Fixations de serrage. Dispositifs de serrage des luminaires. Le but des pinces et les caractéristiques de leurs conceptions en fonction de la conception de l'appareil

27.11.2019

Schéma d'un seul appareil

Étant donné que les dispositifs doivent fixer la pièce de manière rapide et fiable, il est préférable d'utiliser de telles pinces lorsque le serrage d'une pièce à plusieurs endroits est réalisé simultanément. Ha fig. La figure 74 montre un dispositif de serrage pour une partie de carrosserie, dans lequel le serrage est réalisé simultanément par deux pinces 1 Et 6 des deux côtés de la pièce en serrant un écrou 5 . Lors du serrage de l'écrou 5 épingle 4 avoir un double biseau dans la matrice 7 , par traction 8 affecte le biseau de la matrice 9 et le presse avec un écrou 2 collage 1 assis sur une épingle 3 . La direction de la force de serrage est indiquée par des flèches. En dévissant l'écrou 5 ressorts placés sous les pinces 1 Et b, soulevez-les en libérant la pièce.

Pour les grandes pièces, des dispositifs de serrage simples sont utilisés, tandis que pour les petites pièces, il est plus approprié d'utiliser des dispositifs dans lesquels plusieurs pièces peuvent être installées et serrées en même temps. De tels appareils sont appelés multi-sièges.

Appareils multi-personnes

La fixation de plusieurs pièces avec une seule pince réduit le temps de fixation et est utilisée lors de travaux sur des appareils multi-places.
En figue. 75 montre un schéma d'un double dispositif de serrage de deux rouleaux lors du fraisage de rainures de clavette. Le serrage se fait avec une poignée 4 avec un excentrique qui appuie simultanément sur la pince 3 et par traction 5 pour coller 1 , pressant ainsi les deux pièces contre les prismes du corps 2 dispositifs. Les rouleaux sont libérés en tournant la poignée 4 V verso. En même temps, les ressorts 6 retirer les pinces 1 Et 3 .

En figue. 76 montre un dispositif multi-siège avec un entraînement pneumatique à piston. L'air comprimé pénètre par une vanne à trois voies soit dans la cavité supérieure du cylindre, serrant les pièces (la direction de la force de serrage est indiquée par des flèches), soit dans la cavité inférieure du cylindre, libérant les pièces.

L'appareil décrit utilise une méthode de cassette pour installer les pièces. Plusieurs blancs, par exemple dans dans ce cas cinq sont installés dans la cassette, tandis qu'un autre lot des mêmes pièces est déjà en cours de traitement dans la cassette. Une fois le traitement terminé, la première cassette contenant les pièces fraisées est retirée de l'appareil et une autre cassette contenant des flans est installée à sa place. Méthode des cassettes vous permet de réduire le temps d'installation des pièces.
En figue. 77 montre la conception d'un dispositif de serrage multi-positions à entraînement hydraulique.
Base 1 le variateur est fixé sur la table de la machine. Dans un cylindre 3 le piston bouge 4 , dans la rainure de laquelle un levier est installé 5 , tournant autour d'un axe 8 , fixé de manière fixe dans l'œillet 7 . Le rapport du bras de levier 5 est de 3:1 à une pression d'huile de 50. kg/cm2 et diamètre de piston 55 mm force à l'extrémité courte du bras de levier 5 atteint 2800 kg. Pour se protéger des éclats, une enveloppe en tissu 6 est placée sur le levier.
L'huile s'écoule à travers une vanne de régulation à trois voies dans la vanne 2 et plus loin dans la cavité supérieure du cylindre 3 . Huile provenant de la cavité opposée du cylindre à travers un trou dans la base 1 entre dans la vanne à trois voies puis va à l'évacuation.
Lorsque la poignée de la vanne à trois voies est tournée en position de serrage, l'huile sous pression agit sur le piston 4 , transmettant la force de serrage à travers le levier 5 levier à fourche 9 dispositif de serrage qui tourne sur deux arbres d'essieu 10 . Doigt 12 , enfoncé dans le levier 9, fait tourner le levier 11 par rapport au point de contact de la vis 21 avec le corps de l'appareil. Dans ce cas, l'axe 13 le levier déplace la tige 14 vers la gauche et à travers la rondelle sphérique 17 et des noix 18 transfère la force de serrage à la pince 19 , tournant autour d'un axe 16 et presser les pièces sur une mâchoire stationnaire 20 . La taille de serrage est ajustée à l'aide d'écrous 18 et vis 21 .
Lorsque vous tournez la poignée de la vanne à trois voies en position de déverrouillage, le levier 11 tournera dans la direction opposée, déplaçant la tige 14 À droite. Dans ce cas le printemps 15 enlève le bâton 19 à partir de blancs.
Récemment, des dispositifs de serrage pneumohydrauliques ont été utilisés, dans lesquels de l'air comprimé provenant du réseau d'usine avec une pression de 4 à 6 kg/cm2 appuie sur le piston du vérin hydraulique, créant une pression d'huile d'environ 40-80 dans le système kg/cm2. L'huile avec une telle pression, à l'aide de dispositifs de serrage, sécurise les pièces avec une grande force.
Une augmentation de la pression du fluide de travail permet, avec la même force de serrage, de réduire la taille de l'étau.

Règles de sélection des dispositifs de serrage

Lors du choix d'un type dispositifs de serrage Les règles suivantes doivent être respectées.
Les pinces doivent être simples, rapides et facilement accessibles pour leur actionnement, suffisamment rigides et ne doivent pas se desserrer spontanément sous l'action d'une fraise, à cause des vibrations de la machine ou pour des raisons aléatoires, et ne doivent pas déformer la surface de la pièce et le faire rebondir. La force de serrage dans les pinces est neutralisée par un support et, si possible, doit être dirigée de manière à aider à presser la pièce contre les surfaces d'appui pendant le traitement. Pour ce faire, les dispositifs de serrage doivent être installés sur la table de la machine de manière à ce que la force de coupe générée lors du processus de fraisage soit absorbée par les parties fixes du dispositif, par exemple la mâchoire fixe d'un étau.
En figue. 78 montre des schémas d'installation du dispositif de serrage.

Lors du fraisage à contre-avance et en rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre fraise cylindrique La force de serrage doit être dirigée comme indiqué sur la Fig. 78, a, et avec rotation à droite - comme sur la Fig. 78, b.
Lors du fraisage avec une fraise en bout, en fonction du sens d'avance, la force de serrage doit être dirigée, comme indiqué sur la Fig. 78, dans ou fig. 78, ville
Avec cette disposition du dispositif, la force de serrage est opposée par un support rigide et la force de coupe aide à presser la pièce contre la surface de support pendant le traitement.

CONFÉRENCE 3

3.1. Objectif des dispositifs de serrage

L'objectif principal des dispositifs de serrage des luminaires est d'assurer un contact fiable (continuité) de la pièce ou de la pièce assemblée avec les éléments d'installation, empêchant ainsi son déplacement pendant le traitement ou l'assemblage.

Le mécanisme de serrage crée une force pour fixer la pièce, déterminée à partir de la condition d'équilibre de toutes les forces qui lui sont appliquées

À usinage Ce qui suit s'applique à la pièce à usiner :

1) forces et moments de coupe

2) forces volumétriques - gravité de la pièce, forces centrifuges et d'inertie.

3) forces agissant aux points de contact de la pièce avec l'appareil - force de réaction d'appui et force de frottement

4) forces secondaires, qui incluent les forces apparaissant lors de la rétraction outil de coupe(forets, tarauds, alésoirs) de la pièce à usiner.

Lors de l'assemblage, les pièces assemblées sont soumises à des forces d'assemblage et à des forces de réaction qui apparaissent aux points de contact des surfaces de contact.

Les dispositifs de serrage sont nécessaires les exigences suivantes :

1) lors du serrage, la position de la pièce obtenue par le basement ne doit pas être perturbée. Ceci est satisfait par un choix rationnel de la direction et des lieux d'application des forces de serrage ;

2) la pince ne doit pas provoquer de déformation des pièces fixées dans le luminaire ni d'endommagement (écrasement) de leurs surfaces ;

3) la force de serrage doit être la force minimale nécessaire, mais suffisante pour assurer une position fixe de la pièce par rapport à éléments d'installation appareils pendant le traitement ;

4) la force de serrage doit être constante tout au long de l'opération technologique ; la force de serrage doit être réglable ;

5) le serrage et le détachement de la pièce doivent être effectués avec un minimum d'effort et de temps de travail. Lors de l'utilisation de pinces manuelles, la force ne doit pas dépasser 147 N ; Durée moyenne fixation : dans un mandrin à trois mors (avec clé) - 4 s ; pince à vis (clé) - 4,5…5 s ; volant - 2,5…3 s ; tourner la poignée de la grue pneumatique et hydraulique - 1,5 s ; en appuyant sur un bouton - moins de 1 s.

