Пристрій має рукоятки верхню затискну бічну с. Спеціальні затискні пристрої
Затискні елементи утримують оброблювану заготівлю від зміщення та вібрацій, що виникають під дією зусиль різання.
Класифікація затискних елементів
Затискні елементи пристроїв діляться на прості та комбіновані, тобто. що складаються з двох, трьох і більше блокованих елементів.
До простих відносяться клинові, гвинтові, ексцентрикові, важільні, важільно-шарнірні та ін. затискачами.
Комбіновані механізми зазвичай виконуються як гвинто-
важільні, ексцентрико-важільні тощо. і називаються прихватами.
Коли використовуються прості або комбіновані
механізми в компонуваннях з механізованим приводом
(пневматичним або іншим) їх називають механізмами - підсилювачами.По числу ведених ланок механізми діляться: 1. одноланкові - затискаючі заготівлю лише у точці;
2. дволанкові - затискаючі дві заготівлі або одну заготівлю у двох точках;
3. багатоланкові - затискаючі одну заготовку в багатьох точках або кілька заготовок одночасно з рівними зусиллями. За ступенем автоматизації:
1. ручні - працюючі за допомогою гвинта, клина та інших
будов;
2. механізовані,
поділяються на
а) гідравлічні,
б) пневматичні,
в) пневмогідравлічні,
г) механогідравлічні,
д) електричні,
е) магнітні,
ж) електромагнітні,
з) вакуумні.
3. автоматизовані, керовані від робочих органів верстата. Приводяться в дію від столу верстата, супорта, шпинделя і відцентровими силами мас, що обертаються.
Приклад: Цетробіжно-енергетичні патрони на токарних напівавтоматах.
Вимоги до затискних пристроїв
Вони повинні бути надійними в роботі, прості за конструкцією та зручні в обслуговуванні; не повинні викликати деформації заготовок, що закріплюються, і псування їх поверхонь; закріплення та відкріплення заготовок повинно проводитись з мінімальною витратоюсил і робочого часу, особливо при закріпленні кількох заготовок у багатомісних пристроях, крім того, затискні пристрої не повинні зрушувати заготівлю в процесі її закріплення. Сили різання не повинні по можливості сприйматися затискними пристроями. Вони повинні сприйматися більш жорсткими настановними елементами пристроїв. Для підвищення точності обробки переважні пристрої, що забезпечують постійну величину сил затиску.
Зробимо невелику екскурсію в теоретичну механіку. Згадаймо що таке коефіцієнт тертя?
Якщо тіло вагою Q переміщається по площині з силою Р, то реакцією на силу Р буде сила Р 1 спрямовується в протилежний бік, тобто
ковзання.
Коефіцієнт тертя
приклад: якщо f = 0,1; Q = 10 кг, то Р = 1 кг.
Коефіцієнт тертя змінюється залежно від шорсткості поверхні.
Методика розрахунку сил затиску
Перший випадок
Другий випадок
Сила різання Р z та сила затиску Q спрямовані в одну
У цьому випадку Q =>
Сила різання Р г і сила затиску Q спрямовані в протилежні сторони, тоді Q = k * P z
де до - Коефіцієнт запасу до = 1,5 чистова обробка до = 2,5 чернова обробка.
Третій випадок
Сили спрямовані взаємно перпендикулярно. Сила різання Р, протилежна силі тертя на опорі (установчій) Qf 2 і силі тертя в точці затиску Q*f 1 , тоді Qf 1 + Qf 2 = к*Р z
г 
де f і f 2 - коефіцієнти тертя ковзання Четвертий випадок
Заготівлю обробляють у трикулачковому патроні.
У цьому напрямку Р, прагне зрушити заготівлю щодо кулачків.
Розрахунок різьбових затискних механізмів Перший випадок
Затискач гвинтом із плоскою головкою З умови рівноваги 
де Р – зусилля на рукоятці, кг; Q – зусилля затиску деталі, кг; R cp - середній радіус різьблення, мм;
R – радіус опорного торця;
Кут підйому гвинтової лінії різьблення;
Кут тертя в різьбовому з'єднанні 6; 
- Умова самогальмування; f-коефіцієнт тертя болта про деталь;
0,6 - коефіцієнт враховує тертя всієї поверхні торця. Момент P*L долає момент сили затиску Q з урахуванням сил тертя у гвинтовій парі та на торці болта.
