Ручной зажим для удобной обработки заготовок

ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК РАЗЛИЧНОЙ ФОРМЫ И РАЗМЕРОВ

Схема установки корпусной заготовки в приспособлении оказывает существенное влияние на производительность и точность обработки ее плоскостей. Многоместные и многопозиционные приспособления позволяют значительно сократить время обработки одной заготовки. В процессе установки и обработки заготовки возможны изменения ее расчетных параметров, зависящих от усилий закрепления и обработки, жесткости заготовки, ее формы и расположения.

При обработке корпусных деталей широкое распространение получили машинные тиски. Тиски позволяют закреплять заготовку с усилием до 35 кН (рис. 3.11).

При обработке корпусных заготовок на фрезерных и долбежных станках кроме универсальных широко используются специальные тиски с ручным или пневматическим приводом.

Градусная шкала обеспечивает поворот тисков на нужный угол. Подвижная часть тисков обычно позволяет зажимать одну или несколько заготовок.

Конструкции тисков весьма разнообразны, что позволяет использовать их в различных типах производства. Пневматические цилиндры двухстороннего действия используются, в частности, в машинных тисках, применяемых в условиях среднего и крупносерийного производства.

Вместо пневмоцилиндра может использоваться пневматическая камера (рис. 3.12).

В корпусе пневматических машинных тисков размещены цилиндр 7, поршень 2, шток 3, разноплечный рычаг 4, подвижная 5 и неподвижная 6 губки тисков. При повороте рукоятки 7 воздух из сети через обратный клапан 8 поступает в пневмоцилиндр 7 перемещает поршень 2 со штоком 3 вниз, поворачивая рычаг 4, сме-

Рис. 3.11. Схема базирования (о) и закрепления заготовки (б) в машинных тисках

Рис. 3.12. Схема пневматических машинных тисков с пневмоцилиндром двухстороннего действия

щающий подвижную губку 5 и закрепляющий заготовку с заданным усилием. При повороте рукоятки 7 в другую сторону поршень возвращается в исходное положение.

Следует учитывать, что при закреплении заготовки в тисках возможен ее отрыв от установочной базы.

В условиях производства при фрезеровании плоскостей используются не только стандартные станочные тиски, но и их усовершенствованные конструкции, обеспечивающие дополнительный поджим заготовки к нижней базовой поверхности тисков в процессе ее обработки (рис. 3.13).

Такие тиски обеспечивают высокую точность параллельных и перпендикулярных поверхностей заготовки.

В корпусе 7, имеющем опорную (нижнюю) базовую поверхность 7 и боковую 6, расположен плавающий кулачок 3, поджимаемый пружиной 2. Прижимная губка 10 соединена через резьбовую втулку 9 с силовым приводом 13. Шток 11 силового привода (гидроцилиндра) соединен тягой 8 с конусом тисков. Плавающий кулачок 3 имеет возможность качаться на оси 5, на которой также установлен эксцентрик 4 (с насеченной рабочей поверхностью), находящийся под действием пружины 12.

Рис. 3.13. Схема конструкции станочных тисков, обеспечивающих дополнительный поджим заготовки к базовой поверхности

В исходном положении кулачок 3 под действием пружины 2 находится в крайнем правом положении (рабочая поверхность кулачка выступает за боковую базовую поверхность тисков).

При зажиме заготовки 14 прижимная губка 10 перемещается вместе с конусом силового привода относительно корпуса 1 тисков по штоку 77 и тяге 8, вводя эксцентрик 4 в соприкосновение с заготовкой 14. Эксцентрик 4, поворачиваясь вокруг оси и врезаясь в заготовку 14, прижимает ее к опорной поверхности 7. При дальнейшем перемещении губка 10 (преодолевая силу трения между заготовкой 14 и опорной поверхностью 7 и усилие пружины 2 перемещает заготовку 14 с кулачком 3, прижимая ее к боковой базовой поверхности 6.

Установочные элементы (опоры) делят на основные и вспомогательные. Обычно к основным опорам относятся постоянные опоры, лишающие заготовку шести степеней свободы. Вспомогательные опоры не лишают заготовку ни одной из степеней свободы, но позволяют уменьшить деформацию заготовки, например регулируемые опоры. Вспомогательные опоры обычно подводятся после установки заготовки на основные опоры. Лишь когда конфигурация заготовки не позволяет установить заготовку только на постоянные опоры, используются самоустанавливающиеся и регулируемые опоры.

Заготовки могут закрепляться прихватами различной конструкции с ручным или механизированным приводом, с постоянными или сменными зажимными элементами (рис. 3.14, а, б).

Для закрепления заготовок прямоугольной формы (в виде брусков) часто используются различные схемы рычажных приспособлений с ручным приводом. При значительной номенклатуре обра-

Рис. 3.14. Схемы применения сменных кулачков автоматизированных прихватов:

1 — заготовка; 2 — кулачок

батываемых заготовок становится необходимым использование легкопереналаживаемых приспособлений.

Переналаживаемые устройства эффективно используются для закрепления корпусных заготовок особенно в условиях мелкосерийного производства. Пример такого устройства представлен на рис. 3.15.

В пазу прихвата 1 установлен винт 8, завинченный в плиту 4 стола станка. В пазу прихвата выполнены отверстие для установки на опору 5 и паз под фиксатор 2 с пружиной 3. Опора установлена на колонке 6 и плите 7. На опоре со смещением на один шаг выполнены в два ряда совместные пазы и продольная лыска.

При смене заготовок 9 на заготовки другого размера опора поворачивается относительно колонки (на 120°). Новая позиция определяется шариком 10, фиксатор 2 выходит из пазов, поднимается к лыске, и прихват может быть поднят или опущен на заданную величину (под новую заготовку 9). Прихват фиксируется (на установленную высоту) после возврата опоры в исходное положение.

Комплект переналаживаемых установочно-зажимных приспособлений из унифицированных деталей для закрепления корпусных заготовок представлен на рис. 3.16, а.

Рис. 3.15. Схема переналаживаемого приспособления для закрепления корпусных заготовок в условиях мелкосерийного производства

В комплект входит прихват 2 со сменными зажимными элементами 3, устанавливаемый во втулку 1. Опора состоит из трубы 9, резьбовых втулок 8 и 10, шпильки 11, основания 5 с резьбовыми втулками 6, быстроразъемного болта 4 (собирается из секций), состоящего из пазовых замков и втулок 12, втулки 6 (с Т-образным пазом) и шпонок 7(рис. 3.16, б).

Быстропереналаживаемое зажимное приспособления для корпусных заготовок представлено на рис. 3.17.

Для длинных заготовок количество сблокированных прихватов следует увеличить (рис. 3.18).

Рис. 3.16. Схема комплекта переналаживаемых установочнозажимных приспособлений из унифицированных деталей

Рис. 3.17. Схема быстропереналаживаемого зажимного приспособления:

  • 1,5 — стойки; 2 — кронштейн; 3 — прихват; 4 — ось; 6 — винт;
  • 7 — стопорная (поворотная) вилка; 8 — основание; 9 — заготовка

При этом в зависимости от формы обрабатываемых заготовок изменяется форма установленных элементов и прихватов. Например, приспособление для призматических заготовок состоит из базовой части / со встроенными гидроцилиндрами одностороннего действия 2 и сменных наладок 3. Промежуточная плита 4 используется для сохранения высоты наладок. Закрепление заготовок в двух позициях осуществляется сблокированными прихватами 5 и 6 (рис. 3.19).

Приспособления могут быть выполнены в комплексе в целях создания условий трехсторонней обработки заготовок на продольнофрезерном станке. При необходимости обработки поверхностей

Рис. 3.18. Схема приспособлений для обработки плоских длинных заготовок

Рис. 3.19. Схема приспособления для обработки призматических заготовок (на вертикально-фрезерном станке):

1 — базовая часть приспособления; 2 — гидроцилиндры одностороннего действия; 3 — сменная наладка; 4 — промежуточные плиты; 5,6 — сблокированные прихваты; 7 — заготовка

заготовок, находящихся под углом к базовым поверхностям, используются различные схемы приспособлений, обеспечивающие параллельность обрабатываемой поверхности столу станка.

Использование приспособлений с пневматическим и гидравлическим приводом обеспечивает наиболее равномерное усилие закрепления заготовок. Привод для закрепления заготовок выполняется автономным или встроенным в приспособление.

Фрезерные приспособления со встроенным и автономным силовым гидроприводом имеют ряд преимуществ и недостатков. Конструкция приспособления должна иметь высокую жесткость. Поэтому приспособление должно быть невысоким, что возможно при наличии автономного силового привода. Однако встроенный привод позволяет компактно разместить разжимные элементы, но опасность возникновения вибраций возрастает. Установка приспособления на виброизолирующие опоры позволяет частично решить эту проблему, но требует дополнительных затрат.

На рис. 3.20, а представлено механизированное универсальное быстродействующее гидравлическое устройство для подъема прихвата. Силовой гидравлический привод подает рабочую жидкость по поршню 3, который поднимает прихват 2, зажимающий заготовку 1. Гайкой 4 поджимают (фиксируют) поршень в рабочем положении, что обеспечивает заданное усилие закрепления заготовки и после снятия давления в гидросистеме.

