidwerkzeug (Bohrer, Gewindebohrer, Reibahle) vom Werkstück entfernt wird.

Bei der Montage unterliegen die zusammengesetzten Teile Montagekräften und Reaktionskräften, die an den Berührungspunkten der Passflächen entstehen.

Für Spannmittel gelten folgende Anforderungen::

1) Beim Spannen darf die durch die Unterlage erreichte Lage des Werkstückes nicht gestört werden. Dies wird durch eine rationelle Wahl der Richtung und Angriffsorte der Spannkräfte erreicht;

2) Die Klemme darf keine Verformung der in der Vorrichtung befestigten Werkstücke oder eine Beschädigung (Zerkleinerung) ihrer Oberflächen verursachen.

3) Die Spannkraft muss minimal notwendig, aber ausreichend sein, um während der Bearbeitung eine feste Position des Werkstücks relativ zu den Montageelementen der Geräte zu gewährleisten;

4) die Spannkraft muss während des gesamten technologischen Vorgangs konstant sein; die Spannkraft muss einstellbar sein;

5) Das Spannen und Lösen des Werkstücks muss mit minimalem Kraft- und Arbeitsaufwand erfolgen. Bei manuellen Klemmen sollte die Kraft 147 N nicht überschreiten; Durchschnittliche Befestigungsdauer: im Dreibackenfutter (mit Schlüssel) - 4 s; Schraubzwinge (Schlüssel) - 4,5…5 s; Lenkrad - 2,5…3 s; Drehen des pneumatischen und hydraulischen Ventilgriffs - 1,5 s; per Knopfdruck - weniger als 1 s.

6) Der Spannmechanismus muss einfach aufgebaut, kompakt, möglichst komfortabel und sicher im Betrieb sein. Dazu muss er ein Minimum haben Maße und eine Mindestanzahl abnehmbarer Teile enthalten; Die Steuervorrichtung für den Klemmmechanismus sollte auf der Seite des Arbeiters angebracht sein.

In drei Fällen entfällt der Einsatz von Spannmitteln.

1) Das Werkstück hat eine große Masse, im Vergleich dazu sind die Schnittkräfte gering.

2) Die bei der Bearbeitung auftretenden Kräfte werden so gerichtet, dass sie die beim Abstützen erreichte Lage des Werkstücks nicht stören können.

3) Dem in der Vorrichtung installierten Werkstück werden alle Freiheitsgrade entzogen. Zum Beispiel beim Bohren eines Lochs in einen rechteckigen Streifen, der in einer Kastenlehre platziert ist.

3.2. Klassifizierung von Spannmitteln

Die Konstruktion von Spannvorrichtungen besteht aus drei Hauptteilen: einem Kontaktelement (CE), einem Antrieb (P) und einem Kraftmechanismus (SM).

Die Kontaktelemente dienen der direkten Übertragung der Spannkraft auf das Werkstück. Ihre Konstruktion ermöglicht eine Verteilung der Kräfte und verhindert so ein Quetschen der Werkstückoberflächen.

Der Antrieb dient dazu, eine bestimmte Energieart in Anfangskraft umzuwandeln R und auf den Kraftmechanismus übertragen.

Zur Umwandlung der resultierenden Anfangsspannkraft ist ein Kraftmechanismus erforderlich R und in der Spannkraft R z. Die Umwandlung erfolgt mechanisch, d.h. nach den Gesetzen der theoretischen Mechanik.

Je nachdem, ob diese vorhanden sind oder nicht Komponenten Vorrichtungsspannvorrichtungen werden in drei Gruppen eingeteilt.

ZU Erste Zur Gruppe gehören Spannvorrichtungen (Abb. 3.1a), die alle aufgeführten Hauptteile umfassen: einen Kraftmechanismus und einen Antrieb, der für die Bewegung des Kontaktelements sorgt und die Anfangskraft erzeugt R und, umgewandelt durch den Kraftmechanismus in Spannkraft R z .

In zweite Gruppe (Abb. 3.1b) umfasst Spannvorrichtungen, die nur aus einem Kraftmechanismus und einem Kontaktelement bestehen, das direkt durch den Arbeiter betätigt wird, der die Anfangskraft ausübt R und auf dem Seitenstreifen l. Diese Geräte werden manchmal als manuelle Spanngeräte bezeichnet (Einzel- und Kleinserienfertigung).

