механизмы-зажимы-часть3

Механизмы зажима. Часть III. Цанговые и рычажные механизмы

150 руб.

Описание товара

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

 

         Рекомендации по расчету и проектированию зажимных цанг приведены в работе [2]. 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 в вправо или в лево 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.

Рис 53 Конструкция цангового механизма зажима заготовки в вертикальном шпинделе станка с пневматическим приводом.

           На Рис 53 показана конструкция цангового механизма зажима заготовки в вертикальном шпинделе станка с пневматическим приводом. Он содержит корпус 1 патрона установленного в коническом отверстии вертикального шпинделя 3 станка, в котором расположена зажимная цанга 2. На шпинделе 3 посредствам фланца 7 закреплен пневматический привод зажимной цанги, который включает нижний корпус 4 , соединенный с промежуточной фланцем 8 и верхним корпусом 9, которые образуют два соосно расположенные пневмоцилиндра нижний и верхний. Нижний пневмоцилиндр содержит поршень 5, расположенный во внутренней полости корпуса 4, который соединен с полым штоком 6, а верхний пневмоцилиндр содержит поршень 10 размещенный во внутренней полости корпуса 9, который соединен со штоком 11, расположенным в отверстии штока 6. Шток 6 посредствам резьбы соединен с корпусом патрона 1, а шток 11 в нижней части имеет два поперечных паза для установки быстросъемной шайбы 12. Подвод сжатого воздуха к пневмоприводу цангового зажима осуществляется через воздухоподводящую муфту 13 от которой по системе каналов 14 воздух поступает в поршневые полости обеих пневмоцилиндров, а по системе каналов 15 в их штоковые полости. Для исключения проворота цанги 2 в ней выполнен продольный закрытый паз в который входит Г – образный штифт 24, установленный в корпусе 1 патрона, а его выступ входит в отверстии крышки 25 закрепленной на нижнем торце корпуса 1 патрона. В корпусе 14 установлен подпорный клапан 16 который соединяет штоковые полости верхнего и нижнего пневмоцилиндров. Он включает резьбовую втулку 17, вкрученную в резьбовое отверстие корпуса 9, в которой выполнено продольное 18 и поперечное 19 пересекающиеся отверстия, при этом в отверстии 18 установлен шарик 20 поджатый пружиной 21, а отверстие 19 соединено с подводящим каналом 15. Для регулировки взаимного положения отверстия 19 втулки 17 и канала 15 в корпусе 9 в отверстие корпуса устанавливается регулировочное кольцо 22. Положение втулки 17 после выполнения регулировки ее осевого положения стопорится пружинным кольцом 26.

          Работает цанговый механизм зажима заготовки в вертикальном шпинделе станка с пневматическим приводом следующим образом. В исходном положении поршни обеих пневмоцилиндров находятся в крайнем нижнем положении, поскольку сжатый воздух в этом случае поступает в их поршневые полости, а из штоковых полостей воздух сбрасывается в атмосферу. Заготовка 23 устанавливается до упора в отверстие цанги 2, а на шток 11 одевается быстросъемная шайба 12, после чего включается пневмопривод механизма зажима и сжатый воздух через воздухоподводящую муфту 13 по каналам 15 подается в штоковую полость нижнего пневмоцилиндра, а из поршневых полостей обеих пневмоцилиндров сбрасывается в атмосферу. При этом поршень 5 вместе со штоком 6 и цангой 2 поднимается вверх, и происходит центрирование и зажим заготовки 23. После этого давлении воздуха в канале 15 возрастает и подпорный клапан 16 открывается (шарик 20 сжимает пружину 21 и смещается влево, соединяя,таким образом, отверстие 19 с отверстием 18), и сжатый воздух начинает поступать в штокову полость верхнего пневмоцилиндра. Этот приводит к подъему поршня 10 со штоком 11, который перемещается до упора быстросъемной шайбы 12 в торец зажимаемой заготовки 23. На этом зажим заготовки заканчивается. Для освобождения детали сжатый воздух подается в поршневые полости обеих пневмоцилиндров, что приводит к опусканию их штоков, разжиму цанги 2 и освобождению торца заготовки 23 от прижима быстросъемной шайбой 12.

