Расчет зажимного механизма патрона

1.4 Расчет зажимного механизма патрона

Приступая к расчету зажимного механизма необходимо определиться с его конструкцией. В самоцентрирующих механизмах установочные элементы (кулачки) должны быть подвижными в направлении зажима и закон их относительного движения необходимо выдержать с высокой точностью. Поэтому на движение кулачков накладываются условия: разнонаправленность, одновременность и равная скорость движения. Данное условие можно выдержать, обеспечивая движение трех кулачков от одного источника движения.

В кулачковых патронах наибольшее применение получили рычажные и клиновые зажимные механизмы, движение которым передается центральной втулкой, связанной с силовым приводом.

Рычажный механизм представляет собой неравноплечий угловой рычаг, смонтированный в корпусе патрона на неподвижных осях, и которые своими сферическими концами входит с посадкой в пазы постоянного кулачка и центральной втулки.

При расчете зажимного механизма определяется усилие Q, создаваемое силовым приводом, которое зажимным механизмом увеличивается и передается постоянному кулачку

где i_с – передаточное отношение по силе зажимного механизма

Данное отношение для рычажного механизма равно

 где

А и Б – плечи рычага

На этапе расчета наружный диаметр патрона можно определить по формуле:

Д_п=d₂+2^.Н_к=102+2^.80=262мм, так как Д_п>200мм, выбираем рычажный зажимной механизм с i_с=2.

1.5 Расчет силового привода

Для создания исходного усилия Q используется силовой привод, устанавливаемый на задний конец шпинделя. В его конструкции можно выделить силовую часть, вращающуюся совместно со шпинделем, и муфту для подвода рабочей среды. В качестве приводов наибольшее применение получили пневматические и гидравлические вращающиеся цилиндры.

Следует попытаться применить пневматический привод, так как в любом производстве имеются трубопроводы для подачи сжатого воздуха. Диаметр поршня пневмоцилиндра определяется по формуле:

где Р – избыточное давление воздуха. Р=0,4МПа.

В конструкции станка 16К20Ф3 можно встроить силовой привод с диаметром поршня не более 120мм. Если при расчете по формуле  диаметр получится более 120 мм, то следует применять гидравлический привод, где за счет регулирования давления масла можно получить большие исходные усилия. При заданном усилии Q подбираем давление масла (Р_г=1; 2,5; 5; 7,5МПа), чтобы диаметр поршня не превышал 120мм.

мм, - для пневмопривода

При Р_г=1МПа

мм, - для гидрацилиндра

Принимаем D=110мм.

Ход поршня цилиндра рассчитывается по формуле:

+10…15мм,

где S_w – свободный ход кулачков. S_w=5мм

 - передаточное отношение зажимного механизма по перемещению.

+10=20мм.

1.6 Расчет погрешности установки заготовки в приспособление

Погрешность установки определяется по формуле:

где ε_δ – погрешность базирования, равная нулю, так как измерительная база используется в качестве технологической.

ε_з – погрешность закрепления – это смещение измерительной базы под действием сил зажима. ε_з=0

ε_пр – погрешность элементов приспособления, зависящая от точности их изготовления.

∆₁, ∆₃ – погрешности, возникающие вследствие неточности изготовления размеров А₁ и А₃ (∆₁=0,013мм, ∆₃=0,008мм)

∆₂, ∆₄, ∆₆ – погрешности из-за колебания зазоров в сопряжениях (∆₂=0,009мм, ∆₄=0,013мм)

∆₅ – погрешность, появляющаяся из-за неточности изготовления плеч рычага.

∆₅=А^.sin∆β==0,01

Z=0.0315

ε_y< Z; 0,02<0,0315. Условие выполняется.

ЛИТЕРАТУРА

1.  Обработка металлов резанием: Справочник технолога / А. А. Панов и др.; М.: Машиностроение, 1988/

2.  Горошкин А. К. Приспособления для металлорежущих станков: Справочник – 7-е издание М. Машиностроение, 1979

3.  Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х томах. Т2 /А. Г. Косилова – 4-е изд. М. Машиностроение,1985/

4.  Справочные приспособления: Справочник. В 2-х томах. Т1 / Б. Н. Вардашкин, 1984/

5.  С. В. Николаев Приспособления для токарных и шлифовальных станков. Тольятти, 1987.