Механизмы зажима. Часть III. Цанговые и рычажные механизмы

150 

Описание

Механизмы зажима. Часть III. Цанговые и рычажные механизмы
4 Цанговые механизмы зажима

        Основным элементом цангового механизма зажима является цанга, которая представляет собою втулку с переменным сечением стенки (см. Рис 49).Она состоит из опорной части 1 и лепестков 2, которые образованы продольными пазами выполненными в теле цанги, при этом ее опорная часть 1 имеет наружную центрирующую поверхност ь 3а лепестки выполнены с внутренней цилиндрической поверхностью 4, которая контактирует с зажимаемой заготовкой и наружной конической поверхностью 5, воздействие на которую приводит к изгибу лепестков 2 и смещению в радиальном направлении их поверхностей 4, осуществляющих при
этом зажим заготовки.

 Рис 49 Конструкция зажимной цанги по ГОСТ 2876 – 80

       ГОСТ 2876 – 80 определяет основные конструктивные размеры, материал и термическую обработку зажимных цанг, применяемых в механизмах зажима токарных автоматов. В данном стандарте также приведены формулы для расчета размеров лепестков цанги.
По типу зажима заготовки цанги можно разделить на три группы:
–  цанги I типа имеют конус, вершина которого обращена в сторону от шпинделя, поэтому для зажима заготовки к цанге необходимо приложить толкающее усилие, перемещающее ее в направлении упорной поверхности (см. Рис. 50а),
–  цанги II типа имеют обратный конус, вершина которого обращена к шпинделю, поэтому для зажима заготовки к цанге необходимо приложить тянущее усилие, перемещающее ее в коническое отверстие шпинделя (см. Рис. 50б),
–  цанги III типа имеют обратный конус, но осуществляют зажим заготовки за счет осевого перемещения зажимной трубы с коническим отверстием на торце         обращенном к цанге, при этом, сама цанга при зажиме остается неподвижной (см. Рис. 50в)

Рис 50 Основные типы зажимных цанг

       Наибольшее распространение получили цанги II типа, поскольку обеспечивают хорошее центрирование зажимаемой заготовки, так как конус под цангу расположен непосредственно в шпинделе, а во время подачи заготовки (прутка) до упора не может возникнуть заклинивание, кроме того осевые силы действующие при обработке заготовки не раскрывают цангу а запирают ее, увеличивая силы заклинивания.

 

Рис 51 Схемы для расчета усилия необходимого для зажима цангой заготовки для различных типов цанг

В этом разделе полной версии статьи приведены формулы
для расчетов цанговых зажимов

         Цанговые механизмы чаще всего применяются для зажима прутковых заготовок в токарных автоматах, а также для зажима инструмента (фрез, сверл) в шпинделе станка, реже они применяются для зажима штучных заготовок в составе станочных приспособлений. Рассмотрим примеры использования цанговых механизмов зажима.

Рис 52 Конструкция шпинделя токарного автомата с механизма подачи и зажима прутка.

           На Рис 52 показана конструкция шпинделя токарного автомата с цанговым механизма подачи и зажима прутка. Он содержит установленные в отверстии шпинделя 1 цангу 2 для зажима заготовки 3, взаимодействующую с ней трубу зажима 4 и расположенную в отверстии последней трубу подачи 5, контактирующую посредствам подшипника 7 с ползуном подачи 8, на котором закреплена штанга 9, проходящая в отверстии ползуна зажима 10, при этом на штанге 9 установлена подпружиненная пружиной 12 паразитная шестерня 11, которая находится в постоянном зацеплении с зубчатым колесом 13. Ползун зажима 10 посредствам поводка 25 связан с подвижной муфтой 18, которая своей конической поверхностью взаимодействует с рычагами 26, установленными в подвижной втулке 15 и передающими поступательное движение через обойму16 и пакет тарельчатых пружин 17 установленному на резьбовом конце трубы зажима 4 зубчатому колесу 14, которое имеет возможность зацепляться с паразитной шестерней 11. Муфта 18 посредствам шпоночного соединения связана, с поджатым комплектом тарельчатых пружин 19, конусным диском 20 фрикционного тормоза, который взаимодействует с конусным отверстием 27, выполненным в шпиндельном барабане 28. Во время обработки заготовки 3 вращение шпинделю 1 сообщается через зубчатое колесо 23 при включенной фрикционной дисковой муфте 21, которая после разжима цанги 2 удерживается комплектом тарельчатых пружин 22, постоянно стремящихся развести ее диски.

       Работает механизм подачи и зажима прутка следующим образом. Ползун зажима10 перемещается вправо и производит разжим прутка 3, а пружина 22, отталкивая втулку 15, отключает дисковую муфту 21. В это время конусный диск 20, находящийся на муфте 18 входит в контакт с конусной поверхностью 27 шпиндельного барабана 28 и останавливает шпиндель 1 с усилием комплекта тарельчатых пружин 19. После этого вправо перемешается ползун подачи 8 и производит подачу прутка на требуемую величину, а также посредствам пружины 12 перемещает вправо паразитную шестерню 11 и полностью вводит ее в зацепление с зубчатыми колесами 14 и 13. Затем контрольное устройство производит замер фактической величины диаметра прутка 3 и через систему электроавтоматики станка от отдельного привода через зубчатые колеса 13 и 11 приводит во вращение зубчатое колесо 14, которое за счет контакта по резьбовой поверхности с трубой зажима 4 перемещает ее  вправо или влево в зависимости от фактической величины прутка, а затем, поворачиваясь на фиксированы угол производит зажим прутка 3 в цанге 2. Далее производится перемещение влево ползуна зажима 10, в результате чего паразитная шестерня 11 выводится из зацепления с зубчатым колесом 14 , а поводок 25 перемещает подвижную муфту влево, выводя конусный диск 20 из конического отверстия 27, растормаживая, таким образом, барабана шпинделя 28, и сжимая при этом диски муфты 12,что позволяет сообщить шпинделю 1 вращение через зубчатое колесо 23.

