Лекция №8
| скачать ЛЕКЦИЯ № 8 Приспособления для токарных и круглошлифовальных станков На токарных и круглошлифовальных станках обрабатываемые детали в зависимости от формы и размеров, устанавливают в центрах или в патроне. Один центр расположен в шпинделе передней бабки, а второй в шпинделе задней бабки токарного или шлифовального станка. Патрон устанавливают и закрепляют на конце шпинделя передней бабки станка. Центры подразделяют на следующие типы: 1. Неподвижные нормальные и специальные; 2. Вращающиеся нормальные и специальные; 3. Плавающие специальные; 4. Рифленые специальные; 5. Срезанные. Конусная поверхность центра предназначена для установки детали и имеет угол при вершине 60°, 90°, 120°; хвостовик центра изготовляют с конусом Морзе определенного номера (№ 2, 3, 4, 5, 6). Не вращающиеся центры станков от трения сильно нагреваются и изнашиваются. Для уменьшения износа и увеличения срока их службы применяют вращающиеся задние центры, менее точные, чем не вращающиеся. Задний центр (рис. 1) применяют для  установки заготовок с центровыми отверстиями, а задний центр, показанный на рис. 2 для обработки заготовок полых деталей.  Основные размеры вращающихся центров нормализованы.  При обработке ступенчатых валов на многорезцовых станках для получения заданных линейных размеров заготовку вала устанавливают на плавающий (подпружиненный) передний центр. На рис.3 показана конструкция такого подпружиненного центра. Такие центры применяют также при обработке на станках с ЧПУ. Обработка валика в центрах токарного станка с поводковым устройством для вращения заготовки представлена на рис. 4.   Сила для вдавливания поводков в торец обрабатываемой заготовки:  При обработке заготовки в центрах с рифленым центром (рис. 5), представляющим собой поводок, вращающий деталь при обработке, сила, требуемая для вдавливания рифленого поводкового центра в заготовку:   Срезанные центры (рис. 6) позволяют обрабатывать торец заготовки, закрепленной в центрах.   ^ применяют для передачи вращательного движения (крутящего момента) от шпинделя станка к обрабатываемой заготовке 2, установленной в центрах, на оправке или в патроне. К поводковым приспособлениям относятся хомутики 1, поводковые планшайбы 3. Схема поводкового патрона представлена на рис. 7. Хомутик 1 с ручным зажимом надевают на заготовку 2, крепят винтом и затем заготовку с хомутиком устанавливают в центрах станка. При включении станка обрабатываемая заготовка через поводковую планшайбу и хомутик вращается от шпинделя станка.    ^ патроны изготовляют с двумя или тремя эксцентриковыми кулачками с насечкой, которые в начале обработки под действием сил резания зажимают заготовку, установленную в центрах станка и передают ей крутящий момент от шпинделя станка. При увеличении крутящего момента резания автоматически увеличивается и крутящий момент от шпинделя, передаваемый кулачками патрона на заготовку. Для удобной установки заготовки в центры применяют поводковые патроны с автоматическими раскрывающимися кулачками. Равномерный зажим заготовки всеми кулачками обеспечивается тем, что применяют плавающие кулачки или кулачки с независимым перемещением. Самозажимные поводковые патроны позволяют устанавливать кулачки на различный диаметр обрабатываемых заготовок в определенном диапазоне. Эти патроны применяют при центровой обработке на многорезцовых станках или станках с ЧПУ для передачи заготовке от шпинделя станка больших крутящих моментов.  На рис. 11 показан поводковый патрон с двумя эксцентриковыми сменными кулачками. Фланец 8 патрона устанавливают коническим отверстием на шпиндель и крепят винтами к его фланцу. Корпус 10 патрона соединяется с фланцем 8 винтами 7, проходящими через распорные втулки 6, он имеет ведущие пальцы 9, на которых установлены кулачки 2. Для одновременного зажима заготовки двумя кулачками корпус 10 может перемещаться относительно фланца в направлении его пазов и пружиной 3 поворачиваться в начальное положение. В момент включения станка шпиндель с патроном начинает вращаться и кулачки 2 под действием центробежных сил от грузов 1, мгновенно поворачиваясь на пальцах, предварительно зажимают заготовку, предупреждая ее провертывание в начале резания, окончательный зажим заготовки производится в начальный момент резания от составляющей силы резания Р. После обработки станок выключается, шпиндель не вращается, кулачки 2 толкателями 5 под действием пружин 4 поворачиваются на пальцах 9 в исходное положение и деталь разжимается. Меняя кулачки патрона, обеспечивают изготовление деталей диаметром 30-150 мм. Центробежную силу определяют через массу груза и угловую скорость вращения его центра тяжести: Рц = mω2R, Суммарная сила зажима кулачками патрона: W3.cyм = PцZcos30°, где Z — число кулачков патрона. Двухкулачковые поводковые патроны нормализованы, они могут иметь плавающий (подпружиненный) центр. ^ применяют для установки и зажима заготовок различных деталей, обрабатываемых на токарных и шлифовальных станках. В зависимости от количества кулачков патроны разделяются на двух-, трех- и четырехкулачковые. Патроны двух- и трех- кулачковые являются самоцентрирующими; четырехкулачковые патроны изготовляют в основном с независимым перемещением кулачков, но бывают и самоцентрирующие.  