Рис 54 Конструкция цангового механизма зажима с повышенной жесткостью и точностью зажима заготовки.

        На Рис 54 показана конструкция цангового механизма зажима с повышенной жесткостью и точностью зажима заготовки. Он содержит основную цангу 2, установленную в отверстии шпинделя 7, а между ее лепестками 1 расположены губки 3 и лепестки 4 дополнительной цанги 5, которая упирается в накидную гайку 6, накрученную на резьбовой конец шпинделя 7. Основная цанга 2 посредствам резьбового соединения соединена с трубой 8 привода зажима, а от проворота она зафиксирована цилиндрической шпонкой 9. Взаимодействуют цанги посредствам упругого элемента 10 и втулки 11. Зазор между губками 3 дополнительной цанги 5 устанавливается меньше, чем зазор между губками основной цанги 2 и заготовкой 13. При перемещении трубы зажима 8 вместе с основной цангой 2 влево усилие зажима основной цанги 2 через упругий элемент 10 и втулку 11 передается дополнительной цанге 5, губки 3 которой, при этом, перемещаются в радиальном направлении и осуществляют предварительный зажим заготовки 13. При дальнейшем перемещении основной цанги 2 она осуществляет окончательный зажим заготовки 13 с увеличенным усилием. Освобождение заготовки 13 осуществляется пружиной 12 при движении вправо зажимной трубы 8 вместе с основной цангой 2. Увеличение жесткости цангового механизма и повышение точности зажима заготовки достигается за счет того что прорези и губки основной и дополнительной цанг имеют противоположное направление, а лепестка цанг расположены в их прорезях.

Рис 55 Конструкция цангового механизма с увеличенной силой зажима и повышенной жесткостью и осевой точностью положения заготовки.

           а Рис 55 показана конструкция цангового механизма с увеличенной силой зажима и повышенной жесткостью и точностью осевого положения заготовки. Он содержит рас-положенные внутри шпинделя 1 зажимную цангу 2, связанную с помощью трубы 4 с приводом зажима и подающая цанга 3 с помощью трубы 5 связанная с приводом подачи. Внутри шпинделя 1 расположена втулка 6, плотно прижатая к его бурту с помощью корпуса патрона 9 и упорной втулки 10, которая выполнена с коническим отверстием и упорными выступами 7, проходящими через продольные пазы 8 в зажимной цанге 2 и аналогичные пазы 11 во втулке 10. Для работы с заготовками различного диаметра в зажимной цанге 2 устанавливаются сменные вставки 12.

       Работает цанговый зажимной механизм следующим образом. После разжима цанги 2 заготовка при движении трубы 5 вправо подается цангой 3. В конце хода корпус подающей цанги 3 входит в отверстие неподвижной втулки 6, чем обеспечивается предварительный поджим заготовки с натягом в сторону упора. После предварительного поджима заготовки происходит ее окончательный зажим, осуществляемый цангой зажима 2 при перемещении последней влево трубой 4. Таким образом, сила зажима заготовки увеличивается за счет ее предварительного поджима, а жесткость зажима – за счет увеличения базы закрепления, а осевая точность положения заготовки – за счет того, что втулка 6 и подающая цанга 3 остаются неподвижными в осевом направлении после подачи заготовки.

Рис 56 Конструкция многоместного цангового зажима

           На Рис 56 показана конструкция многоместного цангового зажима. Он содержит корпус 1, во внутренней полости которого герметично закрытой крышкой 2 расположен поршень 3 приводного пневмоцилиндра, который посредствам трех стоек 6, жестко соединен с нажимной втулкой 7, внутренняя конусная поверхность которой взаимодействует с ответной конусной поверхностью зажимной цанги 8, имеющей три лепестка 9, осуществ-ляющие зажим трех цилиндрических заготовок 12, устанавливаемых в призматические пазы базовой оправки 10, закрепленной на выступающей цапфе корпуса 1 посредствам винта 11 и шпоночного соединения 13. Подвод сжатого воздуха в поршневую полость 4 и штоковую полость 5 приводного пневмоцилиндра осуществляется через соответствующие каналы выполненные в корпусе 1. Центрирование внутренней поверхности нажимной втулки 7 обеспечивается сферическим пояском 14, выполненным на наружной цилиндрической поверхности цапфы корпуса 1.