Пример закрепления заготовки одним центральным прихватом при сверлении отверстия представлен на рис. 3.20, б. Корпусная

Рис. 3.20. Схемы универсального механизированного зажимного устройства (о) и сверления отверстия заготовки, закрепленной одним центральным прихватом (б):

7 — заготовка; 2 — прихват; 3 — поршень; 4 — фиксирующая гайка; 5 — сверло

заготовка прижимается к опорам под действием силы Q. При этом необходимо учитывать создаваемые инструментом силы резания и их направление, в данном случае создаваемый сверлом крутящий момент сил.

Например, при сверлении отверстия в заготовке, закрепленной одним центральным зажимом, момент силы трения, создаваемый им, должен быть больше крутящего момента, возникающего при сверлении.

Силу подачи сверла можно не учитывать, тогда сила зажима заготовки может быть определена по формуле

где К — коэффициент запаса; М — крутящий момент сверла; / — коэффициент трения; h — расстояние от сверла до точки приложения силы закрепления.

Универсально-сборные приспособления эффективно используются в роботизированных технологических комплексах. Их собирают на гидрофицированных базовых плитах, в корпусе которых выполнены разводные каналы для подачи масла в различные участки плиты и отверстия (закрытые заглушками) для крепления

Рис. 3.21. Схема гидравлического автоматического прижима бесшлангового приспособления

гидравлических (бесшланговых) зажимов. При установке зажимов заглушки с этих отверстий снимают.

На рис. 3.21 представлена схема автоматического зажима, обеспечивающего не только закрепление заготовки (по вертикальной оси), но и значительное горизонтальное перемещение планки 75 прихвата, необходимое для смещения заготовки и съема ее промышленным роботом.

Масло подается через дроссель 7 в нижнюю полость корпуса 3 прижима. Поршень 2 поднимается и снимает пружину 4. На штоке поршня установлена втулка 6 (ее верхний торец имеет пружину, а нижний упирается в пружину 5). В крышке 19 втулка 6 может свободно перемещаться вдоль штока. Поднимаясь, поршень увлекает за собой втулку 6, при этом ось 14 рычага 12 поворачивает рычаг вокруг полуосей 77. При повороте рычаг толкает прихват 8 до тех пор, пока планка 75 не упрется в сферическую шайбу 10.

Прихват, рычаг и втулка останавливаются, а поршень, продолжая движение подъема, упирается опорой 16 в прихват и поворачивает его вокруг болта 13 до касания опоры 7 с заготовкой. Вылет опоры относительно прихвата 8 фиксируется винтом 9. При сбросе давления масла пружина 4 возвращает поршень, втулку и прихват в исходное положение. В схеме использованы крепежные детали 77, 18, 20-23.

Рис. 3.22. Схема силового привода, применяемого на станках с ЧПУ:

/ — заготовка; 2 — прихват; 3 — гидроцилиндр; 4 — резервуар;

5 — тарельчатые пружины; б — поршень; 7 — муфта с обратным клапаном

При небольших усилиях закрепления на станках с ЧПУ часто используются пневмоцилиндры и пневмокамеры. При необходимости, чтобы обеспечить большие силы зажима, целесообразно использовать гидроприводы (рис. 3.22).

В таких приводах усилие зажима обеспечивается с помощью тарельчатых пружин и поршня, которые передают давление в гидроцилиндр одностороннего действия, который через шток и прихват обеспечивает закрепление заготовки. Дополнительный резервуар с маслом характеризует безотказные работы приспособления.

Станочные приспособления состоят из корпуса (является основной частью приспособления), опор, зажимных и вспомогательных механизмов, а также привода. Они сопрягаются с технологическими базами заготовки. Зажимные механизмы (зажимы) предназначены для закрепления заготовки. К вспомогательным механизмам относятся те, что облегчают работу приспособлений (выталкиватели, фиксаторы и т.д.). Привод является составной частью приспособления, обеспечивающей его работу.

Гидрофицированные базовые плиты с быстросменными гидроцилиндрами можно отнести к универсально-сборочной переналаживаемой оснастке (рис. 3.23, а).

В базовой плите 2 выполнены продольный канал 4 и несколько рядов поперечных каналов 5 для подачи масла к зажимным устройствам. В отверстиях плиты установлены быстросменные гидроцилиндры. Отверстия, которые не используются для закрепления данной (конкретной) заготовки, закрываются пробками 3 с уплотнительными резиновыми кольцами. Масло подается в каналы плиты через штуцер 1.

Быстросменные гидроцилиндры присоединяются к базовой плите с помощью патрубка (рис. 3.23, б), а для его уста-

Рис. 3.23. Схемы гидрофицированной базовой плиты (а), быстросменных гидроцилиндров (б, в) и переходника (г) к базовой плите

новки на определенную высоту используются переходные втулки (рис. 3.23, в, г), соединяющие плиту с гидроцилиндрами.

Гидроцилиндры можно размещать с шагом t, руководствуясь формулой

t = (1,034 — 1,068) Д

где D — диаметр быстросменного цилиндра.

У гидроцилиндра с переходником, у которого ось патрубка смещена на величину е относительно оси гидроцилиндра, шаг t

Высота плиты определяется в основном высотой сменных гидроцилиндров.

Одновременное использование гидроцилиндров разных типов и диаметров в одной плите позволяет обеспечить рациональную схему закрепления корпусной заготовки.

Заготовка на гидрофицированной базовой плите может закрепляться гидроцилиндром, рабочий ход штока которого может происходить вверх (см. рис. 3.23, а) или вниз (см. рис. 3.23, б).

Особенностью плиты (см. рис. 3.23, б) является возможность досылки на ней заготовки к боковым установочным элементам, что упрощает процесс загрузки приспособления.

На базовую плиту устанавливают заготовку 2 на ножевые опоры с помощью промышленного робота (рис. 3.24). Первым срабатывает гидроцилиндр, досылающий заготовку к вертикальным базам. Затем прихваты 4 бесшлангового гидравлического автоматического прижима осуществляют зажим заготовки.

Например, при закреплении блока цилиндров ДВС на протяжном станке (рис. 3.25) используется множество гидроцилиндров, штоки которых обеспечивают непосредственный контакт с заготовкой (прямого действия) или работают через усилители (рис. 3.26). Важное значение при различных условиях закрепления заготовки

Рис. 3.24. Схема автоматического бесшлангового приспособления для обработки корпусных заготовок:

7 — гидроцилиндр; 2 — заготовка; 3 — корпус; 4 — прихват

Рис. 3.25. Схема приспособления блока цилиндров ДВС на протяжном станке:

  • 1—9 — гидроцилиндры; 10, 11 — штанги; 12 — коромысло;
  • 13, 14 — зубчатые колеса; 15 — заготовка (блок цилиндров DBC)

имеет наличие систем самоторможения, таких как клиновые усилители (рис. 3.27).

Закрепление заготовки осуществляется за счет передачи движения от штока гидроцилиндра через рычажные и клиновые механизмы на поверхности заготовки. Причем время, затрачиваемое на зажим и разжим механической оснастки, составляет по 2 с, а гидравлической — по 4 с. При этом механическая оснастка обеспечивает блокировку оснастки в заданном положении, что способствует безопасности ее работы.

Особенностью корпусных деталей, таких как блок цилиндров ДВС, является наличие большого количества глубоких отверстий, обработка которых осуществляется с помощью кондукторов.

Зажим с фиксатором: надежный помощник сварщика, слесаря и строителя

Для выполнения многих работ по металлу необходимо кратковременно зафиксировать заготовки. Это легко выполняется с помощью специального инструмента — ручного зажима с фиксатором. Все об этом инструменте, его типах, конструкции и характеристиках, а также о его выборе и использовании — читайте в статье.

Что такое зажим с фиксатором?

Зажим с фиксатором (ручной зажим, клещи зажимные, клещи захватные, клещи быстродействующие, «третья рука») — тип ручного слесарно-монтажного инструмента; универсальные клещи с механизмом регулирования раствора губок и механизмом блокировки (фиксатором, запирающим механизмом), обеспечивающий фиксацию заготовки для выполнения операций по механической обработке, сварочных и иных работ.

Ручной зажим имеет несколько функций и возможностей:

  • Удерживание одной детали для ее обработки с различных сторон;
  • Фиксация двух или нескольких деталей для их соединения — сварки, клепки, резьбового соединения и т.д.;
  • Удерживание деталей с целью защиты рабочего от травм, поражения электрическим током и т.д.;
  • Освобождение двух рук рабочего при выполнении определенного круга операций.

Зажим с фиксатором 5″ JTC

Зажим с фиксатором 180мм SPARTA

Зажим с фиксатором 250мм SPARTA

Зажим с фиксатором 250мм ROCKFORCE

Зажим с фиксатором 20″ цепной JTC

Зажим с фиксатором 2″ 50мм JTC

Зажим с фиксатором 1″-3/8″ 35мм JTC

Зажим с фиксатором 10″ JTC

Зажим с фиксатором 9″ удлиненный JTC

Зажим с фиксатором 6″ удлиненный JTC

Зажим с фиксатором применяется в тех случаях, когда необходима временная фиксация (блокировка) одной или нескольких деталей в определенном положении. Обычно инструмент применяется для проведения разного рода жестяницких, сварочных, слесарных, а также столярных, плотницких и прочих работ, он позволяет удобно зафиксировать обрабатываемые детали без применения струбцин и иных устройств. Кроме того, зажимные клещи выступают в роли «третьей руки», которая помогает быстрее и проще выполнять разнообразные операции с деталями, освобождая рабочему обе руки.

