Les éléments de serrage sont des mécanismes directement utilisés pour sécuriser les pièces ou des maillons intermédiaires dans des systèmes de serrage plus complexes.

La plupart vue simple les pinces universelles sont celles qui sont activées par des clés, des poignées ou des volants montés dessus.

Pour éviter le mouvement de la pièce serrée et la formation de bosses sur celle-ci à cause de la vis, ainsi que pour réduire la flexion de la vis lors de l'appui sur une surface non perpendiculaire à son axe, des patins oscillants sont placés aux extrémités des vis ( Fig. 68, α).

Les combinaisons de dispositifs à vis avec des leviers ou des cales sont appelées pinces combinées et, dont une variété est pinces à vis(Fig. 68, b), Le dispositif des pinces vous permet de les déplacer ou de les faire pivoter afin que vous puissiez installer plus facilement la pièce dans le luminaire.

Sur la fig. 69 montre quelques dessins pinces à dégagement rapide. Pour les petites forces de serrage, un dispositif à baïonnette est utilisé (Fig. 69, α) et pour les forces importantes, un dispositif à piston est utilisé (Fig. 69, b). Ces dispositifs permettent d'éloigner l'élément de serrage sur une grande distance de la pièce à usiner ; la fixation se produit en tournant la tige d'un certain angle. Un exemple de pince avec butée rabattable est illustré à la Fig. 69, v. Après avoir desserré l'écrou de la poignée 2, retirez la butée 3 en la faisant tourner autour de son axe. Ensuite, la tige de serrage 1 est déplacée vers la droite d'une distance h. Sur la fig. 69, d montre un schéma d'un dispositif de type levier à grande vitesse. Lors de la rotation de la poignée 4, la goupille 5 glisse le long de la barre 6 avec une coupe oblique, et la goupille 2 glisse le long de la pièce 1 en la pressant contre les butées situées en dessous. La rondelle sphérique 3 sert de charnière.

Le temps important et les forces importantes nécessaires pour fixer les pièces limitent le champ d'utilisation des serre-joints à vis et, dans la plupart des cas, rendent préférables les serre-joints à dégagement rapide. pinces excentriques. Sur la fig. La figure 70 montre un disque (α), cylindrique avec une pince en forme de L (b) et des pinces flottantes coniques (c).

Les excentriques sont ronds, en développante et en spirale (le long de la spirale d'Archimède). Deux types d'excentriques sont utilisés dans les dispositifs de serrage : ronds et courbes.

Excentriques ronds(Fig. 71) sont un disque ou un rouleau dont l'axe de rotation est décalé de la taille d'excentricité e ; la condition d'auto-freinage est assurée lorsque le rapport D/е≥ 4.

L'avantage des excentriques ronds est la facilité de leur fabrication ; Le principal inconvénient est la variabilité de l'angle de levage α et des forces de serrage Q. Excentriques curvilignes, dont le profil de travail est réalisé selon une développante ou une spirale d'Archimède, ont un angle d'élévation constant α, et assurent donc une force constante Q lors du serrage en n'importe quel point du profil.

Mécanisme à coin utilisé comme maillon intermédiaire dans les systèmes de serrage complexes. Il est facile à fabriquer, se place facilement dans le luminaire, permet de zoomer et de changer de direction puissance transmise. Sous certains angles, le mécanisme à coin a des propriétés d'auto-freinage. Pour un coin à un seul biseau (Fig. 72, a) lors de la transmission des forces à angle droit, la relation suivante peut être acceptée (avec ϕ1 = ϕ2 = ϕ3 = ϕ où ϕ1…ϕ3 sont des angles de frottement) :

P = Qtg (α ± 2ϕ),

où P est la force axiale ; Q - force de serrage. L'auto-freinage aura lieu à α<ϕ1 + ϕ2.

Pour un coin à deux biais (Fig. 72, b) lors de la transmission de forces sous un angle β>90, la relation entre P et Q à un angle de frottement constant (ϕ1 = ϕ2 = ϕ3 = ϕ) s'exprime par la formule suivante :

P = Qsin(α + 2ϕ)/cos (90° + α - β + 2ϕ).

Pinces à levier utilisé en combinaison avec d'autres pinces élémentaires, formant des systèmes de serrage. À l'aide du levier, vous pouvez modifier l'ampleur et la direction de la force transmise, ainsi que fixer simultanément et uniformément la pièce à deux endroits. Sur la fig. La figure 73 montre des diagrammes de l'action des forces dans des pinces droites et courbes à un ou deux bras. Les équations d'équilibre de ces mécanismes à levier sont les suivantes : pour une pince à un seul bras (Fig. 73, α) :

pince directe à double bras (Fig. 73, b) :

pince courbée (pour l1

où p est l'angle de frottement ; ƒ - coefficient de frottement.

Les éléments de serrage de centrage sont utilisés comme éléments d'installation pour les surfaces externes ou internes des corps rotatifs : pinces de serrage, mandrins expansibles, bagues de serrage en hydroplastique, ainsi que cartouches à membrane.

Pinces Il s'agit de manchons à ressort fendus dont les variantes de conception sont illustrées à la Fig. 74 (α - avec un tube de tension ; 6 - avec un tube entretoise ; c - type vertical). Ils sont fabriqués à partir d'aciers à haute teneur en carbone, par exemple U10A, et sont traités thermiquement jusqu'à une dureté de HRC 58...62 dans la partie de serrage et jusqu'à une dureté de HRC 40...44 dans la partie arrière. Angle du cône de pince α = 30…40°. À des angles plus petits, la pince peut se coincer.