Другий випадок
■ Затискач болтом зі сферичною поверхнею
Зі збільшенням кутів і зусилля Р збільшується, т.к. у цьому випадку напрям зусилля йде вгору похилою площиною різьблення.
Третій випадок
Цей метод затискання застосовується при обробці втулок або дисків на оправках: токарних верстатах, ділильних головок або поворотних столахна фрезерних верстатах, долбіжних верстатах або інших верстатах, зубофрезерних, зубодоліжних, на радіально-свердлильних верстатах і т.п. Деякі дані по довіднику:
Гвинт Ml6 зі сферичним торцем при довжині рукоятки L = 190мм та зусилля Р = 8кг, розвиває зусилля Q = 950 кг
Затискач гвинтом М = 24 з плоским торцем при L = 310мм; Р = 15кг; Q = 1550мм
Затискач шестигранною гайкою Ml 6 гайковим ключем L = 190мм; Р = 10кг; Q = 700кг.
Ексцентрикові затискачі прості у виготовленні з цієї причини знайшли широке застосуванняу верстатних пристосуваннях. Застосування ексцентрикових затискачів дозволяє значно скоротити час на затискач заготовки, але зусилля затиску поступається різьбовим.
Ексцентрикові затискачівиконуються у поєднанні з прихватами та без них.
Розглянемо ексцентриковий затискач із прихватом.
Ексцентрикові затискачі не можуть працювати при значних відхиленнях допуску (±δ) заготівлі. При великих відхиленнях допуску затискач вимагає постійного регулювання гвинтом.
Розрахунок ексцентрики
М
атеріалом, що застосовується для виготовлення ексцентрика, є У7А, У8А з
термообробкою до HR з 50....55од, сталь 20Х з цементацією на глибину 0,8...1,2 З гартуванням HR з 55...60од. Розглянемо схему ексцентрики. Лінія KN ділить ексцентрик на дві? симетричні половини складаються як би з 2
хклинів, навернутих на «початкове коло».
Вісь обертання ексцентрика зміщена щодо його геометричної осі на величину ексцентриситету "е".
Для затиску зазвичай використовується ділянка Nm нижнього клину.
Розглядаючи механізм як комбінований важіль L і клина з тертям на двох поверхнях на осі і точки «m» (точка затиску), отримаємо силову залежність для розрахунку зусилля затиску.
де Q - зусилля затиску
Р - зусилля на ручці
L – плече рукоятки
r -відстань від осі обертання ексцентрика до точки дотику з
заготівлею
α - кут підйому кривої
α 1 - кут тертя між ексцентриком та заготівлею
α 2 - кут тертя на осі ексцентрика
Щоб уникнути відходу ексцентрика під час роботи необхідно дотримуватися умови самогальмування ексцентрика
Умова самогальмування ексцентрика. = 12Р
про чажиму з експентоїком
г
де α -
кут тертя ковзання в точці торкання заготовки ø -
коефіцієнт тертя Для наближених розрахунків Q-12Р Розглянемо схему двостороннього затиску з ексцентриком
Клинові затискачі
Клинові затискні пристрої знайшли широке застосування верстатних пристосуваннях. Основним елементом їх є одне, двох і трикосих клини. Використання таких елементів зумовлено простотою і компактністю конструкцій, швидкістю дії і надійністю в роботі, можливістю використання їх як затискного елемента, що діє безпосередньо на заготівлю, що закріплюється, так і як проміжну ланку, наприклад, ланки-підсилювача в інших затискних пристроях. Зазвичай використовуються клини, що самогальмуються. Умова самогальмування однокосого клина виражається залежністю
α >2ρ
де α - кут клина
ρ - кут тертя на поверхнях Г і Н контакту клина з деталями, що сполучаються.
Самогальмування забезпечується при вугіллі α = 12°, проте для запобігання тому, щоб вібрації та коливання навантаження в процесі використання затиску не ослабли кріплення заготовки, часто застосовують клини з кутом α .
Внаслідок того, що зменшення кута призводить до посилення
самогальмують властивостей клина, необхідно при конструюванні приводу до клинового механізму передбачати пристрої, що полегшують виведення клина з робочого стану, так як звільнити навантажений клин важче, ніж вивести його в робочий стан.
