Проектирование технологической оснастки: трехкулачковый патрон. Для изготовления детали: фланец.

Введение

Все станочные приспособления основываются на использовании типовых элементов, которые можно разделить на следующие группы:
• установочные элементы, определяющие положение детали в приспособлении;
• зажимные элементы — устройства и механизмы для крепления деталей или подвижных частей приспособлений;
• элементы для направления режущего инструмента и контроля его положения;
• силовые устройства для приведения в действие зажимных элементов (механические, электрические, пневматические, гидравлические);
• корпуса приспособлений, на которых крепятся все остальные элементы;
• вспомогательные элементы, служащие для изменения положения детали в приспособлении относительно инструмента, для соединения между собой элементов приспособлений и регулирования их взаимного положения.
Применение станочных приспособлений позволяет:
1) устранить разметку деталей перед обработкой и исключить их выверку на станке по разметке;
2) значительно повысить производительность труда в результате сокращения вспомогательного времени, увеличения числа одновременно обрабатываемых деталей и числа одновременно работающих режущих инструментов, а также улучшения режимов резания;
3) обеспечить условия для многостаночного обслуживания нескольких станков одним рабочим;
4) значительно облегчить труд рабочих-станочников и использовать рабочих с более низкими квалификацией и разрядом;
5) повысить точность изготовления деталей;
6) расширить технологические возможности станков;
7) создать условия для механизации и автоматизации станков;
8) снизить себестоимость обработки деталей.
Выбор приспособлений зависит от типа производства, программы выпуска деталей, формы и габаритных размеров деталей, точности их изготовления и от технических требований, предъявляемых к обрабатываемым деталям.


























1. Назначение, конструкция и принцип работы приспособления

Сборочный чертеж приспособления разрабатывают с изоб¬ражением заготовки в трех проекциях. Проекции располагаются на несколько удаленном расстоянии, так как на проекциях к за¬готовке прочерчивают детали приспособления. После вычерчива¬ния заготовки на всех проекциях вычерчивают последовательно: установочные элементы, зажимные, координирующие устройства, центрирующие элементы, делительные устройства, силовой при¬вод, корпус приспособления, крепежные и соединительные эле¬менты.
На чертеже указывают требования к точности, технические условия на изготовление и сборку, габаритные, монтажные, при¬соединительные размеры; размеры, обеспечивающие точность об¬работки на данной операции, посадочные размеры.
Клиновые токарные патроны – это усовершенствованный вариант конструкции рычажного зажима. Высокую точность фиксации обеспечивает наличие собственного механического или пневмопривода для каждого кулачка. Имеет возможность фиксации заготовки со смещением относительно центра вращения, что позволяет производить обработку деталей сложной конфигурации.
Кулачковые патроны применяют для установки и зажима различных деталей, обрабатываемых на токарных и шлифовальных станках. В зависимости от количества кулачков патроны разделяются на двух-, трёх- и четырёхкулачковые. Патроны двух- и трёхкулачковые являются самоцентрирующими; четырёхкулачковые патроны изготавливают в основном с независимым перемещением кулачков, но бывают и самоцентрирующие 1, 154 – 160.
На рис.1 показан трёхкулачковый самоцентрирующий клиновой патрон с механизированным приводом, применяемый для зажима деталей, обрабатываемых на токарных и револьверных станках и многошпиндельных полуавтоматах в крупносерийном и серийном производствах. В пазах корпуса 1 патрона установлены три кулачка 2, к которым винтами 4 и сухарями 3 прикреплены сменные кулачки 5. В корпусе 1 патрона установлена втулка 6, которая винтом 8 и, тягой соединена со штоком поршня пневмоцилиндра. Во втулке 6 имеются три паза а с углом наклона 15°, в которые входят наклонные выступы б кулачков 2, образуя клиновые сопряженные пары. Во время подачи сжатого воздуха в штоковую полость пневмоцилиндра поршень со штоком перемещается в пневмоцилиндре влево, шток через тягу, винт 8 и втулку 6 передвигает выступы б кулачков 2 вниз по наклонным пазам а втулки 6. При этом сменные кулачки 5, перемещаясь к оси патрона, зажимают обрабатываемую деталь.
После обработки детали сжатый воздух подается в бесштоковую полость пневмоцилиндра и поршень со штоком перемещается в пневмоцилиндре вправо. Шток через промежуточные звенья передвигает втулку 6 вправо, выступы б кулачков 2 перемещаются по наклонным пазам втулки 6 вверх, и сменные кулачки 5 расходятся от оси патрона, деталь разжимается.
Для замены кулачков в шестигранное отверстие во втулке 6 вставляют торцовый ключ, который поворачивает втулку против часовой стрелки на угол 15°, кулачки 2 выходят из пазов корпуса 1 и тогда их вынимают.
Втулка 7 предохраняет патрон от засорения. Клиновые патроны жестки и износоустойчивы в работе.
Основные размеры рычажных и клиновых патронов берут по ГОСТ 5410—50. Диаметры деталей, зажимаемых в клиновых патронах, 50 – 100 мм и осевая сила на штоке привода для различных типоразмеров патронов 29400 – 39200 Н.
Силу Q на штоке механизированного привода для рычажных кулачковых патронов определяют в зависимости от требуемой силы зажима обрабатываемой детали. На деталь 1 (рис. 1), закреплённую в трехкулачковом патроне 2, действуют составляющие силы резания Pz, Px, Ру.

Рисунок 1 - Универсальный трёхкулачковый патрон с механизированным приводом

Сила Рz создаёт на обрабатываемой детали 1 крутящий момент Мрез, сила Рх – осевой сдвиг и сила Ру – опрокидывающий момент. Величина крутящего момента Мрез зависит от силы Pz, радиуса R0 обработанной поверхности детали и отношения D/D0, где D и D0 – диаметры детали до и после обработки.
Чем больше это отношение, тем меньше влияние крутящего момента на деталь. Величина опрокидывающего момента зависит от силы Ру и отношения L/D, где L – длина вылета обрабатываемой детали. Чем больше это отношение, тем больше влияние опрокидывающего момента на деталь.
Момент от сил трения Мтр и сила зажима Wсум детали в