ZU dritte Zu dieser Gruppe gehören Spannvorrichtungen, die über keinen Kraftmechanismus verfügen, und die verwendeten Antriebe können nur bedingt als Antriebe bezeichnet werden, da sie keine Bewegung der Elemente der Spannvorrichtung bewirken und lediglich eine Spannkraft erzeugen R z, die bei diesen Geräten das Ergebnis einer gleichmäßig verteilten Last ist Q, direkt auf das Werkstück einwirkend und dadurch erzeugt Luftdruck oder mittels eines magnetischen Kraftflusses. Zu dieser Gruppe gehören Vakuum- und Magnetgeräte (Abb. 3.1c). Wird in allen Produktionsarten verwendet.

Reis. 3.1. Diagramme des Klemmmechanismus

Ein elementarer Spannmechanismus ist ein Teil einer Spannvorrichtung, der aus einem Kontaktelement und einem Kraftmechanismus besteht.

Spannelemente heißen: Schrauben, Exzenter, Zwingen, Schraubstockbacken, Keile, Stößel, Zwingen, Leisten. Sie sind Zwischenglieder in komplexen Spannsystemen.

In der Tabelle In Abb. 2 zeigt die Klassifizierung elementarer Klemmmechanismen.

Tabelle 2

Klassifizierung elementarer Klemmmechanismen

ELEMENTARE KLEMMMECHANISMEN	EINFACH	SCHRAUBEN	Klemmschrauben
Mit geteilter Unterlegscheibe oder Leiste
Bajonett oder Kolben
EXZENTER	Runde Exzenter
Krummlinige Evolvente
Krummlinig gemäß der Archimedes-Spirale
KEIL	Mit flachem, einfach abgeschrägtem Keil
Mit Stützrolle und Keil
Mit doppelt abgeschrägtem Keil
HEBEL	Einarmig
Doppelt bewaffnet
Gebogene Doppelarme
KOMBINIERT	ZENTRIERENDE SPANNELEMENTE	Spannzangen
Spreizdorne
Spannhülsen mit Hydrokunststoff
Dorne und Spannfutter mit Blattfedern
Membrankartuschen
Zahnstangen- und Hebelklemmen	Mit Rollenklemmung und Schloss
Mit konischer Verriegelung
Mit Exzenterverriegelung
KOMBINIERTE SPANNVORRICHTUNGEN	Hebel- und Schraubenkombination
Kombination aus Hebel und Exzenter
Gelenkhebelmechanismus
BESONDERS	Ortsübergreifende und kontinuierliche Aktion

Basierend auf der Quelle der Antriebsenergie (hier geht es nicht um die Art der Energie, sondern um den Ort der Quelle) werden Antriebe in manuelle, mechanisierte und automatisierte Antriebe unterteilt. Manuelle Spannmechanismen werden durch die Muskelkraft des Arbeiters betätigt. Motorisierte Spannmechanismen arbeiten mit einem pneumatischen oder hydraulischen Antrieb. Automatisierte Geräte bewegen sich von beweglichen Maschinenkomponenten (Spindel, Schlitten oder Spannfutter mit Backen). Im letzteren Fall erfolgt das Spannen des Werkstücks und das Lösen des bearbeiteten Teils ohne Zutun eines Werkers.

3.3. Spannelemente

3.3.1. Schraubklemmen

Schraubzwingen werden in Geräten mit manueller Werkstückbefestigung, in mechanisierten Geräten sowie an automatischen Linien beim Einsatz von Satellitengeräten eingesetzt. Sie sind einfach, kompakt und zuverlässig im Betrieb.

Reis. 3.2. Schraubklemmen:

a – mit kugelförmigem Ende; b – mit flachem Ende; c – mit einem Schuh. Legende: R und- am Ende des Griffs ausgeübte Kraft; R z- Klemmkraft; W– Bodenreaktionskraft; l- Grifflänge; D- Durchmesser der Schraubzwinge.

Berechnung des Schrauben-EZM. Bei bekannter Kraft P 3 wird der Nenndurchmesser der Schraube berechnet

wobei d der Schraubendurchmesser ist, mm; R 3- Befestigungskraft, N; σ ð- Zugspannung (Druckspannung) des Schraubenmaterials, MPa