Цього можна досягти шляхом з'єднання штока приводного механізму з клином. При русі штока 1 вліво він проходить шлях «1» в неодружену, а потім ударяючись в штифт 2, запресований в клин 3, виштовхує останній. При зворотному ході штока ударом у штифт заштовхує клин у робоче положення. Це слід враховувати у випадках, коли клиновий механізм приводиться в дію пневмо чи гідроприводом. Тоді для забезпечення надійності роботи механізму слід створювати різний тиск рідини або стисненого повітря з різних боків приводу поршня. Ця відмінність при використанні пневмоприводів може бути досягнута застосуванням редукційного клапана в одній із трубок, що підводять повітря або рідину до циліндра. У випадках, коли самогальмування не потрібно, доцільно застосовувати ролики на поверхнях контакту клину з сполученими деталями пристосування, тим самим полегшується введення клину у вихідне положення. У цих випадках обов'язкове стопоріння клину.
Розглянемо схему дії сил в односкосом, що найчастіше застосовується в пристосуваннях, клиновому механізмі.
Побудуємо силовий багатокутник.
При передачі сил під прямим кутом маємо таку залежність
+закріплення, - відкріплення
Самогальмування має місце при α
Цангові затискачі
Цанговий затискний механізм відомий досить давно. Закріплення заготовок за допомогою цанг виявилося дуже зручним при створенні автоматизованих верстатів тому, що для закріплення заготовки потрібно лише один поступальний рух цанги, що затискається.
При роботі цангових механізмів слід виконувати такі вимоги.
Сили закріплення повинні забезпечуватися у відповідність до сил різання, що виникають, і не допускати переміщення заготовки або інструменту в процесі різання.
Процес закріплення в загальному циклі обробки є допоміжним рухом, тому час спрацьовування цангового затиску має бути мінімальним.
Розміри ланок затискного механізму повинні визначатися за умов їх нормальної роботипри закріпленні заготовок як найбільшого і найменших розмірів.
Похибка базування заготовок або інструменту, що закріплюються, повинна бути мінімальною.
Конструкція затискного механізму повинна забезпечувати найменші пружні відтискання в процесі обробки заготовок і мати високу вібростійкість.
Деталі цангового затискного і особливо затискна цанга повинні мати високу зносостійкість.
Конструкція затискного пристрою повинна допускати його швидку зміну та зручне регулювання.
Конструкція механізму має передбачати захист цанг від влучення стружки.
Майже мінімальний допустимий розмір для закріплення 0,5 мм. на
багатошпиндельних пруткових автоматах діаметри прутків, а
отже й отвори цанг сягають 100 мм. Цанги з великим діаметром отвору використовуються для закріплення тонкостінних труб, т.к. відносне рівномірне закріплення по всій поверхні не викликає великих деформацій труб.
Цанговий затискний механізм дозволяє проводити закріплення заготовок. різної формипоперечного перерізу.
Стійкість цангових затискних механізмів коливається в широких межах і залежить від конструкції та правильності технологічних процесів під час виготовлення деталей механізму. Як правило раніше за інших їх ладу виходять затискні цанги. У цьому кількість закріплень цангами коливається від одиниці (поломка цанги) до півмільйона і більше (знос губок). Робота цанги вважається задовільною, якщо вона здатна закріпити щонайменше 100000 заготовок.
Класифікація цанг
Усі цанги можуть бути розбиті на три типи:
1. Цанги першого типумають "прямий" конус, вершина якого звернена від шпинделя верстата.
Для закріплення необхідно створити силу, що втягує цангу в гайку, нагвинчену на шпиндель. Позитивні якостіцього типу цанг-вони конструктивно досить прості і добре працюють на стиск (загартована сталь має велику допустиму напругу при стиску ніж при розтягуванні. Незважаючи на це, цанги першого типу в даний час знаходять обмежене застосування через недоліки. Які це недоліки:
а) осьова сила, що діє на цангу, прагне відімкнути її,
б) при подачі прутка можливе передчасне замикання цанги,
в) при закріпленні такою цангою виникає шкідливий вплив на
г) спостерігається незадовільне центрування цанги
шпинделі, так як головка центрується в гайці, положення якої на
шпинделі не є стабільним через наявність різьблення.
Цанги другого типумають "зворотний" конус, вершина якого звернена до шпинделя. Для закріплення необхідно створити силу, що втягує цангу в отвір конічний шпинделя верстата.
Цангами цього типу забезпечується хороше центрування заготовок, що закріплюються, тому що конус під цангу розташований безпосередньо в шпинделі, під час подачі прутка до упору не може
виникнути заклинювання, осьові робочі сили не розкривають цангу, а замикають її, збільшуючи силу закріплення.