Работает цанговый зажим следующим образом. Сжатый воздух подается в поршневую полость 4 приводного пневмоцилиндра, а из штоковой полости сбрасывается в атмо-сферу и его поршень перемещается вверх вместе со стойками 6 и нажимной втулкой 7, которая при этом разжимает цангу 8, лепески которой расходятся, что дает возможность установить три заготовки 12 в призматические пазы оправки 10. После этого сжатый воз-дух подается в штоковую полость 5 пневмоцилиндра, что приводит к опусканью поршня 3 и стоек 6 вместе с нажимной втулкой 7, которая воздействуя своей внутренней конусной поверхностью на ответную конусную поверхность цанги 8, сводит ее лепестки 9, которые производят зажим трех заготовок 12.

Рис 57 Конструкция разжимного цангового патрона

        На Рис 57 показана конструкция разжимного цангового патрона. Он содержит, закрепленный на шпинделе 1 станка, корпус 2, с конической цапфой 3, на которую одета разжимная цанга 4, взаимодействующая с болтом 5, приводной трубы 6 и штифтами 7, а также с охватывающей ее цангой 8, закрепленной на корпусе 2 посредствам винтов 9. На цанге 8 выполнен кольцевой поясок 10, по которому базируется своим отверстием заготовка 15, имеющая форму кольца с внутренней радиусной канавкой, при этом в трех радиально расположенных под углом 120 гдрад. отверстиях пояска 10 установлены пальцы 12, подпружиненные пружиной 13, которые осуществляют центрирование заготовки 15 в осевом направлении по ее радиусной канавке. Штифт 14 фиксирует трубу 6 от проворота.

Рботает цанговый патрон следующим образом. Заготовка 15 устанавливается на центрирующий поясок 10 цанги 8, при этом подпружиненные пальцы 12 входят в ее радиусную канавку, после чего включается привод зажима и труба 6 перемещается влево вместе с болтом 5, который надвигает внутреннюю конусную поверхность цанги 4 на наружную конусную поверхность цапфы 3 корпуса 2, что приводит к разведению лепестков цанги 4 и зажиму заготовки. Для освобождения заготовка 15 привод зажима перемещает трубу 6 вправо и штифты 7 сталкивают цангу 4 с цанги 3, в результате чего лепестки цанги 4 сводятся, после чего заготовка снимается с пальцев 12.

Рис 58 Конструкция цангового патрона для зажима
конических колец

             На Рис 58 показана конструкция цангового патрона для конических колец. Он со-ержит корпус 1 , в расточке которого расположены конический упор 2 с лепестками 7, подпружиненная пружиной 4 коническая втулка 3, а также зажимная цанга 5, соединенная со штоком 6. Для компенсации разностенности зажимаемого кольца 8 внутренний посадочный диаметр корпуса 1 больше наружного диаметра конической втулки 3 на величину превышающую разностенность кольца 8 не менее чем в два раза. Этот позволяет конической втулке 3 и цанге 5 устанавливаться в радиальном направлении по коническому кольцу 8.

Работает цанговый патрон следующим образом. В исходном положении зажимная цанга 5 разжата, а коническая втулка 3 пружиной 4 смещена в крайнее правое положение. После установки конического кольца 8 на коническую поверхность лепестков 7 упора 2, включается привод зажима заготовки и шток 6 перемещает зажимную цангу 5 влево, при этом последняя взаимодействует своей конусной поверхностью с ответной конусной поверхностью втулки 3, но она под действием пружины 4 остается на месте, до тех пор, пока цанга 5 не зажмет коническое кольцо 8. При дальнейшем движении цанги 5 влево происходит сжатие пружины 4, в результате чего коническая втулка 3 и зажимаемое коническое кольцо 8 сжимая лепестки 7 упора 2 не сядет на его жесткую часть. Для освобождения конического кольца 8 шток 6 с цангой 5 перемещаются вправо, и все детали патрона возвращаются в исходное разжатое положение.

Рис 59 Конструкция цангового патрона для зажима фасонной детали.

