Sistemas de fixação. Elementos de fixação de dispositivos. Elementos de instalação de dispositivos

27.11.2019

INTRODUÇÃO……………….…………………………………………..…….....2

INFORMAÇÕES GERAIS SOBRE DISPOSITIVOS………………………... …3

PRINCIPAIS ELEMENTOS DOS DISPOSITIVOS……………….………………...6

Elementos de fixação de dispositivos……………………………….……. …..6
1 Finalidade dos elementos de fixação……………………………………...6
2 Tipos de elementos de fixação……………………………………….…..…. .7
REFERÊNCIAS……………………………………………………..17

INTRODUÇÃO

O principal grupo de equipamentos tecnológicos é composto por dispositivos para produção de montagens mecânicas. Na engenharia mecânica, dispositivos são dispositivos auxiliares de equipamentos tecnológicos utilizados na execução de operações de processamento, montagem e controle.
A utilização de dispositivos permite: eliminar a marcação das peças antes do processamento, aumentar sua precisão, aumentar a produtividade do trabalho nas operações, reduzir custos de produção, facilitar as condições de trabalho e garantir sua segurança, ampliar as capacidades tecnológicas dos equipamentos, organizar a manutenção multi-máquinas , aplicar padrões de tempo tecnicamente sólidos, reduzir o número de trabalhadores necessários para a produção.
A frequente mudança de instalações de produção, associada ao ritmo crescente do progresso tecnológico na era da revolução científica e tecnológica, exige da ciência e da prática tecnológica a criação de estruturas e sistemas de dispositivos, métodos para o seu cálculo, concepção e fabrico, garantindo uma redução na tempo de preparação da produção. Na produção em massa, é necessário utilizar sistemas de fixação especializados, rapidamente ajustáveis e reversíveis. Na produção individual e em pequena escala, o sistema de dispositivos pré-fabricados universais (USP) é cada vez mais utilizado.
Novas exigências de dispositivos são determinadas pela ampliação do parque de máquinas CNC, cujo reajuste para o processamento de uma nova peça se resume à substituição do programa (que leva muito pouco tempo) e à substituição ou reajuste do dispositivo de base e fixação da peça (o que também deve levar pouco tempo) .
O estudo dos padrões de influência dos dispositivos na precisão e produtividade das operações realizadas permitirá projetar dispositivos que intensifiquem a produção e aumentem sua precisão. O trabalho de unificação e padronização de elementos de fixação cria a base para o projeto automatizado de luminárias por meio de computadores eletrônicos e máquinas automáticas para exibição gráfica. Isso acelera a preparação tecnológica da produção.

INFORMAÇÕES GERAIS SOBRE DISPOSITIVOS.
TIPOS DE DISPOSITIVOS

Na engenharia mecânica, diversos equipamentos tecnológicos são amplamente utilizados, que incluem luminárias, ferramentas auxiliares, de corte e medição.
Dispositivos são dispositivos adicionais utilizados para usinagem, montagem e controle de peças, unidades de montagem e produtos. De acordo com sua finalidade, os dispositivos são divididos nos seguintes tipos:
1. Máquinas-ferramentas usadas para instalar e fixar peças processadas em máquinas. Dependendo do tipo de usinagem, esses dispositivos, por sua vez, são divididos em dispositivos para furação, fresamento, mandrilamento, torneamento, retificadoras, etc. As máquinas-ferramenta representam 80...90% da frota total de equipamentos tecnológicos.
O uso de dispositivos garante:
a) aumentar a produtividade do trabalho reduzindo o tempo de instalação e fixação de peças com sobreposição parcial ou total do tempo auxiliar pelo tempo da máquina e reduzindo este último através do processamento multilocal, combinando transições tecnológicas e aumentando as condições de corte;
b) aumento da precisão do processamento devido à eliminação de alinhamento durante a instalação e erros associados;
c) facilitar as condições de trabalho dos operadores de máquinas;
d) ampliar as capacidades tecnológicas dos equipamentos;
e) aumentar a segurança no trabalho.
2. Dispositivos para instalação e fixação de uma ferramenta de trabalho, comunicando entre a ferramenta e a máquina, enquanto o primeiro tipo comunica a peça com a máquina. Utilizando dispositivos do primeiro e segundo tipos, o sistema tecnológico é ajustado.
3. Dispositivos de montagem para conectar peças correspondentes em unidades de montagem e produtos. São utilizados para fixar peças de base ou unidades de montagem de um produto montado, garantir a correta instalação dos elementos conectados do produto, pré-montar elementos elásticos (molas, anéis bipartidos, etc.), bem como fazer conexões de tensão.
4. Dispositivos de inspeção para inspeção intermediária e final de peças, bem como para inspeção de peças de máquinas montadas.
5. Dispositivos para capturar, movimentar e virar peças processadas e unidades de montagem, utilizados no processamento e montagem de peças e produtos pesados.
De acordo com suas características operacionais, as máquinas-ferramentas são divididas em universais, projetadas para processar diversas peças (tornas de máquinas, mandris, cabeçotes divisores, mesas rotativas, etc.); especializado, destinado ao processamento de peças de um determinado tipo e representando dispositivos substituíveis (mandíbulas especiais para torno, mandíbulas moldadas para mandris, etc.), e especial, destinado à realização de determinadas operações de usinagem de uma determinada peça. Dispositivos universais são usados em condições de produção única ou em pequena escala, e dispositivos especializados e especiais são usados em condições de produção em grande escala e em massa.
Utilizando um sistema unificado de preparação tecnológica da produção, as máquinas-ferramentas são classificadas de acordo com determinadas características (Fig. 1).
Dispositivos pré-fabricados universais (USF) são montados a partir de elementos padrão pré-fabricados, peças e unidades de montagem de alta precisão. Eles são utilizados como dispositivos especiais de curto prazo para uma operação específica, após a qual são desmontados e os elementos de entrega são posteriormente reutilizados em novos arranjos e combinações. O maior desenvolvimento da USP está associado à criação de unidades, blocos, peças especiais individuais e unidades de montagem que garantem o layout de dispositivos de ajuste não apenas especiais, mas também especializados e universais para operação de curto prazo,
As luminárias dobráveis (CDF) também são montadas a partir de elementos padronizados, porém menos precisos, permitindo modificações locais de acordo com os assentos. Esses dispositivos são usados como dispositivos especiais de longo prazo. Após desmontar os elementos, você pode criar novos layouts.

Arroz. 1 – Classificação das máquinas-ferramenta

Dispositivos especiais indissociáveis (NSD) são montados a partir de peças padrão e unidades de montagem de uso geral, como dispositivos irreversíveis de longo prazo. Os elementos estruturais dos layouts incluídos no sistema, via de regra, são utilizados até o desgaste total e não são reaproveitados. O layout também pode ser realizado construindo um dispositivo a partir de duas partes principais: uma parte base unificada (UB) e uma configuração substituível (CH). Este design do NSP o torna resistente a mudanças no design das peças processadas e a ajustes nos processos tecnológicos. Nestes casos, apenas o ajuste substituível é substituído no aparelho.
Dispositivos universais sem ajuste (UPD) para uso geral são mais comuns em condições de produção em massa. Eles são usados para fixar peças de perfis laminados e peças de trabalho. Os UBPs são caixas universais ajustáveis com elementos básicos permanentes (não removíveis) (mandris, tornos, etc.), incluídos com a máquina no momento da entrega.
Dispositivos de ajuste especializado (SAD) são utilizados para equipar operações de processamento de peças agrupadas de acordo com características de projeto e esquemas de base; a disposição conforme diagrama de montagem é o projeto básico da carcaça com configurações intercambiáveis para grupos de peças.
Dispositivos de ajuste universal (UND), como o SNP, possuem peças permanentes (corpo) e substituíveis. No entanto, a peça de reposição é adequada para realizar apenas uma operação para processar apenas uma peça. Ao passar de uma operação para outra, os dispositivos do sistema UNP são equipados com novas peças substituíveis (ajustes).
Os meios agregados de fixação mecanizada (ASMZ) são um conjunto de dispositivos de potência universais, constituídos em unidades separadas, que, em combinação com dispositivos, permitem mecanizar e automatizar o processo de fixação de peças.
A escolha do design do dispositivo depende em grande parte da natureza da produção. Assim, na produção em massa, são utilizados dispositivos relativamente simples, projetados principalmente para atingir a precisão especificada no processamento da peça. Na produção em massa, também são impostas altas exigências aos acessórios em termos de desempenho. Portanto, tais dispositivos, equipados com pinças de liberação rápida, são designs mais complexos. No entanto, mesmo o uso dos dispositivos mais caros é economicamente justificado.