Разом з тим, ряд істотних недоліків знижує працездатність цанг цього типу. Так численних контактів з цангою конічний отвір шпинделя порівняно швидко зношується, різьблення на цангах часто виходить з ладу, не забезпечуючи стабільного положення прутка по осі при закріпленні - він уникає. Проте цанги другого типу набули широкого застосування в верстатних пристосуваннях.
Для скорочення часу на встановлення, вивіряння та затискання деталей доцільно застосовувати спеціальні (сконструйовані для обробки даної деталі) затискні пристрої. Особливо доцільно застосовувати спеціальні пристроїпід час виготовлення великих партій однакових деталей.
Спеціальні затискні пристрої можуть мати гвинтовий, ексцентриковий, пневматичний, гідравлічний або пневмогідравлічний затискач.
Схема одномісного пристосування
Так як пристосування повинні швидко і надійно закріплювати заготівлю, краще застосовувати такі затискачі, коли одночасно досягається затискання однієї заготовки в декількох місцях. Ha рис. 74 показано затискний пристрій для корпусної деталі, в якому затискач проводиться одночасно двома прихватами 1 і 6 з двох сторін деталі за допомогою загортання однієї гайки 5 . При загортанні гайки 5 штир 4 , що має подвійний скіс у плашці 7 через тягу 8 впливає на скіс плашки 9 і притискає гайкою 2 прихват 1 , що сидить на штирі 3 . Напрямок дії затискного зусилля показано стрілками. При відвертанні гайки 5 пружини, підкладені під прихватами 1 і бпіднімають їх, звільняючи деталь.
Одномісні затискні пристрої застосовують для великих деталей, тоді як для невеликих деталей доцільніше застосовувати пристрої, в яких одночасно можна встановлювати і затискати кілька заготовок. Такі пристрої називаються багатомісними.
Багатомісні пристрої
Закріплення одним затиском кількох заготовок дає скорочення часу на закріплення і застосовується під час роботи на багатомісних пристосуваннях.
На рис. 75 дана схема двомісного пристосування для затиску двох валиків при фрезеруванні шпонкових канавок. Затискач виробляється рукояткою 4
з ексцентриком, який виконує одночасно натиск на прихват 3
і через тягу 5
на прихват 1
, притискаючи цим обидві заготовки до призм у корпусі 2
пристосування. Звільнення валиків здійснюється поворотом рукоятки. 4
в зворотний бік. При цьому пружини 6
відтягують прихвати 1
і 3
.
На рис. 76 показано багатомісне пристосування з пневматичним силовим поршневим приводом. Стиснене повітря надходить через триходовий кран або у верхню порожнину циліндра, здійснюючи затискач заготовок (напрямок дії затискного зусилля показано стрілками), або в нижню порожнину циліндра, звільняючи заготовки.
У описуваному пристрої застосований касетний спосіб установки деталей. Декілька заготовок, наприклад, даному випадкуп'ять, встановлюються в касету, тоді як інша партія таких заготовок вже обробляється в касеті. Після закінчення обробки перша касета з профрезерованими деталями виймається із пристосування та замість неї туди встановлюється інша касета із заготовками. Касетний спосіб дозволяє скоротити час на встановлення заготовок.
На рис. 77 наведена конструкція багатомісного затискного пристрою з гідравлічним приводом.
Заснування 1
приводу закріплюється на столі верстата. У циліндрі 3
переміщається поршень 4
, у пазу якого встановлений важіль 5
, що повертається навколо осі 8
, нерухомо закріпленої у вуху 7
. Відношення плечей важеля 5 становить 3: 1. При тиску олії 50 кг/см 2і діаметр поршня 55 ммзусилля на короткому кінці плеча важеля 5
досягає 2800 кг. Для захисту від стружки на важіль одягнений матер'яний кожух 6.
Олія надходить через триходовий кран керування клапаном 2
і далі у верхню порожнину циліндра 3
. Олія з протилежної порожнини циліндра через отвір у основі 1
надходить у триходовий кран і далі на злив.
При повороті рукоятки триходового крана в положення затиску масло під тиском впливає на поршень. 4
, передаючи зусилля затиску через важіль 5
вільчастого важеля 9
затискного пристрою, який повертається на двох півосях 10
. Палець 12
, запресований у важелі 9, повертає важіль 11
щодо точки торкання гвинта 21
із корпусом пристосування. При цьому вісь 13
важеля переміщує тягу 14
вліво та через сферичну шайбу 17
та гайки 18
передає зусилля затиску прихвату 19
, що повертається навколо осі 16
і притискає оброблювані заготовки до нерухомої губки 20
. Регулювання затискного розміру здійснюється гайками 18
та гвинтом 21
.