           На Рис 59 показана конструкция цангового патрона для зажима фасонной детали. Он содержит шпиндель 1, в расточке которого расположена нажимная втулка 2, конусное отверстие которой контактирует с зажимной цангой 3 с лепестками 12 – 14, в отверстии которой установлен толкатель 4, а в его отверстии расположен, подпружиненный пружиной 8, стержень 6 с передним концом 7 меньшего диаметра, при этом в отверстии нажимной втулки 2 установлена пружина 10, поджимающая цангу 3 к торцу накидной гайки 11 накрученной на шпиндель 1. Нажимная втулка 2 выполнена с буртом 15, который взаимодействует с буртом 16 толкателя 4, а усилие пружины 8 регулируется винтовой пробкой 9, вкручиваемой в резьбовое отверстие в толкателе 4. В лепестке 14 выполнено ступенчатое отверстие, в котором установлен подпружиненный пружиной 22 фиксатор 17, состоящий из стержня 18 и головки 19, при этом на резьбовом коне 20 стержня 18 накручена гайка 21, которая регулирует осевое положение фиксатора, а головка 19 выполнена с лыской 23, в которую упирается зажимаемая деталь 5. Зажимаемая деталь 5 имеет Г – образную форму и включает цилиндрический стержень, который устанавливается в отверстие зажимной цанги 3 и призматический фланец одна из боковых поверхностей которого упирается при его зажиме в лыску 23 фиксатора 17.

Работает цанговый патрон следующим образом. Фасонная деталь 5 устанавливается в отверстие зажимной цанги 3, утапливая при этом стержень 6, который сжимает пружину 8 и поворачивается на некоторый угол пока боковая поверхность ее фланца не упрется в лыску 23 фиксатора 17. После этого включается привод зажима (на Рис. 57 привод зажима не показан) и нажимная втулка 2 перемещается вправо и ее конусная поверхность, взаимодействуя с ответной конусной поверхностью зажимной цанги 3, заставляет ее лепестки 12 – 14 перемещаться в радиальном направлении и производить при этом зажим детали 5. Для освобождения детали 5 привод зажима выключается и нажимная втулка 2 перемещается влево, при этом пружина 10 удерживает зажимную цангу, а ее лепестки перемещаясь в радиальном направлении, возвращаются в исходное положения, освобождая цилиндрическую часть детали 5, в свою очередь пружина 8, воздействуя на стержень 6, который выталкивает деталь 5 из цанги 3.

Рис 60 Конструкция быстродействующего цангового патрона для зажима осевого инструмента.

      На Рис 60 показана конструкция быстродействующего цангового патрона для зажима осевого инструмента. Он содержит цангу 2 установленную в оправке 1, которая на подшипниках 3 расположена в стакане 4, при этом на оправку 1 накручена накидная гайка 5 имеющая цилиндрический участок 6, предназначенный для ее вращения вручную, а под стаканом 4 расположен диск 7 с кулачками 8 которые выполнены на его наружной цилиндрической поверхности и кулачками 17 выполненными в его отверстии. На нижнем торце стакана 4 выполнены пазы 9, а на наружной поверхности оправки 1 пазы 18, которые соответствуют кулачкам 8 и 17 диска 7, при этом, последний подпружинен пружиной 10 и имеет возможность осевого перемещения вдоль оправки 1. Нижний торец диска 7 имеет наклонную поверхность 15, которая предназначена для облегчения установки ключа 11 для закручивания гайки 5. На оправке 1 предусмотрен уступ 16 , служащий опорой для диска 7. Ключ 11 для закручивания гайки 5 имеет зев 12, взаимодействующий при закручивании гайки 5 с ее лысками 14, при этом на торце его губок имеются подпружиненные упоры 13 со сферическими головками.