6) le mécanisme de serrage doit être de conception simple, compact, aussi pratique et sûr que possible en fonctionnement. Pour ce faire, il doit avoir un minimum dimensions et contenir un nombre minimum de pièces amovibles ; Le dispositif de commande du mécanisme de serrage doit être situé du côté du travailleur.

Le besoin d'utiliser des dispositifs de serrage est éliminé dans trois cas.

1) la pièce à usiner a une masse importante, en comparaison avec laquelle les forces de coupe sont faibles.

2) les forces apparaissant lors du traitement sont dirigées de telle manière qu'elles ne peuvent pas perturber la position de la pièce obtenue lors du basement.

3) la pièce installée dans le luminaire est privée de tout degré de liberté. Par exemple, lors du perçage d'un trou dans une bande rectangulaire placée dans un gabarit en forme de boîte.

3.2. Classification des dispositifs de serrage

Les conceptions des dispositifs de serrage se composent de trois parties principales : un élément de contact (CE), un entraînement (P) et un mécanisme de puissance (SM).

Les éléments de contact servent à transmettre directement la force de serrage à la pièce à usiner. Leur conception permet de disperser les forces, évitant ainsi l’écrasement des surfaces de la pièce.

L'entraînement sert à convertir un certain type d'énergie en force initiale R et transmis au mécanisme de puissance.

Un mécanisme de force est nécessaire pour convertir la force de serrage initiale résultante R et en force de serrage Rz. La transformation s'effectue mécaniquement, c'est-à-dire selon les lois de la mécanique théorique.

Selon la présence ou l'absence de ceux-ci Composants les dispositifs de serrage des luminaires sont divisés en trois groupes.

À d'abord Le groupe comprend des dispositifs de serrage (Fig. 3.1a), qui contiennent toutes les pièces principales répertoriées : un mécanisme de puissance et un entraînement, qui assure le mouvement de l'élément de contact et crée la force initiale R et, converti par le mécanisme de puissance en force de serrage Rz .

Dans deuxième le groupe (Fig. 3.1b) comprend les dispositifs de serrage constitués uniquement d'un mécanisme motorisé et d'un élément de contact, qui est actionné directement par le travailleur appliquant la force initiale R et sur l'épaule je. Ces dispositifs sont parfois appelés dispositifs de serrage manuels (production unique et à petite échelle).

À troisième Ce groupe comprend les dispositifs de serrage qui n'ont pas de mécanisme de puissance, et les entraînements utilisés ne peuvent être appelés entraînements que conditionnellement, car ils ne provoquent pas de mouvement des éléments du dispositif de serrage et créent uniquement une force de serrage. Rz, qui dans ces appareils est la résultante uniformément charge distribuée q, agissant directement sur la pièce et créé soit en conséquence pression atmosphérique, ou au moyen d'un flux de force magnétique. Ce groupe comprend les appareils à vide et magnétiques (Fig. 3.1c). Utilisé dans tous types de production.

Riz. 3.1. Schème mécanismes de serrage

Un mécanisme de serrage élémentaire fait partie d'un dispositif de serrage constitué d'un élément de contact et d'un mécanisme de puissance.

Les éléments de serrage sont appelés : vis, excentriques, pinces, étaux, cales, plongeurs, pinces, bandes. Ce sont des maillons intermédiaires dans des systèmes de serrage complexes.

Dans le tableau La figure 2 montre la classification des mécanismes de serrage élémentaires.

Tableau 2

Classification des mécanismes de serrage élémentaires

MÉCANISMES DE SERRAGE ÉLÉMENTAIRES	SIMPLE	VIS	Vis de serrage
Avec rondelle ou bande fendue
Baïonnette ou piston
EXCENTRIQUE	Excentriques ronds
Développante curviligne
Curviligne selon la spirale d'Archimède
COIN	Avec coin plat à simple biseau
Avec rouleau de support et cale
Avec coin à double biseau
LEVIER	Un seul bras
Double bras
Bras doubles courbés
COMBINÉ	ÉLÉMENTS DE SERRAGE DE CENTRAGE	Pinces
Mandrins expansibles
Manchons de serrage en hydroplastique
Mandrins et mandrins avec ressorts à lames
Cartouches à membrane
PINCES À CRÉMAILLÈRE ET À LEVIER	Avec pince à rouleau et verrouillage
Avec dispositif de verrouillage conique
Avec dispositif de verrouillage excentrique
DISPOSITIFS DE SERRAGE COMBINÉS	Combinaison levier et vis
Combinaison de levier et d'excentrique
Mécanisme à levier articulé
SPÉCIAL	Action multi-lieux et continue

En fonction de la source d'énergie d'entraînement (nous ne parlons pas ici du type d'énergie, mais plutôt de l'emplacement de la source), les entraînements sont divisés en manuels, mécanisés et automatisés. Les mécanismes de serrage manuels sont actionnés par la force musculaire du travailleur. Les mécanismes de serrage motorisés fonctionnent à partir d'un entraînement pneumatique ou hydraulique. Les appareils automatisés se déplacent à partir des composants mobiles de la machine (broche, coulisseau ou mandrins à mâchoires). Dans ce dernier cas, la pièce est serrée et la pièce traitée est libérée sans la participation d'un ouvrier.

3.3. Éléments de serrage

3.3.1. Bornes à vis

Les serre-joints à vis sont utilisés dans les appareils avec fixation manuelle de la pièce, dans les appareils mécanisés, ainsi que sur lignes automatiques lorsque vous utilisez des appareils satellite. Leur fonctionnement est simple, compact et fiable.

Riz. 3.2. Bornes à vis:

a – avec une extrémité sphérique ; b – avec une extrémité plate ; c – avec une chaussure. Légende: R et- force appliquée à l'extrémité du manche ; Rz- force de serrage; W– force de réaction au sol ; je- Longueur de poignée; d- diamètre du collier à vis.

Calcul de la vis EZM. Avec une force connue P 3, le diamètre nominal de la vis est calculé

où d est le diamètre de la vis, en mm ; R3- force de fixation, N ; σ р- contrainte de traction (compression) du matériau de la vis, MPa

3.1. Sélection de l'emplacement d'application des forces de serrage, du type et du nombre d'éléments de serrage

Lors de la fixation d'une pièce dans un montage, les règles de base suivantes doivent être respectées :

· la position de la pièce obtenue lors de son ancrage ne doit pas être perturbée ;

· la fixation doit être fiable afin que la position de la pièce reste inchangée pendant le traitement ;

· le froissement des surfaces de la pièce qui se produit lors de la fixation, ainsi que sa déformation, doivent être minimes et dans des limites acceptables.

· pour assurer le contact de la pièce avec l'élément de support et éliminer son éventuel déplacement lors de la fixation, la force de serrage doit être dirigée perpendiculairement à la surface élément de support. Dans certains cas, la force de serrage peut être dirigée de manière à ce que la pièce soit simultanément pressée contre les surfaces de deux éléments de support ;

· afin d'éliminer la déformation de la pièce lors de la fixation, le point d'application de la force de serrage doit être choisi de manière à ce que la ligne de son action coupe la surface d'appui de l'élément de support. Ce n'est que lors du serrage de pièces particulièrement rigides que la ligne d'action de la force de serrage peut passer entre les éléments de support.

3.2. Détermination du nombre de points de force de serrage

Le nombre de points d'application des forces de serrage est déterminé spécifiquement pour chaque cas de serrage de la pièce. Pour réduire le froissement des surfaces de la pièce lors de la fixation, il est nécessaire de réduire pression spécifique aux points de contact du dispositif de serrage avec la pièce en dispersant la force de serrage.

Ceci est réalisé grâce à l'utilisation d'éléments de contact de conception appropriée dans les dispositifs de serrage, qui permettent de répartir la force de serrage de manière égale entre deux ou trois points, et parfois même de la disperser sur une certaine surface étendue. À Nombre de points de serrage dépend en grande partie du type de pièce, de la méthode de traitement et de la direction de la force de coupe. Pour diminuer vibrations et déformations de la pièce sous l'influence de la force de coupe, la rigidité du système pièce-dispositif doit être augmentée en augmentant le nombre d'endroits où la pièce est serrée et en les rapprochant de la surface usinée.