PRINCIPAIS ELEMENTOS DOS DISPOSITIVOS

Existem os seguintes elementos de equipamento:
instalação - para determinar a posição da superfície da peça a ser processada em relação à ferramenta de corte;
fixação - para fixar a peça que está sendo processada;
guias - para dar a direção necessária ao movimento da ferramenta de corte em relação à superfície a ser processada;
caixas de dispositivos - a parte principal na qual todos os elementos dos dispositivos estão localizados;
fixação - para conectar elementos individuais entre si;
divisão ou rotação, - para alterar com precisão a posição da superfície da peça que está sendo processada em relação à ferramenta de corte;
acionamentos mecanizados - para criar força de fixação. Em alguns dispositivos, a instalação e fixação da peça de trabalho são realizadas por um mecanismo, denominado fixação de instalação.

Elementos de fixação de luminárias

1 Finalidade dos elementos de fixação
O principal objetivo dos dispositivos de fixação é garantir o contato confiável da peça de trabalho com os elementos de montagem e evitar seu deslocamento em relação a eles e vibrações durante o processamento. Com a introdução de dispositivos de fixação adicionais, a rigidez do sistema tecnológico é aumentada e isso resulta no aumento da precisão e produtividade do processamento e na redução da rugosidade superficial. Na Fig. A Figura 2 mostra um diagrama de instalação da peça 1, que, além das duas pinças principais Q1, é fixada com um dispositivo adicional Q2, que confere maior rigidez ao sistema. O suporte 2 é autocompensador.

Arroz. 2 - Diagrama de instalação da peça

Dispositivos de fixação são usados em alguns casos para garantir a correta instalação e centralização da peça de trabalho. Neste caso, desempenham a função de dispositivos de instalação e fixação. Isso inclui mandris autocentrantes, pinças, etc.
Dispositivos de fixação não são utilizados no processamento de peças pesadas e estáveis, em comparação com a massa das quais as forças que surgem durante o processo de corte são relativamente pequenas e são aplicadas de forma que não possam atrapalhar a instalação da peça.
Os dispositivos de fixação dos dispositivos devem ser confiáveis em operação, simples em design e fáceis de manter; não devem causar deformação da peça a ser fixada e danificar sua superfície, e não devem movimentar a peça durante o processo de sua fixação. O operador da máquina deve gastar o mínimo de tempo e esforço na fixação e remoção das peças de trabalho. Para simplificar os reparos, é aconselhável substituir as peças mais desgastadas dos dispositivos de fixação. Ao fixar peças de trabalho em vários acessórios, elas são fixadas uniformemente; com movimento limitado do elemento de fixação (cunha, excêntrico), seu curso deve ser maior que a tolerância para o tamanho da peça desde a base de montagem até o ponto onde a força de fixação é aplicada.
Os dispositivos de fixação são projetados levando em consideração os requisitos de segurança.
O local onde a força de fixação é aplicada é selecionado de acordo com as condições de maior rigidez e estabilidade da fixação e mínima deformação da peça. Ao aumentar a precisão do processamento, é necessário atender às condições de um valor constante da força de fixação, cuja direção deve ser consistente com a localização dos apoios.

2 tipos de elementos de fixação
Os elementos de fixação são mecanismos utilizados diretamente para fixar peças de trabalho ou elos intermediários em sistemas de fixação mais complexos.
O tipo mais simples de pinças universais são os parafusos de fixação, que são acionados por chaves, manípulos ou volantes montados neles.
Para evitar o movimento da peça fixada e a formação de amassados do parafuso, e também para reduzir a flexão do parafuso ao pressionar uma superfície não perpendicular ao seu eixo, sapatas oscilantes são colocadas nas extremidades dos parafusos ( Figura 3, a).
As combinações de dispositivos de parafuso com alavancas ou cunhas são chamadas de grampos combinados, um tipo dos quais são os grampos de parafuso (Fig. 3, b). O dispositivo dos grampos permite afastá-los ou girá-los para que você possa instalar mais convenientemente a peça de trabalho no dispositivo.

Arroz. 3 – Esquemas de pinças de parafuso

Na Fig. A Figura 4 mostra alguns designs de grampos de liberação rápida. Para pequenas forças de fixação, é utilizado um dispositivo de baioneta (Fig. 4, a), e para forças significativas, é utilizado um dispositivo de êmbolo (Fig. 4, b). Esses dispositivos permitem que o elemento de fixação seja movido para uma longa distância da peça de trabalho; a fixação ocorre como resultado do giro da haste em um determinado ângulo. Um exemplo de grampo com batente dobrável é mostrado na Fig. 4, c. Depois de desapertar a porca do manípulo 2, retire o batente 3, rodando-o em torno do seu eixo. Depois disso, a haste de fixação 1 é retraída para a direita a uma distância h. Na Fig. 4, d mostra um diagrama de um dispositivo tipo alavanca de alta velocidade. Ao girar a alça 4, o pino 5 desliza ao longo da barra 6 com corte oblíquo, e o pino 2 desliza ao longo da peça 1, pressionando-a contra os batentes localizados abaixo. A arruela esférica 3 serve como dobradiça.

Arroz. 4 - Projetos de braçadeira de liberação rápida

A grande quantidade de tempo e as forças significativas necessárias para fixar as peças limitam o escopo de aplicação dos grampos de parafuso e, na maioria dos casos, tornam preferíveis os grampos excêntricos de alta velocidade. Na Fig. A Figura 5 mostra o disco (a), cilíndrico com pinça em forma de L (b) e pinças cônicas flutuantes (c).

Arroz. 5 – Vários designs de braçadeiras
Os excêntricos são redondos, involutos e espirais (ao longo da espiral de Arquimedes). Dois tipos de excêntricos são usados em dispositivos de fixação: redondos e curvos.
Excêntricos redondos (Fig. 6) são um disco ou rolo com eixo de rotação deslocado pelo tamanho de excentricidade e; a condição de autofrenagem é garantida na relação D/e ? 4.