Наибольшее применение имеют универсальные трехкулачковые спирально-реечные патроны. На рис. 12 показан трехкулачковый спирально-реечный самоцентрирующий патрон, устанавливаемый на резьбовом конце шпинделя токарного станка. В корпусе 1 патрона расположен диск 2, имеющий на одном торце коническое зубчатое колесо, а на другом — спиральные реечные пазы, находящиеся в зацеплении с рейками 3. В крестообразном пазу реек 3 устанавливают и закрепляют винтами 4 прямые или обратные накладные кулачки 5. При вращении торцовым ключом одного из трех конических колес 6, находящихся в зацеплении с коническим колесом диска 2, последний поворачивается и перемещает рейки 3 с кулачками 5 к оси патрона при зажиме заготовки и от оси — при разжиме.  Крышка 7 удерживает диск 2 в корпусе патрона от продольного смещения и препятствует попаданию в патрон стружки и грязи. Некоторые патроны изготавливаются с цельными прямыми или обратными кулачками с нарезанными на их торцах рейками для непосредственного сопряжения со спиральными пазами диска 2. Недостаток этих патронов состоит в том, что радиусы кривизны на различных участках спирали диска 2 различны, а радиус реек 3 кулачков одинаков, поэтому соприкосновение реек 3 с витками спирали диска 2 происходит не по всей поверхности, а по небольшим узким участкам. При неполном зацеплении витков спирали диска с рейками кулачков возникают высокие удельные давления в сопряжении и происходит значительный износ центрирующего механизма и потеря точности патрона. Для повышения износоустойчивости применяют закалку, и шлифование витков спирали диска и реек кулачков патрона. Универсальные четырехкулачковые патроны применяют для установки и зажима заготовок некруглой формы, обрабатываемых на токарных, револьверных, сверлильных станках в единичном и серийном производствах. На рис. 13 показан универсальный четырехкулачковый патрон с механизированным приводом для перемещения кулачков к оси и от оси патрона. Каждый кулачок независимо от других можно устанавливать на требуемое расстояние от оси патрона в соответствии с формой и размерами обрабатываемых заготовок. Предварительный зажим заготовки производится одной парой кулачков и затем - второй, окончательный, всеми четырьмя кулачками одновременно. При перемещении поршня со штоком в пневмоцилиндре влево шток через тягу и винт 1 передвигает втулки 2 и 7, последняя установлена на резьбе втулки 2. При перемещении влево втулка 7 через плавающие шарики 8 передвигает втулки 3 и 4. Эти втулки имеют по два диаметрально расположенных паза, в которых установлены попарно длинными плечами рычаги 6 и 10. Каждая втулка 3 и 4 поворачивает только одну пару рычагов 10 и 6. Втулки 3 и 4 под действием плавающих шариков 8, перемещаясь влево, поворачивают рычаги 10 на осях 11 и рычаги 6 на осях 5, а короткими плечами каждая пара рычагов 10 и 6 сдвигает кулачки 9 к  центру патрона, и деталь зажимается.При перемещении поршня со штоком в пневмоцилиндре вправо шток через тягу и винт 1 передвигает втулки 2 и 7 и втулка 2 через плавающие шарики 8 смещает втулки 3 и 4 вправо. Тогда и втулки поворачивают длинные плечи каждой пары рычагов 10 и 6 вправо, а короткие плечи рычагов разводят кулачки 9, деталь разжимается. З  ажим и разжим каждой парой кулачков производится последовательно с помощью плавающих секторов 8 и 12, перемещающихся перпендикулярно относительно оси патрона.