3.3. Détermination du type d'éléments de serrage

Les éléments de serrage comprennent des vis, des excentriques, des pinces, des mâchoires d'étau, des cales, des pistons, des pinces et des bandes.

Ce sont des maillons intermédiaires dans des systèmes de serrage complexes.

3.3.1. Bornes à vis

Bornes à vis utilisé dans les appareils avec fixation manuelle de la pièce, dans les appareils mécanisés, ainsi que sur les lignes automatiques lors de l'utilisation d'appareils satellites. Leur fonctionnement est simple, compact et fiable.

Riz. 3.1. Pinces à vis : a – avec une extrémité sphérique ; b – avec une extrémité plate ; c – avec une chaussure.

Les vis peuvent être à extrémité sphérique (cinquième), plates ou avec un sabot qui évite d'endommager la surface.

Lors du calcul des vis à talons sphériques, seul le frottement dans le filetage est pris en compte.

Où: L- longueur du manche, mm ; - rayon moyen du filetage, mm ; - angle d'attaque du filetage.

Où: S– pas de filetage, mm ; – angle de frottement réduit.

où : Pu 150 N.

Condition d'auto-freinage : .

Pour les filetages métriques standards, donc tous les mécanismes avec filetage métrique auto-freinage.

Lors du calcul des vis à talon plat, le frottement à l'extrémité de la vis est pris en compte.

Pour le talon annulaire :

où : D – diamètre extérieur de l'extrémité de support, mm ; d – diamètre intérieur de l'extrémité de support, mm ; - coefficient de friction.

Avec extrémités plates :

Pour vis à sabot :

Matériel: acier 35 ou acier 45 avec dureté HRC 30-35 et sculpture de précision de troisième classe.

3.3.2. Pinces à coin

Le coin est utilisé dans les cas suivants options de conception:

1. Cale plate à simple biseau.

2. Cale à double biseau.

3. Coin rond.

Riz. 3.2. Cale plate à simple biseau.

Riz. 3.3. Cale à double biseau.

Riz. 3.4. Coin rond.

4) une cale de manivelle en forme de came excentrique ou plate avec un profil de travail tracé selon une spirale d'Archimède ;

Riz. 3.5. Cale de manivelle : a – en forme d'excentrique ; b) – en forme de came plate.

5) une cale à vis en forme de came d'extrémité. Ici, la cale à simple biseau est en quelque sorte roulée en cylindre : la base de la cale forme support, et son plan incliné forme le profil hélicoïdal de la came ;

6) les mécanismes de cales auto-centrants (mandrins, mandrins) n'utilisent pas de systèmes de trois cales ou plus.

3.3.2.1. État d'auto-freinage du coin

Riz. 3.6. État d'auto-freinage de la cale.

où : - angle de frottement.

Où: – coefficient de friction;

Pour une cale à frottement uniquement sur une surface inclinée, la condition d'auto-freinage est :

avec frottement sur deux surfaces :

Nous avons: ; ou: ; .

Alors : condition d'auto-freinage pour une cale avec frottement sur deux surfaces :

pour une cale à frottement uniquement sur une surface inclinée :

Avec frottement sur deux surfaces :

Avec frottement uniquement sur une surface inclinée :

3.3.3.Pinces excentriques

Riz. 3.7. Schémas de calcul des excentriques.

De telles pinces agissent rapidement, mais développent moins de force que les pinces à vis. Ils ont des propriétés d'auto-freinage. Le principal inconvénient : ils ne peuvent pas fonctionner de manière fiable avec des variations de taille importantes entre les surfaces de montage et de serrage des pièces.

où : ( - la valeur moyenne du rayon tiré du centre de rotation de l'excentrique jusqu'au point A de la pince, mm ; ( - l'angle d'élévation moyen de l'excentrique au point de serrage ; (, (1 - frottement de glissement angles au point A de la pince et sur l'axe excentrique.

Pour les calculs nous acceptons :

À je Le calcul 2D peut être effectué à l'aide de la formule :

Condition d'auto-freinage excentrique :

Habituellement accepté.

Matériau : acier 20X, cémenté sur une profondeur de 0,8 à 1,2 mm et trempé à HRC 50…60.

3.3.4. Pinces

Pinces sont des manches à ressort. Ils sont utilisés pour installer des pièces sur des surfaces cylindriques externes et internes.

Où: PZ– force de fixation de la pièce à usiner ; Q – force de compression des lames de pince ; - angle de frottement entre la pince et la douille.

Riz. 3.8. Collet.

3.3.5. Dispositifs de serrage de pièces telles que corps de révolution

En plus des pinces, pour le serrage de pièces à surface cylindrique, des mandrins expansibles, des bagues de serrage en hydroplastique, des mandrins et des mandrins avec des ressorts à disque, des mandrins à membrane et autres sont utilisés.

Les mandrins en porte-à-faux et centraux sont utilisés pour l'installation avec un trou de base central de bagues, bagues, engrenages traités sur des machines de meulage multi-couteaux et autres.

Lors du traitement d'un lot de telles pièces, il est nécessaire d'obtenir une concentricité élevée des surfaces externes et internes et une perpendiculaire spécifiée des extrémités par rapport à l'axe de la pièce.

Selon la méthode d'installation et de centrage des pièces, les mandrins en porte-à-faux et centraux peuvent être divisés dans les types suivants : 1) rigides (lisse) pour l'installation de pièces avec un espace ou une interférence ; 2) pinces expansibles ; 3) coin (piston, boule) ; 4) avec disques ressorts ; 5) auto-serrage (came, rouleau) ; 6) avec une douille élastique de centrage.

Riz. 3.9. Modèles de mandrins : UN - mandrin lisse; b- mandrin avec manchon fendu.

En figue. 3.9, UN montre un mandrin lisse 2, sur la partie cylindrique duquel la pièce 3 est installée . Traction 6 , fixé sur la tige du vérin pneumatique, lorsque le piston avec la tige se déplace vers la gauche, la tête 5 appuie sur la rondelle à changement rapide 4 et serre la pièce 3 sur un mandrin lisse 2 . Le mandrin avec sa partie conique 1 est inséré dans le cône de la broche machine. Lors du serrage de la pièce sur le mandrin, la force axiale Q sur la tige de l'entraînement mécanisé provoque 4 entre les extrémités de la rondelle , l'épaulement du mandrin et de la pièce 3 moment de la force de frottement, supérieur au moment M coupé de la force de coupe P z. Dépendance entre les instants :

d'où vient la force sur la tige de l'entraînement mécanisé :

Selon la formule affinée :

Où : - facteur de sécurité ; Pz- composante verticale de la force de coupe, N (kgf) ; D- diamètre extérieur de la surface de la pièce, mm ; J1 - diamètre extérieur de la rondelle à changement rapide, mm ; d- diamètre de la partie de montage cylindrique du mandrin, mm ; f= 0,1 - 0,15- coefficient de frottement de l'embrayage.

En figue. 3.9, b montre un mandrin 2 avec un manchon fendu 6, sur lequel la pièce 3 est installée et serrée. La partie conique 1 du mandrin 2 est insérée dans le cône de la broche de la machine. La pièce est serrée et libérée sur le mandrin à l'aide d'un entraînement mécanisé. Lors de la soumission air comprimé dans la cavité droite du vérin pneumatique, le piston, la tige et la tige 7 se déplacent vers la gauche et la tête 5 de la tige avec la rondelle 4 déplace le manchon fendu 6 le long du cône du mandrin jusqu'à ce qu'il serre la pièce sur le mandrin. Lorsque de l'air comprimé est fourni à la cavité gauche du vérin pneumatique, le piston, la tige ; et la tige se déplace vers la droite, la tête 5 avec la rondelle 4 s'éloigne du manchon 6 et la pièce se desserre.

Figure 3.10. Mandrin en porte-à-faux avec ressorts à disque (UN) et disque ressort (b).

Le couple de la force de coupe verticale P z doit être inférieur au moment des forces de frottement sur la surface cylindrique du manchon fendu 6 mandrins. Force axiale sur la tige d'un entraînement motorisé (voir Fig. 3.9, b).

où : - la moitié de l'angle du cône du mandrin, en degrés ; - angle de frottement sur la surface de contact du mandrin avec le manchon fendu, deg ; f=0,15-0,2- coefficient de friction.