При повороті рукоятки триходового крана в положення розтискання важіль 11
повернеться у зворотному напрямку, переміщаючи тягу 14
праворуч. При цьому пружина 15
відводить прихват 19
від заготовок.
У Останнім часомзнаходять застосування пневмогідравлічні затискні пристрої, в яких надходить із заводської мережі стиснене повітряз тиском 4-6 кг/см 2тисне на поршень гідравлічного циліндра, створюючи в системі тиск олії порядку 40-80 кг/см 2. Олія з таким тиском за допомогою затискних пристроїв здійснює закріплення заготовок з великим зусиллям.
Збільшення тиску робочої рідини дозволяє при тому зусиллі затиску зменшувати розміри приводу лещат.
Правила вибору затискних пристроїв
При виборі типу затискних пристроїв слід керуватися такими правилами.
Затискачі повинні бути простими, швидкодіючими та легко доступними для приведення їх у дію, досить жорсткими і не послаблюватися мимовільно під дією фрези, від вібрацій верстата або під дією випадкових причин, не повинні деформувати поверхню заготівлі та викликати її пружинення. Затискне зусилля в затискачах протиставляється опора, і воно по можливості має бути спрямоване так, щоб сприяти притисканню заготовки до опорних поверхонь під час обробки. Для цього затискні пристрої слід встановлювати на столі верстата так, щоб зусилля різання, що виникає в процесі фрезерування, сприймалося нерухомими частинами пристосування, наприклад нерухомою губкою лещат.
На рис. 78 дано схеми установки затискного пристосування.
При фрезеруванні проти подачі та лівому обертанні циліндричної фрезизусилля затиску має бути спрямоване, як показано на рис. 78 а, а при правому обертанні - як на рис. 78, б.
При фрезеруванні торцевою фрезою в залежності від напрямку подачі слід спрямовувати зусилля затискача, як показано на рис. 78, або рис. 78, р.
При такому розташуванні затискного зусилля протипоставлена жорстка опора і зусилля різання сприяє притисканню заготовки до опорної поверхні під час обробки.
Призначення затискних пристроїв – це забезпечення надійного контакту заготівлі з установочними елементами та запобігання зміщенню та вібрації її в процесі обробки. На рис.7.6 представлені деякі види затискних пристроїв.
Вимоги до затискних елементів:
Надійність у роботі;
Простота конструкції;
зручність обслуговування;
Не повинні викликати деформацію заготовок та псування їх поверхонь;
Не повинні зрушувати заготівлю у процесі її закріплення з установчих елементів;
Закріплення та відкріплення заготовок повинно проводитися з мінімальною витратою праці та часу;
Затискні елементи повинні бути зносостійкими та по можливості змінними.
Види затискних елементів:
Затискні гвинти, що обертають ключами, рукоятками або маховичками (див. рис. 7.6)
Рис.7.6 Види затискачів:
а – затискний гвинт; б - гвинтовий прихват
Швидкодіючізатискачі, показані на рис. 7.7.
Рис.7.7. Види швидкодіючих затискачів:
а – з розрізною шайбою; б – з плунжерним пристроєм; в – з відкидним упором; г – з важільним пристроєм
Екцентрованізатискачі, які бувають круглі, евольвентні та спіральні (по спіралі Архімеда) (рис.7.8).
Рис.7.8. Види екцентрикових затискачів:
а – дисковий; б - циліндричний з Г-подібним прихватом; г – конічний плаваючий.
Клинові затискачі– використовується ефект розклинювання та застосовується як проміжна ланка у складних затискних системах. При певних кутах клиновий механізм має властивість самогальмування. На рис. 7.9 зображено розрахункову схему дії сил у клиновому механізмі.
Мал. 7.9. Розрахункова схема сил у клиновому механізмі:
а-односкосному; б - двокосний
Важельні затискачізастосовуються у поєднанні з іншими затискачами, утворюючи складніші затискні системи. За допомогою важеля можна змінити як величину, так і напрям зусилля затискання, а також здійснювати одночасне та рівномірне закріплення заготовки у двох місцях. На рис. 7.10 показана схема дії сил у затискачах важелів.
Мал. 7.10. Схема дії сил у затискачах важелів.
Цангиє розрізні пружинні гільзи, різновиди яких показані на рис.7.11.