L'angle du cône du manchon de compression est inférieur ou supérieur de 1° à l'angle du cône de la pince. Les pinces garantissent une excentricité d'installation (excentricité) ne dépassant pas 0,02...0,05 mm. La surface de base de la pièce doit être traitée selon le niveau de précision 9e...7e.

Mandrins expansibles diverses conceptions (y compris les conceptions utilisant de l'hydroplastique) sont classées comme dispositifs de montage et de serrage.

Cartouches à membrane utilisé pour le centrage précis des pièces le long de la surface cylindrique extérieure ou intérieure. La cartouche (Fig. 75) est constituée d'une membrane ronde 1 vissée sur la façade de la machine sous la forme d'une plaque avec des saillies-cames 2 disposées symétriquement, dont le nombre est choisi dans la plage de 6...12. Une tige de vérin pneumatique 4 passe à l'intérieur de la broche. Lorsque le système pneumatique est activé, la membrane se plie, écartant les cames. Lorsque la tige recule, la membrane, tentant de revenir à sa position initiale, comprime la pièce 3 avec ses cames.

Pince à crémaillère et pignon(Fig. 76) se compose d'une crémaillère 3, d'un engrenage 5 posé sur un arbre 4 et d'un levier de poignée 6. En tournant la poignée dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, abaissez la crémaillère et la pince 2 pour fixer la pièce 1. La force de serrage Q dépend de la valeur de la force P appliquée sur la poignée. L'appareil est équipé d'un verrou qui, en bloquant le système, empêche la rotation inverse de la roue. Les types de serrures les plus courants sont : Serrure à rouleau(Fig. 77, a) se compose d'une bague d'entraînement 3 avec une découpe pour le rouleau 1, qui est en contact avec le plan de coupe du rouleau. 2 vitesses. La bague d'entraînement 3 est fixée à la poignée du dispositif de serrage. En tournant la poignée dans le sens de la flèche, la rotation est transmise à l'arbre de transmission via le rouleau 1*. Le rouleau est coincé entre la surface d'alésage du boîtier 4 et le plan de coupe du rouleau 2 et empêche une rotation inverse.

Verrouillage à rouleau à entraînement direct le moment entre l'entraîneur et le rouleau est indiqué sur la Fig. 77, b. La rotation de la poignée à la laisse est transmise directement à l'arbre de la sixième roue. Le rouleau 3 est pressé à travers la goupille 4 par un ressort faible 5. Étant donné que les espaces aux endroits où le rouleau touche l'anneau 1 et l'arbre 6 sont sélectionnés, le système se bloque instantanément lorsque la force est supprimée de la poignée 2. En tournant la poignée dans le sens Dans le sens opposé, le rouleau cale et fait tourner l'arbre dans le sens des aiguilles d'une montre.

Serrure conique(Fig. 77, c) possède un manchon conique 1 et un arbre avec un cône 3 et une poignée 4. Les dents en spirale sur le col médian de l'arbre sont en prise avec la crémaillère 5. Cette dernière est reliée au mécanisme de serrage de l'actionneur . Pour un angle de dent de 45°, la force axiale sur l'arbre 2 est égale (sans tenir compte du frottement) à la force de serrage.

* Les serrures de ce type sont constituées de trois rouleaux situés à un angle de 120°.

Serrure à came(Fig. 77, d) est constitué d'un arbre de roue 2 sur lequel est coincé un excentrique 3. L'arbre est entraîné en rotation par un anneau 1 fixé à la poignée de serrure ; la bague tourne dans l'alésage du boîtier 4 dont l'axe est décalé de l'axe de l'arbre d'une distance e. Lorsque la poignée tourne en sens inverse, la transmission à l'arbre se fait par l'intermédiaire de la goupille 5. Pendant le processus de fixation, la bague 1 est coincée entre. l'excentrique et le boîtier.

Dispositifs de serrage combinés sont une combinaison de pinces élémentaires de différents types. Ils sont utilisés pour augmenter la force de serrage et réduire les dimensions de l'appareil, ainsi que pour créer une plus grande facilité de contrôle. Les dispositifs de serrage combinés peuvent également permettre le serrage simultané d'une pièce à plusieurs endroits. Les types de pinces combinées sont illustrés à la Fig. 78.

La combinaison d'un levier incurvé et d'une vis (Fig. 78, a) permet de fixer simultanément la pièce à deux endroits, augmentant uniformément les forces de serrage jusqu'à une valeur donnée. Une pince rotative conventionnelle (Fig. 78, b) est une combinaison de pinces à levier et à vis. L'axe d'oscillation du levier 2 est aligné avec le centre de la surface sphérique de la rondelle 1, ce qui soulage la goupille 3 des forces de flexion. La pince avec un excentrique illustrée à la Fig. 78 est un exemple de pince combinée à grande vitesse. À un certain rapport du bras de levier, la force de serrage ou la course de l'extrémité de serrage du levier peut être augmentée.

Sur la fig. 78, d montre un dispositif pour fixer une pièce cylindrique dans un prisme à l'aide d'un levier articulé, et sur la Fig. 78, d - schéma d'une pince combinée à grande vitesse (levier et excentrique), assurant un pressage latéral et vertical de la pièce sur les supports de l'appareil, puisque la force de serrage est appliquée sous un angle. Une condition similaire est assurée par le dispositif illustré à la Fig. 78, par.

Les pinces à levier à charnière (Fig. 78, g, h, i) sont des exemples de dispositifs de serrage à grande vitesse actionnés en tournant la poignée. Pour éviter l'auto-déverrouillage, la poignée est déplacée vers la position morte jusqu'à la butée 2. La force de serrage dépend de la déformation du système et de sa rigidité. La déformation souhaitée du système est réglée en réglant la vis de pression 1. Cependant, la présence d'une tolérance pour la taille H (Fig. 78, g) ne garantit pas une force de serrage constante pour toutes les pièces d'un lot donné.

