Механизмы, приводимые в действие силами обработки.

Эти механизмы в производственной практике называют поводковыми патронами. На рис.2.25 показана схема такого патрона с 2-мя кулачками. Количество кулачков может быть 3 и даже 4.

Заготовка в патроне базируется в центрах, кулачки предназначены только для передачи крутящего момента.

Кулачки 1 устанавливаются на плавающей плите 2, которая крепится на планшайбе 3 станка. Установка кулачков на плавающей плите с одной стороны позволяет равномерно нагрузить кулачки, а с другой стороны разгрузить передний центр. Работа механизма основана на эффекте эксцентриситета, который достигается тем, что рабочий профиль кулачка выполняется из центра О2 смещенного относительно оси поворота кулачка О1 на расстояние е, называемого эксцентриситетом. Причем ось патрона О, ось поворота кулачка и центр О2 не лежат на одной прямой, а составляют примерно прямой угол. В результате получается следующее: 1- при вращении патрона под действием окружной составляющей силы резания Pz заготовка стремясь повернуться в сторону обратную вращения патрона (по стрелке С) захватывает кулачки. Кулачки поворачиваются на угол α до положения самоторможения. В таком положении кулачки и заготовка вращаются как одно целое. 2- сила зажима Q прикладывается к заготовке в точке К1 и создается запас хода К1-К, необходимый для обеспечения безопасной работы патрона, а проще говоря чтобы исключить заклинивания кулачков, где К – точка пересечения поверхностей заготовки диаметром d и линией установки кулачков 01-01. 3- величина силы зажима устанавливается автоматически, в зависимости от величины силы резания Pz, а также конструктивных параметров Rэ и е, где Rэ – радиус профиля кулачка.4 – сила зажима Q действует на заготовку под некоторым углом и создает внешний момент, равный Q∙e раскрытия кулачков.

Этот момент уравновешивается внутренним моментом со стороны опоры кулачка от равнодействующей Т на плече ρ, где ρ – радиус окружности трения в опоре кулачка; ρ=rtgφ2. Таким образом получается условие самоторможения кулачка в общем виде Tρ>=Qe. Поскольку в положении самоторможения система находится в равновесии силы Т и Q должны быть равны по величине, противоположны по направлению и действовать на одной линии, проходящей через точку контакта К1 касательно окружности трения (рис.2.26), тогда условие самоторможения T=Q принимает более простой вид e<=ρ.

При расчете механизма полагают, что между профилем кулачка радиусом Rэ и траекторией его поворота радиусом R образуется круговой клин с переменным углом α1 и вершиной в точке К. В процессе резания клин под действием силы резания Pz проталкивается между опорой кулачка и заготовкой, при этом в точке К1 действуют силы зажима Q, сила трения F1 и сила резания Pz. Если допустить, что направляющие клина являются опорой кулачка, а сила резания Pz является внешней силой по отношению к клину, то в первом приближении можно применить уравнение плоского клина, а именно Q=Pz/z[tg(α1+φ1)+tgφ2] (1). В этом уравнении Q- сила зажима на одном кулачке, z-количество кулачков, α1 –текущее значение угла клина, φ1 – угол между кулачками и заготовкой. Текущее значения угла клина по аналогии с эксцентриковым механизмом представляется как угол между направления действия зажима Q и радиусом-вектором, соединяющем точку контакта К1 и ось поворота кулачка О1.

Для передачи крутящего момента на холостых оборотах кулачки снабжаются грузиками 4. Центробежная сила Рц, развиваемая грузиками при вращении патрона равна Рц=mω²Rц

m=G/g

ω=πn/30

Rц – радиус установки грузиков.

Отсюда, задаваясь центробежной силой, определяем вес грузиков.

При остановке патрона кулачки принимают исходное положение, раскрываются, под действием пружин 5.

В целом, о механизма можно сказать следующее: поводковые механизмы обладают рядом достоинств, среди которых в первую очередь выделяют отсутствие в необходимости подвода внешней энергии для закрепления заготовки. Кроме того, механизмы надежны в работе, развивают большие закрепления. Недостатком этих механизмов является нанесение повреждений установочной поверхности заготовки. Поэтому механизмы широко применяются на многорезцовых токарных станках, для предварительной обработки, когда снимаются большие припуски, действуют большие силы резания и требуются большие силы закрепления.

Дата добавления: 2015-07-08