Тема 5. ПРИВОДЫ ЗАЖИМНЫХ УСТРОЙСТВ СТАНОЧНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ

Приводы предназначены для механизации зажимных и установочно-зажимных устройств приспособлений.

По внешнему источнику энергии приводы можно классифицировать на:

1 Механические

2. Механогидравлические.

3 Пневматические.

4. Гидравлические.

5. Пневмогидравлические.

6. Электрические.

7. Магнитные.

8. Вакуумные.

Для всех приводов, основными техническими характеристиками являются развиваемое усилие, длина перемещения рабочего органа и время срабатывания.

Механические и механогидравлические приводятся в действие мускульной силой рабочего.

Пневматический привод. Источником энергии для них служит сжатый воздух. Диапазон давление воздуха в цеховой пневмомогистрали Р_в = 0.4…1.0 МПа, а рабочее давление составляет Р_вр = 0.6 МПа. Они могут выполняться в виде поршневых пневмоцилиндров, одно- и двухстороннего действия, и пневмокамерами с плоской и выпуклой диафрагмой одно- и двухстороннего действия.

Сила, развиваемая поршневым приводом двустороннего действия, определяется по формуле:

,

где D – диаметр цилиндра, мм;

p– рабочее давление воздуха в пневмосистеме, МПа;

η – к.п.д., η = 0.85…0.9.

Диапазон перемещения поршня составляет L = 10…2500 мм. Время срабатывания находится в пределах T = 0.5…1.2 сек.

Сила, развиваемая поршневым приводом одностороннего действия с возвратом поршня в исходное положение пружиной, определяется по формуле:

,

где N – сила, затрачиваемая на деформацию пружины (принимается ).

Сила, развиваемая поршневым приводом тянущего типа, определяется по формуле:

,

где d – диаметр штока, мм.

Пневмодвигатели широко применяются в различных приспособлениях и не имеют ограничений по типам производства. Пневмокамеры применяются при малой длине рабочего хода штока.

Гидравлический привод. Источником энергии для них служит масло под давлением Р = 2…16 МПа. Они бывают одно- и двухстороннего действия. Сила, развиваемая приводом, определяется по аналогичным с пневмоприводами поршневого действия формулам, только вместо рабочего давления воздуха подставляется давление масла в гидросистеме.

Перемещение рабочего органа до 100мм. Время срабатывания составляет несколько секунд (в зависимости от температуры окружающей среды).

Гидроприводы применяются преимущественно на станках с гидрофицированной подачей при необходимости больших сил зажима и плавного перемещения рабочего органа.

Пневмогидравлический привод. Источником энергии у них является сжатый воздух под давлением воздуха Р = 0.4МПа.

Сила, развиваемая на штоке рабочего гидроцилиндра, определяется по формуле:

,

где и – диаметры, соответственно, поршня и штока пневмоцилиндра, мм;

– диаметр рабочего гидроцилиндра, мм;

р – рабочее давление воздуха;

η – к.п.д. пневмогидроусилителя.

Длина перемещения штока рабочего гидроцидиндра определяется из зависимости:

,

где – длина перемещения штока пневмоцилиндра.

Время срабатывания составляет несколько секунд.

Пневмогидравлические приводы применяются преимущественно при условиях тяжелого резания.

Электромеханические приводы. Источником энергии у них является электрический ток.

Электромеханические приводы применяются в тех случаях, когда затруднено применение пневмо-и гидроприводов.

Магнитный привод. По конструктивному исполнению они делятся на электромагнитные и приводы с постоянными магнитами. В электромагнитных приводах источником энергии является электрический ток. Сила, развиваемая приводом, рассчитывается по формуле:

,

где В – плотность магнитного потока, вб;

S – площадь заготовки, на которую распространяется магнитный поток, см².

Время срабатывания составляет десятые доли секунды.

Электромагнитные приводы применяются при чистовой обработке.

