Механизированные приводы приспособлений. Пневматические приводы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

Восточно-Казахстанский технический университет им. Д. Серикбаева

Реферат

На тему:

«Механизированные приводы приспособлений. Пневматические приводы»

Коваль Владислав

Усть-Каменогорск, 2024

Содержание

гидравлический зажимной пневматический привод

1. Механизированные зажимные устройства, их классификация, принципиальные схемы

2. Гидравлические зажимные устройства

3. Что составляет гидравлическую систему

4. Достоинства

Список литературы

1. Механизированные зажимные устройства. Их классификация, принципиальные схемы

Основное назначение зажимных устройств приспособлений - обеспечение надежного контакта (неотрывности) заготовки или собираемой детали с установочными элементами, предупреждение ее смещения в процессе обработки или сборки.

Рычажные зажимы. Рычажные зажимы (рисунок 2.16) применяют в сочетании с другими элементарными зажимами, образуя более сложные зажимные системы. Они позволяют изменять величину и направление передаваемой силы.

Клиновой механизм. Клин очень широко используют в зажимных механизмах приспособлений, этим обеспечивается простота и компактность конструкции, надежность в работе. Клин может быть как простым зажимным элементом, действующим непосредственно на заготовку, так и входить в сочетание с любым другим простым при создании комбинированных механизмов. Применение в зажимном механизме клина обеспечивает: увеличение исходной силы привода, перемену направления исходной силы, самоторможение механизма (способность сохранять силу зажима при прекращении действия силы, создаваемой приводом). Если клиновой механизм применяют для перемены направления силы зажима, то угол клина обычно равен 45°, а если для увеличения силы зажима или повышения надежности, то угол клина принимают равным 6…15° (углы самоторможения).

o механизмы с плоским односкосным клином (

o многоклиновые (многоплунжерные) механизмы;

o эксцентрики (механизмы с криволинейным клином);

o торцовые кулачки (механизмы с цилиндрическим клином).

11. Действие сил резания, зажимов и их моментов на обрабатываемую деталь

В процессе обработки режущий инструмент совершает определенные движения относительно заготовки. Поэтому требуемое расположение поверхностей детали можно обеспечить только в следующих случаях:

1) если заготовка занимает определенное положение в рабочей зоне станка;

2) если положение заготовки в рабочей зоне определено до начала обработки, на основе этого можно корректировать движения формообразования.

Точное положение заготовки в рабочей зоне станка достигается в процессе установки ее в приспособлении. Процесс установки включает в себя базирование (т.е. придание заготовке требуемого положения относительно выбранной системы координат) и закрепление (т.е. приложение сил и пар сил к заготовке для обеспечения постоянства и неизменности ее положения, достигнутого при базировании).

Фактическое положение заготовки, установленной в рабочей зоне станка, отличается от требуемого, что обусловливается отклонением положения заготовки (в направлении выдерживаемого размера) в процессе установки. Это отклонение называют погрешностью установки, которая состоит из погрешности базирования и погрешности закрепления.

Поверхности, принадлежащие заготовке и используемые при ее базировании, называют технологическими базами, а используемые для ее измерений - измерительными базами.

Для установки заготовки в приспособлении обычно используют несколько баз. Упрощенно считают, что заготовка соприкасается с приспособлением в точках, называемых опорными. Схему расположения опорных точек называют схемой базирования. Каждая опорная точка определяет связь заготовки с выбранной системой координат, в которой осуществляется обработка заготовки.

1. При высоких требованиях к точности обработки в качестве технологической базы следует использовать точно обработанную поверхность заготовки и принять такую схему базирования, которая обеспечивает наименьшую погрешность установки.

2. Одним из самых простых способовповышения точности базирования является соблюдение принципа совмещения баз.

3. Для повышения точности обработки следует соблюдать принцип постоянства баз. Если это невозможно по каким-либо причинам, то необходимо, чтобы новые базы были обработаны точнее предшествующих.