Les dispositifs de serrage combinés sont actionnés manuellement ou par des unités électriques.

Mécanismes de serrage pour plusieurs luminaires doit fournir la même force de serrage dans toutes les positions. Le dispositif multiplace le plus simple est un mandrin sur lequel est installé un paquet d'ébauches « anneaux, disques », fixés le long des plans d'extrémité avec un écrou (schéma de transmission de la force de serrage séquentielle). Sur la fig. La figure 79, α montre un exemple de dispositif de serrage fonctionnant sur le principe de répartition parallèle de la force de serrage.

S'il est nécessaire d'assurer la concentricité de la base et des surfaces usinées et d'éviter la déformation de la pièce, des dispositifs de serrage élastiques sont utilisés, où la force de serrage est uniformément transmise au moyen d'un remplissage ou d'un autre corps intermédiaire à l'élément de serrage du dispositif dans les limites des déformations élastiques).

Des ressorts conventionnels, en caoutchouc ou en hydroplastique, sont utilisés comme corps intermédiaire. Un dispositif de serrage parallèle utilisant de l'hydroplastique est illustré à la Fig. 79, b. Sur la fig. 79, montre un dispositif à action mixte (série parallèle).

Sur les machines continues (fraisage à tambour, perçage spécial multibroches) les pièces à usiner sont installées et retirées sans interrompre le mouvement d'alimentation. Si le temps auxiliaire chevauche le temps machine, différents types de dispositifs de serrage peuvent être utilisés pour sécuriser les pièces.

Afin de mécaniser les processus de production, il est conseillé d'utiliser Dispositifs de serrage automatiques(continu) entraîné par le mécanisme d’alimentation de la machine. Sur la fig. 80, α montre un schéma d'un dispositif avec un élément fermé flexible 1 (câble, chaîne) pour fixer des pièces cylindriques 2 sur une fraiseuse à tambour lors du traitement des surfaces d'extrémité, et sur la Fig. 80, 6 - schéma d'un dispositif de fixation d'ébauches de piston sur une perceuse horizontale multibroches. Dans les deux appareils, les opérateurs installent et retirent uniquement la pièce, et la pièce est automatiquement sécurisée.

Un dispositif de serrage efficace pour maintenir des pièces constituées d'un matériau en feuille mince pendant la finition ou la finition est une pince à vide. La force de serrage est déterminée par la formule :

où A est la zone active de la cavité du dispositif limitée par le joint ; p = 10 5 Pa - la différence entre la pression atmosphérique et la pression dans la cavité de l'appareil d'où l'air est évacué.

Dispositifs de serrage électromagnétiques utilisé pour fixer des pièces en acier et en fonte avec une surface de base plane. Les dispositifs de serrage sont généralement réalisés sous forme de plaques et de mandrins dont la conception prend comme données initiales les dimensions et la configuration de la pièce en plan, son épaisseur, son matériau et la force de maintien nécessaire. La force de maintien du dispositif électromagnétique dépend en grande partie de l'épaisseur de la pièce ; pour les faibles épaisseurs, tout le flux magnétique ne traverse pas la section transversale de la pièce et certaines lignes de flux magnétique sont dispersées dans l'espace environnant. Les pièces traitées sur des plaques ou des mandrins électromagnétiques acquièrent des propriétés magnétiques résiduelles - elles sont démagnétisées en les faisant passer à travers un solénoïde alimenté par courant alternatif.

En serrage magnétique Dans les appareils, les éléments principaux sont des aimants permanents, isolés les uns des autres par des joints non magnétiques et fixés dans un bloc commun, et la pièce est une armature à travers laquelle le flux de puissance magnétique est fermé. Pour détacher la pièce finie, le bloc est déplacé à l'aide d'un mécanisme à excentrique ou à manivelle, tandis que le flux de puissance magnétique est fermé sur le corps de l'appareil, contournant la pièce.

Les éléments de serrage doivent assurer un contact fiable de la pièce avec les éléments d'installation et empêcher sa rupture sous l'influence des forces apparaissant pendant le traitement, un serrage rapide et uniforme de toutes les pièces et ne pas provoquer de déformation ni d'endommagement des surfaces des pièces fixées.

Les éléments de serrage sont divisés en :

Par conception - pour vis, coin, excentrique, levier, charnière à levier (des éléments de serrage combinés sont également utilisés - levier à vis, levier excentrique, etc.).

Selon le degré de mécanisation - manuel et mécanisé avec entraînement hydraulique, pneumatique, électrique ou à vide.

Le soufflet de serrage peut être automatisé.

Bornes à vis utilisé pour le serrage direct ou le serrage à travers des barres de serrage, ou pour le maintien d'une ou plusieurs pièces. Leur inconvénient est que qu'il faut beaucoup de temps pour sécuriser et détacher la pièce.

Pinces excentriques et à coin, tout comme ceux à vis, ils permettent de fixer la pièce directement ou via des barres de serrage et des leviers.

Les pinces excentriques circulaires sont les plus utilisées. Une pince excentrique est un cas particulier de pince à coin, et pour assurer l'auto-freinage, l'angle du coin ne doit pas dépasser 6 à 8 degrés. Les pinces à came sont fabriquées en acier à haute teneur en carbone ou en acier cémenté et traitées thermiquement jusqu'à une dureté de HRC55-60. Les pinces excentriques sont des pinces à action rapide car... nécessaire au serrage tournez l'excentrique à un angle de 60 à 120 degrés.