Arroz. 6 – Diagrama de um excêntrico redondo

A vantagem dos excêntricos redondos é a facilidade de fabricação; a principal desvantagem é a inconsistência do ângulo de elevação a e das forças de fixação Q. Os excêntricos curvilíneos, cujo perfil de trabalho é realizado segundo uma evolvente ou espiral de Arquimedes, possuem um ângulo de elevação constante a, e, portanto, garantem constância de a força Q ao fixar qualquer ponto do perfil.
O mecanismo de cunha é usado como elo intermediário em sistemas de fixação complexos. É simples de fabricar, facilmente colocado no dispositivo e permite aumentar e alterar a direção da força transmitida. Em certos ângulos, o mecanismo de cunha possui propriedades de autofrenagem. Para uma cunha de bisel único (Fig. 7, a) ao transmitir forças em ângulos retos, a seguinte dependência pode ser aceita (com j1=j2=j3=j, onde j1...j3 são os ângulos de atrito):
P=Qtg(a±2j),

Onde P é a força axial;
Q - força de fixação.
A autofrenagem ocorrerá em um Para uma cunha de dois biséis (Fig. 7, b) ao transmitir forças em um ângulo b>90°, a relação entre P e Q em um ângulo de atrito constante (j1=j2=j3=j) é expressa pela seguinte fórmula

P = Q sen (a + 2j/cos (90°+a-b+2j).

Os grampos de alavanca são usados em combinação com outros grampos elementares para formar sistemas de fixação mais complexos. Usando a alavanca, você pode alterar a magnitude e a direção da força transmitida, bem como fixar simultaneamente e uniformemente a peça de trabalho em dois lugares.

Figura 7 – Diagramas de uma cunha de bisel único (a) e de uma cunha de bisel duplo (b)

A Figura 8 mostra diagramas de ação de forças em pinças retas e curvas de braço único e braço duplo. As equações de equilíbrio para esses mecanismos de alavanca são as seguintes:
para pinça de braço único (Fig. 8, a)
,
para pinça direta de braço duplo (Fig. 8, b)
,
para pinça curva de braço duplo (para l1 ,
onde r é o ângulo de atrito;
f é o coeficiente de atrito.

Arroz. 8 - Esquemas de atuação de forças em pinças retas e curvas monobraço e bibraço

Elementos de fixação de centralização são utilizados como elementos de instalação para superfícies externas ou internas de corpos rotativos: pinças, mandris expansíveis, buchas de fixação com plástico hidráulico, bem como cartuchos de membrana.
As pinças são mangas de mola divididas, cujas variedades de design são mostradas na Fig. 9 (a - com tubo tensor; b - com tubo espaçador; c - tipo vertical). Eles são feitos de aços de alto carbono, por exemplo U10A, e são tratados termicamente até uma dureza de HRC 58...62 na parte de fixação e uma dureza de HRC 40...44 nas partes traseiras. Ângulo do cone da pinça a=30. . 0,40°. Em ângulos menores, a pinça pode emperrar. O ângulo do cone da luva de compressão é 1° menor ou maior que o ângulo do cone da pinça. As pinças garantem uma excentricidade de instalação (excentricidade) não superior a 0,02...0,05 mm. A superfície base da peça de trabalho deve ser processada de acordo com o 9º...7º grau de precisão.
Mandris de expansão de vários designs (incluindo designs que utilizam hidroplástico) são classificados como dispositivos de montagem e fixação.
Os cartuchos de diafragma são usados para centralização precisa de peças de trabalho ao longo da superfície cilíndrica externa ou interna. O cartucho (Fig. 10) consiste em uma membrana redonda 1 aparafusada à placa frontal da máquina em forma de placa com saliências-câmaras 2 localizadas simetricamente, cujo número é selecionado na faixa de 6...12. Uma haste de cilindro pneumático 4 passa dentro do fuso. Quando a pneumática é ligada, a membrana dobra, separando os cames. Quando a haste recua, a membrana, tentando retornar à sua posição original, comprime a peça 3 com seus cames.

Arroz. 10 – Diagrama do cartucho de membrana

Uma braçadeira de cremalheira e pinhão (Fig. 11) consiste em uma cremalheira 3, uma engrenagem 5 apoiada em um eixo 4 e uma alavanca de alça 6. Girando a alça no sentido anti-horário, abaixe a cremalheira e a braçadeira 2 para fixar a peça de trabalho 1. O a força de fixação Q depende do valor da força P aplicada ao cabo. O dispositivo é equipado com uma trava que, ao travar o sistema, impede a rotação reversa da roda. Os tipos mais comuns de fechaduras são:

Arroz. 11 - Braçadeira de cremalheira e pinhão

A trava do rolo (Fig. 12, a) consiste em um anel de acionamento 3 com recorte para o rolo 1, que fica em contato com o plano de corte do eixo da engrenagem 2. O anel de acionamento 3 está preso à alça do dispositivo de fixação. Ao girar a alça na direção da seta, a rotação é transmitida ao eixo da engrenagem através do rolo 1. O rolo é preso entre a superfície do furo da carcaça 4 e o plano de corte do rolo 2 e evita a rotação reversa.

Arroz. 12 – Esquemas de vários designs de fechadura

Uma trava de rolete com transmissão direta de torque do acionador para o rolete é mostrada na Fig. 12, b. A rotação da alça através da guia é transmitida diretamente ao eixo da 6ª roda. O rolo 3 é pressionado através do pino 4 por uma mola fraca 5. Como as folgas nos locais onde o rolo toca o anel 1 e o eixo 6 são selecionadas, o sistema emperra instantaneamente quando a força é removida da alça 2. Girando a alça no direção oposta, o rolo calça e gira o eixo no sentido horário.
A trava cônica (Fig. 12, c) possui uma luva cônica 1 e um eixo 2 com um cone 3 e uma alça 4. Os dentes espirais no pescoço intermediário do eixo são engatados na cremalheira 5. Este último é conectado a o mecanismo de fixação do atuador. Com um ângulo de dente de 45°, a força axial no eixo 2 é igual (sem levar em conta o atrito) à força de fixação.
Uma trava excêntrica (Fig. 12, d) consiste em um eixo de roda 2 no qual um excêntrico 3 é colocado em rotação por um anel 1 preso à alça da trava; o anel gira no furo da carcaça 4, cujo eixo é deslocado do eixo do eixo por uma distância e. Quando a manivela gira ao contrário, a transmissão ao eixo ocorre através do pino 5. Durante o processo de fixação, o anel 1 é preso entre eles. o excêntrico e a carcaça.
Dispositivos de fixação combinados são uma combinação de grampos elementares de vários tipos. Eles são utilizados para aumentar a força de fixação e reduzir as dimensões do dispositivo, bem como para criar maior facilidade de controle. Dispositivos de fixação combinados também podem fornecer fixação simultânea de uma peça de trabalho em vários locais. Os tipos de pinças combinadas são mostrados na Fig. 13.
A combinação de uma alavanca curva e um parafuso (Fig. 13, a) permite fixar simultaneamente a peça em dois locais, aumentando uniformemente as forças de fixação até um determinado valor. Um grampo rotativo convencional (Fig. 13, b) é uma combinação de grampos de alavanca e parafuso. O eixo de giro da alavanca 2 está alinhado com o centro da superfície esférica da arruela 1, o que alivia o pino 3 das forças de flexão. Mostrado na Fig. 13, em um grampo excêntrico, é um exemplo de um grampo combinado de alta velocidade. A uma determinada relação do braço da alavanca, a força de fixação ou curso da extremidade de fixação da alavanca pode ser aumentada.

