Конструирование оснастки (станочного приспособления)
Крепление заготовок на токарном станке происходит в зависимости от формы заготовки и ее длины, поэтому она может быть закреплена на токарном станке в патроне, в центрах, на планшайбе или на оправке. Наиболее распространен токарно винторезных станках, либо только в патроне (рисунок 7.1, а), если длина заготовки невелика, либо с поддержкой ее задним центром (рисунок 7.1, б), когда длина ее значительна по сравнению с диаметром. Различают патроны самоцентрирующие, чаще всего трехкулачковые, кулачки которых зажимающие заготовку, одновременно сходятся к центру; не самоцентрирующие (обычно четырехкулачковые) с независимым перемещением кулачков, используемые в особенности при обработке несимметричных заготовок.
Рисунок 6.1 – Способы закрепления обрабатываемых заготовок на токарно-винторезных станках
Для крепления заготовок на токарном станке, при использовании самоцентрирующихся трехкулачковых патронов чаще всего применяют спирально-реечные патроны (рисунок 7.2, а) с нарезанной на диске 4 плоской спиралью 2, в зацеплении с которой находятся рейки кулачков 1. Перемещение кулачков и зажим заготовки осуществляются поворотом диска 4 через коническую передачу 3, в шестерне которой имеется четырехгранное отверстие под ключ. Не самоцентрирующий патрон (рисунок 6.2, б) состоит из корпуса 1, в пазах которого можно с помощью винтов 4 независимо перемещать кулачки 2; после зажатия заготовки кулачки крепят к корпусу патрона болтами 3. В станках малых размеров, если заготовкой является шестигранник, для крепления заготовок на токарном станке применяют цанговые патроны.
Рисунок 6.2 – Кулачковые патроны токарных станков
Существует великое множество размеров и видов цанговых патронов, которые не имеют различий в принципе работы. Цанговый патрон всегда идет в тандеме с зажимной цангой и гайкой. Принцип работы предельно прост: гайка подает давление на цангу, которая в свою очередь переносится в конусный проем, уменьшаясь в диаметре, тем самым крепко удерживая инструмент внутри.
Цанговый патрон не требует дополнительных крепежных элементов (шпилек, винтов или стопоров), поэтому второе его наименование самозажимной. Основное назначение - это зажим фрезерного инструмента, выполнение операций по сверлению и фрезерованию. В составе современных станков ЧПУ используются самоцентрирующиеся патроны, укомплектованные двумя, тремя или четырьмя кулачками.
Рисунок 6.3 – Внешний вид различных по конструкции и размерам цанговых патронов и цанг
Для проектирования в рамках курсового проекта выбран механический цанговый патрон. Конструкторская документация на предложеную конструкцию цангового патрона приводится в Приложении Б к курсовому проекту, здесь же приведём принцип работы данного патрона с привязкой к сборочному чертежу.
Деталью непосредственно которой происходит фиксация подаваемого на токарную операцию шестигранника является цанга поз. 1. Зажим цанги производится в процессе накручивания гайки поз. 3 по упорной резьбе на муфту поз. 2. Муфта через крепёжные отверстия крепится четырьмя болтами поз. 4. М10 (поз. 6) к предварительно отцентрированной шайбе Центрирование муфты относительно шайбы происходит по круглому выступу на муфте и соответствующему углублению в шайбе. Шайба после предварительного центрирования и выставления фиксируется шестью болтами М16 (поз. 8) на фланце, которым заканчивается шпиндель токарного станка. Фланец в свою очередь по средствам резьбы М48х3 фиксируется на шпинделе токарного станка. Для предотвращения отвинчивания винтов применяются соответствующие шайбы гровера по ГОСТ 6402-70.