Однако удобство и качество выполняемых работ во многом зависит от правильного подбора ручного зажима — чтобы сделать верную покупку, необходимо разобраться в существующих типах, характеристиках и особенностях этого инструмента.

Типы и конструкции зажимов с фиксатором


Устройство ручного зажима с фиксатором


Зажим с фикстором с широкими губками


Ручной зажим с фиксатором

Ручные зажимы с фиксатором делятся на две группы по конструкции и принципу работу регулируемого механизма фиксации:

  • С ручной регулировкой раствора губок;
  • С автоматической регулировкой раствора губок (с автоматической подстройкой под размер заготовки).

Основу инструмента первого типа составляют стальные клещи с двумя или тремя шарнирами, в которые встроен регулируемый зажимной механизм (механизм фиксации) эксцентрикового типа. Как правило, верхняя губка клещей выполнена неподвижной (заодно с верхней рукояткой), а нижняя губка с помощью шарниров соединена с нижней рукояткой, верхней губой и зажимным механизмом. Сам механизм представляет собой эксцентрик с рукояткой, который при повороте фиксирует положение (блокирует) обеих рукояток и губок. На задней части верхней рукоятки располагается регулировочный винт, с помощью которого можно изменять расстояние между губками в сомкнутом положении (это достигается перемещением стальной регулирующей планки).

Читайте также:  Самодельный кулер для спиртных напитков

Инструмент второго типа устроен аналогично, отличаясь конструкцией механизма фиксации. В этих клещах тоже используется эксцентриковый зажимной механизм, в котором предусмотрен трещоточный механизм установки расстояния между губками при их смыкании на обрабатываемой детали. Такой инструмент более дорог, поэтому пока он находит ограниченное применение.

Ручные зажимы отличаются назначением, конструкцией и типом губок.

По назначению инструмент делится на следующие группы:

  • Сварочный — клещи этого типа используются для удерживания свариваемых деталей, имеют повышенную устойчивость к высоким температурам;
  • Слесарный для жестяницких и иных работ — зажимы с различными по форме и размером губками, используемых для выполнения кузовных работ и различных операций с листовым металлом, фасонными изделиями и т.д.;
  • Строительный — зажимы увеличенного размера с различными типами губок для выполнения слесарных, монтажных и иных работ в строительстве;
  • Универсальные — зажимы широкого спектра применения.

По типу губок зажимы с фиксатором бывают:

  • Стандартные полукруглые губки с зубчатой насечкой — губки обычно располагаются под некоторым углом к оси рукояток;
  • Удлиненные губки с зубчатой насечкой;
  • Плоские и широкие губки гладкие — губки могут располагаться как вдоль оси рукояток, так и под углом к ним;
  • Фигурные губки различных форм и размеров;
  • Губки для кромок;
  • Вилочные губки — в виде двузубой вилки, верхние губки имеют изгиб под прямым углом, данный инструмент часто называют клещами сварщика;
  • С-образные губки (губки глубокого захвата) — зажим с таким рабочим органом часто называют клещами-струбцинами или ручными струбцинами;
  • С регулируемым цепным захватом — обычно это инструмент для работы с трубами или профильными заготовками большого сечения.

При этом губки многих типов могут иметь различную форму и конструкцию рабочих кромок, что определяется исходя из их назначения. Например, универсальные клещи-струбцины могут иметь закругленные и плоские рабочие кромки, также на них могут устанавливаться шарнирные опорные площадки для работы с листовыми материалами и заготовками неравномерной толщины. Захваты со стандартными и удлиненными губками обычно имеют зазубренные рабочие кромки, обеспечивающие надежную фиксацию заготовок, однако в них могут выполняться дополнительные углубления для работы с прутковыми материалами и т.д.

Зажимы с фиксатором изготавливаются из стали различных марок (наиболее часто — из хромомолибденовой), нередко для повышения коррозионной стойкости инструмент подвергается хромированию. Рабочие кромки губок могут подвергаться закалке для повышения их твердости и прочности. Детали зажима могут изготавливаться как штамповкой из листового материала, так и ковкой из заготовок различной формы. На рычаг разблокировки может наноситься пластиковый чехол для большего удобства работы. В целом, этот инструмент отличается повышенной прочностью и надежностью, что обусловлено его эксплуатацией в самых сложных условиях.

Характеристики ручных зажимов с фиксаторами

Из основных характеристик данного инструмента следует отменить их длину максимальный размер заготовки.

Ручные зажимы в зависимости от назначения имеют длину в пределах 125-300 мм, специальный инструмент для строительных и сварочных работ бывает увеличенных размеров. Но обычно зажимы помещаются в одной руке, что обеспечивает удобство работы с ними в различных ситуациях.

Что касается максимального размера удерживаемой заготовки, то здесь все зависит от типа и формы губок инструмента. Например, стандартные зажимы обычно предназначены для работы с заготовками толщиной 2,5-3 см, но иногда можно встретить инструмент под заготовки до 5 см. Зажимы с С-образными губками могут зажимать заготовки того же диапазона толщин, однако за счет своей конструкции с их помощью можно работать с уголками и с другими гнутыми деталями. Зажимы для работы с трубами могут работать с заготовками диаметром до 90 мм и более.

Как правило, характеристики ручных зажимов указаны на его этикетке, они могут присутствовать и в маркировке, нанесенной непосредственно на инструменте.

Как правильно выбрать и использовать зажим с фиксатором

Выбор ручного зажима с фиксатором необходимо делать, исходя из выполняемых с его помощью операций, формы, размеров и особенностей заготовок. Наиболее универсальными являются зажимы с полукруглыми и удлиненными губками с раствором до 35-50 мм — такой инструмент позволяет выполнять большинство сварочных, слесарных, жестяницких и иных работ. Однако для работы с заготовками увеличенной толщины и сложной формы необходимо использовать специальные зажимы — с вилочными губками и клещи-струбцины. А для работы с широкими листовыми заготовками применяются зажимы с плоскими широкими губками. Если же возникает необходимость работать с круглыми (трубчатыми) заготовками, то отличным решением может стать инструмент с цепным захватом.

Эксплуатация ручного зажима довольно проста. Для фиксации заготовки следует регулировочным винтом установить величину раствора губок — это проверяется пробным захватом заготовок до тех пор, пока инструмент при нажиме на рукоятки не зафиксируется. Если же используется инструмент с автоматической подстройкой по величине заготовки, то необходимо сразу выполнить захват (но иногда требуется регулировка силы захвата). После выполнения операции необходимо нажать на рычаг разблокировки — эксцентрик повернется и механизм фиксации освободит заготовку из губок.

Подробнее о приемах работы со сварочными, жестяницкими и иными ручными зажимами можно узнать в соответствующей учебной литературе.

Верный выбор и грамотная эксплуатация зажима с фиксатором — гарантия удобства выполнения работ различной сложности.

От слаженной работы системы обогрева автомобиля зависит температура внутри его салона. Температурный режим влияет не только на комфорт его водителя и пассажиров, но и на способность оптимального управления транспортным средством. Ключевую роль в работе системы отопления играет кран отопителя, который позволит в нужный момент запустить или остановить работу соответствующей системы.

Многие взрослые не любят зиму, считая ее холодным, депрессивным временем года. Однако дети совсем другого мнения. Для них зима — это возможность поваляться в снегу, покататься на горках, т.е. весело провести время. И одним из лучших помощников для детей в их нескучном времяпровождении — это, например, всевозможные санки. Ассортимент рынка детских санок очень обширен. Рассмотрим некоторые виды из них.

Почувствовав дыхание зимы, все автомобилисты задумываются о замены сезонной резины. И очень многие из нас при покупке зимних шин встают перед трудным выбором — «шиповки» или «липучки»? Каждый тип шин имеет свои преимущества и недостатки, и отдать предпочтение чему-то одному бывает очень сложно. В этой статье мы попытаемся сделать этот непростой выбор.

Заливка в бак некачественного дизельного топлива может навредить мотору вплоть до полного его выхода из строя. Минимизировать или исключить негативные последствия заправки низкокачественным дизелем помогает специальная автохимия — присадки в дизтопливо, о которых подробно рассказано в данной статье.

Дважды в год все водители задаются одним вопросом — когда заменить сезонную резину? Весной все гадают, когда поставить летнюю резину, а осенью ищут момент, когда установить зимнюю, и очень часто водители допускают ошибку. О том, как выбрать оптимальное время для замены сезонной резины, и как не допустить ошибку в этом непростом деле — читайте в данной статье.

Отопители и предпусковые подогреватели немецкой компании Eberspächer — известные во всем мире устройства, повышающие комфорт и безопасность зимней эксплуатации техники. О продукции данного бренда, ее типах и основных характеристиках, а также о подборе отопителей и подогревателей — читайте в статье.

Струбцина своими руками из металла

При обработке заготовки в слесарной мастерской, деталь крепят к верстаку, чтобы она не перемещалась. Струбцина быстрозажимная станет полезным инструментом столяру, плотнику, если на его рабочем столе не установлены тиски.

Быстрозажимная Струбцина своими руками

Этот механизм можно изготовить своими руками, чтобы потом с легкостью соединять детали в нужных точках саморезами, болтами.

С фиксаторами элементы хорошо склеиваются, пока мастер занят другим делом.

Где используют самодельные зажимы

В гараже, помещении для столярных работ мастер собирает комплект инструментов, которые понадобятся для различных поделок. Часто необходимо заготовки устойчиво крепить к столу или верстаку, чтобы выполнить отделку материала.