Arroz. 13 – Tipos de pinças combinadas

Na Fig. 13, d mostra um dispositivo para fixar uma peça cilíndrica em um prisma usando uma alavanca articulada, e na Fig. 13, d - diagrama de uma pinça combinada de alta velocidade (alavanca e excêntrico), proporcionando pressão lateral e vertical da peça nos suportes do dispositivo, uma vez que a força de fixação é aplicada em ângulo. Uma condição semelhante é fornecida pelo dispositivo mostrado na Fig. 13, e.
Os grampos de alavanca articulada (Fig. 13, g, h, i) são exemplos de dispositivos de fixação de alta velocidade acionados girando a manivela. Para evitar a liberação automática, a alça é movida através da posição morta até o batente 2. A força de fixação depende da deformação do sistema e de sua rigidez. A deformação desejada do sistema é definida ajustando o parafuso de pressão 1. Porém, a presença de uma tolerância para o tamanho H (Fig. 13, g) não garante uma força de fixação constante para todas as peças de um determinado lote.
Os dispositivos de fixação combinados são operados manualmente ou por unidades de potência.
Os mecanismos de fixação para vários acessórios devem fornecer força de fixação igual em todas as posições. O dispositivo multi-lugar mais simples é um mandril no qual é instalado um pacote de peças brutas (anéis, discos), fixados ao longo dos planos finais com uma porca (esquema de transmissão sequencial da força de fixação). Na Fig. 14a mostra um exemplo de dispositivo de fixação operando segundo o princípio da distribuição paralela da força de fixação.
Se for necessário garantir a concentricidade das superfícies da base e da peça e evitar a deformação da peça, são utilizados dispositivos de fixação elásticos, onde a força de fixação é transmitida uniformemente por meio de um enchimento ou outro corpo intermediário ao elemento de fixação do dispositivo (dentro dos limites das deformações elásticas).

Arroz. 14 - Mecanismos de fixação para múltiplos dispositivos

Molas convencionais, borracha ou hidroplástico são utilizadas como corpo intermediário. Um dispositivo de fixação paralelo usando hidroplástico é mostrado na Fig. 14, b. Na Fig. 14, c mostra um dispositivo de ação mista (série paralela).
Em máquinas contínuas (fresamento de tambor, furação multifuso especial), as peças são instaladas e removidas sem interromper o movimento de avanço. Se o tempo auxiliar se sobrepõe ao tempo da máquina, vários tipos de dispositivos de fixação podem ser usados para fixar as peças de trabalho.
Para mecanizar os processos produtivos, é aconselhável utilizar dispositivos de fixação automatizados (ação contínua), acionados pelo mecanismo de alimentação da máquina. Na Fig. 15, a mostra um diagrama de um dispositivo com um elemento fechado flexível 1 (cabo, corrente) para fixar peças cilíndricas 2 em uma fresadora de tambor ao processar superfícies finais, e na Fig. 15, b - diagrama de um dispositivo para fixação de peças brutas de pistão em uma furadeira horizontal multifuso. Em ambos os dispositivos, os operadores apenas instalam e removem a peça de trabalho, e a peça de trabalho é fixada automaticamente.

Arroz. 15 - Dispositivos de fixação automática

Um dispositivo de fixação eficaz para segurar peças feitas de chapas finas durante o acabamento ou acabamento é uma pinça a vácuo. A força de fixação é determinada pela fórmula

Q = Ap,
onde A é a área ativa da cavidade do dispositivo limitada pela vedação;
p=10 5 Pa - diferença entre a pressão atmosférica e a pressão na cavidade do dispositivo de onde o ar é retirado.
Dispositivos de fixação eletromagnéticos são usados para fixar peças de aço e ferro fundido com uma superfície de base plana. Os dispositivos de fixação são geralmente feitos em forma de placas e mandris, cujo projeto leva como dados iniciais as dimensões e configuração da peça em planta, sua espessura, material e a força de retenção necessária. A força de retenção do dispositivo eletromagnético depende em grande parte da espessura da peça de trabalho; em pequenas espessuras, nem todo o fluxo magnético passa pela seção transversal da peça, e algumas das linhas de fluxo magnético são espalhadas no espaço circundante. As peças processadas em placas ou mandris eletromagnéticos adquirem propriedades magnéticas residuais - são desmagnetizadas ao passar por um solenóide alimentado por corrente alternada.
Nos dispositivos de fixação magnética, os elementos principais são ímãs permanentes, isolados uns dos outros por juntas não magnéticas e fixados em um bloco comum, e a peça de trabalho é uma armadura através da qual o fluxo de energia magnética é fechado. Para destacar a peça acabada, o bloco é deslocado por meio de um mecanismo excêntrico ou de manivela, enquanto o fluxo de força magnética é fechado ao corpo do dispositivo, desviando da peça.

BIBLIOGRAFIA

[Insira o texto]

AULA 3

3.1. Finalidade dos dispositivos de fixação

O principal objetivo dos dispositivos de fixação é garantir o contato confiável (continuidade) da peça ou peça montada com os elementos de instalação, evitando seu deslocamento durante o processamento ou montagem.

O mecanismo de fixação cria uma força para fixar a peça, determinada a partir da condição de equilíbrio de todas as forças aplicadas a ela

Durante a usinagem a peça está sujeita a:

1) forças e momentos de corte

2) forças volumétricas - gravidade da peça, forças centrífugas e inerciais.

3) forças que atuam nos pontos de contato da peça com o dispositivo - força de reação de suporte e força de atrito

4) forças secundárias, que incluem as forças que surgem quando a ferramenta de corte (brocas, machos, alargadores) é removida da peça de trabalho.

Durante a montagem, as peças montadas estão sujeitas a forças de montagem e forças de reação que surgem nos pontos de contato das superfícies de contato.

Os seguintes requisitos se aplicam aos dispositivos de fixação::

1) durante a fixação, a posição da peça obtida pelo assentamento não deve ser perturbada. Isto é satisfeito por uma escolha racional da direção e locais de aplicação das forças de fixação;

2) a pinça não deve causar deformação das peças fixadas no dispositivo ou danos (esmagamento) em suas superfícies;

3) a força de fixação deve ser a mínima necessária, mas suficiente para garantir uma posição fixa da peça em relação aos elementos de instalação dos dispositivos durante o processamento;

4) a força de fixação deve ser constante durante toda a operação tecnológica; a força de fixação deve ser ajustável;

5) a fixação e desmontagem da peça de trabalho devem ser feitas com o mínimo de esforço e tempo do trabalhador. Ao utilizar pinças manuais, a força não deve ultrapassar 147 N; Duração média de fixação: em mandril de três mandíbulas (com chave) - 4 s; braçadeira de parafuso (chave) - 4,5…5 s; volante - 2,5…3 s; girando o manípulo da válvula pneumática e hidráulica - 1,5 s; pressionando um botão - menos de 1 s.

6) o mecanismo de fixação deve ter um design simples, compacto, tão conveniente e seguro quanto possível na operação. Para isso, deve ter dimensões gerais mínimas e conter um número mínimo de peças removíveis; O dispositivo de controle do mecanismo de fixação deve estar localizado no lado do trabalhador.

A necessidade de utilização de dispositivos de fixação é eliminada em três casos.

1) a peça tem uma massa grande, em comparação com a qual as forças de corte são pequenas.

2) as forças que surgem durante o processamento são direcionadas de forma que não possam perturbar a posição da peça obtida durante o assentamento.

3) a peça instalada no dispositivo é privada de todos os graus de liberdade. Por exemplo, ao fazer um furo em uma tira retangular colocada em um gabarito de caixa.

3.2. Classificação de dispositivos de fixação

Os projetos dos dispositivos de fixação consistem em três partes principais: um elemento de contato (CE), um acionamento (P) e um mecanismo de potência (SM).

Os elementos de contato servem para transferir diretamente a força de fixação para a peça. Seu design permite que as forças sejam dispersas, evitando o esmagamento das superfícies da peça.

O acionamento serve para converter um certo tipo de energia em força inicial R e transmitido ao mecanismo de potência.