     Цанговый патрон работает следующим образом. Хвостовик осевого инструмента 19 (например фрезы) вводится в отверстие между разведенными лепестками цанги 2, после чего гайка 5 накручивается на резьбовой конец оправки 1 и создает некоторое давление со стороны оправки 1 на лепестки цанги 2. Затем гаечный ключ 11 вводят в пространство между гайкой 5 и диском 7, таким образом, чтобы его зев 12 обхватил лыски 14 гайки 5, при этом, подпружиненные упоры 15, благодаря своим сферическим головкам, облегчают продвижение ключа в радиальном направлении. После установки ключ 11 вращают вместе с гайкой 5, которая при этом перемещается верх по резьбе оправки 1, при этом диску 7, контактирующему с ключом 11 также сообщается поступательное движение, при котором его внутренние кулачки 17 скользят по пазам 18 на оправке 1. При достижении      определенной величины затяжки гайки 5, крутящий момент развиваемый ключом начинает превышать момент трения, препятствующий вращению оправки 1, и последняя начинает проворачиваться вместе с гайкой 5 и диском 7. При повороте оправки 1 на определенный угол кулачки 8 диска 7 совпадают с пазами 9 в стакане 4, и подпружиненные упоры 13 ключа 11 заставляют его, преодолевая усилие пружины 10, перемещаться вверх, что при-водит к стопорению оправки 1 и прекращению ее дальнейшего поворота. После этого ключом 11 установленным на лыски 14 гайки 5 производится окончательная затяжка цанги 2, что обеспечивает крепление инструмента с требуемым усилием затяжки. Затем ключ 11 выводится из патрона и диск 7 под действием пружины 10 опускается вниз до упора его нижнего торца в уступ 16 оправки 1, в результате чего кулачки 8 выходят из контакта с пазами 9 стакана 4, что освобождает оправку 1. Для освобождения инструмента 19 гай-ка 5 вращается ключом 11 в противоположном направлении, в результате чего произво-дится разведение лепестков цанги 2, которые удерживали инструмент, и последний извлекается из отверстия цанги 2.

5 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.

Рис 62 Конструкция рычажного механизма зажима встроенного в приспособление для механической обработки детали неправильной формы

      На Рис 62 показана конструкция рычажного механизма зажима встроенного в приспособление для механической обработки детали неправильной формы с приводом от гидроцилиндра. Он содержит закрепленный на корпусе 1 приспособления приводной гидроцилиндр 14, шток которого 13 соеднен с плунжером 11, вертикально расположенным в направляющей втулке 12, запрессованной в плиту 2 приспособления, которая жестко соединена с корпусом 1, а также ведущий и ведомый рычаги 6, установленные в плите 2 на осях 10 и шарнирно соединенные между собою тягой 8 и осями 9, а также Г – образный прихват 5 с опорным пальцем 15, расположенный в вертикальном прямоугольном пазу кронштейна 4, закрепленного на плиту 2. При этом сферический наконечник ведущего рычага 6 постоянно контактирует с боковыми поверхностями открытого поперечного паза выполненного плунжере 11, а сферический наконечник ведомого рычага 6 постоянно контактирует с боковыми поверхностями открытого поперечного паза выполненного в вертикальной части Г – образного прихвата 5. Кроме того, для базирования обрабатываемой заготовки на верхних плоскостях плиты 2 установлены с возможностью продольного поступательного перемещения опорные пластины 18 и 21, снабженные прямоугольными выступами 19 и 22 входящими в ответные пазы 20 и 23 выполненные в пластинах 18 и 21, при этом в опорной пластине 18, закреплены два цилиндрических установочных пальца 26, а в опорной пластине 21 установочный палец 16 со сферической головкой. Опорная пластина 18 крепится к плите 2 посредствам болтов 27, а опорная пластина 21 крепится к плите 2 с помощью Т – образных вставок 24, входящих в ответные Т – образные пазы в плите 2, положение которых фиксируется болтами 25.

Работает рычажный механизм зажима следующим образом. При подаче масла под давлением в поршневую полость приводного гидроцилиндра 14, его шток 13 выдвигается и перемещает вверх плунжер 11 в направляющей втулке 12, при этом сферический наконечник ведущего рычага 6 контактирующего с поперечным пазом плунжера 1 поворачивается против часовой стрелки, а ведомый рычаг 6, получая при этом посредствам тяги 8, вращение в том же направлении, сообщает его Г – образному прихвату 5 за счет контакта своего сферического наконечника с его поперечным пазом. В результате этого обрабатываемая деталь 17, предварительно сбазированная на установочных пальцах 16 и 26, надежно зажимается Г – образным прихватом 5 с опорным пальцем 15.