Нужна будет струбцина для сохранения устойчивого положения деталей в следующих случаях:

  • при мебельной сборке, когда склеивают доски, щиты, нужно удержать части элементов;
  • во время установки эхолотов на торцах лодок, рыболовы используют для закрепления приманки;
  • настольный светильник легче повесить на стену, различные предметы быта, которые нужно держать одной рукой;
  • установка пильного диска на болгарку происходит с дополнительным держателем;
  • древесную напольную стяжку делают с удерживающим приспособлением;
  • ремонтируют крылья машины с применением устройства;
  • делопроизводители пользуются самостоятельно изготовленными зажимами, чтобы сделать переплеты на крупных бухгалтерских журналах;
  • закрывают крышки на часах мастера по ремонту с помощью миниатюрных, поддерживающих установок;
  • сапожники используют в мастерских самодельные зажимные приспособления.

Сварщикам тоже часто требуется устойчивый, надежный держатель с металлическим корпусом, чтобы свободно работать обеими руками.

Основные виды

В домашних условиях можно сделать простое ручное устройство для столярных работ.

В конструкцию инструмента войдут основные детали:

  • рама;
  • зажимные муфты;
  • подвижная часть;
  • винты или рычаги.

Самодельная струбцина из металла

Фиксатор не дает перемещаться зажатой заготовке, для этого настраивают уровень сжатия. По форме захвата обрабатываемых материалов, установки названы:

Для практичности инструмент делают с максимальным раздвижением и плавным рабочим ходом. В зависимости от способа скрепления струбцина может быть:

  1. G-образной – самой популярной у мастеров из-за простоты конструкции и эксплуатации. Металлическая скоба имеет по одну сторону упорную площадку, по другую, вкрученный в резьбу регулировочный винт. На нем внутри находится рабочая губка, сверху приварена рукоять. Механизм удобен для обработки тяжелых, крупных, но простых по форме заготовок.
  2. F-образной, универсальной с опорной поверхностью, прикрепленной к длинному стержню и скользящим по нему блоком с муфтой. Фиксирует зажим вспомогательный винт.
  3. Трубной для крепления крупных деталей. Регулируют уровень захвата по длине стержня на опорной площадке со скользящими губками. Трубные зажимы позволяют работать с объемными предметами.
  4. Угловой соединяют элементы. Для создания при стыковке прямого угла имеется установка из 2 опорных и рабочих поверхностей. Это могут быть 2 перпендикулярных винта или на одном установлен угловой блок. Иногда устройства создают для расположения деталей под разными углами.
  5. Ленточной с зажимом, сделанным из прочного синтетического материала с блоком натяжения. Подгоняют углы дополнительными пластиковыми приспособлениями. Такое устройство применяют для обработки заготовок, закругленных с большим диаметром, когда нужно зафиксировать многоугольные соединения.

Струбцина своими руками может быть изготовлена из древесного и металлического сырья. Для домашней мастерской больше подойдут устройства:

Часто приходится обрабатывать заготовки на угловой или клещевой модели.

Для этих типов не нужны сложные характеристики материалов, простой порядок изготовления.

Что особенного в самодельных устройствах

Хорошо иметь в мастерской заводские инструменты. Но все ломается, а так много подручных материалов, которые помогут избежать проблем, сократят время на производство необходимых вещей. В самодельных устройствах нужно учитывать особенность конструкций:

  • муфты, которые крепко удерживают обрабатываемый материал, должны быть толстыми, где соединяемые предметы будут находиться в жестком состоянии, не выгнется шов при сварке;
  • необходимо использовать медные винты, их резьба не нарушается спайкой при попадании расплавленного сплава, увеличивается срок эксплуатации;
  • зажимы для сварки предоставляют свободное пространство для действий, увеличивают рабочие участки, сварщик устанавливает детали под нужным углом, регулирует их положение.

Конструкция из корпуса с передвижным агрегатом и зажимным болтом

Конструкция из корпуса с передвижным агрегатом и зажимным болтом позволяет контролировать рабочий процесс, повышая производительность, сокращая время на производство.

Алгоритм рабочих процессов

В основном струбцина зажимает детали под прямым углом. Но можно в конструкции устанавливать наклон по необходимости.

Металлические устройства крепко держат заготовку, они устойчивые и более надежные.

Нужно соблюдать порядок действий:

  1. Создают корпусную часть, на производство основания используют сплавы с толщиной в 10 мм. Зажимы делают из уголков, которые приваривают или крепят болтами.
  2. На прижимное устройство подойдет металлический стержень, консоль или скрепленные друг с другом несколько гаек. На кронштейне сверлят отверстия, накручивают резьбу. Фиксируют к основе болтами.
  3. Когда формируют угол, обращают внимание на прижимные скобы. Соединяют только одинаковые по размерам уголки. Надежной конструкцией будет зафиксированная муфта с уголком, установка 2 такого же элемента, прижатого к скобам и скрепленного сваркой.
  4. Правильный монтаж подвижного устройства. С боковых сторон идет крепление направляющих, по ним будет осуществляться передвижение внутреннего основания. Вырезают паз по направлению луча, разделяющего конструкцию с угла на 2 равные части.
  5. Дрелью делают отверстия, шуруповертом закручивают болты с гайками и шайбами.
  6. Метиз выбирают с резьбой на стержне, которая накручена не до головки.

Можно на практике испытать эти рекомендации:

  • вырезать из металлического листа 3 полосы шириной 45 мм, и длиной равной 110, 260 и 510 (мм.);
  • подготовить прямоугольные железные пластинки;
  • приварить 1 лист на основание;
  • 2 стальной лист сваривают с меньшей стороной;
  • соединяют сваркой шайбы;
  • прикладывают гайки к подвижной детали.
  • ножку стержня устанавливают в параллельном положении;
  • сварку первого стального прямоугольника выполняют к наружной стороне;
  • передвижную часть фиксируют внутри устройства с торцов;
  • шайбы приваривают к стержню.

Обыкновенное устройство создает проблемы с некоторыми видами работ. По причине ограниченного расположения установки, которое может выполнять действия под прямым углом. Устраняют ограничение разъемным болтовым соединением, прижимным регулируемым болтом. С помощью метиза выбирают угол, затем крепят заготовки.

Простые модели

Простая по конструкции, изготовленная струбцина своими руками из металла позволит склеить детали. Можно их зажать и оставить, пока клей полностью не затвердеет. Для этого нужно подготовить:

  • 2 толстых металлических полосы;
  • в каждой пластине светлят отверстия с полным совпадением друг с другом;
  • на шпильках нарезают резьбу.

Работа с зажимным устройством:

  • между железными листами вставляют детали, смазанные клеящим веществом;
  • гаечным ключом закручивают гайку на шпильке;
  • убирают на время пока элементы не склеятся.

На следующую модель нужна монолитная ножовка.

Вернее, понадобятся рамы от пил для резки металлических фрагментов. Кроме этого подготавливают:

  • шпильки;
  • стальные пластины;
  • винты с гайками.

На один конец рамы приваривается опорная площадка, на другой устанавливается гайка для установки регулировочного винта с муфтой и ручкой.

Порядок изготовления струбцины из трубы

Для простоты производства нужно сделать чертеж.

  • трубу;
  • металлические кольца – 3 шт., по внутреннему диаметру равные внешним трубным размерам;
  • сварочный аппарат.

Выполняют работу в следующем порядке:

  • 2 кольца сваркой соединяют со стальными уголками, выполняющими роль опорной площадки;
  • свободное кольцо приваривают к трубе с установленной гайкой;
  • длинный болт вкручивают, на шляпку приваривается металлический стержень, который будет служить ручкой;
  • на свободный конец трубы надевают кольцо, на нем находится верхняя муфта, нижнюю губку просверливают, чтобы установить штифты;
  • проводят установку нижнего кольца.

Такие самодельные держатели используют при сборке мебельных гарнитуров, любых строительных или монтажных работ.

Что нужно для угловых зажимов

Часто сварку проводят, соединяя металлические листы под углом. Их нужно неподвижно держать, как сделать это сварщику, если его руки заняты электродом с маской.

Выручит простое фиксирующее приспособление.

  • 10 мм. по толщине металлические полосы;
  • уголки 40х40 или 50х50 (мм.);
  • гайки – 4 шт.;
  • кронштейн.

Уголок скрепляют болтами или сваркой жестким соединением. Прижимным устройством будут приваренные друг с другом гайки или консольная опора, в отверстиях которой накручена резьба. На установленных направляющих будет перемещаться зажимной механизм. Дрелью сверлят отверстия, вставляют болты, закручивают гайки.

Следующая модель тоже не сложная, но её крепят к верстаку – так удобней работать. Нужно подготовить:

  • 2 уголка размером 70 х 70;
  • 2 листа железа;
  • 2 стальные шпильки;
  • гайки – 6 шт.
  1. Уголки сваривают под прямым углом.
  2. Для жесткости ставят металлические планки.
  3. По середине уголков приваривают по 1 консоли.
  4. В просверленном отверстии нарезают резьбу.
  5. В приваренную гайку вкручивают шпильку, она будет фиксировать заготовку.

Соединенные сваркой гайки устанавливают на конец шпильки, тоже приваривают.

Универсальное устройство

Приспособление для сварки труб

Это приспособление пригодится для сварки труб.

  • уголки – 2 шт. по 70 х70 (мм.);
  • металл до 10 мм. толщиной – 2 полосы;
  • болты – 3 шт.;
  • гайки – 5 шт.

