- •Оглавление
- •Введение
- •Лекция 1 назначение и классификация технологической оснастки
- •1.1. Назначение технологической оснастки
- •1.2. Классификация технологической оснастки
- •Лекция 2 Разработка схемы базирования заготовки. Выбор установочных элементов
- •2.1. Способы базирования заготовки
- •2.2. Схемы базирования заготовки
- •2.3. Основные элементы приспособлений
- •2.4.Установочные элементы приспособлений
- •Лекция 3 Зажимные устройства приспособлений
- •3.1. Назначение зажимных устройств
- •3.2. Классификация зажимных устройств
- •3.3. Зажимные элементы
- •Лекция 4 направляющие и вспомогательные элементы, устройства и корпуса приспособлений
- •4.1. Устройства для координирования и направления инструмента
- •4.2. Вспомогательные элементы и устройства приспособлений
- •4.3. Корпуса приспособлений
- •Лекция 5 влияние точности изготовления приспособления на точность обработки и сборки
- •5.1. Погрешность базирования при установке вала на призму
- •5.2. Погрешность базирования при установке вала на жесткий центр
- •5.3. Погрешность базирования при установке детали на плоскость и два пальца
- •5.4. Определение величины поворота детали при установке ее по плоскости и отверстиям на два пальца
- •Лекция 6 силовой расчет приспособления
- •6.1. Определение сил и моментов резания
- •6.2. Выбор коэффициента трения заготовки с опорными и зажимными элементами
- •6.3. Составление расчетной схемы и исходного уравнения для расчета зажимного усилия Рз
- •6.4. Расчет коэффициента надежности закрепления к
- •6.5. Составление расчетной схемы и исходного уравнения для расчета исходного усилия Ри .
- •Лекция 7 Прочность деталей приспособлений
- •Лекция 8 привода зажимных устройств
- •8.1. Пневматический привод
- •8.2. Гидравлический привод
- •Лекция 9 привода зажимных устройств (продолжение)
- •9.1. Электромеханические приводы
- •9.2. Электромагнитные и магнитные приводы
- •9.3. Вакуумные приводы
- •9.5. Системы закрепления холодом
- •Лекция 10 последовательность проектирования специального приспособления
- •10.1. Последовательность проектирования
- •10.2. Обеспечение точности, жесткости, виброустойчивости приспособлений.
- •Лекция 11 Особенности применения сборной оснастки для станков с чпу
- •Лекция 12 Особенности проектирования контрольно-измерительных приспособлений (кип)
- •12.1. Подготовка исходных данных для проектирования
- •12 .2. Выбор или разработка принципиальной схемы контроля
- •12.3. Выбор элементов конструкции кип
- •Лекция 13 экономическое обоснование применения приспособлений
Лекция 9 привода зажимных устройств (продолжение)
9.1. Электромеханические приводы
Электромеханические приводы состоят из электродвигателя, силового (передаточного) механизма и зажимных элементов. Обычно применяют асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором нормального исполнения с повышенным скольжением или повышенным пусковым моментом. Электродвигатель работает кратковременно только при зажиме или отжиме, поэтому в электромеханическом приводе всегда имеется самотормозящая передача для фиксирования состояния системы после зажима и отключения двигателя.
Рис. 9.1. Электромеханические приводы: a - схема зажимного устройства с электромеханическим приводом для вращающегося приспособления (1 - мотор; 2 - редуктор; 3 - муфта; 4 - винт; 5 - гайка; 6 - шток; 7 - втулка; 8 - рычаг; 9 - кулачок; 10 - обрабатываемая деталь); б - электромеханический привод для перемещения зажимных устройств в стационарном приспособлении (1 - электродвигатель; 2 - редуктор; 3 - зубчатое колесо; 4 - вал; 5 - гайка; 6 - шток; 7 - путевой выключатель; 8 - обрабатываемая деталь; 9 - прихват).
На рис. 9.1. изображены схемы электромеханических приводов а) – для токарного станка и б) – для стационарного приспособления.