Éléments articulés à levier utilisé comme maillons d'entraînement et de renforcement des mécanismes de serrage. De par leur conception, ils sont divisés en monolevier et double levier (simple et double effet - autocentrant et multibras). Les mécanismes à levier n'ont pas de propriétés d'auto-freinage. L'exemple le plus simple de mécanismes articulés à levier sont les barres de serrage des appareils, les leviers des cartouches pneumatiques, etc.

Pinces à ressort utilisé pour serrer des produits avec peu d'effort lorsque le ressort est comprimé.

Pour créer des forces de serrage constantes et élevées, réduire le temps de serrage et mettre en œuvre une télécommande des pinces, utilisez entraînements pneumatiques, hydrauliques et autres.

Les entraînements pneumatiques les plus courants sont les vérins pneumatiques à piston et les chambres pneumatiques à membrane élastique, fixes, rotatives et oscillantes.

Les actionneurs pneumatiques sont entraînés air comprimé sous une pression de 4 à 6 kg/cm² S'il est nécessaire d'utiliser des entraînements de petite taille et de créer des forces de serrage importantes, utilisez des entraînements hydrauliques dont la pression d'huile de fonctionnement est adaptée. atteint 80 kg/cm².

La force exercée sur la tige d'un vérin pneumatique ou hydraulique est égale au produit de la surface de travail du piston en cm carrés et de la pression de l'air ou du fluide de travail. Dans ce cas, il faut prendre en compte les pertes par frottement entre le piston et les parois du cylindre, entre la tige et les douilles de guidage et les joints.

Dispositifs de serrage électromagnétiques Ils sont réalisés sous forme de dalles et de plastrons. Ils sont conçus pour maintenir des pièces en acier et en fonte avec une surface de base plate pour le meulage ou le tournage fin.

Dispositifs de serrage magnétiques peut être réalisé sous la forme de prismes qui servent à fixer des pièces cylindriques. Il existe des plaques qui utilisent des ferrites comme aimants permanents. Ces plaques se caractérisent par une force de maintien élevée et une distance plus petite entre les poteaux.

Les éléments de serrage maintiennent la pièce à usiner pièce à usiner contre les déplacements et les vibrations résultant de l'influence des forces de coupe.

Classification des éléments de serrage

Les éléments de serrage des appareils sont divisés en simples et combinés, c'est-à-dire composé de deux, trois ou plusieurs éléments imbriqués.

Les plus simples incluent la cale, la vis, l'excentrique, le levier, la charnière à levier, etc. - appelés pinces.

Les mécanismes combinés sont généralement conçus sous forme de type à vis
levier, levier excentrique, etc. et sont appelés punaises.
Quand utiliser simple ou combiné
mécanismes dans les arrangements avec entraînement mécanisé

(pneumatiques ou autres) on les appelle mécanismes - amplificateurs. En fonction du nombre de maillons entraînés, les mécanismes sont divisés : 1. maillon unique - serrage de la pièce en un point ;

2. à deux maillons - serrage de deux pièces ou d'une pièce en deux points ;

3. multi-liens - serrage d'une pièce en plusieurs points ou de plusieurs pièces simultanément avec des forces égales. Par degré d'automatisation :

1. manuel - travailler avec une vis, une cale et autres
bâtiments;

2. mécanisé, en
sont divisés en

a) hydraulique,

b) pneumatique,

c) pneumohydraulique,

d) mécanohydraulique,

d) électrique,

e) magnétique,

g) électromagnétique,

h) le vide.

3. automatisé, contrôlé depuis les parties actives de la machine. Ils sont entraînés par la table de la machine, le support, la broche et les forces centrifuges des masses en rotation.

Exemple : mandrins à énergie centrifuge pour tours semi-automatiques.

Exigences relatives aux dispositifs de serrage

Ils doivent être fiables en fonctionnement, de conception simple et faciles à entretenir ; ne doit pas provoquer de déformation des pièces à fixer ni d'endommagement de leurs surfaces ; la fixation et le desserrage des pièces doivent être effectués avec un minimum d'efforts et de temps de travail, en particulier lors de la fixation de plusieurs pièces dans des dispositifs multi-places. De plus, les dispositifs de serrage ne doivent pas déplacer la pièce pendant le processus de fixation ; Dans la mesure du possible, les forces de coupe ne doivent pas être absorbées par les dispositifs de serrage. Ils doivent être perçus comme des éléments d'installation plus rigides des appareils. Pour améliorer la précision du traitement, les dispositifs fournissant une force de serrage constante sont préférés.

Faisons une petite excursion dans la mécanique théorique. Rappelons quel est le coefficient de frottement ?

Si un corps de poids Q se déplace le long d'un plan avec une force P, alors la réaction à la force P sera une force P 1 dirigée dans la direction opposée, c'est-à-dire

glisser.

Coefficient de frottement

Exemple : si f = 0,1 ; Q = 10 kg, alors P = 1 kg.

Le coefficient de frottement varie en fonction de la rugosité de la surface.

Premier cas

Deuxième cas

La force de coupe P z et la force de serrage Q sont dirigées dans la même direction

Dans ce cas Q => O

La force de coupe P g et la force de serrage Q sont dirigées dans des directions opposées, alors Q = k * P z

où k est le facteur de sécurité k = 1,5 finition k = 2,5 ébauche.