Выполняют работу в порядке очередности:

  • стальные полосы обрезают по концам под углом в 45 град.;
  • сверлят отверстия под болты, скрепляют ими пластины;
  • приваривают к железу уголки по ширине 7см.;
  • на корпусной основе сверлят полые выемки;
  • сваркой на каждую сторону устанавливают гайки.
Читайте также:  Приспособление для ручной переноски габаритных предметов

В такой установке можно работать с трубами под нужными углами. Для этого:

  • откручивают гайки на стальной опоре;
  • выставляют под нужным углом;
  • прикручивают верхними болтами для надежности крепежа.

Если есть тиски, струбцину фиксируют для регулировки нужного угла.

Что в итоге

Нормативов и серьезных требований к изготовлению струбцин нет.

Устройство должно выполнять свое назначение, соответствовать характеристикам по:

  1. Надежности и качеству. Ручные тиски, любое крепежное металлическое приспособление прочные и долго служат. Детали с разным коэффициентом упругости можно крепко стягивать.
  2. Легкому весу. Такие агрегаты обычно делают мобильными, их придется переносить, поэтому масса материалов один из важных параметров.
  3. Сильному захвату. Стальные муфты, позволяют крепко удерживать сырье для обработки. Они не должны совершать поворотов, скольжений и выпадать из паза.
  4. Универсальности. Лучше собрать инструмент для выполнения разных функций. Незачем копить много механизмов с одним направлением. Приспособление сможет удержать с максимальной устойчивостью как сплав металлов, так и пластик с древесиной.

Самодельные держатели используют для обработки разных материалов, у них может быть форма гладкая, трубчатая. Важно правильно подобрать зажимный инструмент. Для этого нужно четко знать: для каких целей будет использоваться механизм.

Зажимные устройства приспособлений

Продолжаем публикацию материалов из Справочника фрезеровщика под редакцией В.Ф. Безъязычного. На этот раз разберем зажимные устройства приспособлений для фрезерных обрабатывающих станков.

Зажимные устройства призваны обеспечивать зажим заготовки с минимальной затратой сил и времени станочника, они должны быть простыми, надежными, удобными и безопасными в эксплуатации.

Основные правила эксплуатации зажимных устройств

1. Категорически запрещено применение неисправных зажимных устройств (изношенная или сорванная резьба, изношенный эксцентрик, наличие утечки в пневмо- или гидроаппаратуре и т.п.).

2. Запрещена эксплуатация зажимных устройств, если: а) рукоятки управления расположены вблизи от вращающейся фрезы; б) на пути рабочего движения руки расположены детали приспособления с выступами и острыми кромками, которые могут вызвать травму.

3. Контактирование зажимных элементов устройств с заготовкой должно происходить на участке ее наибольшей жесткости с направлением силы зажима перпендикулярно опоре. Невыполнение этого требования может привести к появлению брака.

4. При закреплении заготовки несколькими прихватами сила закрепления, прокладываемая к каждому из них, должна быть одинаковой.

5. При установке приспособления на станок, а также при выборе начальной точки фрезерования следует выполнять условие: сила резания должна быть направлена на установочные элементы приспособления (как наиболее жесткие), а не на зажимные.

Зажимные устройства, в зависимости от источника силы, обеспечивающей зажим, делят на ручные, механизированные и комбинированные.

Ручной винтовой зажим (рис. 4.8, а) основан на использовании резьбовой пары и благодаря простоте, высокой надежности имеет относительно широкое применение. К недостаткам зажимов данного типа следует отнести значительные затраты времени на крепление.

Рис. 4.8. Зажимные устройства:
1 – ручной винтовой зажим; 2 – зажим с гидропластом

Сила Р, обеспечиваемая винтовым зажимом, определяется по соответствующим формулам с учетом исходной силы Ри, длины рычага l, диаметра резьбы d, диаметра опоры d1.

Винтовые зажимы могут быть с успехом использованы в зажимных устройствах многократного действия, позволяющих производить одновременное крепление нескольких заготовок. В рычажно-винтовых зажимах равномерность распределения силы зажима обеспечивается за счет качания рычагов. В зажимах с гидропластом (рис. 4.8, б) крепление заготовок 4 плунжерами 3 осуществляется поворотом гайки 5. Плунжеры размещены в отверстиях планки 1. Равномерность зажима заготовок (несмотря на некоторую разницу в размерах) обеспечивается равномерностью давления вязкой массы гидропласта на все плунжеры.

На рис. 4.9 приведены типовые конструкции винтовых зажимов. Винтовой зажим (рис. 4.9, а) предназначен для крепления плоских заготовок, корпусов, стоек и других аналогичных деталей. Зажим устанавливают в любом месте Т-образного паза стола станка. Корпус 1 зажима имеет Г-образный выступ, который расположен ниже основания. В корпусе предусмотрен овальный паз, в котором размещен винт 2, а также расточка для гайки 3. Зажимают заготовку винтом. Такой зажим позволяет закреплять заготовки, поверхности которых расположены под углом.

Зажим другой конструкции (рис. 4.9, б) состоит из губки 1, которая шарнирно соединена с планкой 2. Планку крепят болтом 3 к столу станка. Заготовка 5 фиксируют болтом 4 с гайкой. Такая конструкция обеспечивает надежный зажим заготовок, имеющих различную высоту.

Рис. 4.9. Винтовые зажимы:
а – угловой; б – шарнирный

Клиновые зажимы (рис. 4.10) просты в изготовлении, при малых размерах они обеспечивают большую силу прижима, позволяют изменить направление передаваемой силы и при углах клина (до 8°) обладают свойством самоторможения.

Рис. 4.10. Схема клиновых зажимов:
а – непосредственного действия; б – через плунжер;
1 – клин; 2 – заготовка; 3 – плунжер

Свойства клина к самоторможению используются в байонетных зажимах с винтовым пазом (рис. 4.11). Закрепление заготовки 2 в приспособлении с таким зажимом осуществляется поворотом втулки 3, имеющей винтовой (наклонный) паз, который контактирует со штифтом 5. Конструкция зажима обеспечивает быстрое закрепление/открепление заготовки.

Рис. 4.11. Схема приспособления с байонетным зажимом:
1 – корпус приспособления; 2 – заготовка;
3 – зажимная втулка; 4 – фреза;5 – штифт;
6 – установочный (базовый) элемент приспособления

Механизированные зажимные устройства в зависимости от источника используемой энергии подразделяются на пневматические, гидравлические, пневмогидравлические, электромеханические, электромагнитные, вакуумные.

В общем случае механизированное зажимное устройство состоит из привода и механической части, часто выполняемой как отдельный кинематический элемент – клиновой, рычажный, винтовой и т.д.

Благодаря простоте изготовления и универсальности наибольшее распространение получили зажимные устройства с пневматическим приводом. Пневматические приводы могут быть выполнены в виде пневмоцилиндров (поршневые) и пневмокамер (диафрагменные). По сравнению с ручными винтовыми зажимами устройства с пневматическим приводом в 5–10 раз сокращают время на операциях закрепления/открепления заготовки. Пневмопривод с использованием пневмоцилиндров может быть одностороннего и двустороннего действия (рис. 4.12). Основным элементом привода является цилиндр 1, внутри которого размещен поршень 2 с уплотнением 4. С поршнем жестко связан шток 3. Под действием сжатого воздуха, подаваемого в пневмоцилиндр от воздушной магистрали через распределительный кран 6, поршень вместе со штоком перемещается. Это перемещение и используется в зажимных устройствах для закрепления заготовок.

Рис. 4.12. Схема подачи воздуха в пневмоцилиндр:
а – одностороннего действия; б – двустороннего действия;
1 – цилиндр; 2 – поршень; 3 – шток; 4 – уплотнение;
5 – трубопровод; 6 – распределительный кран; 7 – масленка;
8 – редукционный клапан; 9 – манометр; 10 – пылевлагоотделитель; 11 – вентиль

Пневмоцилиндры одностороннего действия конструктивно более просты. Зажим заготовки здесь обеспечивается подачей сжатого воздуха, а отжим, т.е. возвращение поршня в исходное положение, пружиной.

У пневмоцилиндров двустороннего действия воздух подается то в одну, то в другую полость. Сила Р на штоке пневмоцилиндра, которая может быть обеспечена пневмоприводом, зависит от его типа и размеров. Без учета потерь на трение в сопряжениях ее можно определить по формулам: – для пневмоприводов одностороннего действия, Н,

– для пневмоприводов двустороннего действия, Н:

P = 0,75pd 2 (прямой ход, подача воздуха в полость без штока);

P = 0,75p(d 2 − d1 2 ) (обратный ход, подача воздуха в полость со штоком),

где р – давление воздуха в сети, Па; d – диаметр поршня, мм; d1 – диаметр штока, мм; q – сила сопротивления пружины, Н.

Давление сжатого воздуха в заводской сети составляет (4…6)10 5 Па (4…6 атм). При расчете учитывают возможную утечку воздуха в сети, одновременность работы нескольких потребителей, и поэтому расчетное давление воздуха в сети принимают 4 ⋅ 10 5 Па.

ГОСТ 18460–81 определяет размеры и технические условия изготовления пневмоцилиндров. Нормальные диаметры поршня составляют ряд: 50, 75, 100, 150, 200, 300 мм, а диаметры штоков соответственно: 16, 20, 30, 35, 40, 45 мм.