Les mandrins et mandrins avec disques ressorts sont utilisés pour le centrage et le serrage le long de la surface cylindrique intérieure ou extérieure des pièces. En figue. 3.10, un B un mandrin en porte-à-faux avec des disques ressorts et un disque ressort sont représentés respectivement. Le mandrin est constitué d'un corps 7, d'une bague de poussée 2, d'un paquet de disques ressorts 6, d'un manchon de pression 3 et d'une tige 1 reliée à la tige du vérin pneumatique. Le mandrin est utilisé pour installer et fixer la pièce 5 le long de la surface cylindrique intérieure. Lorsque le piston avec la tige et la tige 1 se déplace vers la gauche, cette dernière, avec la tête 4 et la douille 3, appuie sur les disques ressorts 6. Les ressorts se redressent, leur diamètre extérieur augmente et le diamètre intérieur diminue, la pièce 5 est centré et serré.

La taille des surfaces de montage des ressorts pendant la compression peut varier de 0,1 à 0,4 mm en fonction de leur taille. Par conséquent, la surface cylindrique de base de la pièce doit avoir une précision de 2 à 3 classes.

Un disque ressort avec fentes (Fig. 3.10, b) peut être considéré comme un ensemble de mécanismes à levier à double action à deux maillons, dilatés par la force axiale. Après avoir déterminé le couple Mme rés sur la force de coupe Pz et choisir le facteur de sécurité À, coefficient de friction F et rayon R. surface de montage de la surface du disque ressort, on obtient l'égalité :

A partir de l'égalité, nous déterminons la force de serrage radiale totale agissant sur la surface de montage de la pièce :

Force axiale sur la tige de commande motorisée pour disques ressorts :

avec fentes radiales

sans fentes radiales

où : - angle d'inclinaison du disque ressort lors du serrage de la pièce, degrés ; K=1,5 - 2,2- facteur de sécurité; Madame rés - couple dû à la force de coupe Pz,Nm (kgf-cm); f=0,1- 0,12- coefficient de frottement entre la surface de montage des disques ressorts et la surface de base de la pièce à usiner ; R- rayon de la surface de montage du disque ressort, mm ; Pz- composante verticale de la force de coupe, N (kgf) ; R1- rayon de la surface usinée de la pièce, mm.

Des mandrins et des mandrins avec des douilles à paroi mince auto-centrantes remplies d'hydroplastique sont utilisés pour une installation à l'extérieur ou surface intérieure pièces traitées sur tours et autres machines.

Sur les appareils dotés d'une bague à paroi mince, les pièces avec leurs surfaces extérieures ou intérieures sont montées sur la surface cylindrique de la bague. Lorsque la bague est expansée avec de l'hydroplastique, les pièces sont centrées et serrées.

La forme et les dimensions de la douille à paroi mince doivent garantir une déformation suffisante pour un serrage fiable de la pièce sur la douille lors du traitement de la pièce sur la machine.

Lors de la conception de mandrins et de mandrins avec des bagues à paroi mince en hydroplastique, les éléments suivants sont calculés :

1. dimensions principales des traversées à paroi mince ;

2. dimensions des vis de pression et des pistons pour les dispositifs à serrage manuel ;

3. tailles des pistons, diamètre du cylindre et course du piston pour les appareils à moteur.

Riz. 3.11. Douille à paroi mince.

Les données initiales pour le calcul des bagues à paroi mince sont le diamètre D d diamètre et longueur des trous ou du col de la pièce je d trous ou cols de la pièce.

Pour calculer une douille auto-centrée à paroi mince (Fig. 3.11), nous utiliserons la notation suivante : D- diamètre de la surface de montage du manchon de centrage 2, mm ; h-épaisseur de la partie à paroi mince de la bague, mm ; T- longueur des courroies de support des bagues, mm ; t-épaisseur des courroies de support des bagues, mm ; - la plus grande déformation élastique diamétrale de la douille (augmentation ou diminution du diamètre dans sa partie médiane) mm ; Smax- écart maximum entre la surface de montage de la douille et la surface de base de la pièce 1 à l'état libre, mm ; je à- longueur de la section de contact de la douille élastique avec la surface de montage de la pièce après le desserrage de la douille, mm ; L- longueur de la partie à paroi mince de la bague, mm ; je d- longueur de la pièce, mm ; D d- diamètre de la surface de base de la pièce, mm ; d- diamètre du trou des bandes de support de bague, mm ; R- pression plastique hydraulique nécessaire pour déformer une bague à paroi mince, MPa (kgf/cm2) ; r 1 - rayon de courbure du manchon, mm ; M res = P z r - couple admissible résultant de la force de coupe, Nm (kgf-cm) ; PZ- force de coupe, N (kgf) ; r est le bras de moment de la force de coupe.

En figue. La figure 3.12 montre un mandrin en porte-à-faux avec un manchon à paroi mince et hydroplastique. La pièce à usiner 4 est installée avec le trou de base sur la surface extérieure de la douille à paroi mince 5. Lorsque de l'air comprimé est fourni à la cavité de tige du vérin pneumatique, le piston avec la tige se déplace dans le vérin pneumatique vers la gauche et le tige à travers la tige 6 et le levier 1 déplace le piston 2, qui appuie sur le plastique hydraulique 3 . L'hydroplastique appuie uniformément sur la surface intérieure du manchon 5, le manchon se dilate ; Le diamètre extérieur du manchon augmente, centre et sécurise la pièce 4.

Riz. 3.12. Mandrin en porte-à-faux avec hydroplastique.

Les mandrins à membrane sont utilisés pour le centrage et le serrage précis des pièces traitées sur les tours et Rectifieuses. Dans les mandrins à membrane, les pièces à traiter sont montées sur la surface extérieure ou intérieure. Surfaces de base les pièces doivent être traitées selon les 2èmes classes de précision. Les cartouches à membrane offrent une précision de centrage de 0,004 à 0,007 mm.

Membranes- ce sont de fins disques métalliques avec ou sans cornes (membranes annulaires). En fonction de l'effet sur la membrane de la tige d'un entraînement mécanisé - action de traction ou de poussée - les cartouches à membrane sont divisées en expansion et serrage.

Dans un mandrin à cornet à membrane expansible, lors de l'installation de la partie annulaire, la membrane avec cornes et la tige d'entraînement se courbent vers la gauche en direction de la broche de la machine. Dans ce cas, les cornes à membrane avec vis de serrage installées aux extrémités des cornes convergent vers l'axe de la cartouche, et l'anneau en cours de traitement est installé à travers le trou central de la cartouche.

Lorsque la pression sur la membrane s'arrête sous l'action de forces élastiques, elle se redresse, ses cornes avec vis s'écartent de l'axe de la cartouche et serrent l'anneau en cours de traitement le long de la surface intérieure. Dans un mandrin à extrémité ouverte à diaphragme de serrage, lorsque la partie annulaire est installée sur la surface extérieure, le diaphragme est plié par la tige d'entraînement à droite de la broche de la machine. Dans ce cas, les cornes de membrane s'écartent de l'axe du mandrin et la pièce est desserrée. Ensuite, l'anneau suivant est installé, la pression sur la membrane s'arrête, elle redresse et serre l'anneau en cours de traitement avec ses cornes et ses vis. Les mandrins à cornet de serrage à membrane avec entraînement motorisé sont fabriqués selon MN 5523-64 et MN 5524-64 et avec entraînement manuel selon MN 5523-64.

Les cartouches à membrane sont disponibles en caroube et en coupelle (anneau), elles sont fabriquées en acier 65G, ZOKHGS, trempé à une dureté de HRC 40-50. Les dimensions principales des membranes de la caroube et de la cupule sont normalisées.

En figue. 3.13, un B montré schéma de conception mandrin à corne à membrane 1 . Un entraînement pneumatique du mandrin est installé à l'extrémité arrière de la broche de la machine. Lorsque de l'air comprimé est fourni à la cavité gauche du vérin pneumatique, le piston avec la tige et la tige 2 se déplace vers la droite en même temps, la tige 2, en appuyant. sur la membrane cornée 3, la plie, les cames (cornes) 4 divergent et la partie 5 s'ouvre (Fig. 3.13, b). Lorsque de l'air comprimé est fourni dans la cavité droite du vérin pneumatique, son piston avec tige et tige 2 se déplace vers la gauche et s'éloigne de la membrane 3. La membrane, sous l'action des forces élastiques internes, se redresse, les cames 4 du la membrane converge et serre la partie 5 le long de la surface cylindrique (Fig. 3.13, a).