4. В качестве баз следует использовать простые по форме поверхности (плоские, цилиндрические и конические), из которых при необходимости можно создать комплект баз. В тех случаях, когда поверхности заготовки не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к базам (т.е. по своим размерам, форме и расположению не могут обеспечить заданную точность, устойчивость и удобство обработки), на заготовке создают искусств венные базы (центровые отверстия, технологические отверстия, платики, выточки и др.).

Основные требования к закреплению заготовок в приспособлениях следующие.

1. Закрепление должно обеспечить надежный контакт заготовки с опорами приспособлений и гарантировать неизменность положения заготовки относительно технологической оснастки в процессе обработки или при отключении энергии.

2. Закрепление заготовки необходимо применять только в тех случаях, когда сила обработки или другие силы могут сместить заготовку (например, при протягивании шпоночного паза заготовку не закрепляют).

3. Силы закрепления не должны вызывать больших деформаций и смятия базы.

4. Закрепление и освобождение заготовки должны выполняться с минимальной затратойвремени и усилий со стороны рабочего. Наименьшую погрешность закрепления обеспечивают зажимные устройства, создающие постоянную силу закрепления (например, приспособления с пневматическим или гидравлическим приводом).

5. Для уменьшения погрешности закрепления следует использовать базовые поверхности с низкой шероховатостью; применять приспособления с приводом; устанавливать заготовки на опоры с плоской головкой или на точно обработанные опорные пластины.

Зажимные механизмы приспособлений Зажимными называют механизмы, устраняющие возможность вибрации или смещения заготовки относительно установочных элементов под действием собственного веса и сил, возникающих в процессе обработки (сборки). Основное назначение зажимных устройств - обеспечение надежного контакта заготовки с установочными элементами, предупреждение ее смещения и вибраций в процессе обработки, а также для обеспечения правильной установки и центрирования заготовки.

Расчет сил зажима

Расчет сил зажима может быть сведен к решению задачи статики на равновесие твердого тела (заготовки) под действием системы внешних сил.

К заготовке с одной стороны приложены сила тяжести и силы, возникающие в процессе обработки, с другой - искомые зажимные силы - реакции опор. Под действием этих сил заготовка должна сохранить равновесие.

Пример 1. Сила закрепления прижимает заготовку к опорам приспособления, а сила резания, возникающая при обработке деталей, (рисунок 2.12, а) стремится сдвинуть заготовку вдоль опорной плоскости.

На заготовку действуют силы: на верхней плоскости сила зажима и сила трения, препятствующая сдвигу заготовки; по нижней плоскости силы реакции опор (на рисунке не показаны) равные силе зажима и сила трения между заготовкой и опорами. Тогда уравнение равновесия заготовки будет

,

где - коэффициент запаса;

- коэффициент трения между заготовкой и зажимным механизмом;

- коэффициент трения между заготовкой и опорами приспособления.

Откуда

Рисунок 2.12. Схемы для расчета сил зажима

Пример 2. Сила резания направлена под углом к силе закрепления (рисунок 2.12, б).

Тогда уравнение равновесия заготовки будет

Из рисунок 2.12, б найдем составляющие усилия резания

Подставляя, получим

Пример 3. Заготовка обрабатывается на токарном станке и закрепляется в трехкулачковом патроне. Силы резания создают крутящий момент, стремящиеся провернуть заготовку в кулачках. Силы трения, возникающие в точках контакта кулачков с заготовкой, создают момент трения, препятствующий повороту заготовки. Тогда условие равновесия заготовки будет

.

Момент резания определится по величине вертикальной составляющей силы резания

.

Момент трения

.

Элементарные зажимные механизмы

К элементарным зажимным устройствам относятся простейшие механизмы, используемые для закрепления заготовок или выполняющие роль промежуточных звеньев в сложных зажимных системах:

винтовые;

клиновые;

эксцентриковые;

рычажные;

центрирующие;

реечно-рычажные.

2. Гидравлические зажимные устройства

ЧТО ЭТО?