Um mecanismo de força é necessário para converter a força de fixação inicial resultante R e em força de aperto R z. A transformação é realizada mecanicamente, ou seja, de acordo com as leis da mecânica teórica.

De acordo com a presença ou ausência desses componentes na luminária, os dispositivos de fixação das luminárias são divididos em três grupos.

PARA primeiro O grupo inclui dispositivos de fixação (Fig. 3.1a), que contêm todas as partes principais listadas: um mecanismo de potência e um acionamento, que garante o movimento do elemento de contato e cria a força inicial R e, convertido pelo mecanismo de potência em força de fixação R z .

Em segundo O grupo (Fig. 3.1b) inclui dispositivos de fixação constituídos apenas por um mecanismo de força e um elemento de contato, que é acionado diretamente pelo trabalhador que aplica a força inicial R e no ombro eu. Esses dispositivos são às vezes chamados de dispositivos de fixação manuais (produção única e em pequena escala).

PARA terceiro Este grupo inclui dispositivos de fixação que não possuem mecanismo de potência, e os acionamentos utilizados só podem ser chamados condicionalmente de acionamentos, uma vez que não provocam movimentação dos elementos do dispositivo de fixação e apenas criam uma força de fixação R z, que nestes dispositivos é a resultante de uma carga uniformemente distribuída q, agindo diretamente na peça e criado como resultado da pressão atmosférica ou através de um fluxo de força magnética. Este grupo inclui dispositivos magnéticos e de vácuo (Fig. 3.1c). Utilizado em todos os tipos de produção.

Arroz. 3.1. Diagramas do mecanismo de fixação

Um mecanismo de fixação elementar é parte de um dispositivo de fixação que consiste em um elemento de contato e um mecanismo de potência.

Os elementos de fixação são chamados: parafusos, excêntricos, grampos, tornos, cunhas, êmbolos, grampos, tiras. São elos intermediários em sistemas de fixação complexos.

Na tabela 2 mostra a classificação dos mecanismos de fixação elementares.

mesa 2

Classificação de mecanismos de fixação elementares

MECANISMOS DE FIXAÇÃO ELEMENTARES	SIMPLES	PARAFUSO	Parafusos de fixação
Com arruela dividida ou tira
Baioneta ou êmbolo
EXCÊNTRICO	Excêntricos redondos
Involuta curvilínea
Curvilíneo de acordo com a espiral de Arquimedes
CUNHA	Com uma cunha plana de bisel único
Com rolo de suporte e cunha
Com cunha de bisel duplo
ALAVANCA	Braço único
Armado duplo
Braços duplos curvos
COMBINADO	CENTRAÇÃO DE ELEMENTOS DE FIXAÇÃO	Pinças
Mandris de expansão
Mangas de fixação com hidroplástico
Mandris e mandris com molas de lâmina
Cartuchos de diafragma
GRAMPOS DE CREMALHEIRA E ALAVANCA	Com braçadeira de rolo e trava
Com dispositivo de travamento cônico
Com dispositivo de travamento excêntrico
DISPOSITIVOS DE FIXAÇÃO COMBINADOS	Combinação de alavanca e parafuso
Combinação de alavanca e excêntrico
Mecanismo de alavanca articulada
ESPECIAL	Ação multi-local e contínua

Com base na fonte de energia do acionamento (aqui não estamos falando do tipo de energia, mas sim da localização da fonte), os acionamentos são divididos em manuais, mecanizados e automatizados. Os mecanismos de fixação manuais são operados pela força muscular do trabalhador. Os mecanismos de fixação motorizados operam a partir de um acionamento pneumático ou hidráulico. Dispositivos automatizados movem-se a partir de componentes móveis da máquina (fuso, corrediça ou mandris com mandíbulas). Neste último caso, a peça é fixada e a peça processada é liberada sem a participação do trabalhador.

3.3. Elementos de fixação

3.3.1. Terminais de parafuso

Os grampos roscados são utilizados em dispositivos com fixação manual da peça, em dispositivos mecanizados, bem como em linhas automáticas quando se utilizam dispositivos satélites. Eles são simples, compactos e confiáveis em operação.

Arroz. 3.2. Terminais de parafuso:

a – com extremidade esférica; b – com extremidade plana; c – com sapato. Lenda: R e- força aplicada na extremidade do cabo; R z- força de aperto; C– força de reação do solo; eu- comprimento do cabo; d- diâmetro do grampo do parafuso.

Cálculo do parafuso EZM. Com uma força conhecida P 3, o diâmetro nominal do parafuso é calculado

onde d é o diâmetro do parafuso, mm; R3- força de fixação, N; σ р- tensão de tração (compressão) do material do parafuso, MPa

O objetivo dos dispositivos de fixação é garantir o contato confiável da peça com os elementos de instalação e evitar seu deslocamento e vibração durante o processamento. A Figura 7.6 mostra alguns tipos de dispositivos de fixação.

Requisitos para elementos de fixação:

Confiabilidade na operação;

Simplicidade de design;

Facilidade de manutenção;

Não deve causar deformação das peças e danos às suas superfícies;

A peça de trabalho não deve ser movida durante o processo de fixação dos elementos de instalação;

A fixação e desmontagem das peças devem ser feitas com o mínimo de mão-de-obra e tempo;

Os elementos de fixação devem ser resistentes ao desgaste e, se possível, substituíveis.

Tipos de elementos de fixação:

Parafusos de fixação, que são girados com chaves, manípulos ou volantes (ver Fig. 7.6)

Fig.7.6 Tipos de pinças:

a – parafuso de fixação; b – braçadeira de parafuso

Ação rápida braçadeiras mostradas na fig. 7.7.

Figura 7.7. Tipos de grampos de liberação rápida:

a – com arruela bipartida; b – com dispositivo de êmbolo; c – com batente rebatível; g – com dispositivo de alavanca

Excêntrico pinças, que são redondas, envolventes e espirais (ao longo da espiral de Arquimedes) (Fig. 7.8).

Figura 7.8. Tipos de pinças excêntricas:

uma – disco; b – cilíndrico com pinça em forma de L; g – flutuante cônico.

Grampos de cunha– o efeito de cunha é utilizado como elo intermediário em sistemas de fixação complexos. Em certos ângulos, o mecanismo de cunha tem a propriedade de autofrenagem. Na Fig. A Figura 7.9 mostra o diagrama calculado da ação das forças no mecanismo de cunha.

Arroz. 7.9. Diagrama de cálculo de forças no mecanismo de cunha:

uma- unilateral; b – duplamente enviesado

Grampos de alavanca usado em combinação com outros grampos para formar sistemas de fixação mais complexos. Usando a alavanca, você pode alterar a magnitude e a direção da força de fixação, bem como fixar simultânea e uniformemente a peça de trabalho em dois lugares. Na Fig. A Figura 7.10 mostra um diagrama da ação das forças em grampos de alavanca.

Arroz. 7.10. Diagrama da ação das forças nas pinças de alavanca.

Pinças São mangas de mola divididas, cujas variedades são mostradas na Fig. 7.11.

Arroz. 7. 11. Tipos de pinças:

a – com tubo tensor; b – com tubo espaçador; c – tipo vertical

As pinças garantem a concentricidade da instalação da peça dentro de 0,02...0,05 mm. A superfície de base da peça de trabalho para pinças de pinça deve ser processada de acordo com as classes de precisão 2…3. As pinças são fabricadas em aços de alto carbono do tipo U10A com posterior tratamento térmico até uma dureza de HRC 58...62. Ângulo do cone da pinça d = 30…40 0 . Em ângulos menores, a pinça pode emperrar.