Riz. 3.13. Schéma d'une cartouche à membrane-corne

Données de base pour le calcul de la cartouche (Fig. 3.13, UN) avec membrane en forme de corne : moment de coupe Mme rés, cherchant à faire tourner la pièce 5 dans les cames 4 du mandrin ; diamètre d = 2b surface extérieure de base de la pièce à usiner ; distance je du milieu de la membrane 3 jusqu'au milieu des cames 4. Sur la Fig. 3.13, V un schéma de conception d'une membrane chargée est donné. Une membrane ronde fixée rigidement le long de la surface extérieure est chargée d'un moment de flexion uniformément réparti M.I., appliqué le long d'un cercle concentrique d'une membrane de rayon b surface de base de la pièce. Ce circuit est le résultat de la superposition de deux circuits représentés sur la Fig. 3.13, g, d, et Mje = M1 + M3. Mme rés

Pouvoirs Pz provoquer un moment qui plie la membrane (voir Fig. 3.13, V).

2. Quand grandes quantités moment de la mâchoire du mandrin Mp peut être considéré comme agissant uniformément autour de la circonférence du rayon de la membrane b et le faisant plier :

3. Rayon UN la surface extérieure de la membrane (pour des raisons de conception) est spécifiée.

4. Attitude T rayon UN membranes à rayon b surface de montage de la pièce : a/b = t.

5. Instants M1 Et M3 en fractions de M et (M et = 1) trouvé en fonction m = a/b selon les données suivantes (tableau 3.1) :

Tableau 3.1

m=a/b	1,25	1,5	1,75	2,0	2,25	2,5	2,75	3,0
M1	0,785	0,645	0,56	0,51	0,48	0,455	0,44	0,42
M3	0,215	0,355	0,44	0,49	0,52	0,545	0,56	0,58

6. Angle (rad) d'ouverture des cames lors de la fixation d'une pièce de plus petite taille maximale :

7. Rigidité cylindrique de la membrane [N/m (kgf/cm)] :

où : MPa - module d'élasticité (kgf/cm 2) ; =0,3.

8. Angle de plus grande expansion des cames (rad) :

9. La force exercée sur la tige de l'entraînement motorisé du mandrin, nécessaire pour dévier la membrane et écarter les cames lors de l'expansion de la pièce, jusqu'à l'angle maximum :

Lors du choix du point d'application et de la direction de la force de serrage, il convient de respecter les points suivants : pour assurer le contact de la pièce avec l'élément de support et éliminer son éventuel déplacement lors de la fixation, la force de serrage doit être dirigée perpendiculairement à la surface du support. élément; Afin d'éliminer la déformation de la pièce lors de la fixation, le point d'application de la force de serrage doit être choisi de manière à ce que la ligne de son action coupe la surface d'appui de l'élément de montage.

Le nombre de points d'application des forces de serrage est déterminé spécifiquement pour chaque cas de serrage d'une pièce, en fonction du type de pièce, de la méthode de traitement et de la direction de la force de coupe. Pour réduire les vibrations et la déformation de la pièce sous l'influence des forces de coupe, la rigidité du système pièce-fixation doit être augmentée en augmentant le nombre de points de serrage de la pièce en introduisant des supports auxiliaires.

Les éléments de serrage comprennent des vis, des excentriques, des pinces, des mâchoires d'étau, des cales, des pistons et des bandes. Ce sont des maillons intermédiaires dans des systèmes de serrage complexes. Formulaire surface de travail les éléments de serrage en contact avec la pièce à usiner sont fondamentalement les mêmes que les éléments de montage. Graphiquement, les éléments de serrage sont désignés selon le tableau. 3.2.

Tableau 3.2 Désignation graphiqueéléments de serrage

Les éléments de serrage sont des mécanismes directement utilisés pour sécuriser les pièces ou des maillons intermédiaires dans des systèmes de serrage plus complexes.

La plupart vue simple les pinces universelles sont celles qui sont activées par des clés, des poignées ou des volants montés dessus.

Pour éviter le mouvement de la pièce serrée et la formation de bosses sur celle-ci à cause de la vis, ainsi que pour réduire la flexion de la vis lors de l'appui sur une surface non perpendiculaire à son axe, des patins oscillants sont placés aux extrémités des vis ( Fig. 68, α).

Combinaisons dispositifs à vis avec leviers ou cales sont appelés pinces combinées et, dont une variété est pinces à vis(Fig. 68, b), Le dispositif des pinces vous permet de les déplacer ou de les faire pivoter afin que vous puissiez installer plus facilement la pièce dans le luminaire.

En figue. 69 montre quelques dessins pinces à dégagement rapide. Pour les petites forces de serrage, un dispositif à baïonnette est utilisé (Fig. 69, α) et pour les forces importantes, un dispositif à piston est utilisé (Fig. 69, b). Ces dispositifs permettent d'escamoter l'élément de serrage jusqu'à longue distance de la pièce à usiner ; la fixation se produit en tournant la tige d'un certain angle. Un exemple de pince avec butée rabattable est illustré à la Fig. 69, v. Après avoir desserré l'écrou de la poignée 2, retirez la butée 3 en la faisant tourner autour de son axe. Ensuite, la tige de serrage 1 est rétractée vers la droite à une distance h. En figue. 69, d montre un schéma d'un appareil à grande vitesse type de levier. Lors de la rotation de la poignée 4, la goupille 5 glisse le long de la barre 6 avec une coupe oblique, et la goupille 2 glisse le long de la pièce 1 en la pressant contre les butées situées en dessous. La rondelle sphérique 3 sert de charnière.

Le temps important et les forces importantes nécessaires pour fixer les pièces limitent le champ d'utilisation des serre-joints à vis et, dans la plupart des cas, rendent préférables les serre-joints à dégagement rapide. pinces excentriques. En figue. La figure 70 montre un disque (α), cylindrique avec une pince en forme de L (b) et des pinces flottantes coniques (c).

Les excentriques sont ronds, en développante et en spirale (le long de la spirale d'Archimède). Deux types d'excentriques sont utilisés dans les dispositifs de serrage : ronds et courbes.

Excentriques ronds(Fig. 71) sont un disque ou un rouleau dont l'axe de rotation est décalé de la taille d'excentricité e ; la condition d'auto-freinage est assurée lorsque le rapport D/е≥ 4.

L'avantage des excentriques ronds est la facilité de leur fabrication ; Le principal inconvénient est la variabilité de l'angle de levage α et des forces de serrage Q. Excentriques curvilignes, dont le profil de travail est réalisé selon une développante ou une spirale d'Archimède, ont un angle d'élévation constant α, et assurent donc une force constante Q lors du serrage en n'importe quel point du profil.

Mécanisme à coin utilisé comme maillon intermédiaire dans les systèmes de serrage complexes. Il est simple à fabriquer, se place facilement dans l'appareil, et permet d'augmenter et de changer la direction de la force transmise. Sous certains angles, le mécanisme à coin a des propriétés d'auto-freinage. Pour un coin à un seul biseau (Fig. 72, a) lors de la transmission des forces à angle droit, la relation suivante peut être acceptée (avec ϕ1 = ϕ2 = ϕ3 = ϕ où ϕ1…ϕ3 sont des angles de frottement) :

P = Qtg (α ± 2ϕ),

où P est la force axiale ; Q - force de serrage. L'auto-freinage aura lieu à α<ϕ1 + ϕ2.

Pour un coin à deux biseaux (Fig. 72, b) lors de la transmission des forces sous un angle β>90, la relation entre P et Q à un angle de frottement constant (ϕ1 = ϕ2 = ϕ3 = ϕ) s'exprime par la formule suivante :

P = Qsin(α + 2ϕ)/cos (90° + α - β + 2ϕ).

Pinces à levier utilisé en combinaison avec d'autres pinces élémentaires, formant des systèmes de serrage. À l'aide du levier, vous pouvez modifier l'ampleur et la direction de la force transmise, ainsi que fixer simultanément et uniformément la pièce à deux endroits. En figue. La figure 73 montre des diagrammes de l'action des forces dans des pinces droites et courbes à un ou deux bras. Les équations d'équilibre de ces mécanismes à levier ont vue suivante; pour une pince à un seul bras (Fig. 73, α) :

pince directe à double bras (Fig. 73, b) :

pince courbée (pour l1

où p est l'angle de frottement ; ƒ - coefficient de frottement.

