Розрахунок верстатних пристроїв з ексцентриковими приводами затискних пристроїв

Тема: Розрахунок верстатних пристроїв з ексцентриковими приводами затискних пристроїв.

Мета роботи: набути практичних навичок застосування та розрахунку верстатних пристрої з ексцентриковими приводами затискних пристроїв.

Короткі теоретичні відомості

Ексцентрикові затискачі. Ці затискачі є швидкодіючими, але розвивають меншу силу затиску, ніж гвинтові, мають обмежене лінійне переміщення і не можуть надійно працювати при значних коливаннях розмірів між установлювальною та затискуваною поверхнями оброблюваних заготовок даної партії. У пристроях застосовують круглі і криволінійні ексцентрикові затискачі.

Рисунок 1. Круглий самогальмівний ексцентрик і сили, які діють на нього Круглий ексцентриковий затискач являє собою диск або валик, що повертається навколо осі О, зміщеної відносно геометричної осі ексцентрика на деяку величину «е», яку називають ексцентриситетом. Для надійного закріплення заготовок ексцентрикові затискачі повинні бути самогальмівні. Круглі ексцентрики виготовляють зі сталі 20Х, цементують на глибину 0,8−1,2 34 мм і потім гартують до твердості НRС 55−60; деякі види круглих ексцентриків нормалізовані. Відомо, що умова самогальмування двох тертьових тіл визначається: ц > б, де ц — кут тертя; б — кут підйому, під яким відбувається тертя [2]. Отже, якщо кут підйому ексцентрика б в певному його положенні не більший за кут тертя ц, то ексцентрик є самогальмівним.

Самогальмівні ексцентрики після затиску заготовки не змінюють свого положення. Самогальмування ексцентрикових затискачів забезпечується при певному відношенні його зовнішнього діаметра D до ексцентриситету «е». Для розрахунку основних розмірів круглого ексцентрика необхідно мати такі дані: д — допуск на розмір оброблюваної деталі від її встановлювальної бази до місця прикладання сили затиску деталі, мм; б ' - кут повороту рукоятки ексцентрика від її початкового положення до моменту затиску деталі, град; W — силу затиску заготовки, Н.

Якщо немає обмеження для кута повороту ексцентрика, то його ексцентриситет:

круглий самогальмівний ексцентриковий затискач де S1 — зазор для нормального установлення заготовки в пристрої під ексцентрик,.

S2 — запас ходу ексцентрика, що запобігає його переходу через мертву точку (враховує неточність виготовлення і знос ексцентрика), мм;

j — жорсткість затискного приладу пристрою, Н/м, у середньому j=118 МН/м.

Узявши S1 = 0,2−0,4 мм та S2 = 0,1−0,5 мм, отримаємо формулу для визначення ексцентриситету (мм).

При обмеженні кута повороту б' ексцентрика ексцентриситет (б' значно менше 180).

Радіус R зовнішньої поверхні ексцентрика визначають з умови його самогальмування. Розглянувши сили, що діють на круглий ексцентрик, знайдемо, що рівнодіюча сила Т від сил затиску (реакції) W і сили тертя F повинна дорівнювати і спрямовуватися протилежно силі реакції Т' з боку цапфи ексцентрика. Сила реакції Т' знаходиться за дотичною до кола тертя радіуса с'. З рисунка отримаємо:

Величини с' та r визначають з рівності:

де f = 0,12−0,15 — коефіцієнт тертя спокою в цапфі ексцентрика. Радіус цапфи ексцентрика можна визначити, здавши її ширину b:

При b = 2r радіус цапфи ексцентрика:

де b — ширина ексцентрика в місці сполучення з цапфою (віссю), яку вибирають з конструктивних міркувань;

жсм = 5,88•102 допустиме напруження на зминання, МН/м2:

Для напівсухих поверхонь б = 6−8; f = 0,18−0,2. Кут повороту ексцентрика відповідний найменш вигідному для самогальмування ексцентрика положенню, б = 90°+ ц.

Ширина робочої частини ексцентрика:

де W — сила затиску деталі, Н;

Е = 1,96 105 — модуль пружності матеріалу ексцентрика, МН/м2;

R — радіус зовнішньої поверхні ексцентрика, мм;

жсм = 5,88•102 — допустима напруга на зминання, МН/м2.

Умова самогальмування ексцентрикового затиску виходить при 14 d D. Відношення e D називають характеристикою ексцентрика.

Круглі ексцентрики мають невеликий лінійний хід і їх не слід застосовувати для затиску заготовок деталей, що мають великий допуск на розмір деталі в напрямку її затиску. Перевага круглих ексцентриків — простота їх виготовлення; недоліки — зміна кута підйому б і сили затиску W при закріпленні заготовок з великими коливаннями розмірів у напрямку затиску.