Troisième cas

Les forces sont dirigées mutuellement perpendiculairement. La force de coupe P s'oppose à la force de frottement sur le support (installation) Qf 2 et à la force de frottement au point de serrage Q*f 1, alors Qf 1 + Qf 2 = k*P z

G
de f, et f 2 - coefficients de frottement de glissement Quatrième cas

La pièce est traitée dans un mandrin à trois mors

Calcul des mécanismes de serrage filetés Premier cas

Pince à vis à tête plate À partir de la condition d'équilibre

où P est la force exercée sur la poignée, kg ; Q - force de serrage de la pièce, kg ; R. CP - rayon moyen du filetage, mm ;

R - rayon de l'extrémité de support ;

Angle d'hélice du filetage ;

Angle de frottement en connexion filetée 6; - condition d'auto-freinage ; f est le coefficient de frottement du boulon sur la pièce ;

0,6 - coefficient prenant en compte le frottement sur toute la surface de l'extrémité. Le moment P*L dépasse le moment de la force de serrage Q, en tenant compte des forces de frottement dans la paire de vis et à l'extrémité du boulon.

Deuxième cas

■ Collier de serrage à surface sphérique

Avec l'augmentation des angles α et φ, la force P augmente, car dans ce cas, la direction de la force remonte le plan incliné du filetage.

Troisième cas

Cette méthode de serrage est utilisée lors du traitement de bagues ou de disques sur mandrins : tours, têtes diviseuses ou tables rotatives sur fraiseuses, machines à rainurer ou autres machines, taillage d'engrenages, façonnage d'engrenages, perceuses radiales, etc. Quelques informations de l'annuaire :

1. 
   La vis Ml6 à extrémité sphérique avec une longueur de manche L = 190 mm et une force P = 8 kg, développe une force Q = 950 kg
2. 
   Serrage avec une vis M = 24 avec une extrémité plate à L = 310 mm ; P = 15 kg ; Q = 1550mm
3. 
   Collier de serrage avec écrou hexagonal Ml 6 clé L = 190 mm ; P = 10 kg ; Q = 700 kg.

Les pinces excentriques sont faciles à fabriquer, c'est pourquoi nous avons constaté large application dans les machines-outils. L'utilisation de pinces excentriques peut réduire considérablement le temps de serrage d'une pièce, mais la force de serrage est inférieure à celle des pinces filetées.

Les pinces excentriques sont fabriquées en combinaison avec et sans pinces.

Considérons une pince excentrique avec une pince.

Les pinces excentriques ne peuvent pas fonctionner avec des écarts de tolérance importants (±δ) de la pièce. En cas d'écarts de tolérance importants, la pince nécessite un réglage constant avec la vis 1.

Calcul excentrique

Regardons le diagramme excentrique. La ligne KN divise l'excentrique en deux ? moitiés symétriques constituées, pour ainsi dire, de 2 X cales vissées sur le « cercle initial ».

La section Nm de la cale inférieure est généralement utilisée pour le serrage.

En considérant le mécanisme comme un mécanisme combiné constitué d'un levier L et d'une cale avec frottement sur deux surfaces sur l'axe et le point « m » (point de serrage), on obtient une relation de force pour calculer la force de serrage.

où Q est la force de serrage

P - force sur la poignée

L - poignée épaule

r - distance de l'axe de rotation excentrique au point de contact Avec

pièce à usiner

α - angle de montée de la courbe

α 1 - angle de frottement entre l'excentrique et la pièce

α 2 - angle de frottement sur l'axe excentrique

Pour éviter que l'excentrique ne s'éloigne pendant le fonctionnement, il est nécessaire de respecter la condition d'auto-freinage de l'excentrique.

Condition d'auto-freinage de l'excentrique. = 12Р

à propos de Chyazhima avec Expentoik

Pour des calculs approximatifs de Q - 12P, considérez le schéma d'une pince double face avec un excentrique

Pinces à coin

Les dispositifs de serrage à coin sont largement utilisés dans les machines-outils. Leur élément principal est constitué de cales à un, deux et trois biseaux. L'utilisation de tels éléments est due à la simplicité et à la compacité des conceptions, à la rapidité d'action et à la fiabilité de fonctionnement, à la possibilité de les utiliser comme élément de serrage, agissant directement sur la pièce à fixer, et comme maillon intermédiaire, par exemple, maillon amplificateur dans d'autres dispositifs de serrage. Des cales auto-freinantes sont généralement utilisées. La condition d'auto-freinage d'une cale à simple biseau s'exprime par la dépendance

α >2ρ

Où α - angle de coin

ρ - l'angle de frottement sur les surfaces G et H de contact entre la cale et les pièces d'accouplement.

L'auto-freinage est assuré sous l'angle α = 12°, cependant, pour éviter que les vibrations et les fluctuations de charge lors de l'utilisation de la pince ne fragilisent la pièce, des cales avec un angle α sont souvent utilisées.

Étant donné que la diminution de l'angle entraîne une augmentation

propriétés d'auto-freinage de la cale, il est nécessaire lors de la conception de l'entraînement du mécanisme de cale de prévoir des dispositifs qui facilitent le retrait de la cale de l'état de fonctionnement, car libérer une cale chargée est plus difficile que de la mettre en état de fonctionnement.

Considérons le schéma de l'action des forces dans un seul biseau, le plus souvent utilisé dans les appareils, mécanisme à coin

Construisons un polygone de force.

Lors de la transmission de forces à angle droit, nous avons la relation suivante

+ épingler, - désépingler

L'auto-freinage se produit à α

Le mécanisme de serrage à pince est connu depuis longtemps. La fixation des pièces à l'aide de pinces s'est avérée très pratique lors de la création de machines automatisées car pour sécuriser la pièce, un seul mouvement de translation de la pince serrée est nécessaire.