Les éléments de serrage de centrage sont utilisés comme éléments d'installation pour les surfaces externes ou internes des corps rotatifs : pinces de serrage, mandrins expansibles, bagues de serrage en hydroplastique, ainsi que cartouches à membrane.

Pinces Il s'agit de manchons à ressort fendus dont les variantes de conception sont illustrées à la Fig. 74 (α - avec un tube de tension ; 6 - avec un tube entretoise ; c - type vertical). Ils sont fabriqués à partir d'aciers à haute teneur en carbone, par exemple U10A, et sont traités thermiquement jusqu'à une dureté de HRC 58...62 dans la partie de serrage et jusqu'à une dureté de HRC 40...44 dans la partie arrière. Angle du cône de pince α = 30…40°. À des angles plus petits, la pince peut se coincer.

L'angle du cône du manchon de compression est inférieur ou supérieur de 1° à l'angle du cône de la pince. Les pinces garantissent une excentricité d'installation (excentricité) ne dépassant pas 0,02...0,05 mm. La surface de base de la pièce doit être traitée selon le niveau de précision 9e...7e.

Mandrins expansibles diverses conceptions (y compris les conceptions utilisant de l'hydroplastique) sont classées comme dispositifs de montage et de serrage.

Cartouches à membrane utilisé pour le centrage précis des pièces le long de la surface cylindrique extérieure ou intérieure. La cartouche (Fig. 75) est constituée d'une membrane ronde 1 vissée sur la façade de la machine sous la forme d'une plaque avec des saillies-cames 2 disposées symétriquement, dont le nombre est choisi dans la plage de 6...12. Une tige de vérin pneumatique 4 passe à l'intérieur de la broche. Lorsque le système pneumatique est activé, la membrane se plie, écartant les cames. Lorsque la tige recule, la membrane, essayant de revenir à position initiale, serre la pièce 3 avec ses poings.

Pince à crémaillère et pignon(Fig. 76) se compose d'une crémaillère 3, d'un engrenage 5 posé sur un arbre 4 et d'un levier de poignée 6. En tournant la poignée dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, abaissez la crémaillère et la pince 2 pour fixer la pièce 1. La force de serrage Q dépend de la valeur de la force P appliquée sur la poignée. L'appareil est équipé d'un verrou qui, en bloquant le système, empêche la rotation inverse de la roue. Les types de serrures les plus courants sont : Serrure à rouleau(Fig. 77, a) se compose d'une bague d'entraînement 3 avec une découpe pour le rouleau 1, qui est en contact avec le plan de coupe du rouleau. 2 vitesses. La bague d'entraînement 3 est fixée à la poignée du dispositif de serrage. En tournant la poignée dans le sens de la flèche, la rotation est transmise à l'arbre de transmission via le rouleau 1*. Le rouleau est coincé entre la surface d'alésage du boîtier 4 et le plan de coupe du rouleau 2 et empêche une rotation inverse.

Verrouillage à rouleau à entraînement direct le moment entre l'entraîneur et le rouleau est indiqué sur la Fig. 77, b. La rotation de la poignée à la laisse est transmise directement à l'arbre de la sixième roue. Le rouleau 3 est pressé à travers la goupille 4 par un ressort faible 5. Étant donné que les espaces aux endroits où le rouleau touche l'anneau 1 et l'arbre 6 sont sélectionnés, le système se bloque instantanément lorsque la force est supprimée de la poignée 2. En tournant la poignée dans le sens Dans le sens opposé, le rouleau cale et fait tourner l'arbre dans le sens des aiguilles d'une montre.

Serrure conique(Fig. 77, c) possède un manchon conique 1 et un arbre avec un cône 3 et une poignée 4. Les dents en spirale sur le col médian de l'arbre sont en prise avec la crémaillère 5. Cette dernière est reliée au mécanisme de serrage de l'actionneur . Pour un angle de dent de 45°, la force axiale sur l'arbre 2 est égale (sans tenir compte du frottement) à la force de serrage.

* Les serrures de ce type sont constituées de trois rouleaux situés à un angle de 120°.

Serrure à came(Fig. 77, d) est constitué d'un arbre de roue 2 sur lequel est coincé un excentrique 3. L'arbre est entraîné en rotation par un anneau 1 fixé à la poignée de serrure ; la bague tourne dans l'alésage du boîtier 4 dont l'axe est décalé de l'axe de l'arbre d'une distance e. Lorsque la poignée tourne en sens inverse, la transmission à l'arbre se fait par l'intermédiaire de la goupille 5. Pendant le processus de fixation, la bague 1 est coincée entre. l'excentrique et le boîtier.

Dispositifs de serrage combinés sont une combinaison de pinces élémentaires de différents types. Ils sont utilisés pour augmenter la force de serrage et réduire les dimensions de l'appareil, ainsi que pour créer une plus grande facilité de contrôle. Les dispositifs de serrage combinés peuvent également permettre le serrage simultané d'une pièce à plusieurs endroits. Les types de pinces combinées sont illustrés à la Fig. 78.

La combinaison d'un levier incurvé et d'une vis (Fig. 78, a) permet de fixer simultanément la pièce à deux endroits, augmentant uniformément les forces de serrage jusqu'à une valeur donnée. Une pince rotative conventionnelle (Fig. 78, b) est une combinaison de pinces à levier et à vis. L'axe d'oscillation du levier 2 est aligné avec le centre de la surface sphérique de la rondelle 1, ce qui soulage la goupille 3 des forces de flexion. La pince avec un excentrique illustrée à la Fig. 78 est un exemple de pince combinée à grande vitesse. À un certain rapport du bras de levier, la force de serrage ou la course de l'extrémité de serrage du levier peut être augmentée.

En figue. 78, d montre un dispositif pour fixer une pièce cylindrique dans un prisme à l'aide d'un levier articulé, et sur la Fig. 78, d - schéma d'une pince combinée à grande vitesse (levier et excentrique), assurant un pressage latéral et vertical de la pièce sur les supports de l'appareil, puisque la force de serrage est appliquée sous un angle. Une condition similaire est assurée par le dispositif représenté sur la Fig. 78, par.

Les pinces à levier à charnière (Fig. 78, g, h, i) sont des exemples de dispositifs de serrage à grande vitesse actionnés en tournant la poignée. Pour éviter l'auto-déverrouillage, la poignée est déplacée vers la position morte jusqu'à la butée 2. La force de serrage dépend de la déformation du système et de sa rigidité. La déformation souhaitée du système est réglée en réglant la vis de pression 1. Cependant, la présence d'une tolérance pour la taille H (Fig. 78, g) ne garantit pas une force de serrage constante pour toutes les pièces d'un lot donné.

Les dispositifs de serrage combinés sont actionnés manuellement ou par des unités électriques.

Mécanismes de serrage pour plusieurs luminaires doit fournir la même force de serrage dans toutes les positions. Le dispositif multiplace le plus simple est un mandrin sur lequel est installé un paquet d'ébauches « anneaux, disques », fixés le long des plans d'extrémité avec un écrou (schéma de transmission de la force de serrage séquentielle). En figue. La figure 79, α montre un exemple de dispositif de serrage fonctionnant sur le principe de répartition parallèle de la force de serrage.

S'il est nécessaire d'assurer la concentricité de la base et des surfaces usinées et d'éviter la déformation de la pièce, des dispositifs de serrage élastiques sont utilisés, où la force de serrage est uniformément transmise au moyen d'un remplissage ou d'un autre corps intermédiaire à l'élément de serrage du dispositif dans les limites des déformations élastiques).

Des ressorts conventionnels, en caoutchouc ou en hydroplastique, sont utilisés comme corps intermédiaire. Un dispositif de serrage parallèle utilisant de l'hydroplastique est illustré à la Fig. 79, b. En figue. 79, montre un dispositif à action mixte (série parallèle).

Sur les machines continues (fraisage à tambour, perçage spécial multibroches) les pièces à usiner sont installées et retirées sans interrompre le mouvement d'alimentation. Si le temps auxiliaire chevauche le temps machine, différents types de dispositifs de serrage peuvent être utilisés pour sécuriser les pièces.