Пневмокамеры более просты и надежны в работе, чем пневмоцилиндры. Корпус пневмокамеры состоит из двух литых или штампованных корпусных деталей 1 и 2 (рис. 4.13), между которыми установлена резинотканевая диафрагма тарельчатой формы 3 толщиной 5…10 мм. При подаче воздуха в полость А диафрагма оказывает давление на шайбу 4 штока 5 и перемещает его.

Рис. 4.13. Пневмокамера одностороннего действия

Во избежание компрессии воздуха в корпусной детали 1 корпуса предусмотрено отверстие для выхода воздуха.

Для возврата штока воздух через распределительный кран удаляют из камеры. В исходное положение шток и диафрагму возвращает пружина 6.

Стандартные пневмокамеры имеют ход штока 30…35 мм и при диаметре диафрагмы 175, 200 и 225 мм обеспечивают силу прижима на штоке соответственно 2500, 4500 и 6000 Н.

В зажимных устройствах используют также гидравлические приводы поршневого типа. Рабочей жидкостью здесь является веретенное масло, которое подают в цилиндр привода под давлением от 30 ⋅ 10 5 до 60 ⋅ 10 5 Па. При этом обычно применяют отдельный для каждого привода насос.

Гидравлические приводы бывают одностороннего или двустороннего действия. На рис. 4.14 показана принципиальная схема гидравлического зажимного механизма двустороннего действия. Шестеренчатый насос 1 подает масло к управляющему золотнику 2 с ручным управлением. Золотник имеет два фиксированных положения А и Б, каждое из которых обеспечивает подачу масла в левую или правую полость цилиндра. В положении А масло через полость золотника поступает в левую полость цилиндра и давит на поршень 3, который перемещает шток 4 и закрепляет заготовку 5. Насос продолжает работать, и масло через редукционный клапан 6, отрегулированный на заданное давление, возвращается в резервуар 7.

Рис. 4.14. Схема гидравлического зажимного механизма:
1 – шестеренчатый насос; 2 – золотник; 3 – поршень;
4 – шток; 5 – заготовка; 6 – редукционный клапан;
7 – резервуар

Чтобы открепить заготовку, золотник перемещают в положение Б. Масло поступает в правую полость. Поршень перемещает шток влево и обеспечивает отжим заготовки. Масло из левой полости цилиндра поступает на слив в резервуар 7.

Вакуумные зажимные устройства применяют при фрезеровании для креп- ления тонких заготовок больших размеров из немагнитных материалов. Заготовку 1 (рис. 4.15) устанавливают в приспособление 2, полость 4 которого соединена с вакуумным насосом 3. Уплотнения 5 служат для поддержания герметичности системы. Насосом откачивают воздух из полости 4, и прижим заготовки обеспечивается атмосферным давлением.

Рис. 4.15. Схема вакуумного зажимного привода:
1 – заготовка; 2 – приспособление; 3 – вакуумный насос;
4 – полость приспособления; 5 – уплотнения

Силу прижима заготовки можно рассчитать по формуле, Н:

где F – активная площадь полости приспособления, м 2 ; р – разность между атмосферным давлением и давлением в полости приспособления, Па.

Отжим заготовки осуществляется при подаче в полость атмосферного воздуха. Эффективность работы вакуумных приспособлений в значительной мере зависит от плоскостности и шероховатости поверхности, предназначенной для базирования заготовки.

Магнитные зажимные устройства обеспечивают зажим заготовки силами магнитного поля, которое создается при прохождении электрического тока через проволочную катушку с сердечником из стали или с постоянными магнитами.

Рис. 4.16. Схема действия элемента электромагнитной системы приспособления

Электромагнитная система приспособления (рис. 4.16) включает источник энергии – катушку с сердечником 1 и магнитопроводы 2 и 4. Верхние поверхности магнитопроводов, на которые устанавливают заготовку 3, называют полюсами системы. При подаче электрического тока в катушку магнитный поток от северного полюса N замыкается на южном S через металл заготовки. Если между заготовкой и поверхностью полюсов образуется зазор, то на этом участке произойдет ослабление магнитного потока и сила притяжения будет снижена.

Магнитные приспособления обычно применяют в тех случаях, если заготовка изготовлена из магнитного материала и поверхность, по которой осуществляется базирование, имеет шероховатость Rz не более 40 мкм.

Магнитные зажимные устройства способны обеспечить достаточно большую силу зажима заготовок, но их использование для фрезерных приспособлений ограничено тем, что:

  • для питания электромагнитного привода необходим источник постоянного тока;
  • заготовки после обработки (открепления) приобретают остаточные магнитные свойства и требуют размагничивания;
  • из-за явлений остаточного магнетизма возникают определенные затруднения при удалении стружки как с обработанной детали, так и с базовых поверхностей приспособления.

ЗАКРЕПЛЕНИЕ ЗАГОТОВОК В ПРИСПОСОБЛЕНИЯХ

Зажимные устройства

Зажимными устройствами, или зажимными механизмами, называют механизмы, устраняющие возможность вибрации или смещения заготовки относительно установочных элементов приспособления под действием сил, возникающих в процессе обработки.

К зажимным устройствам предъявляются следующие требования.

  • 1. При зажиме не должно нарушаться положение заготовки, достигнутое базированием. Это удовлетворяется рациональным выбором направления и точки приложения силы зажима.
  • 2. Зажим не должен вызывать деформации закрепляемых в приспособлении заготовок или порчи (смятия) их поверхностей.
  • 3. Сила зажима должна быть минимально необходимой, но достаточной для обеспечения надежного положения заготовки в процессе обработки.
  • 4. Зажим и открепление заготовки необходимо производить с минимальной затратой сил и времени рабочего. При использовании ручных зажимов усилие руки не должно превышать 147 Н (15 кгс).
  • 5. Зажимный механизм должен быть простым по конструкции, максимально удобным и безопасным в работе.

Расчет сил зажима сводится к решению задачи статики на равновесие твердого тела (заготовки) иод действием внешних сил резания и сил зажима.

К заготовке с одной стороны приложены силы резания и сила тяжести, с другой – искомые зажимные силы и реакции опор. Под действием этих сил заготовка должна сохранять равновесие.

Величину сил резания и их моментов определяют по формулам резания металлов или выбирают но нормативным справочникам. Найденное значение сил резания для надежности зажима заготовки умножают на коэффициент запаса К= 1,4. 2,6 (при чистовой обработке К= 1,4; при черновой К – 2,6).

Более точно значение коэффициента запаса может быть определено в зависимости от условий обработки заготовок на станке:

где Kq = 1,5 – гарантированный коэффициент запаса при всех случаях обработки; К – коэффициент, зависящий от вида базовой поверхности заготовки (обработанная или необработанная); fa – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при затуплении режущего инструмента; fa – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при обработке прерывистых поверхностей; К4 – коэффициент, учитывающий непостоянство силы зажима, развиваемой силовым приводом приспособления; fa – коэффициент, учитываемый при наличии моментов, стремящихся повернуть обрабатываемую деталь вокруг ее оси.

Рассмотрим типовые варианты действия на обрабатываемую деталь сил резания, сил зажима и их моментов (табл. 3.1).

Фактические силы зажима заготовки, создаваемые зажимными механизмами, должны равняться расчетным силам зажима или быть несколько больше их. Величина фактических сил зажима зависит от исходной силы Q привода и передаточного отношения между фактической силой зажима детали и исходной силой Q для конкретного зажимного устройства приспособления.

Зависимость между силами JV^ и Q определяется равенством 1?ф = Qi, от-

^> где – фактическая сила зажима обрабатываемой заготовки, Н (кге); Q – исходная сила, развиваемая рабочим или механизированным приводом, Н (кге); /- суммарный коэффициент трения, учитывающий потери в передаточных звеньях; / -передаточное отношение между силами.

Зажимные устройства приспособлений разделяются на простые (элементарные) и комбинированные, т. е. состоящие из нескольких простых. Простые зажимные устройства (зажимы) состоят из одного элементарного зажима, которые бывают клиновые, винтовые, эксцентриковые, рычажные и т. д. Комбинированные зажимные устройства состоят из нескольких простых устройств, соединенных вместе.

Типовые варианты схем зажима загоэовок

Вариант 1. Сила зажима W, приложенная к обрабатываемой заготовке I, и сила резания Р одинаково направлены и прижимают заготовку к опоре 2 приспособления. Заготовку удерживает минимальная сила зажима Wmm

Вариант 2. Сила зажима W и сила резания Р действуют на обрабатываемую заготовку 1 в противоположных направлениях; требуемая сила зажима W = КР

Вариант 3. Сила зажима W и сила резания Р действуют на обрабатываемую заготовку во взаимно перпендикулярном направлении. Силе резания Р противодействуют силы трения между нижней базовой плоскостью заготовки и опорными штырями приспособления и между верхней плоскостью заготовки и зажимными элементами. При этом условие равновесия:

где f и /2 – коэффициенты трения между поверхностями заготовки и установочными зажимными элементами приспособления. При /1 =fi = 0,1 сила зажима W = 5КР

Вариант 4. Сила зажима W прижимает заготовку к опорам, при этом одна составляющая силы резания Р имеет одно направление с силой зажима и прижимает заготовку к нижним опорам, а вторая составляющая Р2 действует в направлении, перпендикулярном к силе зажима. Смещению заготовки в приспособлении препятствуют силы трения, возникающие на плоскостях контакта детали с установочными и зажимными элементами приспособления. Величину силы зажима определяют из соотношения Pi 1:

Вариант 5. Обрабатываемая заготовка зажимается горизонтально действующей силой зажима IV. Расстояние между силой зажима и силой реакции от бокового упора выбирают таким, чтобы обрабатываемая заготовка надежно была прижата к установочным опорам приспособления. На заготовку, зажатую в приспособлении, действуют сила зажима IV, сила реакции R] и R от установочных и зажимных опор и силы трения F, F1, F2 между поверхностями детали, установочными и зажимными элементами приспособления.