Мал. 7. 11. Види цангових затискачів:
а – з натяжною трубкою; б - з розпірною трубкою; в – вертикального типу
Цанги забезпечують концентричність установки заготовки не більше 0,02…0,05 мм. Базову поверхню заготівлі під цангові затискачі слід обробляти за 2-3 класами точності. Цанги виконують із високовуглецевих сталей типу У10А з подальшою термообробкою до твердості HRC 58…62. Кут конуса цанги d = 30 ... 400. При менших кутах можливе заклинювання цанги.
Розтискні оправки, Види яких зображені на рис. 7.4.
Роликовий замок(Мал.7.12)
Мал. 7.12. Види роликових замків
Комбіновані затискачі- Поєднання елементарних затискачів різного типу. На рис. 7.13 представлені деякі види таких затискних пристроїв.
Мал. 7.13. Види комбінованих затискних пристроїв.
Комбіновані затискні пристрої приводяться в дію вручну або від силових пристроїв.
Напрямні елементи пристроїв
При виконанні деяких операцій механічної обробки (свердління, розточування) жорсткість ріжучого інструментута технологічної системи в цілому виявляється недостатньою. Для усунення пружних віджимань інструменту щодо заготівлі застосовують напрямні елементи (кондукторні втулки під час розточування та свердління, копіри при обробці фасонних поверхонь тощо) (див. рис.7.14).
Рис.7.14. Види кондукторних втулок:
а – постійні; б – змінні; в – швидкозмінні
Направляючі втулки виготовляють із сталі марки У10А або 20Х із гартуванням до твердості HRC 60…65.
Напрямні елементи пристроїв - копіри - застосовуються при обробці фасонних поверхонь складного профілю, завдання яких спрямовувати різальний інструмент по оброблюваної поверхні заготовки для отримання заданої точності траєкторії їх руху.
Затискні елементи повинні забезпечити надійний контакт оброблюваної деталі з установочними елементами і перешкоджати порушенню його під дією зусиль, що виникають при обробці, швидкий і рівномірний затискач всіх деталей і не викликати деформації і псування пов-тей деталей, що закріплюються.
Затискні елементи поділяються:
За конструкцією – на гвинтові, клинові, ексцентрикові, важільні, важільно-шарнірні (застосовуються також комбіновані затискні елементи – винторичажні, ексцентрико-важільні тощо).
За ступенем механізації - на ручні та механізовані з гідравлічним, пневматичним, електричним або вакуумним приводом.
Затискні мех-ми можуть бути автоматизованими.
Гвинтові затискачівикористовують для безпосереднього затиску або затиску через притискні планки або прихвати однієї або декількох деталей. Недоліком їх є те,що для закріплення та відкріплення деталі доводиться витрачати багато часу.
Ексцентрикові та клинові затискачі,також як гвинтові, дозволяють закріплювати деталь безпосередньо або через притискні планки та важелі.
Найбільшого поширення набули кругові ексцентрикові затискачі. Ексцентриковий затискач є окремим випадком клинового затиску, причому для забезпечення самогальмування кут клина не повинен перевищувати 6-8 град. Ексцентрикові затискачі виготовляють із високовуглецевої або цементованої сталі та термічно обробляють до твердості HRC55-60. Ексцентрикові затискачі відносяться до швидкодіючих затискачів, т.к. для затиску необхідно. повернути ексцентрик на кут 60-120 град.
Важельно-шарнірні елементизастосовуються як приводні та підсилювальні ланки затискних механізмів. За конструкцією вони діляться на одноважільні, двоважільні (односторонньої та двосторонньої дії – самоцентруючі та багатоланкові). Важельні механізми не володіють самогальмуючими властивостями. Найбільш простим прикладом важільно-шарнірних мех-мов є притискні планки пристроїв, важелі пневматичних патронів і т.д.
Пружинні затискачізастосовують для затиску виробів з невеликими зусиллями, що виникають під час стиснення пружини.
Для створення постійних та великих затискних зусиль, скорочення часу затиску, здійснення дистанційного керуваннязатискачами застосовують пневматичні, гідравлічні та інші приводи.
Найбільш поширеними пневматичними приводами явл-ся поршневі пневматичні циліндри і пневматичні камери з пружною діафрагмою, стаціонарні, що обертаються і гойдаються.
Пневматичні приводи наводяться в дію стисненим повітрям під тиском 4-6 кг/см.² При необхідності застосування малогабаритних приводів та створення великих затискних зусиль використовують гідравлічні приводи, робочий тисколії в котор. досягає 80 кг/см².