Постоянные магнитные приводы не имеют внешнего источника энергии. Сила, развиваемая приводом, составляет 150Н на см² площади контакта заготовки с поверхностью магнита. Время срабатывания и область применения аналогичны электромагнитным приводам.

Вакуумный привод.Источником энергии является атмосферное давление (вакуум в системе 0.01…0.015 МПа). Сила, развиваемая приводом, составляет 9Н на активной площади заготовки, контактируемой с плоскостью вакуума. Время срабатывания, в зависимости от способа откачки воздуха лежит в пределах от долей секунды до нескольких секунд. Вакуумный привод применяется при чистовой и отделочной обработках.

Критериями выбора разного вида приводов являются: необходимые условия обработки, сила закрепления детали, длина хода рабочего органа привода и время срабатывания. Кроме того, выбор привода обусловлен доступностью внешнего источника энергии, простотой конструкции и ремонта.

В общем случае применение пневматических приводов целесообразно, когда величина силы зажима не превышает Н. Применение гидравлических приводов эффективно при необходимости больших сил (более Н) и плавного перемещения рабочего органа на станках с гидрофицированной подачей инструмента.

Пневмогидроусилители соединяют в себе преимущества пневматических и гидравлических приводов, но имеют малую величину перемещений рабочего органа и более сложную конструкцию.

Электроприводы используются, когда затруднено или нецелесообразно применение пневматических и гидравлических приводов.

Магнитные и вакуумные зажимы применяют на чистовых операциях.

При выборе компоновки зажимных устройств и приводов необходимо учитывать следующие требования:

1 Элементы зажима и привода не должны загромождать зоны обработки; обеспечивать систему манипуляций при установке, закреплении, раскреплении и снятии заготовки; подводе и отводе режущего инструмента; обзора зоны обработки.

2 Элементы зажима и привод должны обеспечивать доступ к обработанным поверхностям при использовании средств активного контроля.

3 В зажимных устройствах и приводах должны предусматриваться самотормозящие или блокировочные устройства, исключающие возможность раскрепления заготовки в процессе обработки.

4 Элементы зажима и привод не должны препятствовать удалению стружки из зоны обработки и приспособления.

5 Следует отдавать предпочтение наиболее доступным источникам энергии, в том числе, имеющимся на станке, где будет выполняться обработка.

Пневмоцилиндр одностороннего действия		где – усилие, развиваемое приводом, Н; – диаметр цилиндра (поршня), мм; – давление воздуха, МПа (р=0,4МПа); – КПД ( = 0,85); сопротивление пружины в крайнем рабочем положении поршня, Н.
Пневмоцилиндр двустороннего действия		Толкающая сила . Тянущая сила где d –диаметр штока, мм.
Пневмоцилиндр двустороннего параллельного действия
Пневмоцилиндр двустороннего действия – сдвоенный		Толкающая сила Тянущая сила
Пневмокамера одностороннего действия – плоская диафрагма		Для плоских резинотканевых диафрагм: в исходном положении штока – в положении после перемещения штока на расстояние 0,07D –
Пневмокамера двустороннего действия –тарельчатая диафрагма		Для тарельчатых резинотканевых диафрагм: в исходном положении штока – ; в положении после перемещения штока на расстояние 0,3D –
Гидроцилиндр одностороннего действия
Гидроцилиндр двустороннего действия		Тянущая сила: . Толкающая сила:
Пневмогидроусилитель прямого действия		, где – объемный КПД привода ( =0,95); – механический КПД усилителя ( =0,95); – механический КПД гидроцилиндра ( =0,90).
Вакуумный		, где коэффициент герметичности вакуумной системы; избыточное давление, МПа, ; вакуум в полости, МПа, МПа; полезная площадь заготовки, ограниченная уплотнением, мм2.
Магнитный (электромагнитный)		, где коэффициент, учитывающий потери из-за неплотности прилегания заготовки; удельная сила, развиваемая электромагнитным или магнитным приводим, МПа; полезная площадь соприкосновения заготовки с поверхностью приспособления, мм2.