Mandris de expansão, cujos tipos são mostrados na Fig. 7.4.

Bloqueio de rolo(Fig. 7.12)

Arroz. 7.12. Tipos de fechaduras de rolo

Grampos combinados– uma combinação de pinças elementares de vários tipos. Na Fig. 7.13 mostra alguns tipos de dispositivos de fixação.

Arroz. 7.13. Tipos de dispositivos de fixação combinados.

Os dispositivos de fixação combinados são operados manualmente ou por dispositivos de energia.

Elementos de guia de dispositivos

Ao realizar algumas operações de usinagem (furação, mandrilamento), a rigidez da ferramenta de corte e do sistema tecnológico como um todo é insuficiente. Para eliminar a pressão elástica da ferramenta em relação à peça de trabalho, são utilizados elementos guia (buchas guia ao mandrilar e furar, copiadoras ao processar superfícies moldadas, etc. (ver Fig. 7.14).

Figura 7.14. Tipos de buchas condutoras:

uma constante; b – substituível; c – mudança rápida

As buchas guia são feitas de aço grau U10A ou 20X, endurecido com uma dureza de HRC 60...65.

Elementos guias de dispositivos - copiadoras - são utilizados no processamento de superfícies moldadas de perfis complexos, cuja tarefa é guiar a ferramenta de corte ao longo da superfície da peça a ser processada para obter uma determinada precisão na trajetória de seu movimento.

3.1. Seleção do local de aplicação das forças de fixação, tipo e número de elementos de fixação

Ao fixar uma peça de trabalho em um acessório, as seguintes regras básicas devem ser observadas:

· a posição da peça alcançada durante o seu assentamento não deve ser perturbada;

· a fixação deve ser confiável para que a posição da peça permaneça inalterada durante o processamento;

· o enrugamento das superfícies da peça que ocorre durante a fixação, bem como a sua deformação, deve ser mínimo e dentro de limites aceitáveis.

· para garantir o contato da peça com o elemento de suporte e eliminar seu possível deslocamento durante a fixação, a força de fixação deve ser direcionada perpendicularmente à superfície do elemento de suporte. Em alguns casos, a força de fixação pode ser direcionada de modo que a peça seja pressionada simultaneamente contra as superfícies de dois elementos de suporte;

· para eliminar a deformação da peça durante a fixação, o ponto de aplicação da força de fixação deve ser selecionado de forma que a linha de sua ação cruze a superfície de apoio do elemento de suporte. Somente ao fixar peças particularmente rígidas é que a linha de ação da força de fixação pode passar entre os elementos de suporte.

3.2. Determinação do número de pontos de força de fixação

O número de pontos de aplicação das forças de fixação é determinado especificamente para cada caso de fixação da peça. Para reduzir a compressão das superfícies da peça durante a fixação, é necessário reduzir a pressão específica nos pontos de contato do dispositivo de fixação com a peça, dispersando a força de fixação.

Isto é conseguido através da utilização de elementos de contacto de desenho adequado em dispositivos de fixação, que permitem distribuir a força de fixação igualmente entre dois ou três pontos, e por vezes até dispersá-la sobre uma determinada superfície estendida. PARA Número de pontos de fixação depende muito do tipo de peça, método de processamento e direção da força de corte. Para diminuir vibração e deformação da peça sob a influência da força de corte, a rigidez do sistema peça-dispositivo deve ser aumentada aumentando o número de locais onde a peça é fixada e aproximando-os da superfície usinada.

3.3. Determinando o tipo de elementos de fixação

Os elementos de fixação incluem parafusos, excêntricos, grampos, mandíbulas de torno, cunhas, êmbolos, grampos e tiras.

São elos intermediários em sistemas de fixação complexos.

3.3.1. Terminais de parafuso

Terminais de parafuso utilizado em dispositivos com fixação manual da peça, em dispositivos mecanizados, bem como em linhas automáticas quando se utilizam dispositivos satélites. Eles são simples, compactos e confiáveis em operação.

Arroz. 3.1. Grampos roscados: a – com extremidade esférica; b – com extremidade plana; c – com sapato.

Os parafusos podem ser com extremidade esférica (quinto), planos ou com sapata que evita danos à superfície.

Ao calcular os parafusos de salto esférico, apenas o atrito na rosca é levado em consideração.

Onde: eu- comprimento do cabo, mm; - raio médio da rosca, mm; - ângulo de ataque da rosca.

Onde: S– passo da rosca, mm; – ângulo de atrito reduzido.

onde: Pu 150 N.

Condição de autofrenagem: .

Para roscas métricas padrão, portanto, todos os mecanismos com roscas métricas são autotravantes.

Ao calcular parafusos com salto plano, o atrito na extremidade do parafuso é levado em consideração.

Para o salto anelar:

onde: D – diâmetro externo da extremidade de apoio, mm; d – diâmetro interno da extremidade de apoio, mm; - coeficiente de fricção.

Com pontas planas:

Para parafuso de sapato:

Material: aço 35 ou aço 45 com dureza HRC 30-35 e precisão de rosca de terceira classe.

3.3.2. Grampos de cunha

A cunha é usada nas seguintes opções de design:

1. Cunha plana de bisel único.

2. Cunha de bisel duplo.

3. Cunha redonda.

Arroz. 3.2. Cunha plana de bisel único.

Arroz. 3.3. Cunha de bisel duplo.

Arroz. 3.4. Cunha redonda.

4) uma cunha de manivela em forma de came excêntrico ou plano com perfil de trabalho delineado ao longo de uma espiral de Arquimedes;

Arroz. 3.5. Cunha da manivela: a – em forma de excêntrico; b) – em forma de came plano.

5) uma cunha de parafuso em forma de came final. Aqui, a cunha de bisel único é, por assim dizer, enrolada em um cilindro: a base da cunha forma um suporte e seu plano inclinado forma o perfil helicoidal do came;

6) mecanismos de cunha autocentrantes (mandris, mandris) não utilizam sistemas de três ou mais cunhas.

3.3.2.1. Condição de autofrenagem em cunha

Arroz. 3.6. Condição de autofrenagem da cunha.

onde: - ângulo de atrito.

Onde: – coeficiente de fricção;

Para uma cunha com atrito apenas em uma superfície inclinada, a condição de autofrenagem é:

com atrito em duas superfícies:

Nós temos: ; ou: ; .

Então: condição de autofrenagem para uma cunha com atrito em duas superfícies:

para uma cunha com atrito apenas em uma superfície inclinada:

Com atrito em duas superfícies:

Com atrito apenas em superfície inclinada:

3.3.3. Grampos excêntricos

Arroz. 3.7. Esquemas de cálculo de excêntricos.

Esses grampos têm ação rápida, mas desenvolvem menos força que os grampos de parafuso. Eles têm propriedades de autofrenagem. A principal desvantagem: eles não podem funcionar de forma confiável com flutuações significativas de tamanho entre as superfícies de montagem e fixação das peças de trabalho.

onde: ( - o valor médio do raio traçado do centro de rotação do excêntrico até o ponto A da pinça, mm; ( - o ângulo médio de elevação do excêntrico no ponto de fixação; (, (1 - atrito de deslizamento ângulos no ponto A da pinça e no eixo excêntrico.

Para cálculos aceitamos:

No eu O cálculo 2D pode ser feito usando a fórmula:

Condição para autofrenagem excêntrica:

Geralmente aceito.

Material: aço 20X, cementado a uma profundidade de 0,8–1,2 mm e endurecido a HRC 50…60.