Приравнивая сумму моментов относительно

точки О нулю, найдем силу W = — 1 –-.

Величину силы зажима с учетом сил резания найдем, приравнивая сумму моментов всех сил относительно точки О нулю Wa + W/2A – КРге — – КРА = 0, откуда А:(Ле+ЛЛ)

Читайте также:  Самодельная ручная пилорама из цепной пилы

W = — 1 –, где К – коэффициент запаса

Вариант 6. Обрабатываемую заготовку выточкой устанавливают на центрирующий жесткий палец приспособления и левой плоскостью прижимают к трем опорным штырям несколькими прихватами. При обработке на заготовку действуют сдвигающий момент Мкр и осевая сила Р. Заготовка удерживается от смещения силами трения, возникающими между ее поверхностями и поверхностями установочных и зажимных элементов приспособления. В этом случае силу зажима W определяют из равенства:

Вариант 7. Обрабатываемая деталь наружной цилиндрической поверхностью установлена в призме с углом а = 90° и зажата силой W. Повороту детали около ее оси противодействуют силы трения, возникающие на поверхностях контакта детали с установочными и зажимными элементами приспособления. Без учета трения на торце детали:

Вариант 8. Рассмотрим действия двух сил резания Р: и Рх на заготовку /, зажатую в трехкулачковом патроне станка; сила резания Pz создает момент Mptз = Р-r|, который стремится повернуть заготовку вокруг ее оси, а сила Рх – переместить заготовку вдоль ее оси

Суммарная сила зажима заготовки тремя кулачками патрона:

где W – сила зажима заготовки одним кулачком патрона, Н (кгс); г – радиус обрабатываемой части заготовки, зажатой кулачками, мм; г1 – радиус зажимаемой части заготовки, мм; /- коэффициент трения между поверхностями заготовки и кулачков (зависит от вида поверхности кулачков); Z – число кулачков патрона; К – коэффициент запаса (К = 1,4. 2,6); 4/рез – момент от силы резания Р2.

Величину W проверяют на возможность продольного сдвига заготовки силой Рх по форму-

Вариант 9. Рассмотрим действие силы резания Р

на обрабатываемую заготовку втулки 2, установленную и зажатую на цанговой оправке 1. Сила Pz создает момент резания Мреъ которому противодействует момент от силы трения Мгр между установочной поверхностью цанги и заготовкой.

Суммарная сила зажима 1Рсум обрабатываемой заготовки всеми лепестками цанги:

W =-— = —— и момент от силы тре-

В зависимости от числа ведомых звеньев зажимные устройства разделяют на одно- и многозвенные. Любое зажимное устройство приспособления включает ведущее звено, на которое действуют исходная сила и несколько ведомых звеньев, кулачков, или прихватов, непосредственно зажимающих заготовки. Многозвенные зажимные устройства зажимают одну заготовку одновременно в нескольких местах или несколько заготовок в одном приспособлении.

МЕХАНИЗМЫ ЗАЖИМА ЗАГОТОВОК

Механизмы зажима предназначены для закрепления обрабатываемых заготовок в рабочих позициях станков и авто­матических линий и должны обеспечивать постоянство их положе­ния при обработке.

Конструкция механизмов зажима зависит от типа заготовки и принятого технологического процесса обработки.

Все механизмы зажима можно разделить на две группы: механизмы, предназначенные для зажима симметричных загото­вок (прутки, трубы, штучные заготовки); механизмы, предназна­ченные для зажима заготовок произвольной формы (корпусные детали, кронштейны, плиты и т. д.).

Зажим обрабатываемых заготовок выполняется зажимными органами (цангами, кулачками, мембранами, рычагами и т. д.), которые для создания необходимой силы зажим перемещаются специальными приводами.

По источнику, создающему силу зажима, эти механизмы делят на механизмы с силовым и жестким замыканием.

В механизмах с силовым замыканием сила зажима создается за счет внешних сил: пневматических и гидравлических устройств,

пружины, гидропласта и других, причем сила зажима заготовки лишь в малой степени зависит от колебаний ее размеров. В меха­низмах с жестким замыканием сила зажима создается за счет деформаций передаточного и зажимного звеньев; напряжения в звеньях уже в значительной степени зависят от точности зажи­маемой заготовки. Тип зажимного органа и источник, создающий силы зажима, выбирают исходя из разных условий. Поэтому, например, цанговые механизмы зажима могут приводиться и действие вручную, пружиной, пневмоцилиндром (силовое замыкание) или путем деформирования передаточной системы (жесткое замыкание). В зависимости от степени автоматизации станка (универсальный, полуавтомат, автомат) существуют следующий системы зажимаг ручная» полуавтоматическая и автомати­ческая.

Основные требования, предъявляемые к механизмам зажима, следующие: надежность зажима (возникающие при обработки силы не должны изменить первоначально заданное положенно обрабатываемой заготовки); точность зажима относительно оси симметричных профилей независимо от колебаний размеров заготовки; стабильность точности зажима заготовок по длине; достаточная жесткость зажима, что предотвращает возникновение вибраций при работе; высокая надежность и долговечность в работе; простота конструкции и малые габаритные размеры.

При проектировании механизмов зажима необходимо учитывать в каждом конкретном случае дополнительные требования, которые зависят от вида заготовки, выбранного способа обработки, типа оборудования и т. д.

При обработке заготовок на станках о ЧПУ, многоцелевых станках особое внимание уделяют выбору базовых поверхностей. Базовые поверхности должны обеспечивать высокую точность обработки и минимальное время на базирование и установку. Чтобы связать координаты обрабатываемой заготовки с отсчетной системой станка, координаты базовых поверхностей вводят в систему ЧПУ. Заготовка должна быть ориентирована базирующими элементами так, чтобы расчетные координаты обрабатываемых поверхностей были связаны с координатной системой станка. Это сократит время введения базовых координат в систему ЧПУ. Таким образом, механизмы должны обеспечивать: определенное положение заготовки на столе станка и фиксацию этого положения с учетом сил резания; минимальную деформацию при максималь­ном сечении снимаемой етружки; равномерную передачу зажим­ных сил с их замыканием на опорах установочных базовых эле­ментов; возможность быстрой смены зажимных элементов; удобство установки, зажима н снятия заготовки.

Проектирование механизмов зажима является сложной про­блемой, так как они определяют не только точность обработки, но и производительность н надежность работы автомата, станка с ЧПУ,автоматической линии.

Механизмы зажима симметричных заготовок используют на токарных, круглошлифовальных и других автоматах и станках с ЧПУ, на которых обрабатывают заготовки симметричной формы (круглые, квадратные и т. д.). Это детали типа валов, дисков, фланцев и др.

Механизмы зажима симметричных профилей простой формы состоят из зажимного органа (кулачка, цанги, оправки, захвата и т. д.), приводного звена, создающего силу зажима (гидро- или пневмоцилиндра, пружины, механического привода и др.), и передаточных звеньев (рычагов, труб и т. д.).

При обработке заготовок типа валов их базируют обычно по центровым отверстиям, а передача момента происходит с помощью кулачковых патронов.

На рис. 8.8 показан трехкулачковый.патрон с плавающим центром и гидравлическим приводом ПЗК-У-315 [Г]. В термически обработанных направляющих корпуса патрона 4 перемещаются основные кулачки 1, к которым крепятся рабочие кулачки 2. Втулка 5 с клиновыми пазами перемещается в осевом направлении гидроприводом с помощью тяги и втулки 6. Тяга соединяется с втулкой 6 винтовой нарезкой 7. Плавающий центр 3 поджи­мается пружиной и при зажиме заготовки центрирует ее. Такой патрон можно использовать как при черновой, так и при чистовой обработке.

При центровой обработке заготовок деталей типа вала на станках с ЧПУ, объединенных в ГПС, промышленный робот устанавливает заготовки на линию центров станка, а поджим заготовок к переднему центру и создание необходимой силы зажима осуществляют обычно перемещением пиноли задней бабки. В таком случае станки часто оснащают поводковыми патронами, которые дают возможность обрабатывать заготовку по всей поверхности.

Поводковый патрон показан на рис. 8.9. Плавающим центр 1 установлен во втулке 4, которая жестко соединена с кор пусом 6 патрона. Корпус 6 конусом устанавливают в шпиндвЛ! станка. Шпонка 3, закрепленная во втулке 4, предотвращтч поворот плавающего центра 1, обеспечивая ему возможность перемещаться в осевом направлении. При зажиме заготовки oceвая сила создается перемещением пиноли задней бабки, в которую установлен вращающийся центр. В процессе перемещения пиноЛщ задней бабки заготовка давит на плавающий центр 1, заставляя выдвигаться поводки 2. Поводки 2 перемещаются толкли лями 5 от плунжеров 7 благодаря сжатию гидропласта 8. Осе­вое давление регулируется винтом 10 при перемещении плун жера 9.