Гидравлические зажимные и позиционирующие устройства используются для позиционирования, поддержки, зажима различных заготовок и деталей для механической обработки. Гидравлические системы состоят из цилиндров, насосов, клапанов, электронных и других компонентов, для управления и автоматизирования процессов обработки на обрабатывающих центрах и станках. Вес обрабатываемой детали может колебаться от десятков граммов до нескольких тонн, длина от десятков миллиметров до длинноразмерных предметов.

ЗАЧЕМ ИСПОЛЬЗОВАТЬ ЭТО?

Правильно спроектированная и установленная гидравлическая система зажима и позиционирования обеспечивает следующие преимущества и выгоды:

· значительно уменьшенное время установки и обработки деталей и заготовок;

· практически полное отсутствие брака;

· более качественные и повторяемые результаты на выходе;

· увеличенная безопасность.

КТО И ГДЕ ДОЛЖЕН ИСПОЛЬЗОВАТЬ ЭТО?

От самого простого крепления до автоматизированных (робототехнических) обрабатывающих центров механической обработки, сварки, сборки и т.д. Гидравлические зажимные и позиционирующие устройства могут позиционировать, поддерживать и выполнять функции зажима в многих производственных процессах. Время установки составляет только 5-10% от использования ручных методов. Гидравлические системы предлагают значительное увеличение производительности в процессах механической обработки, штамповки, прессования, сварки и многих других.

Мало того, что процессы изготовления значительно ускорены, но и меньшее количество деталей уходит в брак, результаты более последовательны, потому что каждая следующая деталь помещена, поддержана, и зажата в той же самой манере, как и предыдущая. Также автоматизированный характер гидравлических систем позволяет им быть объединенными с системами безопасности оператора и системой управления обрабатывающего центра (станка).

ВЫГОДЫ ОТ ПРИМЕНЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ могут быть получены не только в массовом производстве. Это часто привлекательно для мелкосерийного и среднего производства, а иногда и единичного. Для таких типов производств система может быть установлена быстро и недорого. Например, цилиндры с полым штоком имеют стандартные размеры резьбы, и могут быть использованы со шпильками вместо рунных зажимов. Многие элементы рунных зажимов могут использоваться непосредственно с гидравлическими цилиндрами. Добавьте простой гидравлический насос и средство управления, и ваше крепление будет преобразовано (конвертировано) в гидравлическую систему позиционирования и зажима. Для средних серий такая автоматизация стоит немного больше. Например, применение поворотно-зажимных цилиндров позволяет легко и быстро устанавливать и снимать детали.

3. Что составляет гидравлическую систему

Три основных элемента системы - цилиндры, насосы и система управления.

ЦИЛИНДРЫ

Гидравлические цилиндры создают усилия, требуемые для: позиционирования, поддержки и зажима детали на рабочем столе в течение цикла механической обработки. Они доступны в огромном разнообразии стилей и размеров, чтобы выполнять эти три функции.

Позиционирующие цилиндры используются, чтобы поместить деталь должным образом на рабочем столе и держать ее в этой позиции в течение механической обработки. Деталь просто помещается в некоторые базовые устройства ввода позиций, и цилиндр подталкивает либо подтягивает ее в место установки каждый раз.

Поддерживающие цилиндры. Автоматически приспосабливаются к размеру и форме детали. Они помогают поддерживать деталь и предотвращать деформацию. Они также поглощают вибрацию, возникающую при режущих операциях. Эти цилиндры могут быть отключены, и использоваться только когда это необходимо.

Зажимные цилиндры. Используются в той же самой манере как традиционные шпильки и болты для удержания детали на столе станка в течение механической обработки. Наиболее популярный и универсальный - поворотно-зажимной цилиндр. Начальное положение зажима цилиндра находится на 90 градусов по отношению к точке зажима, что позволяет свободно поместить (удалить) деталь на столе. При приложении гидравлического давления, шток цилиндра опускается с поворотом к точке зажима, создавая необходимое усилие для удержания детали. Зажимные цилиндры могут включаться и отключаться по мере необходимости в процессе обработки.