Lors du fonctionnement des mécanismes à pince, les exigences suivantes doivent être respectées.

1. 
   Les forces de serrage doivent être assurées en fonction des forces de coupe émergentes et empêcher tout mouvement de la pièce ou de l'outil pendant le processus de coupe.
2. 
   Le processus de serrage dans le cycle de traitement général est un mouvement auxiliaire, le temps de réponse de la pince de serrage doit donc être minimal.
3. 
   Les dimensions des maillons du mécanisme de serrage doivent être déterminées à partir des conditions de leur fonctionnement normal lors de la fixation de pièces des plus grandes et des plus petites tailles.
4. 
   L'erreur de positionnement des pièces ou des outils à fixer doit être minime.
5. 
   La conception du mécanisme de serrage doit fournir la compression la moins élastique pendant le traitement des pièces et avoir une résistance élevée aux vibrations.
6. 
   Les pièces de la pince et notamment la pince doivent avoir une haute résistance à l'usure.
7. 
   La conception du dispositif de serrage doit permettre son changement rapide et son réglage pratique.
8. 
   La conception du mécanisme doit protéger les pinces contre les copeaux.

par conséquent, les trous de serrage atteignent 100 mm. Des pinces avec un grand diamètre de trou sont utilisées pour la fixation tuyaux à paroi mince, parce que une fixation relativement uniforme sur toute la surface n'entraîne pas de déformations importantes des tuyaux.

Le mécanisme de serrage à pince vous permet de sécuriser les pièces diverses formes coupe transversale.

La durabilité des mécanismes de serrage à pinces varie considérablement et dépend de la conception et de l'exactitude processus technologiques dans la fabrication de pièces de mécanismes. En règle générale, les pinces de serrage échouent avant les autres. Dans ce cas, le nombre de fixations avec pinces varie de un (casse de la pince) à un demi-million ou plus (usure des mors). Les performances d'une pince sont considérées comme satisfaisantes si elle est capable de sécuriser au moins 100 000 pièces.

Classification des pinces

Toutes les pinces peuvent être divisées en trois types :

1. Pinces du premier type avoir un cône « droit » dont le sommet est opposé à la broche de la machine.

Pour le sécuriser, il est nécessaire de créer une force qui tire la pince dans l'écrou vissé sur la broche. Qualités positives Ce type de pince est structurellement assez simple et fonctionne bien en compression (l'acier trempé a une contrainte admissible plus élevée en compression qu'en traction. Malgré cela, les pinces du premier type sont actuellement d'une utilisation limitée en raison d'inconvénients. Quels sont ces inconvénients :

a) la force axiale agissant sur la pince tend à la débloquer,

b) lors de l'avance de la barre, un blocage prématuré de la pince est possible,

c) lorsqu'il est fixé avec une telle pince, effets nocifs sur

d) le centrage de la pince n'est pas satisfaisant dans
broche, puisque la tête est centrée dans l'écrou dont la position est sur
La broche n'est pas stable en raison de la présence de filetages.

Pinces du deuxième type avoir un cône « inversé » dont le sommet fait face à la broche. Pour le fixer, il est nécessaire de créer une force qui tire la pince dans le trou conique de la broche de la machine.

Les pinces de serrage de ce type assurent un bon centrage des pièces à serrer, car le cône de la pince est situé directement dans la broche et ne peut pas

un blocage se produit, les forces de travail axiales n'ouvrent pas la pince, mais la verrouillent, augmentant ainsi la force de fixation.

Dans le même temps, un certain nombre d'inconvénients importants réduisent les performances des pinces de ce type. En raison des nombreux contacts avec la pince, le trou conique de la broche s'use relativement rapidement, les filetages des pinces échouent souvent, n'assurant pas une position stable de la tige le long de l'axe lors de la fixation - elle s'éloigne de la butée. Néanmoins, les pinces du deuxième type sont largement utilisées dans les machines-outils.

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PRINCIPAUX ÉLÉMENTS DES DISPOSITIFS……………….………………...6

INTRODUCTION

Le groupe principal d'équipements technologiques est constitué d'appareils pour la production d'assemblages mécaniques. En génie mécanique, les appareils sont des dispositifs auxiliaires pour les équipements technologiques utilisés lors de la réalisation d'opérations de traitement, d'assemblage et de contrôle.
L'utilisation d'appareils permet de : supprimer le marquage des pièces avant traitement, augmenter sa précision, augmenter la productivité du travail dans les opérations, réduire les coûts de production, faciliter les conditions de travail et assurer sa sécurité, étendre les capacités technologiques des équipements, organiser la maintenance multi-machines , appliquer des normes de temps techniquement solides, réduire le nombre de travailleurs nécessaires à la production.
Le changement fréquent des installations de production, associé au rythme croissant du progrès technologique à l'ère de la révolution scientifique et technologique, nécessite que la science et la pratique technologiques créent des structures et des systèmes d'appareils, des méthodes pour leur calcul, leur conception et leur fabrication, garantissant une réduction des coûts. temps de préparation de la production. Dans la production de masse, il est nécessaire d'utiliser des systèmes de fixation spécialisés, rapidement réglables et réversibles. Dans la production à petite échelle et individuelle, le système des dispositifs universels préfabriqués (USP) est de plus en plus utilisé.
Les nouvelles exigences en matière d'appareils sont déterminées par l'expansion du parc de machines CNC, dont le réajustement pour le traitement d'une nouvelle pièce se résume au remplacement du programme (ce qui prend très peu de temps) et au remplacement ou au réajustement du dispositif de base et de fixation de la pièce. (ce qui devrait aussi prendre peu de temps) .
L'étude des modèles d'influence des appareils sur la précision et la productivité des opérations effectuées permettra de concevoir des appareils qui intensifient la production et augmentent sa précision. Les travaux sur l'unification et la standardisation des éléments de luminaires créent la base d'une conception automatisée de luminaires utilisant des ordinateurs électroniques et des machines automatiques pour l'affichage graphique. Cela accélère la préparation technologique de la production.