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

Рис 65 Конструкция рычажного механизма зажима заготовки с увеличенным усилием

         На Рис 65 показана конструкция рычажного механизма зажима, в котором увеличенное усилие зажима заготовки достигается за счет шарнирного соединения корпуса и штока приводного пневмоцилиндра с тягами, продольные оси которых расположены по отношению друг к другу в момент зажима под углом близким к 180 град Он содержит пневмоцилиндр 1, нижняя крышка 3 которого посредствам оси 4 шарнирно, соединена с нижним коромыслом 5, установленным с помощью оси 6 в нижней проушине корпуса 9 приспособления и с тягой 7, которая посредствам оси 8, связана с нижним зажимным рычагом 11, установленным на оси 10 в корпусе 1, а шток 2 пневмоцилиндра 1, также посредствам оси 4 соединен с верхним коромыслом 5, которое с помощью оси 6 установлено на верхней проушине корпуса 1 приспособления и с тягой 7, шарнирно соединенной с помощью оси 8 с верхним прижимным рычагом 11 установленным на оси 10 в корпусе 1.
Работает рычажный механизм зажима следующим образом. В исходном положении сжатый воздух подается в штоковую полость пневмоцилиндра 1, в результате чего зажимные рычаги 11 отведены от зажимаемой заготовки 15 которая вручную прижимается к опорной плите 14 поворотной прижимной планкой 13. Затем сжатый воздух подается в поршневую полость пневмоцилиндра 1, а из его штоковой полости сбрасывается в атмосферу, в результате чего шток 2 пневмоцилиндра выдвигается и поднимается вверх, а его корпус опускается вниз, это приводит к повороту верхнего коромысла 5 по часовой стрелке, а нижнего коромысла 5 против часовой стрелки, и соответствующим перемещениям тяг 7, поворачивающих на осях 8, а зажимные рычаги 11, при этом, поворачиваются: верхний против часовой, а нижний по часовой стрелке, осуществляя зажим заготовки 15.

Рис 66 Конструкция рычажного механизма зажима стола станка, с увеличенным усилием

        На Рис 66 показана конструкция рычажного механизма зажима стола станка, в котором увеличение усилия зажима также достигается за счет расположения ведущих тяг шарнирно соединенных со штоком цилиндра таким образом, что их продольные оси расположены по отношению друг к другу в момент зажима под углом близким к 180 град. Он содержит приводной гидроцилиндр 3 одностороннего действия с пружинным возвратом, расположенный в горизонтальной расточке станины 1, по которой в горизонтальном направлении перемещается стол 2. В пазах корпуса 3 и штока 4 гидроцилиндра посредствам болтов 8 закреплены планки 6, шарнирно соединенные с тягами 7, а противоположные концы последних, в свою очередь, также шарнирно соединены с плунжерами 9 и неподвижными проушинами 10, закрепленными в соответствующих расточках стола посредствам гаек 11. При этом неподвижные проушины 10 зафиксированы от проворота штифтами 12, а резьбовые концы плунжеров 9 соединены с сухарями 13 расположенными в Т – образных пазах стола 2.

          Работает механизм зажима следующим образом. В исходном положении стол 2 зажат пружиной 5 гидроцилиндра 3, которая втягивает шток 4 и заставляет тяги 7, шарнирно соединенные с обеими планками 6, поворачиваясь относительно неподвижных проушин 10 и плунжеров 9, перемешать последние вверх и таким образом прижимать сухари 14 к верхним полками Т – образных пазов стола. Для освобождения стола пред его перемещением, масло под давлением подается в поршневую полость гидроцилиндра 3, при этом его возвратная пружина 5 сжимается, что приводит к перемещению штока 4 влево, а корпуса 3 гидроцилиндра вправо. В результате этого происходит поворот тяг 7 в противоположном направлении, при котором сухари 13 перемещаются вниз, отходя от верхней поверхности Т – образных пазов стола 2.   Рис 67 Пневматический привод рычажного механизма для одновременного зажима детали в двух местах

      На Рис 67 показана конструкция рычажного механизма зажима приспособления для фрезерования рычага с приводом от встроенного пневмоцилиндора. Он содержит встроенный в корпус 2 приспособления пневмоцилиндр 1, поршень которого 3, с закрепленным штоком 4, посредствам оси 5 шарнирно соединен с рычагом 6, установленным на корпусе 2 с помощью оси 7 и кронштейна 8, а его ось 9 соединена с тягой 10, которая закреплена на коромысле 11, правый сферический конец которого контактирует с отверстием Г – образного прижима 13, имеющего возможность вертикального перемещения в направляющей втулке кронштейна 15, а левое плечо коромысла 11 шарнирно соединено с подпружиненной тягой 16 несущей прижимную планку 17. На верхней плоскости корпуса 2 приспособления для установки обрабатываемой заготовки 21 расположены две призмы 18 и подводимый упор 19, выполненный в виде болта со сферической головкой, а на коромысле 11 закреплен упорный винт 20, регулирующий верхнее положение коромысла.