Afin de mécaniser les processus de production, il est conseillé d'utiliser Dispositifs de serrage automatiques(continu) entraîné par le mécanisme d’alimentation de la machine. En figue. 80, α montre un schéma d'un dispositif avec un élément fermé flexible 1 (câble, chaîne) pour fixer des pièces cylindriques 2 sur une fraiseuse à tambour lors du traitement des surfaces d'extrémité, et sur la Fig. 80, 6 - schéma d'un dispositif de fixation d'ébauches de piston sur une perceuse horizontale multibroches. Dans les deux appareils, les opérateurs installent et retirent uniquement la pièce, et la pièce est automatiquement sécurisée.

Un dispositif de serrage efficace pour maintenir des pièces constituées d'un matériau en feuille mince pendant la finition ou la finition est une pince à vide. La force de serrage est déterminée par la formule :

où A est la zone active de la cavité du dispositif limitée par le joint ; p = 10 5 Pa - la différence entre la pression atmosphérique et la pression dans la cavité de l'appareil d'où l'air est évacué.

Dispositifs de serrage électromagnétiques utilisé pour fixer des pièces en acier et en fonte avec une surface de base plane. Dispositifs de serrage Ils sont généralement réalisés sous forme de plaques et de mandrins, lors de la conception desquels les dimensions et la configuration de la pièce en plan, son épaisseur, son matériau et la force de maintien nécessaire sont prises comme données initiales. La force de maintien du dispositif électromagnétique dépend en grande partie de l'épaisseur de la pièce ; pour les faibles épaisseurs, tout le flux magnétique ne traverse pas la section transversale de la pièce et certaines lignes de flux magnétique sont dispersées dans l'espace environnant. Les pièces traitées sur des plaques ou des mandrins électromagnétiques acquièrent des propriétés magnétiques résiduelles - elles sont démagnétisées en les faisant passer à travers un solénoïde alimenté par courant alternatif.

En serrage magnétique Dans les appareils, les éléments principaux sont des aimants permanents, isolés les uns des autres par des joints non magnétiques et fixés dans un bloc commun, et la pièce est une armature à travers laquelle le flux de puissance magnétique est fermé. Pour détacher la pièce finie, le bloc est déplacé à l'aide d'un mécanisme à excentrique ou à manivelle, tandis que le flux de puissance magnétique est fermé sur le corps de l'appareil, contournant la pièce.

Les éléments de serrage maintiennent la pièce à usiner pièce à usiner contre les déplacements et les vibrations résultant de l'influence des forces de coupe.

Classification des éléments de serrage

Les éléments de serrage des appareils sont divisés en simples et combinés, c'est-à-dire composé de deux, trois ou plusieurs éléments imbriqués.

Les plus simples incluent la cale, la vis, l'excentrique, le levier, la charnière à levier, etc. - appelés pinces.

Les mécanismes combinés sont généralement conçus sous forme de type à vis
levier, levier excentrique, etc. et sont appelés poignées.
Quand utiliser simple ou combiné
mécanismes dans les arrangements avec entraînement mécanisé

(pneumatiques ou autres) on les appelle mécanismes - amplificateurs. En fonction du nombre de maillons entraînés, les mécanismes sont divisés : 1. maillon unique - serrage de la pièce en un point ;

2. à deux maillons - serrage de deux pièces ou d'une pièce en deux points ;

3. multi-liens - serrage d'une pièce en plusieurs points ou de plusieurs pièces simultanément avec des forces égales. Par degré d'automatisation :

1. manuel - travailler avec une vis, une cale et autres
bâtiments;

2. mécanisé, en
sont divisées en

a) hydraulique,

b) pneumatique,

c) pneumohydraulique,

d) mécanohydraulique,

d) électrique,

e) magnétique,

g) électromagnétique,

h) le vide.

3. automatisé, contrôlé depuis les parties actives de la machine. Ils sont entraînés par la table de la machine, le support, la broche et les forces centrifuges des masses en rotation.

Exemple : mandrins à énergie centrifuge pour tours semi-automatiques.

Exigences relatives aux dispositifs de serrage

Ils doivent être fiables en fonctionnement, de conception simple et faciles à entretenir ; ne doit pas provoquer de déformation des pièces à fixer ni d'endommagement de leurs surfaces ; la fixation et le retrait des pièces doivent être effectués avec coût minimum l'effort et le temps de travail, en particulier lors de la fixation de plusieurs pièces dans plusieurs dispositifs de fixation ; de plus, les dispositifs de serrage ne doivent pas déplacer la pièce pendant le processus de fixation ; Dans la mesure du possible, les forces de coupe ne doivent pas être absorbées par les dispositifs de serrage. Ils doivent être perçus comme des éléments d'installation plus rigides des appareils. Pour améliorer la précision du traitement, les dispositifs fournissant une force de serrage constante sont préférés.

Faisons une petite excursion dans la mécanique théorique. Rappelons quel est le coefficient de frottement ?

Si un corps de poids Q se déplace le long d'un plan avec une force P, alors la réaction à la force P sera une force P 1 dirigée dans la direction opposée, c'est-à-dire

glisser.

Coefficient de friction

Exemple : si f = 0,1 ; Q = 10 kg, alors P = 1 kg.

Le coefficient de frottement varie en fonction de la rugosité de la surface.

Méthode de calcul des forces de serrage

Premier cas

Deuxième cas

La force de coupe P z et la force de serrage Q sont dirigées dans la même direction

Dans ce cas Q => O

La force de coupe P g et la force de serrage Q sont dirigées dans des directions opposées, alors Q = k * P z

où k est le facteur de sécurité k = 1,5 finition k = 2,5 ébauche.

Troisième cas

Les forces sont dirigées mutuellement perpendiculairement. La force de coupe P s'oppose à la force de frottement sur le support (installation) Qf 2 et à la force de frottement au point de serrage Q*f 1, alors Qf 1 + Qf 2 = k*P z

g
de f, et f 2 - coefficients de frottement de glissement Quatrième cas

La pièce est traitée dans un mandrin à trois mors

Dans cette direction, P tend à déplacer la pièce par rapport aux cames.

Calcul des mécanismes de serrage filetés Premier cas

Pince à vis à tête plate À partir de la condition d'équilibre

où P est la force exercée sur la poignée, kg ; Q - force de serrage de la pièce, kg ; R. CP - rayon moyen du filetage, mm ;

R - rayon de l'extrémité de support ;

Angle d'hélice du filetage ;

Angle de frottement en Connexion filetée 6; - condition d'auto-freinage ; f est le coefficient de frottement du boulon sur la pièce ;

0,6 - coefficient prenant en compte le frottement de toute la surface de l'extrémité. Le moment P*L dépasse le moment de la force de serrage Q, en tenant compte des forces de frottement dans paire de vis et au bout du boulon.

Deuxième cas

■ Collier de serrage à surface sphérique

Avec l'augmentation des angles α et φ, la force P augmente, car dans ce cas, la direction de la force remonte le plan incliné du filetage.

Troisième cas

Cette méthode de serrage est utilisée lors du traitement de bagues ou de disques sur mandrins : tours, têtes diviseuses ou tables rotatives sur fraiseuses, machines à rainurer ou autres machines, taillage d'engrenages, façonnage d'engrenages, perceuses radiales, etc. Quelques informations de l'annuaire :

La vis Ml6 à extrémité sphérique avec une longueur de manche L = 190 mm et une force P = 8 kg, développe une force Q = 950 kg
Serrage avec une vis M = 24 avec une extrémité plate à L = 310 mm ; P = 15 kg ; Q = 1550mm
Collier de serrage avec écrou hexagonal Ml 6 clé L = 190 mm ; P = 10 kg ; Q = 700 kg.

Pinces excentriques

Les pinces excentriques sont faciles à fabriquer, c'est pourquoi nous avons constaté large application V des machines-outils. L'utilisation de pinces excentriques peut réduire considérablement le temps de serrage d'une pièce, mais la force de serrage est inférieure à celle des pinces filetées.

Les pinces excentriques sont fabriquées en combinaison avec et sans pinces.

Considérons une pince excentrique avec une pince.

Les pinces excentriques ne peuvent pas fonctionner avec des écarts de tolérance importants (±δ) de la pièce. En cas d'écarts de tolérance importants, la pince nécessite un réglage constant avec la vis 1.

Calcul excentrique

Les matériaux utilisés pour la fabrication de l'excentrique sont U7A, U8A Avec traitement thermique jusqu'à HR de 50....55 unités, acier 20X avec carburation jusqu'à une profondeur de 0,8... 1,2 Avec durcissement HR de 55...60 unités.