INFORMATIONS GÉNÉRALES SUR LES APPAREILS.
TYPES D'APPAREILS

En génie mécanique, une variété d'équipements technologiques sont largement utilisés, notamment des montages, des outils auxiliaires, de coupe et de mesure.
Les accessoires sont des dispositifs supplémentaires utilisés pour usinage, assemblage et contrôle des pièces, unités d'assemblage et produits. Selon leur objectif, les appareils sont répartis dans les types suivants :
1. Machines-outils utilisées pour installer et sécuriser les pièces traitées sur les machines. Selon le type d'usinage, ces appareils, à leur tour, sont divisés en appareils de perçage, de fraisage, d'alésage, de tournage, de rectification, etc. Les machines-outils représentent 80...90 % du parc total d'équipements technologiques.
L'utilisation d'appareils garantit :
a) augmenter la productivité du travail en réduisant le temps d'installation et de fixation des pièces avec chevauchement partiel ou complet du temps auxiliaire avec le temps machine et en réduisant ce dernier grâce à un traitement multi-places, combinant transitions technologiques et augmentation des conditions de coupe ;
b) augmenter la précision du traitement grâce à l'élimination de l'alignement lors de l'installation et des erreurs associées ;
c) faciliter les conditions de travail des opérateurs de machines ;
d) étendre les capacités technologiques des équipements ;
e) accroître la sécurité au travail.
2. Dispositifs d'installation et de fixation d'un outil de travail, communiquant entre l'outil et la machine, tandis que le premier type fait communiquer la pièce avec la machine. À l'aide d'appareils des premier et deuxième types, le système technologique est ajusté.
3. Dispositifs d'assemblage pour connecter les pièces correspondantes en unités et produits d'assemblage. Ils sont utilisés pour fixer les pièces de base ou les unités d'assemblage d'un produit assemblé, assurer l'installation correcte des éléments connectés du produit, pré-assembler les éléments élastiques (ressorts, anneaux brisés, etc.), ainsi que pour réaliser des liaisons en tension.
4. Dispositifs d'inspection pour l'inspection intermédiaire et finale des pièces, ainsi que pour l'inspection des pièces de machines assemblées.
5. Dispositifs de capture, de déplacement et de retournement de pièces et d'unités d'assemblage utilisés dans le traitement et l'assemblage de pièces et de produits lourds.
Selon leurs caractéristiques opérationnelles, les machines-outils sont divisées en machines universelles, conçues pour traiter une variété de pièces (étaux de machines, mandrins, têtes de division, tables rotatives, etc.) ; spécialisé, destiné au traitement de pièces d'un certain type et représentant des dispositifs remplaçables (mors spéciaux pour étau, mors profilés pour mandrins, etc.), et spécial, destiné à effectuer certaines opérations d'usinage d'une pièce donnée. Les appareils universels sont utilisés dans des conditions de production unique ou à petite échelle, et les appareils spécialisés et spéciaux sont utilisés dans des conditions de production à grande échelle et en série.
Grâce à un système unifié de préparation technologique de la production, les machines-outils sont classées selon certains critères (Fig. 1).
Les dispositifs préfabriqués universels (USF) sont assemblés à partir d'éléments, de pièces et d'unités d'assemblage standards préfabriqués haute précision. Ils sont utilisés comme dispositifs spéciaux à court terme pour une opération spécifique, après quoi ils sont démontés et les éléments de distribution sont ensuite réutilisés dans de nouveaux agencements et combinaisons. Le développement ultérieur de l'USP est associé à la création d'unités, de blocs, de pièces spéciales individuelles et d'unités d'assemblage qui assurent la disposition non seulement de dispositifs de réglage spéciaux, mais également spécialisés et universels pour un fonctionnement à court terme,
Les luminaires pliables (CDF) sont également assemblés à partir d'éléments standards, mais moins précis, permettant une modification locale en fonction des sièges. Ces appareils sont utilisés comme appareils spéciaux à long terme. Après avoir démonté les éléments, vous pouvez créer de nouvelles mises en page.