            Работает рычажный механизм зажима следующим образом. При подаче сжатого воздуха в поршневую полость пневмоцилиндра 1 его шток перемещается вниз и поворачивает рычаг 6 на оси 7 против часовой стрелки, при этом тяга 10 опускается вниз и взаимодействуя с Г – образным прижимом 13 и тягой 16 с установленной на ней прижим-ной планкой в двух местах зажимает заготовку 21, предварительно установленную в при-способлении на призмы 18 и подводимый упор 19.

Рис 68 Конструкция рычажного механизма зажима стола технологического оборудования.

            На Рис 68 показана конструкция рычажного механизма зажима стола технологического оборудования. Он содержит корпус 1, закрепленный на станине 2 технологического оборудования, в котором выполнена горизонтальная расточка 3 и продольный паз 4, при этом в расточке 3 установлена опорная планка 5, а в позу 4 помещен зажимной рычаг 6, а между планкой и рычагом размещена закрепленная на штоке 20 приводного гидроцилдиндра 19 обойма 7 с роликами 8, которые контактируют – верхний с опорной планкой 5, а нижний – с цилиндрической поверхностью рычага 6. Соосно расточке 3 в корпусе 1 выполнена расточка 10, в которой установлена цилиндрическая проставка 11, в поперечном цилиндрическом пазу которой установлена ось 12, зафиксированная в осевом направлении штифтами 22. Рычаг 6 прижат к оси 12 плоской пружиной 15 закрепленной на корпусе 1, а на его нижней плоскости выполнена цилиндрическая поверхность 16, к которой посредствам штифтов 23 прижата зажимная шайба 17. Исходное верхнее положение рычага 6 обеспечивается за счет его постоянного поджима плоской пружиной 21.

Работает рычажный механизм зажима следующим образом. Для зажима стола 24 масло под давлением подается в штоковую полость приводного гидроцилиндра 19, а из поршневой полости идет на слив, что приводит к втягиванию его штока 20, который при этом перемещает влево обойму 7 с роликами 8, а последние воздействуют на верхнюю цилиндрическую поверхность 9 рычага 6 и он, преодолевая сопротивление пружины 21, поворачивается на оси 12 против часовой стрелки, прижимая шайбу 17 к горизонтальной плоскости стола 24. При этом зажимная шайба 17 за счет взаимодействия с цилиндрической поверхностью 16 рычага 6 самоустанавливается, обеспечивая прилегание своей нижней плоскости к горизонтальной поверхности стола 24. Для освобождения стола 24 масло под давлением подается в поршневую полость приводного гидроцилиндра 19, а из штоковой идет на слив, при этом его шток 20 выдвигается и перемещает вправо обойму 7 с роликами 8, что позволяет рычагу 6 под действием плоской пружины 21 повернуться по часовой стрелке, в результате этого зажимная шайба 17, зафиксированная на рычаге 6 штифтами 23, поднимается и отходит от стола 24.

Рис. 69 Конструкция самоустанавливающегося рычажного механизма для зажима перемещаемой полосы

             На Рис. 69 показана конструкция самоустанавливающегося рычажного механизма для зажима перемещаемой полосы. Он содержит закрепленный на зажимном рычаге 5 приводной гидроцилиндр 1, а его шток 2 выполнен с утолщением в виде обоймы 3, в вертикальном пазу которой расположены ролики 4, находящиеся в контакте: нижний с рычагом 5, а верхний с планкой 10, взаимодействующей с зажимным рычагом 6 и опирающейся на сферическую поверхность упора 11, при этом, оба зажимных рычага посредствам осей 7 шарнирно установлены в закрепленном на раме 9 корпусе 8. Упор 11 установлен в резьбовом отверстии рычага 6 с помощью резьбовой пробки 12, а между последней и верхним буртом упора 11 расположен комплект тарельчатых пружин 13, усилие которых регулируется гайками 14, накрученными на резьбовой конец упора 11. В исходном положении приводного гидроцилиндра 1 его шток 2 выдвинут вправо, и за счет наличия подпружиненного фиксатора 16 в нижней зажимной губке 5 и скошенной поверхности на правом конце планки 10 зажимные губки 5 и 6 находятся в разведенном положении, что дает возможность свободного перемещения полосе 15