3.3.4. Pinças

Pinças são mangas de mola. Eles são usados para instalar peças em superfícies cilíndricas externas e internas.

Onde: Pz– força de fixação da peça; Q – força de compressão das lâminas da pinça; - ângulo de atrito entre a pinça e a bucha.

Arroz. 3.8. Coleta.

3.3.5. Dispositivos para fixação de peças como corpos de rotação

Além das pinças, para fixação de peças com superfície cilíndrica, são utilizados mandris expansíveis, buchas de fixação com hidroplástico, mandris e mandris com molas prato, mandris de membrana e outros.

Os mandris cantilever e centrais são utilizados para instalação com furo de base central de buchas, anéis, engrenagens processadas em retificadoras multicortadoras e outras máquinas.

Ao processar um lote dessas peças, é necessário obter alta concentricidade das superfícies externas e internas e uma certa perpendicularidade das extremidades ao eixo da peça.

Dependendo do método de instalação e centralização das peças, os mandris cantilever e centrais podem ser divididos nos seguintes tipos: 1) rígidos (lisos) para instalação de peças com folga ou interferência; 2) pinças expansíveis; 3) cunha (êmbolo, esfera); 4) com molas prato; 5) autotravamento (came, rolo); 6) com bucha elástica centralizadora.

Arroz. 3.9. Projetos de mandril: A - mandril liso; b - mandril com manga dividida.

Na Fig. 3,9, A mostra um mandril liso 2, em cuja parte cilíndrica está instalada a peça 3 . Tração 6 , fixado na haste do cilindro pneumático, quando o pistão com a haste se move para a esquerda, o cabeçote 5 pressiona a arruela de troca rápida 4 e fixa a peça 3 em um mandril liso 2 . O mandril com sua parte cônica 1 é inserido no cone do fuso da máquina. Ao fixar a peça no mandril, a força axial Q na haste do acionamento mecanizado causa 4 entre as extremidades da arruela , ombro do mandril e momento da peça 3 da força de atrito, maior que o momento M cortado da força de corte P z. Dependência entre momentos:

de onde vem a força na haste do acionamento mecanizado:

De acordo com a fórmula refinada:

Onde: - fator de segurança; P z - componente vertical da força de corte, N (kgf); D- diâmetro externo da superfície da peça, mm; D 1 - diâmetro externo da arruela de troca rápida, mm; d- diâmetro da parte cilíndrica de montagem do mandril, mm; f= 0,1 - 0,15- coeficiente de atrito da embreagem.

Na Fig. 3,9, b mostra um mandril 2 com manga bipartida 6, na qual a peça de trabalho 3 é instalada e fixada. A parte cônica 1 do mandril 2 é inserida no cone do fuso da máquina. A peça é fixada e liberada no mandril por meio de acionamento mecanizado. Quando o ar comprimido é fornecido à cavidade direita do cilindro pneumático, o pistão, a haste e a haste 7 se movem para a esquerda e a cabeça 5 da haste com arruela 4 move a luva bipartida 6 ao longo do cone do mandril até fixar o parte no mandril. Quando o ar comprimido é fornecido à cavidade esquerda do cilindro pneumático, pistão, haste; e a haste se move para a direita, a cabeça 5 com a arruela 4 se afasta da manga 6 e a peça é aberta.

Figura 3.10. Mandril cantilever com molas prato (A) e mola disco (b).

O torque da força de corte vertical P z deve ser menor que o momento das forças de atrito na superfície cilíndrica da bucha bipartida 6 mandris Força axial na haste de um acionamento motorizado (ver Fig. 3.9, b).

onde: - metade do ângulo do cone do mandril, graus; - ângulo de atrito na superfície de contato do mandril com a luva bipartida, graus; f=0,15-0,2- coeficiente de fricção.

Mandris e mandris com molas prato são usados para centralizar e fixar ao longo da superfície cilíndrica interna ou externa das peças de trabalho. Na Fig. 3.10, um, b um mandril cantilever com molas prato e uma mola prato são mostrados respectivamente. O mandril é composto por um corpo 7, um anel de encosto 2, um conjunto de molas prato 6, uma luva de pressão 3 e uma haste 1 conectada à haste do cilindro pneumático. O mandril é usado para instalar e fixar a peça 5 ao longo da superfície cilíndrica interna. Quando o pistão com a haste e a haste 1 se move para a esquerda, esta última, com a cabeça 4 e a bucha 3, pressiona as molas prato 6. As molas são endireitadas, seu diâmetro externo aumenta e o diâmetro interno diminui, a peça de trabalho 5 está centralizado e preso.

O tamanho das superfícies de montagem das molas durante a compressão pode variar dependendo do seu tamanho em 0,1 - 0,4 mm. Consequentemente, a superfície cilíndrica base da peça de trabalho deve ter uma precisão de 2 a 3 classes.

Uma mola prato com ranhuras (Fig. 3.10, b) pode ser considerado como um conjunto de mecanismos articulados de alavanca de dois elos de dupla ação, expandidos por força axial. Tendo determinado o torque M res na força de corte P z e escolhendo o fator de segurança PARA, coeficiente de fricção f e raio R superfície de montagem da superfície do disco de mola, obtemos a igualdade:

A partir da igualdade determinamos a força de fixação radial total que atua na superfície de montagem da peça:

Força axial na haste do atuador motorizado para molas prato:

com ranhuras radiais

sem ranhuras radiais

onde: - ângulo de inclinação da mola prato na fixação da peça, graus; K=1,5 - 2,2- factor de segurança; M res - torque da força de corte P z,Nm (kgf-cm); f=0,1-0,12- coeficiente de atrito entre a superfície de montagem das molas prato e a superfície de base da peça; R- raio da superfície de montagem da mola prato, mm; P z- componente vertical da força de corte, N (kgf); R1- raio da superfície usinada da peça, mm.

Mandris e mandris com buchas autocentrantes de paredes finas preenchidas com hidroplástico são utilizados para instalação na superfície externa ou interna de peças processadas em tornos e outras máquinas.

Em dispositivos com bucha de parede fina, as peças de trabalho com suas superfícies externas ou internas são montadas na superfície cilíndrica da bucha. Quando a bucha é expandida com hidroplástico, as peças são centralizadas e fixadas.

A forma e as dimensões da bucha de parede fina devem garantir deformação suficiente para uma fixação confiável da peça na bucha durante o processamento da peça na máquina.

Ao projetar mandris e mandris com buchas de paredes finas com hidroplástico, calcula-se o seguinte:

1. Dimensões principais das buchas de paredes finas;

2. dimensões dos parafusos de pressão e êmbolos para dispositivos com fixação manual;

3. Tamanhos do êmbolo, diâmetro do cilindro e curso do pistão para dispositivos acionados por energia.

Arroz. 3.11. Bucha de parede fina.

Os dados iniciais para cálculo de buchas de paredes finas são o diâmetro Dd furos ou diâmetro e comprimento do pescoço da peça de trabalho eu d furos ou pescoços da peça de trabalho.