Regardons le diagramme excentrique. La ligne KN divise l'excentrique en deux ? moitiés symétriques constituées, pour ainsi dire, de 2 X cales vissées sur le « cercle initial ».

L'axe de rotation excentrique est décalé par rapport à son axe géométrique de l'excentricité « e ».

La section Nm de la cale inférieure est généralement utilisée pour le serrage.

En considérant le mécanisme comme un mécanisme combiné constitué d'un levier L et d'une cale avec frottement sur deux surfaces sur l'axe et le point « m » (point de serrage), on obtient une relation de force pour calculer la force de serrage.

où Q est la force de serrage

P - force sur la poignée

L - poignée épaule

r - distance de l'axe de rotation excentrique au point de contact Avec

pièce à usiner

α - angle de montée de la courbe

α 1 - angle de frottement entre l'excentrique et la pièce

α 2 - angle de frottement sur l'axe excentrique

Pour éviter que l'excentrique ne s'éloigne pendant le fonctionnement, il est nécessaire de respecter la condition d'auto-freinage de l'excentrique.

Condition d'auto-freinage de l'excentrique. = 12Р

à propos de Chyazhima avec Expentoik

de α - angle de frottement du glissement au point de contact avec la pièce ø - coefficient de friction

Pour des calculs approximatifs de Q - 12P, considérons le schéma d'une pince double face avec un excentrique

Pinces à coin

Les dispositifs de serrage à coin sont largement utilisés dans les machines-outils. Leur élément principal est constitué de cales à un, deux et trois biseaux. L'utilisation de tels éléments est due à la simplicité et à la compacité des conceptions, à la rapidité d'action et à la fiabilité de fonctionnement, à la possibilité de les utiliser comme élément de serrage, agissant directement sur la pièce à fixer, et comme maillon intermédiaire, par exemple, maillon amplificateur dans d'autres dispositifs de serrage. Des cales auto-freinantes sont généralement utilisées. La condition d'auto-freinage d'une cale à simple biseau s'exprime par la dépendance

α >2ρ

Où α - angle de coin

ρ - l'angle de frottement sur les surfaces G et H de contact entre la cale et les pièces d'accouplement.

L'auto-freinage est assuré sous l'angle α = 12°, cependant, pour éviter que les vibrations et les fluctuations de charge lors de l'utilisation de la pince ne fragilisent la pièce, des cales avec un angle α sont souvent utilisées.

Étant donné que la diminution de l'angle entraîne une augmentation

propriétés d'auto-freinage de la cale, il est nécessaire lors de la conception de l'entraînement du mécanisme de cale de prévoir des dispositifs qui facilitent le retrait de la cale de l'état de fonctionnement, car libérer une cale chargée est plus difficile que de la retirer de condition de travail.

Ceci peut être réalisé en connectant la tige de l'actionneur à une cale. Lorsque la tige 1 se déplace vers la gauche, elle passe le chemin « 1 » au ralenti, puis, frappant la goupille 2 enfoncée dans la cale 3, pousse cette dernière vers l'extérieur. Lorsque la tige recule, elle pousse également d'un coup la cale dans la goupille. position de travail. Ceci doit être pris en compte dans les cas où le mécanisme de coin est entraîné par un entraînement pneumatique ou hydraulique. Ensuite, pour assurer un fonctionnement fiable du mécanisme, il est nécessaire de créer pression différente liquide ou air comprimé différents côtés piston d'entraînement. Cette différence lors de l'utilisation d'entraînements pneumatiques peut être obtenue en utilisant détendeur dans l'un des tubes alimentant en air ou en liquide le cylindre. Dans les cas où l'auto-freinage n'est pas requis, il est conseillé d'utiliser des rouleaux sur les surfaces de contact de la cale avec les pièces d'accouplement du dispositif, facilitant ainsi l'insertion de la cale dans sa position d'origine. Dans ces cas-là, la cale doit être verrouillée.

Considérons le schéma de l'action des forces dans un mécanisme à coin unique, le plus souvent utilisé dans les appareils.

Construisons un polygone de force.

Lors de la transmission de forces à angle droit, nous avons la relation suivante

+ épingler, - désépingler

L'auto-freinage se produit à α

Pinces à pinces

Le mécanisme de serrage à pince est connu depuis longtemps. La fixation des pièces à l'aide de pinces s'est avérée très pratique lors de la création de machines automatisées, car la fixation de la pièce ne nécessite qu'une seule mouvement vers l'avant pince serrée.

Lors du fonctionnement des mécanismes à pince, les exigences suivantes doivent être respectées.

Les forces de serrage doivent être assurées en fonction des forces de coupe émergentes et empêcher tout mouvement de la pièce ou de l'outil pendant le processus de coupe.
Le processus de consolidation dans cycle général le traitement est un mouvement auxiliaire, le temps de réponse de la pince de serrage doit donc être minimal.
Les dimensions des maillons du mécanisme de serrage doivent être déterminées à partir de leur état fonctionnement normal lors de la fixation de pièces à usiner des plus grandes et des plus petites tailles.
L'erreur de positionnement des pièces ou des outils à fixer doit être minime.
La conception du mécanisme de serrage doit fournir la compression la moins élastique possible pendant le traitement des pièces et avoir une résistance élevée aux vibrations.
Les pièces de la pince et notamment la pince doivent avoir une haute résistance à l'usure.
La conception du dispositif de serrage doit permettre son changement rapide et son réglage pratique.
La conception du mécanisme doit protéger les pinces contre les copeaux.

Les mécanismes de serrage à pince fonctionnent dans une large gamme de tailles.
Presque minime taille autorisée pour fixation 0,5 mm. Sur
machines automatiques à barres multibroches, diamètres de barres et

par conséquent, les trous de serrage atteignent 100 mm. Des pinces avec un grand diamètre de trou sont utilisées pour la fixation tuyaux à paroi mince, parce que une fixation relativement uniforme sur toute la surface n'entraîne pas de déformations importantes des tuyaux.

Le mécanisme de serrage à pince vous permet de sécuriser les pièces diverses formes coupe transversale.

La durabilité des mécanismes de serrage à pinces varie considérablement et dépend de la conception et de l'exactitude processus technologiques dans la fabrication de pièces de mécanismes. En règle générale, les pinces de serrage échouent avant les autres. Dans ce cas, le nombre de fixations avec pinces varie de un (casse de la pince) à un demi-million ou plus (usure des mors). Les performances d'une pince sont considérées comme satisfaisantes si elle est capable de sécuriser au moins 100 000 pièces.

Classification des pinces

Toutes les pinces peuvent être divisées en trois types :

1. Pinces du premier type avoir un cône « droit » dont le sommet est opposé à la broche de la machine.

Pour le sécuriser, il est nécessaire de créer une force qui tire la pince dans l'écrou vissé sur la broche. Traits positifs Ce type de pince est structurellement assez simple et fonctionne bien en compression (l'acier trempé a une contrainte admissible plus élevée en compression qu'en traction. Malgré cela, les pinces du premier type sont actuellement d'une utilisation limitée en raison d'inconvénients. Quels sont ces inconvénients :

a) la force axiale agissant sur la pince tend à la débloquer,

b) lors de l'avance de la barre, un blocage prématuré de la pince est possible,

c) lorsqu'il est fixé avec une telle pince, effets nuisibles sur

d) le centrage de la pince n'est pas satisfaisant dans
broche, puisque la tête est centrée dans l'écrou dont la position est sur
La broche n'est pas stable en raison de la présence de filetages.

Pinces du deuxième type avoir un cône « inversé » dont le sommet fait face à la broche. Pour le fixer, il est nécessaire de créer une force qui tire la pince dans le trou conique de la broche de la machine.

Les pinces de serrage de ce type assurent un bon centrage des pièces à serrer, car le cône de la pince est situé directement dans la broche et ne peut pas

un blocage se produit, les forces de travail axiales n'ouvrent pas la pince, mais la verrouillent, augmentant ainsi la force de fixation.

Parallèlement, un certain nombre des lacunes importantes réduit les performances des pinces de ce type. En raison des nombreux contacts avec la pince, le trou conique de la broche s'use relativement rapidement, les filetages des pinces échouent souvent, n'assurant pas une position stable de la tige le long de l'axe lors de la fixation - elle s'éloigne de la butée. Néanmoins, les pinces du deuxième type sont largement utilisées dans les machines-outils.

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