Сила зажима заготовки одним кулачком патрона:  К=1,3…1,6 – коэффициент запаса; R – радиус зажатой кулачками части заготовки; Rо – радиус обрабатываемой части детали; f – коэффициент трения между заготовкой и кулачками. ^ Патроны для закрепления цилиндрических и конических зубчатых колес при шлифовании отверстий используются после закалки профиля зубьев. Эта операция обычно является последней и обеспечивает концентричность оси начальной окружности колеса с осью центрального отверстия. Центрирование и закрепление зубчатого колеса в патронах при шлифовании центрального отверстия производится по боковым профилям зубьев. Для этого во впадины прямозубого цилиндрического колеса устанавливают ролики, во впадины косозубого цилиндрического колеса - шарики или витые упругие ролики, во впадины конического колеса — шарики. Патроны для центрирования и закрепления зубчатых колес при шлифовании отверстия подразделяют на четыре группы: 1. Для одновенцовых цилиндрических колес; 2. Для двух- и многовенцовых цилиндрических колес; 3. Для цилиндрических колес с внутренним зацеплением; 4. Для конических зубчатых колес. Патроны подразделяют на специальные и универсальные. Специальные патроны применяют для шлифования отверстия зубчатых колес одного типоразмера, универсальные - для нескольких типоразмеров. При проектировании таких патронов необходимо рассчитывать диаметр роликов (шариков), устанавливаемых во впадинах зубчатого колеса, и расстояние между осью роликов и осью патрона. На рис. 15 показан мембранный патрон с пятью кулачками для шлифования отверстия в цилиндрических зубчатых колесах. Эти патроны обеспечивают высокую точность центрирования колес, надежны в эксплуатации и просты в изготовлении. В патроне можно закреплять цилиндрические колеса с прямыми зубьями с наибольшим наружным диаметром 175 мм и числом зубьев, кратным пяти.  Корпус патрона 1 крепится к планшайбе 9 винтами 8. Патрон с планшайбой устанавливают внутри шлифовального станка. В патроне имеется мембрана (диск) 10, изготовленная заодно с пятью рожками (кулачками), равномерно расположенными по окружности мембраны. В отверстиях рожков мембраны закреплены сферические опоры 11. Мембрана 10 крепится к корпусу 1 десятью винтами. На передней части корпуса имеются пять радиальных прямоугольных пазов, в которых установлены направляющие колодки 18, закрываемые секторами 17, закрепленными на корпусе. Колодки 18 имеют на торце крестообразные пазы для установки сменных кулачков 13, закрепляемых на колодках винтами. В отверстие вставлены резиновые стержни 14, в которые ввинчены ролики 15. Центрирование обрабатываемого зубчатого колеса производится роликами 15, которые свободно расположены во впадине между зубьями колеса. Торцом зубчатое колесо упирается в торцы сменных кулачков 13. При подаче сжатого воздуха в левую полость пневмоцилиндра поршень со штоком и тягой двигается вправо и шток через тягу и втулку 4 перемещает втулку 3, которая головкой нажимает на мембрану 10 и выгибает ее, а рожки с кулачками 13 разводятся и зубчатое колесо устанавливается в патрон. Во время подачи сжатого воздуха в правую полость пневмоцилиндра поршень со штоком и тягой перемещается влево и шток через тягу и втулку 4 отводит втулку 3 от мембраны 10. Мембрана 10 за счет упругих сил выпрямляется, и рожки и опоры 11 через сферические шайбы 12 перемещают колодки 18 с кулачками 13 к центру. Кулачки 13, нажимая на ролики 15, центрируют и зажимают зубчатое колесо. При смене кулачков 13 рабочая поверхность установочных кулачков и их опорные торцы шлифуются на станке. При шлифовании кулачки находятся в сведенном положении и между ними по поверхностям "А" закрепляется кольцо 16. Втулка 7 предохраняет мембрану 10 от излишнего прогиба. Перемещение кулачков 13 регулируется продольным перемещением втулки 3, которая крепится шариком 6 и винтом 5. ^ различают двух видов: круглые патроны с постоянными магнитами и круглые электромагнитные патроны. Круглые патроны с постоянными магнитами применяют для установки и закрепления заготовок на токарных и шлифовальных станках. Закрепление заготовок на таких патронах происходит быстро. Базовые поверхности заготовок — колец, дисков — должны представлять собой плоскость с шероховатостью Ra=2,5…l,25 мкм. С увеличением шероховатости на базовой поверхности заготовок сила ее крепления на патроне значительно снижается, так как увеличивается воздушный зазор, который создает большое сопротивление прохождению магнитного потока. Сила закрепления при установке на патрон закаленных заготовок больше, чем при установке незакаленных деталей. Магнитные патроны применяют при чистовом протачивании поверхностей небольших деталей на токарных станках и при шлифовании наружных и внутренних поверхностей на шлифовальных станках. На рис.16 показан патрон с постоянным магнитом с наружным диаметром 265 мм. Патрон имеет корпус 8 из силумина, верхнюю 11 и нижнюю 14 плиты. В корпусе размещается магнитный блок, состоящий из цилиндрических постоянных магнитов 6 и пластин 7 из железа Армко, залитых эпоксидным клеем. Магнитный блок смонтирован на промежуточной плите 16, на которой закреплены крайние пластины 5 и 12 магнитного блока. В пластине 5 закреплена гайка 4 с внутренней трапецеидальной резьбой, а с гайкой связан винт 2, вращающийся в двух бронзовых втулках 3, установленных в корпусе патрона. Винт 2 имеет цилиндрический буртик, который не дает ему перемещаться в осевом направлении. При вращении торцовым ключом 1 гайка 4 с пластиной 5 и магнитным блоком перемещаются, а винт 2 не смещается в осевом направлении.  