Para calcular uma bucha autocentrante de parede fina (Fig. 3.11), usaremos a seguinte notação: D- diâmetro da superfície de montagem da bucha de centralização 2, mm; h- espessura da parte de parede fina da bucha, mm; T - comprimento das correias de suporte das buchas, mm; t- espessura das cintas de suporte das buchas, mm; - maior deformação elástica diametral da bucha (aumento ou diminuição do diâmetro em sua parte intermediária) mm; Smáx.- folga máxima entre a superfície de montagem da bucha e a superfície de base da peça 1 em estado livre, mm; eu para- comprimento da seção de contato da bucha elástica com a superfície de montagem da peça após a desfixação da bucha, mm; eu- comprimento da parte de parede fina da bucha, mm; eu d- comprimento da peça, mm; Dd- diâmetro da superfície de base da peça, mm; d- diâmetro do furo das cintas de suporte da bucha, mm; R - pressão plástica hidráulica necessária para deformar uma luva de parede fina, MPa (kgf/cm2); r 1 - raio de curvatura da manga, mm; M res =P z r - torque admissível decorrente da força de corte, Nm (kgf-cm); P z- força de corte, N (kgf); r é o braço de momento da força de corte.

Na Fig. A Figura 3.12 mostra um mandril cantilever com luva de parede fina e hidroplástica. A peça de trabalho 4 é instalada com o furo de base na superfície externa da bucha de parede fina 5. Quando o ar comprimido é fornecido à cavidade da haste do cilindro pneumático, o pistão com a haste se move no cilindro pneumático para a esquerda e o haste através da haste 6 e a alavanca 1 move o êmbolo 2, que pressiona o plástico hidráulico 3 . O hidroplástico pressiona uniformemente a superfície interna da manga 5, a manga se expande; O diâmetro externo da luva aumenta e centraliza e fixa a peça de trabalho 4.

Arroz. 3.12. Mandril cantilever com hidroplástico.

Os mandris de diafragma são usados para centralização e fixação precisas de peças processadas em tornos e retificadoras. Nos mandris de membrana, as peças a serem processadas são montadas na superfície externa ou interna. As superfícies de base das peças devem ser processadas de acordo com a 2ª classe de precisão. Os cartuchos de diafragma fornecem uma precisão de centralização de 0,004-0,007 mm.

Membranas- são discos finos de metal com ou sem chifres (membranas anulares). Dependendo do efeito na membrana da haste de um acionamento mecanizado - ação de puxar ou empurrar - os cartuchos de membrana são divididos em expansão e fixação.

Em um mandril de chifre de membrana expansível, ao instalar a parte anular, a membrana com chifres e a haste de acionamento dobram para a esquerda em direção ao fuso da máquina. Neste caso, os chifres de membrana com parafusos de fixação instalados nas extremidades dos chifres convergem em direção ao eixo do mandril, e o anel a ser processado é instalado através do orifício central do mandril.

Quando a pressão na membrana cessa sob a ação de forças elásticas, ela se endireita, seus chifres com parafusos divergem do eixo do cartucho e prendem o anel processado ao longo da superfície interna. Em um mandril de diafragma de fixação de extremidade aberta, quando a parte anular é instalada na superfície externa, o diafragma é dobrado pela haste de acionamento à direita do fuso da máquina. Neste caso, os chifres da membrana divergem do eixo do mandril e a peça de trabalho é aberta. Em seguida, o próximo anel é instalado, a pressão na membrana cessa, ela endireita e fixa o anel que está sendo processado com seus chifres e parafusos. Os mandris de membrana de fixação com acionamento mecânico são fabricados conforme MN 5523-64 e MN 5524-64 e com acionamento manual conforme MN 5523-64.

Os cartuchos de diafragma vêm nos tipos alfarroba e copo (anel), são feitos de aço 65G, ZOKHGS, endurecido a uma dureza de HRC 40-50. As principais dimensões das membranas da alfarroba e do copo são normalizadas.

Na Fig. 3.13, um, b mostra o diagrama de projeto do mandril de chifre de membrana 1 . Um mandril de acionamento pneumático é instalado na extremidade traseira do fuso da máquina. Quando o ar comprimido é fornecido à cavidade esquerda do cilindro pneumático, o pistão com a haste e a haste 2 se movem para a direita. na membrana do chifre 3, dobra-a, os cames (chifres) 4 divergem e a parte 5 se abre (Fig. 3.13, b). Quando o ar comprimido é fornecido à cavidade direita do cilindro pneumático, seu pistão com haste e haste 2 se move para a esquerda e se afasta da membrana 3. A membrana, sob a ação de forças elásticas internas, endireita, os cames 4 do a membrana converge e fixa a parte 5 ao longo da superfície cilíndrica (Fig. 3.13, a).

Arroz. 3.13. Esquema de um mandril de chifre de membrana

Dados básicos para cálculo do cartucho (Fig. 3.13, A) com membrana tipo chifre: momento de corte M res, buscando girar a peça 5 nos cames 4 do mandril; diâmetro d = 2b superfície externa básica da peça de trabalho; distância eu do meio da membrana 3 até o meio dos cames 4. Na Fig. 3.13, Vé fornecido um diagrama de projeto de uma membrana carregada. Uma membrana redonda fixada rigidamente ao longo da superfície externa é carregada com um momento fletor uniformemente distribuído M eu, aplicado ao longo de um círculo concêntrico de uma membrana de raio b superfície de base da peça de trabalho. Este circuito é o resultado da superposição de dois circuitos mostrados na Fig. 3.13, g, d, e M eu = M 1 + M 3. M res

Poderes P z causar um momento que dobra a membrana (ver Fig. 3.13, V).

2. Com um grande número de mandíbulas de mandril, o momento M p pode ser considerado que atua uniformemente em torno da circunferência do raio da membrana b e fazendo com que ele dobre:

3. Raio A a superfície externa da membrana (por razões de design) são especificadas.

4. Atitude T raio A membranas para raio b superfície de montagem da peça: a/b = t.

5. Momentos M1 E M3 em frações de M e (M e = 1) encontrado dependendo de m = a/b de acordo com os seguintes dados (Tabela 3.1):

Tabela 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. Ângulo (rad) de abertura dos cames ao fixar uma peça com o menor tamanho máximo:

7. Rigidez cilíndrica da membrana [N/m (kgf/cm)]:

onde: MPa - módulo de elasticidade (kgf/cm 2); =0,3.

8. Ângulo de maior expansão dos cames (rad):

9. A força na haste do acionamento motorizado do mandril, necessária para desviar a membrana e espalhar os cames ao expandir a peça, até o ângulo máximo:

Na escolha do ponto de aplicação e da direção da força de fixação, deve-se observar o seguinte: para garantir o contato da peça com o elemento de suporte e eliminar seu possível deslocamento durante a fixação, a força de fixação deve ser direcionada perpendicularmente à superfície do elemento de suporte; Para eliminar a deformação da peça durante a fixação, o ponto de aplicação da força de fixação deve ser selecionado de forma que a linha de sua ação cruze a superfície de apoio do elemento de montagem.

O número de pontos de aplicação das forças de fixação é determinado especificamente para cada caso de fixação de uma peça, dependendo do tipo de peça, método de processamento e direção da força de corte. Para reduzir a vibração e a deformação da peça sob a influência das forças de corte, a rigidez do sistema de fixação da peça deve ser aumentada aumentando o número de pontos de fixação da peça através da introdução de suportes auxiliares.

Os elementos de fixação incluem parafusos, excêntricos, grampos, mandíbulas, cunhas, êmbolos e tiras. São elos intermediários em sistemas de fixação complexos. A forma da superfície de trabalho dos elementos de fixação em contato com a peça é basicamente a mesma dos elementos de montagem. Graficamente, os elementos de fixação são designados conforme tabela. 3.2.

Tabela 3.2 Designação gráfica dos elementos de fixação

Sistemas de fixação. Elementos de fixação de dispositivos. Elementos de instalação de dispositivos

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PRINCIPAIS ELEMENTOS DOS DISPOSITIVOS……………….………………...6

BIBLIOGRAFIA