Зусилля на штоку пневматичного або гідравлічного циліндра дорівнює добутку робочої площі поршня в квадратних см. на тиск повітря або робочої рідини. При цьому необхідно враховувати втрати на тертя між поршнем і стінками циліндра між штоком і направляючими втулками і ущільненнями.
Електромагнітні затискні пристроївиконують у вигляді плит та планшайб. Вони призначені для закріплення сталевих і чавунних заготовок з базовою плоскою поверхнею при шліфуванні або чистовому точенні.
Магнітні затискні пристроїможуть бути виконані у вигляді призм, що служать для закріплення циліндричних заготовок. З'явилися плити, у яких як постійних магнітіввикористовують ферити. Ці плити відрізняються великою силою, що утримує, і меншою відстанню між полюсами.
лекція 3
3.1. Призначення затискних пристроїв
Основне призначення затискних пристроїв пристосувань - забезпечення надійного контакту (невідривності) заготівлі або деталі, що збирається з установочними елементами, попередження її зміщення в процесі обробки або складання.
Затискний механізм створює силу для закріплення заготівлі, яка визначається з умови рівноваги всіх сил, доданих до неї
При механічній обробці на заготівлю діють:
1) сили та моменти різання
2) об'ємні сили - сила тяжкості заготівлі, відцентрові та інерційні сили.
3) сили, що діють у точках контакту заготовки з пристосуванням – сила реакції опори та сила тертя
4) другорядні сили, до яких належать сили, що виникають при відводі ріжучого інструменту (свердла, мітчики, розгортки) від заготівлі.
При складанні на деталі, що збираються, діють складальні сили і сили реакції, що виникають в точках контакту поверхонь, що сполучаються.
До затискних пристроїв висуваються такі вимоги:
1) при затиску не порушується положення заготівлі, досягнуте базуванням. Це задовольняється раціональним вибором напряму та місць застосування сил затиску;
2) затискач не повинен викликати деформації заготовок, що закріплюються у пристосуванні, або пошкодження (зминання) їх поверхонь;
3) сила затиску має бути мінімально необхідною, але достатньою для забезпечення фіксованого положення заготівлі щодо настановних елементів пристроїв у процесі обробки;
4) сила затиску має бути постійною протягом усього технологічної операції; сила затиску має бути регульованою;
5) затискач та відкріплення заготівлі необхідно проводити з мінімальною витратою сил та часу робітника. При використанні ручних затискачів зусилля не повинно перевищувати 147 Н; Середня тривалість закріплення: у трикулачковому патроні (ключом) – 4 с; гвинтовим затискачем (ключом) - 4,5 ... 5 с; штурвалом – 2,5…3 с; поворотом рукоятки пневмо-, гідрокрану – 1,5 с; натисканням кнопки – менше 1 с.
6) затискний механізм повинен бути простим за конструкцією, компактним, максимально зручним та безпечним у роботі. Для цього він повинен мати мінімальні габаритні розмірита містити мінімальну кількість знімних деталей; пристрій керування затискним механізмом має розташовуватися з боку робітника.
Необхідність застосування затискних пристроїв виключається у трьох випадках.
1) заготівля має велику масу, порівняно з якою сили різання малі.
2) сили, що виникають при обробці, спрямовані так, що не можуть порушити положення заготівлі, досягнуте під час базування.
3) заготівля, встановлена в пристрій, позбавлена всіх ступенів свободи. Наприклад, при свердлінні отвору у прямокутній планці, що закладається в ящиковий кондуктор.
3.2. Класифікація затискних пристроїв
Конструкції затискних пристроїв складаються з трьох основних частин: контактного елемента (КЕ), приводу (П) та силового механізму (СМ).
Контактні елементи служать безпосередньої передачі затискного зусилля на заготівлю. Їх конструкція дозволяє розосередити зусилля, запобігаючи зім'яттю поверхонь заготівлі.
Привід служить для перетворення певного виду енергії на вихідне зусилля Р і, що передається силовому механізму.
Силовий механізм необхідний перетворення отриманого вихідного затискного зусилля Р іу зусилля затиску Р з. Перетворення проводиться механічно, тобто. за законами теоретичної механіки
Відповідно до наявності або відсутності у пристосуванні цих складових частинзатискні пристрої пристроїв поділяються на три групи.
До першоюгрупі відносяться затискні пристрої (рис. 3.1а), що мають у своєму складі всі перераховані основні частини: силовий механізм та привід, який забезпечує переміщення контактного елемента та створює вихідне зусилля Р і, що перетворюється силовим механізмом на затискне зусилля Р з .