На рис. 16 показано включенное положение магнитного патрона; при этом пластины 7 магнитного блока совпадают со вставками 9 из железа Армко верхней плиты 11. В этом положении патрона магнитный поток должен пройти через обрабатываемую заготовку. Магнитный блок во включенном положении патрона фиксируется упором 17, в который после перемещения магнитного блока упирается пластина 5.Для выключения патрона ключом 1 вращают гайку 4 и перемещают магнитный блок на 4,25 мм, при этом крайняя пластина 12 блока прижимается к упору. Внутрь патрона через резьбовое отверстие с пробкой 13 заливают минеральное масло. Фактическая сила притяжения патрона зависит от многих причин: размеров детали, ее материала, состояния базовой поверхности и т.д. Например, стальная заготовка, закрепленная на поверхности магнитного патрона, требует силу 400 кгс для отрыва ее в направлении оси патрона, а для сдвига этой заготовки по плоскости патрона в направлении, перпендикулярном оси патрона, требуется сила 80 кгс, т.е. в пять раз меньше. Поэтому для предупреждения сдвига заготовки в радиальном направлении следует применять упоры. К  руглые электромагнитные патроны применяют для установки и закрепления заготовок тонких плоских деталей и деталей другой формы, обрабатываемых на токарных и шлифовальных станках. На рис. 17 показана конструкция круглого электромагнитного патрона к токарному станку для закрепления заготовок тонких плоских деталей. Электромагнитный патрон состоит из корпуса 4, в выточке которого установлен каркас с намотанной на него катушкой 6. Концы катушки выведены через отверстие в корпусе 4 и соединены с двумя контактными кольцами 8 с помощью двух шпилек 11. Контактные кольца 8 электрически изолированы между собой и корпусом 4. Каркас с катушкой 6 неподвижно установлен в корпусе 4 и предохраняется от попадания пыли и грязи гайкой 5. Контактное устройство электромагнитного патрона состоит из хомута 9 с текстолитовым щитом 2, щеткодержателями и щетками 12, скользящими по цилиндрической поверхности контактных колец 8. Щеткодержатели со щетками 12 закрыты металлическим кожухом 1. Контактное устройство крепят на неподвижной гайке 7 передней бабки станка. Для предохранения от абразивной пыли контактного устройства на корпус патрона установлено лабиринтное кольцо 3. При включении катушки 7 в цепь постоянного тока создается магнитное поле, которое притягивает обрабатываемую заготовку к катушке и она закрепляется в патроне. Магнитные силовые линии пройдут через стальной корпус 4 через заготовку, затем вернутся в корпус и в нем завернутся. Электромагнитный патрон резьбовым отверстием 10 устанавливается на шпиндель станка. Необходимо отметить, что магнитные и электромагнитные зажимные приспособления имеют недостаток, заключающийся в намагничивании обрабатываемых заготовок вследствие чего, после обработки требуется демагнитизация деталей, которая производится в специальных устройствах — демагнитизаторах. Люнеты применяют как дополнительные опоры для уменьшения прогиба заготовок длинных деталей при ^ > 12d, обрабатываемых и шлифовальных станках (1 — длина детали; d — наибольший диаметр детали). По конструкции люнеты разделяются на универсальные и специальные, по способу установки на станке — на неподвижные и подвижные. Универсальные люнеты с раздвижными кулачками применяются при изготовлении деталей с разными диаметрами. Специальные люнеты применяются для обработки партии деталей одного размера или для поддержания приспособления, установленного на шпинделе станка с большим вылетом. У  ниверсальные люнеты устанавливают на станке (неподвижные), или на каретке станка, с которой они перемещаются (подвижные). На рис. 18 показан неподвижный универсальный люнет. В корпус 4 люнета вместо кулачков установлены два шарикоподшипника 5. В отверстие крышки 6 вставлен валик 9 с пружиной, на конце которого подвижно закреплена серьга 11 с двумя шарикоподшипниками 5. При закреплении обрабатываемого вала 7 опускают крышку 6 люнета и верхней гайкой 8 регулируют положение валика 9. Затем рукояткой 1 поворачивают эксцентрик 2, в спиральный паз которого входит штифт 3, установленный в крышке 6, и крышка перемещается к центру люнета. При этом пружина 10 прижмет серьгу 11 с верхними подшипниками 5 к валу 7, и он зажимается между верхними и нижними подшипниками люнета.  
|
отлично
1 