Широкое применение в автоматах получили цанговые механизмы зажима. Их характерная особенность — то, что они мри годны для зажима заготовок широкого диапазона размером Цанговые механизмы зажима применяют для зажима как пруткового материала, так и штучных заготовок. Штучные заготовки могут зажиматься по наружной или внутренней поверхности Применяют три типа цанговых механизмов зажима [4]:

I тип — цанга имеет прямой конус, и для зажима прутка необходимо создавать силу, сжимающую цангу;

II тип — цанга имеет обратный конус, и для зажима прутка необходимо создавать силу, растягивающую цангу;

III тип — цанга имеет обратный конус, но в отличие от преды­дущих вариантов она упирается передней частью лепестков в гайку, навинченную на шпиндель; для зажима прутка цангой на нее перемещают стакан с конусной расточкой.

Применяют цанговые механизмы зажима как с силовым, так и с жестким замыканием. Рассмотрим порядок расчета этих меха­низмов на примере расчета цангового механизма II типа (рис. 8.10). При расчете определяют силы, с которыми зажимные звенья должны удерживать обрабатываемую заготовку, определяют па­раметры привода, обеспечивающего данную силу зажима.

При зажиме обрабатываемой заготовки все звенья механизма — цанга, труба, рычажки, упорные гайки, а также шпиндель — находятся под нагрузкой. Зная технологические операции, выпол­няемые на одном шпинделе, можно определить силу, которую должен обеспечить механизм зажима.

1. Определяем суммарную окружную силу Р, действующую на поверхности детали в цанге:

Здесь — суммарная сила резания, приведенная к на-

ружному диаметру прутка, где п — число резцов, участвующих в обработке; гi — радиус приложения силы резания Pi; r — минимальный радиус зажимаемого прутка; М — крутящий момент осевого инструмента.

2. Находим результирующую силу Рр, которая стремится
повернуть заготовку в цанге:

где Р суммарная осевая сила, возникающая при работе резцами и осевым инструментом.

3. Определяем необходимую силу W сжатия лепестков цанги:

где — окружная сила, передаваемая зажимной цангой; — коэффициент трения между материалом заготовки и цанги,

Рис. Расчетная схема цангового механизма зажима

= 0,25.для гладких губок, ( == 0,45 . 0,5 для губок с насеч­кой крест-накрест.

Тогда сила сжатия лепестков цанги

где т = 1,2 . 1,5 — коэффициент запаса силы зажима.

4. Находим силу тяги Q, которую необходимо приложить
к зажимной трубе, чтобы обеспечить зажим обрабатываемой за­
готовки (см. рис. 8.10):

Здесь = 12 . 15° — половина угла конуса цанги; φ = = arctg — угол трения между цангой и шпинделем, где — коэффициент трения между цангой и шпинделем, для шлифованных поверхностей цанги и шпинделя принимают а, .

Дальнейшие этапы расчета зависят от характера замыкания механизма (силовое или жесткое). При силовом замыкании сила является исходной для определения параметров элементов меха­низма (цанги, трубы, резьбы, рычагов и т. д.). Исходя из этого подбирают необходимые параметры источника силы зажима (диа­метр пневмо- или гидроцилиндра, диаметр проволоки пружины и т. д.). Основой расчета зажимных механизмов с жестким замы­канием является оценка колебаний размеров обрабатываемой заготовки, а следовательно, силы зажима.

5. Составляем принципиальную схему механизма с указанием размеров всех звеньев (из конструктивных соображений) и выби­раем материал звеньев.

6. Определяем суммарную деформацию упругой системы под действием силы Q:

где —деформация соответственно цанги, зажимаемой трубы, собачек и т. д.

При работе звена на растяжение или сжатие деформация ведо­мого звена при зажиме заготовки с минимальными размерами под действием силы Q составит

где l1 — длина ведомого звена; Е — модуль упругости первого рода; F — площадь сечения звена, работающего на растяжение или сжатие.

При работе звена на изгиб деформация звена fo при минималь­ных размерах заготовки может быть определена по формуле

где с — коэффициент, зависящий от вида звена и нагрузки; с — 1/3 — для консольной балки с нагрузкой на конце; с = = 1/48 — для балки на двух опорах с нагрузкой посередине; с = 1/192 — для балки, закрепленной с двух сторон с нагрузкой посередине; I — момент инерции сечений звеньев.

При работе звена на кручение деформация звена под действием силы Q

где М — крутящий момент; I — полярный момент инерции сечений звеньев; G — модуль упругости второго рода.

7. Находим приращение деформации упругой системы при зажиме заготовки с максимальными размерами

Из рис. следует, что , а r. Тогда зависимость между допуском Δd на диаметр прутка, деформацией звеньев и коэффициентом возрастания сил Д”, принимающим макси­мальное значение К =K max. имеет вид:

При расчете механизма зажима с жестким замыканием задаются коэффициентом возрастания сил K = 3. 4 и определяют величину Δdmax. Если допуск на размер обрабатываемого прутка δ Δdmax, то в механизме возможны поломки и необходимо менять его конструктивные размеры, т. ё. надо увеличить Δdmax.

Для надежной работы механизма зажима в его конструкцию вводят звено, допускающее повышение деформации. Наличие такого звена обеспечивает надежный зажим при значительном отклонении диаметра обрабатываемой заготовки и предотвращает перегрузку в звеньях механизма, в первую очередь в зажимных дангах.

Механизм зажима заготовок произвольной формыиспользуют при обработке заготовки типа корпусов, крышек и т. д. на агрегатных станках и автоматических линиях и на станках с ЧПУ. В данном случае заготовки устанавливают и закрепляют в специальных приспособлениях, которые должны обеспечить постоянство их положения под действием сил резания в процессе обработки. В то же время закрепление не должно вызывать чрезмерно больших деформаций обрабатываемой заготовки и корпусных деталей приспособлений, в которых расположены направляющие втулки, во избежание снижения точности обработки. Необходимую силу закрепления, обеспечивающую постоянство положения заготовки в процессе обработки, можно подсчитать с учетом действующих сил резания и схемы закрепления.

При определении сил резания, особенно при черновых опера­циях, следует учитывать возможность обработки заготовки с уве­личенными по сравнению с расчетными припусками. Силу за­крепления принимают в 1,5—2 раза больше расчетной. Силы

закрепления желательно прилагать в месте расположения ребер или сквозных бобышек таким образом, чтобы во избежание кон­сольных нагрузок линии действия сил проходили через базовые площади приспособления.

Приводы механизмов зажима приспособлений должны быть такими, чтобы можно было регулировать силу зажима в определенных пределах. В качестве силовых приводов зажимных эле­ментов приспособлений применяют гидравлические и реже пневматические приводы.

При обработке на многоцелевых станках о ЧПУ, в ГПС или на автоматических линиях заготовок типа корпусов, рычагов, маховиков, кареток и т. п., которые не имеют одинаковых и иден­тично расположенных поверхностей для базирования и крепления, их обычно устанавливают и закрепляют на специальных приспособлениях-спутниках.

Приспособления-спутники — это зажимные приспособления, в которых заготовка позиционирована и закреплена. Спутник вместе с обрабатываемой заготовкой перемещается от станка к станку в АЛ или ГПС без изменения закрепления и базирования. В этом случае заготовки базируют и закрепляют либо непосред­ственно на спутнике, либо в специальном приспособлении, уста­новленном на спутнике.

На рис. 8.11 показан спутник, который представляет собой чугунную плиту 1. Плоскость «А» плиты / точно обработана и является базовой. Для крепления обрабатываемых заготовок в плите 1 предусматривают Т-образные пазы (см. рис. 8.13) или сетку чередующихся резьбовых и фиксирующих отверстий (рис. 8.11, б). Обрабатываемая заготовка или приспособление с обрабатываемой заготовкой устанавливают на поверхности А (рис. 8.11, а) и фиксируют пальцами, строго ориентированными относительно элементов фиксации спутника.

Для базирования и закрепления спутника в рабочей позиции в плите 1 устанавливают специальные элементы фиксации (фиксаторные втулки или планки) и предусматривают поверхности для его зажима.

Устройство фиксации и зажима с базированием спутника на двух выдвижных цилиндрических фиксаторных пальцах 2 показано на рис. 8.11, а. После перемещения приспособления-спутника с механизма загрузки на стол станка с базовой поверхностью «5», рабочая полость гидроцилиндра 5 сообщается со сливным каналом, и поршень 6, перемещаясь под действием тарельчатых пружин, с помощью рычагов 7 выдвигает фиксаторы 2, которые входят в отверстия фиксаторных втулок спутника, осуществляя его фиксацию. При перемещении спутника на стол станка зажимные планки 3 входят в Т-образные пазы спутника. Две планки 3 перемещаются вертикально под действием пружин, установленных в четырех гидроцилиндрах 4, и зажимают приспособление-спутник после его фиксации. При разжиме и расфиксации масло под давлением подается в гидроцилиндры 4 и 5. Установка и закрепление обрабатываемых заготовок в приспособлении-спутнике, а также освобождение и удаление деталей из спутника после обработки выполняются вручную или автоматически специальными автоматическими устройствами, установленными на загрузочной позиции многоцелевого станка, ГПС или автоматической линии.

При обработке заготовок на многоцелевых станках с ЧПУ или на ГПС все спутники имеют свой номер. Кодовые гребенки с номерами спутников устанавливаются на их боковых поверхностях. В зависимости от того, какая заготовка установлена на спутнике, автоматически вызывается соответствующая программа обработки.

Ссылка на основную публикацию