Работает механизм зажима следующим образом. Для зажима полосы 15 масло под давлением подается в штоковую полость приводного гидроцилиндра 1, а из его поршне-вой полости идет на слив, что приводит к перемещению влево штока 2 вместе с обоймой 3, при этом ролики 4 перекатываясь по внутренней поверхности зажимного рычага 5 и планки 10 воздействуют на скошенную поверхность последней и она через упор 11, комплект тарельчатых пружин 13 и пробку 12 поворачивает на оси 7 зажимной рычаг 6 по часовой стрелке. После касания полосы 15 рычаг 6 останавливается, и в движение приходи зажимной рычаг 5 который под воздействием нижнего ролика 4, преодолевает усилие пружинного фиксатора 16, и поворачиваясь против часовой стрелки касается полосы 15. После этого рычаги 5 и 6 самоустанавливаются по полосе 15 и производят ее зажим. Для освобождения полосы масло под давлением подается в поршневую полость приводного гидроцилиндра 1, а из штоковой идет на слив, при этом его шток 2 вместе с обоймой 3 выдвигается, а ролики 4, перекатываясь по внутренней поверхности зажимного рычага 5 и планки 15 возвращают зажимные рычаги 5 и 6 в исходное разведенное положение, при этом, рычаг 6 поворачивается против часовой стрелки под собственным весом, а поворот рычага 5 по часовой стрелке происходит под действием подпружиненного фиксатора 16.

Рис 70 Конструкция рычажного механизма центрирования и зажима труб установки для горизонтального бурения.

            На Рис 70 показана конструкция рычажного механизма центрирования и зажима труб установки для горизонтального бурения. Он содержит приводной гидроцилиндр 3, который посредствам оси 2 шарнирно установлен на станине 1 установки, а его шток 4 с помощью оси 5 соединен с рычагом 6, который шарнирно соединен посредствам оси 7 с тягой 8, также шарнирно соединенной с левым зажимным ползуном 10 посредствам оси 9, при этом второе плечо рычага 6 посредствам оси 12, тяги 13 и оси 14 кинематически соединено с рычагом 15, установленным в станине 1 на оси 16, который посредствам оси 17, тяги 18 и оси 19 соединен с правым зажимным ползуном 20. Размеры и взаимное положение рычагов 6, 15 и тяг 8, 13 и 18 выбраны таким образом, что перемещение штока 4 гидроцилиндра 3 вызывает одинаковое встречное перемещение зажимных ползунов 10 и 20 в горизонтальном направлении при зажиме стыкуемых труб 21. Для центрирования и зажима труб 21 масло под давлением подается в поршневую полость приводного гидроцилиндра 3, а из штоковой полости идет на слив, при этом его шток 4 выдвигается и поворачивает рычаг 6 на оси 11 по часовой стрелке. Это приводит к тому, что движение рычага через ось 7, тягу 8и ось 9 передается левому прижимному ползуну 10, который перемещается вправо. При этом второе плечо рычага 6 поворачивается против часовой стрелки и через ось 12, тягу 13 и ось 14 заставляет рычаг 15 также поворачиваться на оси 16 против часовой стрелки, а последний через ось 17 тягу 18 и ось 19 приводит в движение правый зажимной ползун 20, который перемещается влево синхронно с зажимным ползуном 10.

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Ансеров М.А. Приспособления для металлорежущих станков Л.: Машиностроение 1975г
2. Дальский А. М. Цанговые зажимные механизмы М. : Машиностроение 1966г
3. Игнатьев Н. П. Проектирование механизмов Азов 2015г

Для приобретения полной версии статьи добавьте ее в корзину

Стоимость полной версии статьи 150 руб