Самоцентрирующие механизмы с гидропластмассой.

1-винт нажимной

2- плунжер

3- упругая втулка

4- гидропластмасса

5- корпус оправки

6- винт

Свободная установка детали на оправку сопряжена с погрешностями. Для повышения точности установки применяют полые оправки, заполненные гидропластмассой или гидропластом. Давление на гидропласт при помощи винта многократно увеличиваясь, передается на упругую оболочку и разжимает или сжимает ее. Вследствие упругой деформации происходит выборка зазора и закрепление детали.

Применяются следующие марки гидропласта:

Температура плавления:

Работает термопласт при давлении 300 и более кг/кв.см.

Упругий элемент – втулка выполняется из стали.

У7А(при D больше 40 мм) – HRC 33 – 36; 30ХГС; 40Х (при D меньше 40 мм) HRC 35 -40

Втулка по концам имеет бурты, которыми она с натягом (r6 ; s6),(p6 ; r6) сажается на корпусе. Внутренняя поверхность обрабатывается до шероховатости 2.5 разностенность допускается ≤ 0,05 мм. Толщина втулки обычно принимается равной 0,03-0,05 ее радиуса. Базовая поверхность детали должна быть обработана по 2-3 кл.

Рассчитываются при проектировании оправок следующие параметры:

1. параметры упругих тонкостенных втулок;

2. размеры винтов и плунжеров у приспособлений с ручным зажимом;

3. размеры плунжера, диаметр цилиндра, ход поршня при механизированных приводах.

Последовательность расчета упругой тонкостенной втулки:

Схема:

1. определение наружного диаметра втулки D в зависимости от диаметра базовой поверхности (обычно диаметр базовой поверхности = 2-3 кл.);

2. выбирают L ≈ длине базовой поверхности или на 20-30 % больше;

3. определяют толщину стенки h;

4. определяем глубину полости под гидропласт:

H = 2 (½H во втулке; ½ в корпусе приспособления)

5. определяем гидростатическое давление в полости:

при L > 0,3 D

кг/кв. см

при L < 0,3 D

кг./кв. см (n=l/D)

где ∆ D – допустимая упругая деформация втулки; ∆ D =

Для втулок с L > 0,3 D ∆ D = 0,003 D К = 1.4 (коэффициент запаса прочности)

L < 0,3 D ∆ D = 0.008 D К =2

Тогда при l>0.3D p=

l<0.3D p=

6. сила зажима, создаваемая гидропластом:

, D в см

7. момент (допустимый крутящий при резании) в кгс•см

кгс см

i – запас деформации, обеспечивающий натяжение при зажиме

i = ∆ D – Smax

Smax – максимальный зазор по посадке обычно D(G7)

8. определение длины контактной зоны:

при Smax = 0; Lк = L

С увеличением зазора (Lк) уменьшается надежность зажима. Для обеспечения точного центрирования и надежного применения необходимо соблюдать условие: чтобы Lк / L = 0,5-0,8

Технические условия (ТК) на изготовление втулок:

1. поверхности сопряжения обрабатываются с шероховатостью 8 класса, полость втулки и каналы по 6кл.;

2. допускается разностянность при D<40мм ±0,03мм; D>40мм ±0,05мм

3. допускается биение установочной поверхности втулки относительно поверхности посадочных поясков и базовой поверхности приспособления не более 0,01 мм;

4. сопряжение втулок с корпусом по Пл или Пр; при больших усилиях ручные втулки дополнительно крепятся винтами к приспособлению;

5. за номинальный диаметр D установочной поверхности втулки патронов принимают наибольший, а для втулки оправок – наименьший предельный диаметр базовой поверхности обрабатываемой детали

6. допуск на диаметр D обычно назначают по посадке движения Д(G7)

Рекомендуемый технологический процесс:

1. все токарные операции, кроме образования тонкостенной части;

2. термообработка;

3. расчет тонкостенной части втулки;

4. ….

5. предварительное шлифование установочной поверхности;

6. сопряжение втулки с корпусом путем нагрева наружной детали до т = 100°С -115°С, или охлаждения внутренней с использованием сухого льда с температурой испарения -79°С;

7. заливка гидропластмассы;

8. окончательное шлифование установочной поверхности втулки.