В полной версии статьи приведены примеры конструктивного исполнения
цанговых механизмов зажима различного назначения (см. табл.)

2 Рычажные механизмы зажима

В ранее рассмотренных примерах механизмов зажима рычаги в основном использовались как передаточные звенья, позволяющие изменить направление зажима, или вынести приводной (винтовой или клиновой) механизм в удобное место (см. Рис.19, 28, 29) . Однако достаточно часто рычажные механизмы используются для зажима без клиновых и винтовых механизмов, при этом обычно они приводятся пневмо – гидроцилиндрами (см. Рис. 61, 62).

Рис 61 Конструкция рычажного механизма зажима фрезерно – центровального станка

         На Рис 61 показана конструкция рычажного механизма зажима фрезерно – центровального станка, содержащего два шарнирных четырехзвеника, ведущим звеном которых является трехплечий рычаг, при этом, ведущее плечо последнего связано со штоком приводного пневмоцилиндра, а ведомые коромысла четырехзвенников соединены с поступательно перемещающимися зажимными призмами. Он содержит корпус 4, закрепленный на станине 1 станка, в котором шарнирно установлен посредствам оси 2 и кронштейна 3 приводной пневмоцилиндр 5 со штоком 6, при этом последний с помощью тяги 19 и трехплечего рычага 7, промежуточных тяг 8 и 10 и двуплечих рычагов 9, 11 и тяг 14, 15, шарнирно соединен с ползунами 12 и 13, которые установлены в направляющих 16 и 17 корпуса 4. На ползунах 12 и 13 закреплены призмы 18 и 19, между которыми установлен базовый ложемент 23.

Работает механизм зажима следующим образом. Для зажима заготовки 20 (вала подлежащего торцеванию и центрованию), предварительно установленной на базовый ложе-мент 23, сжатый воздух подается в штоковую полость пневмоцилиндра 5, при этом его шток 6 втягивается и поворачивает по часовой стрелке трехплечий рычаг 7, который через промежуточные тяги 8 и 10 и двуплечие рычаги 9 и 11 и тяги 14, 15 сводит ползуны 12 и 13 вместе с закрепленными на них призмами 18 и 19, которые осуществляют зажим заготовки. Для освобождения обработанной заготовки 20, сжатый воздух подается в поршневую полость пневмоцилиндра 5, при этом его шток 6 выдвигается и посредствам тяги 19 и рычажного механизма возвращает ползуны 12 и 13 с призмами 18 и 19 в исходное положение, освобождая при этом обработанную заготовку.

         Рассмотренные рычажные механизмы зажима, решая достаточно сложные задачи на проектирование, не увеличивают усилие зажима, но при этом обеспечивают зажимной призме, или прихвату достаточно большое перемещение необходимое для установки и снятия зажимаемой заготовки. Однако в ряде случаев нет необходимости в большом перемещении зажимного рычага или прихвата, а необходимо увеличить усилие зажима, развиваемое приводным цилиндром. Для этого можно использовать рычажный механизм, в котором ведущие тяги, шарнирно соединенные со штоком цилиндра таким образом, что их продольные оси расположены по отношению друг к другу в момент зажима под углом близким к к 180 град. (обычно этот угол выбирается в пределах 150 – 160 град).

Рис 63 Конструкция плунжерно – рычажного механизма увеличивающего усилие зажима заготовки

       На Рис 63 показана конструкция плунжерно – рычажного механизма зажима, увеличивающего усилие зажима заготовки за счет шарнирного соединения штока приводного цилиндра с ведущими тягами, продольные оси которых расположены в момент зажима по отношению друг к другу под углом близким к 180 град. Он содержит корпус 2 установленный на основании 1 приспособления, на котором закреплен гидроцилиндр 3, а его шток 4 шарнирно соединен с тягами 5, продольные оси которых расположены друг к другу в момент зажима заготовки 11 под углом 150 – 160 град, при этом последние также шарнирно соединены с плунжерами 6, имеющими возможность горизонтального перемещения во втулках запрессованных в корпус 2, которые посредствам регулировочных винтов 7 взаимодействуют с зажимными рычагами 8, шарнирно установленными на корпусе 2 с помощью осей 9. Зажимаемая деталь 11 при этом перед зажимом устанавливается на базовую оправку 12, а зажимные рычаги посредствам пружин 10 постоянно прижаты к торцевой поверхности плунжеров 6. На основании кинематической схемы рычажно – плунжерного механизма зажима, показанной на Рис 64а, определим развиваемое им усилие зажима заготовки.

Рис 64 Схема для расчета усилия, развиваемого плунжерно – рычажным механизмом зажима

В этом разделе полной версии статьи приведены формулы для
расчета рычажных механизмов зажима, а также примеры
их конструктивного исполнения (см. табл.)

 

Для приобретения полной версии статьи добавьте ее в корзину

Стоимость полной версии статьи 150 руб