Привод (см. рис. 9.1. а) состоит из электродвигателя 1 и редуктора 2, которые закреплены на заднем конце шпинделя станка. Выходной вал редуктора соединен муфтой 3 с винтом 5, при вращении которого гайка 6 перемещает тягу, передающую через рычаг 7 усилие кулачкам 8 патрона, зажимающим заготовку 9. Сила зажима регулируется пружиной 4. По достижении требуемой силы торцовые зубцы муфты отжимают правую полумуфту, разъединяя винт 5 с валом редуктора. При этом наблюдается характерное пощелкивание зубцов муфты, что служит акустическим сигналом для отключения электродвигателя. Правые и левые скосы зубьев муфты выполнены под различными углами, что обеспечивает наличие крутящего момента при раскреплении заготовки, большего, чем при закреплении. Это обусловливает высокую надежность работы, так как для вывинчивания винта 5 с самотормозящейся резьбой вследствие заклинивания резьбы требуется больший крутящий момент, чем при завинчивании.
Отличительн6ой особенностью привода на рис. 9.1.б) является наличие путевого выключателя, в нужный момент размыкающего электрическую цепь для выключения электродвигателя.
Преимущества электромеханического привода:
1) потребляют энергию только во время зажима или разжима заготовки;
2) большая мощность при небольших габаритах;
3) отсутствуют источники давления рабочей среды (масла или воздуха);
4) легко автоматизируется;
5) высокая надежность;
6) невысокая стоимость.
Недостатки:
1) ограниченность применения в многоместных приспособлениях из-за наличия сложных передаточных механизмов;
2) опасность возникновения коротких замыканийэ
9.2. Электромагнитные и магнитные приводы
Эти приводы относятся к третьему типу зажимных устройств и не требуют наличия зажимных элементов, благодаря чему упрощается конструкция приспособления и сокращаются габаритные размеры. Закрепление осуществляется равномерным притяжением заготовки к установочной поверхности, что сводит к минимуму погрешность закрепления.
Р ис. 9.2. Электромагнитный привод:
1 - обрабатываемая деталь; 2 - адаптерная плита; 3 - магнитопровод; 4 – прокладка; 5 - электромагнитные катушки; 6 - основание приспособления
9.2.1.Электромагнитные приспособления изготавливают в виде плит и патронов.
При прохождении через электромагнитные катушки постоянного тока напряжением 24, 48 или 110 В в сердечниках возбуждается магнитный поток, замыкающийся через магнитопровод 3, заготовку 1, основание 6 . При этом заготовка притягивается к плите. Для раскрепления заготовки после ее обработки ток отключают и заготовку снимают с плиты. Для снятия остаточного магнетизма заготовку помещают на демагнетизатор.
Преимущества электромагнитных приспособлений:
1) простота и жесткость конструкции;
2) низкая стоимость;
3) возможность дистанционного управления;
4) легкость автоматизации;
5) практически неограниченные размеры;
6) возможность регулирования усилия притяжения.
Недостатки:
1) необходимость системы управления и токопровода;
2) нагрев за счет тепла, выделяемого катушками;
3) возможность возникновения опасности при аварийном отключении электроэнергии.
9.2.2. Приспособления с постоянными магнитами
Особенности конструкции и применения магнитных приспособлений зависят от типа используемых в них магнитов. По энергетическим характеристикам постоянные магниты, используемые в магнитной оснастке, могут быть разделены на три группы.
Первая: с энергией, приходящиеся на 1 м3 = 5 – 15 кДж (ферриты) Такие магниты из-за низких значений магнитной индукции не могут самостоятельно служить полюсами приспособлений и нуждаются в стальных концентраторах магнитной энергии, из-за чего используются в стальной арматуре.
Вторая: с энергией на 1 м3 = 20 – 40 кДж. (литые магниты)
Материалы литых магнитов − сплавы: алюминиево-никелекобальтожелезные ЮНДК15, ЮНДК18 и ЮНДК24 (типа ални или магнико), алюминиево-никележелезные ЮНД4, ЮНД12 и ЮНД8 (типа ални).
Третья: с энергией на 1м3 выше 40 кДж. (керамические магниты)
Керамические магниты изготовляют методом порошковой металлургии, т.е. спеканием под высоким давлением оксида железа и углекислого бария, поэтому они и получили название «керамические».