У другугрупу (рис. 3.1б) входять затискні пристрої, що складаються лише з силового механізму та контактного елемента, що приводиться в дію безпосередньо робітникам, що додає вихідне зусилля Р іна плечі l. Ці пристрої іноді називають затискним пристроєм з ручним приводом (одиничне та дрібносерійне виробництво).
До третьоюгрупі відносяться затискні пристрої, які у своєму складі не мають силового механізму, а використовувані приводи лише умовно можна назвати приводами, тому що вони не викликають переміщень елементів затискного пристрою і лише створюють затискне зусилля Р з, яке в цих пристроях є рівнодіючим рівномірно розподіленому навантаженню q, що безпосередньо діє на заготівлю та створюється або в результаті атмосферного тиску, або у вигляді магнітного силового потоку. До цієї групи належать вакуумні та магнітні пристрої (рис. 3.1в). Застосовуються у всіх видах виробництва.
Мал. 3.1. Схеми затискних механізмів
Елементарним затискним механізмом називають частину затискного пристрою, що складається з контактного елемента та силового механізму.
Затискними елементами називають: гвинти, ексцентрики, прихвати, тискові губки, клини, плунжери, притискачі, планки. Вони є проміжними ланками у складних затискних системах.
У табл. 2 наведено класифікацію елементарних затискних механізмів.
Таблиця 2
Класифікація елементарних затискних механізмів
| ЕЛЕМЕНТАРНІ ЗАТИСНІ МЕХАНІЗМИ | ПРОСТІ | Гвинтові | Затискні гвинти |
| З розрізною шайбою або планкою | |||
| Штикові або плунжерні | |||
| ЕКСЦЕНТРИКОВІ | Круглі ексцентрики | ||
| Криволінійні по евольвенті | |||
| Криволінійні спіралі Архімеда | |||
| КЛИНОВІ | З плоским однокосим клином | ||
| З опорним роликом та клином | |||
| З двокосим клином | |||
| ВАЖЕЛЬНІ | Одноплечові | ||
| Двоплечові | |||
| Вигнуті двоплечові | |||
| Комбіновані | ЦЕНТУЮЧІ ЗАТИСНІ ЕЛЕМЕНТИ | Цанги | |
| Розтискні оправки | |||
| Затискні втулки із гідропластом | |||
| Оправлення та патрони з пластинчастими пружинами | |||
| Мембранні патрони | |||
| РІЄЧНО-ВАЖЕЛЬНІ ЗАЖИМИ | З роликом затискачем та замком | ||
| З конічним замикаючим пристроєм | |||
| З ексцентриковим замикаючим пристроєм | |||
| КОМБІНОВАНІ ЗАТИСНІ ПРИСТРОЇ | Поєднання важеля та гвинта | ||
| Поєднання важеля та ексцентрика | |||
| Шарнірно-важільний механізм | |||
| СПЕЦІАЛЬНІ | Багатомісні та безперервної дії |
За джерелом енергії приводу (тут йдеться не про вид енергії, а саме про місцезнаходження джерела) приводи поділяються на ручні, механізовані та автоматизовані. Ручні затискні механізми приводить у дію м'язова сила робітника. Механізовані затискні механізми працюють від пневматичного чи гідравлічного приводу. Автоматизовані пристрої переміщаються від вузлів верстата, що рухаються (шпинделя, супорта або патронів з кулачками). В останньому випадку затискач заготовки та розтискання обробленої деталі проводиться без участі робітника.
3.3. Затискні елементи
3.3.1. Гвинтові затискачі
Гвинтові затискачі застосовують у пристосуваннях із ручним закріпленням заготовки, у пристосуваннях механізованого типу, а також на автоматичних лініях при використанні пристосувань-супутників. Вони прості, компактні та надійні в роботі.
Мал. 3.2. Гвинтові затискачі:
а - зі сферичним торцем; б – із плоским торцем; в – з черевиком. Умовні позначення: Р і- Сила, прикладена на кінці рукоятки; Р з- сила затиску; W- Сила реакції опори; l- Довжина рукоятки; d- Діаметр гвинтового затиску.
Розрахунок гвинтового ЕЗМ. При відомій силі Р 3 обчислюють номінальний діаметр гвинта
де d – діаметр гвинта, мм; Р 3- Сила закріплення, Н; σ р- напруга розтягування (стиснення) матеріалу гвинта, МПа