asyan.org
добавить свой файл
1
УДК 621.9-229.324:006.354

Т.А. Тірошко, магістр ТМ-06, В.А. Мажара, доц., канд. техн. наук,
А.Ю. Подольський, інж.


Кіровоградський національний технічний університет

Аналіз конструктивних параметрів цангових затискних механізмів

В статті проведено дослідження основних конструктивних параметрів цангових затискних механізмів. Досліджено характеристики цангових затискних пристроїв, зокрема встановлено залежності довжини пелюстки ld від площі її поперечного перерізу F, довжини пелюстки ld від допуску заготовки δр та довжини пелюстки ld від допуску заготовки Δd.

цанговий затискний механізм, пелюстка цанги, точність обробки, діамант оброблюваної деталі, площа поперечного перерізу пелюстки цанги

Обробні центри є найбільш оптимальним рішенням для виготовлення продукції в умовах серійного та дрібносерійного типів виробництва. Такі верстати є високопродуктивним обладнанням, що дозволяє виготовляти складні та високоточні деталі з великою кількістю оброблюваних поверхонь з мінімальними затратами часу на підготовку їх виробництва.

Для затиску пруткових і штучних заготовок на токарних верстатах з ЧПК, одно і багатошпиндельних автоматах та токарно револьверних верстатах у всьому діапазоні затискуваних заготовок використовують комплекти цанг, що забезпечують високу точність, швидкодію та надійність затиску.

Головною деталлю цангового механізму є цанга, тобто пружинна втулка, форма і розміри якої визначають, в основному, конструкцію і розміри інших деталей механізму. Цангові пристрої призначені, як правило, для виконання установочних і затискних функцій, і однаковою мірою використовуються для установки як по внутрішніх, так і по зовнішніх поверхнях, для баз малого і великого діаметру, довгих і коротких деталей, з великим і малим відношенням бази до її довжини і т.д. Тому конструкції і розміри цанг досить різноманітні, як різноманітне і конструктивне оформлення цангових пристроїв у цілому.

Тож, проблема дослідження історії виникнення та розвитку цангових механізмів на різних етапах розвитку металорізальних верстатів, зміна їх форми і функцій від вузькодіапазонних до широкодіапазонних є актуальною науковою задачею на даний час.

Метою досліджень є підвищення точності виготовлення деталі та надійності її закріплення при механічній обробці шляхом проектування і розробки конструкції спеціального пристосування та його затискних елементів.

Оскільки основним елементом для утримання деталі при обробці є цанга. Для ефективного використання силового пристрою треба проаналізувати його за декількома параметрами. Основним параметром є довжина пелюстка цанги. Даний параметр буде впливати на жорсткість конструкції її зносостійкість, та допуск на діаметр деталі (заготовки). Розглянемо розрахункову формулу довжини пелюстки цанги
, (1)

де момент інерції поперечного перерізу пелюстки, відносно центральної вісі мм4;

Момент інерції розрахуємо за формулою:

, (2)

коефіцієнт для розрахунку моменту інерції , який розрахується за формулою:

, (3)

коефіцієнт для розрахунку координат центру тяжіння, який розрахується за формулою :

, (4)

центральний кут цанги, який розрахується за формулою :

, (5)

де число пелюсток цанги;

ширина розрізу10мм;

відповідно зовнішній та внутрішній радіуси перерізу пелюстка цанги;

коефіцієнт, який враховує зміни поперечного перерізу пелюстка в поздовжньому напрямі; ;

допустимі напруження при згині з врахуванням циклічності роботи цанги які залежать від її матеріалу.

, (6)

стала заділки , , яка розрахується за формулою :

, (7)

коефіцієнт для розрахунку , який розрахується за формулою :

, (8)

де модуль пружності для сталі ;

стріла розводки пелюстки в задній частині губки 1 мм;

допуск на діаметр заготовки;

конструктивний запас на знос 0,15мм;

коефіцієнт затухання кутових деформацій в циліндричній болонці,.

Розрахуємо за формулою:

, (9)

відстань від центру тяжіння до крайніх найбільш навантажених волокон, мм; розрахуємо за формулою:

, (10)

координата центру тяжіння поперечного перерізу пелюстки , мм; центр тяжіння розраховуємо за формулою:

, (11)

коефіцієнт для розрахунку площі перерізу ; розрахуємо за формулою :

, (12)

напруження розтягування (стиснення) пелюстка від дії осьової сили розраховуємо за формулою:

, (13)

вісьова сила на одну пелюстку цанги Н;

площа небезпечного поперечного перерізу пелюстки цанги мм2, розраховуємо за формулою:

, (14)

коефіцієнт для розрахунку F; розрахуємо за формулою :

, (15)

Схема розрахунку пелюстки цанги показана на рисунку 1.



Рисунок 1 – Схема для розрахунку параметрів пелюстки цанги

Було проаналізовано яким чином зміна внутрішнього радіусу буде змінювати довжину пелюстки цанги.

Прийнято для аналізу три значення внутрішнього радіусу r41, r42, r44.

Графік залежності довжини пелюстки від площі поперечного перерізу пелюстки F зображено на рис 2.



Рисунок 2 – Залежність довжини пелюстки ld від площі її поперечного перерізу F

Проведено дослідження довжини пелюстки від допуску заготовки. Для дослідження задамося квалітетами . Для дослідження обираємо цангу з товщиною пелюстки 4мм і площею поперечного перерізу пелюстки 78,75мм2.

Графік залежності довжини пелюстки від допуску заготовки представлено на рис. 3.



Рисунок 3 – Залежність довжини пелюстки ld від допуску заготовки Δd

Також проведено дослідження довжини пелюстки в залежності осьової сили тиску на одну пелюстку. Задамося параметрами тиску на пелюсток 450Н, 650Н, 850Н.

Графік залежності довжини пелюстки від тиску на одну пелюстку зображено на рис. 4.



Рисунок 4 – Залежність довжини пелюстки ld від допуску заготовки δр

Досліджено характеристики цангових затискних пристроїв, зокрема встановлено залежності довжини пелюстки ld від площі її поперечного перерізу F, довжини пелюстки ld від допуску заготовки δр та довжини пелюстки ld від допуску заготовки Δd.

Список літератури

  1. ГОСТ 2876-80 Цанги зажимные. Основные и присоединительные размеры.

  2. Ю.М. Кузнецов, А.Р. Маслов, А.Н. Байков Оснастка для станков с ЧПУ: Справочник. – М.: Машиностроение, 1990. – 512с.

Одержано 23.05.11