НАСОСЫ

Усилие, произведенное цилиндром, и время, в течение которого цилиндр работает, прежде всего, диктуется размером и типом насоса, подающего гидравлическое масло к нему. Много станков имеют встроенные гидравлические системы, которые могут использоваться, чтобы применять гидравлические позиционирующие и зажимные устройства. Если такой системы нет, то можно использовать отдельный насос. Эти автономные насосы питаются сжатым воздухом или электричеством.

Насосы, управляемые воздухом 4-10 бар. Простые и эффективные устройства, с низкой стоимостью. Они подключатся к существующим воздушным магистралям, легко регулируются под указанное давление. Эти насосы чаще применяются в мелкосерийном и среднесерийном производствах.

Электрические насосы. Наиболее универсальные устройства и лучше всего подходят для ситуаций, где требуется автоматизация циклов обработки. Электрические насосы и соответствующее средство управления могут быть полностью объединены в средство управления станка, принимая и посылая сигналы в течение цикла механической обработки. Электрические насосы рекомендуются для серийного производства и специальных задач. Они обеспечивают самый высокий уровень выполнения работы, долговечности, совместимости и автоматизации.

Интенсиферы-мультипликаторы. Применяются, если гидравлическая система станка не имеет достаточного давления и внешний насос использовать не эффективно. Повышают гидравлическое давление к уровню, подходящему для работы цилиндров. Интенсиферы - простые, компактные единицы, которые могут быть интегрированы непосредственно в оснастку, чтобы обеспечить необходимое давление и поток.

Ручные насосы являются наиболее дешевыми источниками давления. Применяются в основном там, где не требуется высокая производительность.

гидравлический зажимной пневматический привод

УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ

Устройства управления гидравлической системы определяют направление потока, величину потока и давление гидравлического масла. Успешная механическая обработка заготовки также зависит от средства управления, обеспечивающего надлежащую операционную последовательность позиционирования, поддержки и зажима. Средство управления экономит время и деньги, автоматизируя последовательность обработки детали.

Гидравлические клапаны являются фундаментальными устройствами управления. Существует много видов клапанов, но любой данный клапан служит, чтобы определить направление потока, его величину, и (или) давление масла в данной гидравлической цепи. Клапаны имеют модульную конфигурацию, которая упрощает сборку системы.

Широкое разнообразие управляющих элементов позволяет создавать различные системы управления для автоматизации процессов механической обработки. Система может иметь компьютерное управление или может быть интегрирована в систему управления станком.

4. Достоинства

Гидравлические зажимные устройства имеют несколько достоинств:

1. Высокая сила зажима: благодаря использованию гидравлического давления они способны обеспечивать мощное и равномерное сжатие.

2. Регулируемость: многие гидравлические зажимные устройства позволяют регулировать силу зажима, что делает их универсальными для различных материалов и задач.

3. Долговечность: они обычно изготавливаются из прочных материалов, что обеспечивает их долговечность и долгий срок службы.

Некоторые недостатки включают:

1. Сложность обслуживания: иногда требуется специализированное обслуживание и регулярная проверка гидравлических систем.

2. Возможность утечек: из-за использования гидравлической жидкости существует риск возникновения утечек, что может потребовать ремонта и замены компонентов.

3. Зависимость от источника питания: для работы гидравлические зажимные устройства требуют источника давления, такого как насос или компрессор, что может быть неудобно в некоторых ситуациях.

Список литературы

1. Ансеров М.А. Приспособления для металлорежущих станков Л.: Машиностроение 1975 г.

2. Дальский А.М. Цанговые зажимные механизмы М.: Машиностроение 1966 г.

3. Игнатьев Н.П. Проектирование механизмов Азов 2015 г.

4. Игнатьев Н.П. Обеспечение точности при проектировании приводов и механизмов Азов 2012 г.

5. Игнатьев Н.П. Проектирование нестандартного оборудования. Азов 2013 г.

6. Пневматические устройства и системы в машиностроении Справочник. Под редакцией Герц Е.В.

Размещено на Allbest.ru