Преимущества магнитных приспособлений (сравнение с электромагнитными):
1) независимость (автономность) от внешнего источника энергии в процессе эксплуатации;
2) надежность работы в 3 — 4 раза выше;
3) жесткость плиты почти в 2 раза выше, чем у электромагнитных;
4) плита допускает большее число перешлифовок, чем у электромагнитных;
5) безопасность;
6) нет деформаций, обусловленных наличием внутренних источников теплоты, что повышает точность обработки;
7) постоянное повышение энергетических и эксплуатационных характеристик за счет использования новых магнитотвердых материалов.
8) сила притяжения плит одинаковых габаритов почти в 2 раза больше, чем электромагнитных.
Недостатки:
1) Наличие подвижных элементов
В приспособлениях с литыми магнитами (рис. 9.3, а) магниты 1, вставки 3 и 4, основание 8 и верхняя плита 2 образуют магнитопроводную систему. В положении «включено» магниты подвижного блока расположены под полюсниками верхней плиты и магнитный поток 7, выходящий из магнитов, обходя немагнитные прокладки 5, замыкается через заготовку 6, притягивая ее к зеркалу верхней плиты.
В положении «выключено», когда подвижный магнитный блок сдвинут на половину шага между полюсами, магниты подвижного блока помещаются под верхней плитой так, что магнитный поток замыкается (шунтируется) верхней плитой и ее полюсниками, освобождая обработанную заготовку. Для размагничивания заготовки ее необходимо установить на демагнетизатор.
В приспособлениях с керамическими магнитами (рис. 9.3, б) магниты 10 и 11 подвижного 15 и неподвижного 14 блоков, вставки 9 подвижного и неподвижного блоков и верхняя плита 12 образуют магнитопроводную систему, расположенную на немагнитном основании 16.
В положении «включено» магниты подвижного блока находятся под магнитами неподвижного блока одинаковой полярности. При этом объединенный магнитный поток 13 из подвижного и неподвижного блоков через полюсники верхней плиты замыкает заготовку, притягивая ее к зеркалу плиты.
В положении «выключено» под магнитами неподвижного блока располагаются магниты подвижного блока с противоположной полярностью. При этом магнитный поток магнитов подвижного блока нейтрализует магнитный поток магнитов неподвижного блока. Поскольку высота магнитов нижнего блока больше, чем магнитов верхнего блока, то при выключении плиты не только нейтрализуется магнитное действие верхнего блока, но и создается небольшое поле с противоположным направлением магнитного потока, что обусловливает размагничивание заготовки и стружки.
Преимущества плит с керамическими магнитами (сравнение с литыми):
1) дешевле, так как в них не используются дорогостоящие материалы (никель и кобальт);
2) выше коэрцитивная сила, следовательно, они дольше сохраняют состояние намагниченности;
3) удельные силы притяжения выше;
4) отсутствует остаточный магнетизм, так как при выключении магнитный поток полностью компенсируется магнитным потоком блока внутри плиты;
5) отсутствует намагничивание заготовки, инструмента и станка
9.2.3. Приспособления с электроимпульсными магнитами
В электроимпульсных магнитных плитах сердечником катушек в отличие от электромагнитных плит являются постоянные литые магниты.
После установки заготовки на плиту в катушку подают кратковременные (в течение 0,5 с) импульсы тока, в результате чего магнитная система, состоящая из постоянных магнитов, магнитопроводов и заготовки, намагничивается и заготовка притягивается к зеркалу плиты. Для отключения плиты в катушку подают затухающие по амплитуде импульсы тока чередующейся полярности, в результате чего магнитная система размагничивается.
Преимущества электроимпульсных магнитных плит:
1) отсутствие подвижных элементов;
2) большая удельная сила притяжжения;
3) простота управления и автоматизации, возможность дистанционного управления;
4) безопасность (при отключении энергии, детали удерживаются за счет энергии постоянных магнитов);
5) возможность регулирования усилия притяжения в широких пределах.
Недостатки:
1) неавтономность (наличие токопроводов);
2) наличие внутреннего источника теплоты (катушка) и дефицитных магнитотвердых материалов;