Riz. 1 – Classification des machines-outils

Les dispositifs spéciaux non séparables (NSD) sont assemblés à partir de pièces standard et d'unités d'assemblage usage général, en tant que dispositifs irréversibles d’action à long terme. En règle générale, les éléments structurels des réseaux inclus dans le système sont utilisés jusqu'à ce qu'ils soient complètement usés et ne soient pas réutilisés. L'implantation peut également être réalisée en construisant un dispositif à partir de deux parties principales : une partie de base unifiée (UB) et une configuration remplaçable (CH). Cette conception du NSP le rend résistant aux changements dans la conception des pièces traitées et aux ajustements des processus technologiques. Dans ces cas, seul le réglage remplaçable est remplacé dans le luminaire.
Les dispositifs universels de non-réglage (UPD) à usage général sont les plus courants dans les conditions de production de masse. Ils sont utilisés pour sécuriser les pièces à partir de profilés laminés et de pièces en pièces. Les UBP sont des boîtiers universels réglables avec des éléments de base permanents (non amovibles) (mandrins, étaux, etc.), fournis avec la machine à la livraison.
Des dispositifs de réglage spécialisés (SAD) sont utilisés pour équiper les opérations de traitement de pièces regroupées selon les caractéristiques de conception et les schémas de base ; la disposition selon le schéma de montage constitue la conception de base du boîtier avec des réglages interchangeables pour les groupes de pièces.
Les dispositifs de réglage universels (UND), comme le SNP, ont des pièces permanentes (corps) et remplaçables. Cependant, la pièce de rechange est adaptée pour effectuer une seule opération de traitement d'une seule pièce. Lors du passage d'une opération à une autre, les appareils du système UNP sont équipés de nouvelles pièces remplaçables (réglages).
Les moyens agrégats de serrage mécanisé (ACMS) sont un ensemble de dispositifs de puissance universels, réalisés sous la forme d'unités séparées, qui, en combinaison avec des dispositifs, permettent de mécaniser et d'automatiser le processus de serrage des pièces.
Le choix de la conception de l'appareil dépend en grande partie de la nature de la production. Ainsi, dans la production de masse, des dispositifs relativement simples sont utilisés, conçus principalement pour atteindre la précision spécifiée du traitement de la pièce. Dans la production de masse, les luminaires sont également soumis à des exigences élevées en termes de performances. Par conséquent, ces appareils équipés de pinces à dégagement rapide sont plus conceptions complexes. Cependant, l'utilisation des appareils même les plus coûteux est économiquement justifiée.

PRINCIPAUX ÉLÉMENTS DES DISPOSITIFS

Il existe les éléments d'équipement suivants :
installation - pour déterminer la position de la surface de la pièce à traiter par rapport à l'outil de coupe ;
serrage - pour sécuriser la pièce en cours de traitement;
guides - pour donner la direction requise au mouvement de l'outil de coupe par rapport à la surface à traiter ;
boîtiers de luminaires - la partie principale sur laquelle se trouvent tous les éléments de luminaires ;
fixation - pour relier des éléments individuels les uns aux autres;
diviseur ou rotatif, - pour changer avec précision la position de la surface de la pièce à traiter par rapport à l'outil de coupe ;
entraînements mécanisés - pour créer une force de serrage. Dans certains appareils, l'installation et le serrage de la pièce sont effectués par un seul mécanisme, appelé installation-serrage.

Éléments de serrage des luminaires

1 Objectif des éléments de serrage
L'objectif principal des dispositifs de serrage est d'assurer un contact fiable de la pièce avec les éléments de montage et d'empêcher son déplacement par rapport à eux et ses vibrations pendant le traitement. L'introduction de dispositifs de serrage supplémentaires augmente la rigidité du système technologique, ce qui entraîne une précision et une productivité accrues du traitement ainsi qu'une réduction de la rugosité de la surface. Sur la fig. La figure 2 montre un schéma d'installation de la pièce 1 qui, en plus des deux pinces principales Q1, est sécurisée avec un dispositif supplémentaire Q2, qui confère une plus grande rigidité au système. Le support 2 est auto-alignant.

Riz. 2 - Schéma d'installation de la pièce

Des dispositifs de serrage sont utilisés dans certains cas pour assurer une installation et un centrage corrects de la pièce. Dans ce cas, ils remplissent la fonction de dispositifs d'installation et de serrage. Ceux-ci incluent des mandrins à centrage automatique, des pinces de serrage, etc.
Les dispositifs de serrage ne sont pas utilisés lors du traitement de pièces lourdes et stables, par rapport à la masse desquelles les forces résultant du processus de coupe sont relativement faibles et sont appliquées de telle manière qu'elles ne peuvent pas perturber l'installation de la pièce.
Les dispositifs de serrage des appareils doivent être fiables en fonctionnement, de conception simple et faciles à entretenir ; ils ne doivent pas provoquer de déformation de la pièce à fixer ni endommager sa surface, et ne doivent pas déplacer la pièce pendant le processus de fixation. L'opérateur de la machine doit consacrer un minimum de temps et d'efforts à la fixation et au détachement des pièces à usiner. Pour simplifier les réparations, il est conseillé de rendre remplaçables les pièces les plus usées des dispositifs de serrage. Lors de la fixation des pièces dans plusieurs fixations, elles sont serrées uniformément ; avec un mouvement limité de l'élément de serrage (coin, excentrique), sa course doit être supérieure à la tolérance sur la taille de la pièce depuis le socle d'installation jusqu'à l'endroit où la force de serrage est appliquée.
Les dispositifs de serrage sont conçus en tenant compte des exigences de sécurité.
L'emplacement où la force de serrage est appliquée est choisi en fonction des conditions de plus grande rigidité et stabilité de la fixation et de déformation minimale de la pièce. Lors de l'augmentation de la précision du traitement, il est nécessaire de respecter les conditions d'une valeur constante de la force de serrage, dont la direction doit être cohérente avec l'emplacement des supports.

2 types d'éléments de serrage
Les éléments de serrage sont des mécanismes directement utilisés pour sécuriser les pièces ou des maillons intermédiaires dans des systèmes de serrage plus complexes.
Le type le plus simple de pinces universelles sont les vis de serrage, qui sont activées par des clés, des poignées ou des volants montés dessus.
Pour éviter le mouvement de la pièce serrée et la formation de bosses sur celle-ci à cause de la vis, ainsi que pour réduire la flexion de la vis lors de l'appui sur une surface non perpendiculaire à son axe, des patins oscillants sont placés aux extrémités des vis ( Figure 3, a).
Les combinaisons de dispositifs à vis avec des leviers ou des cales sont appelées pinces combinées, dont un type sont les pinces à vis (Fig. 3, b). Le dispositif des pinces vous permet de les éloigner ou de les faire pivoter afin de pouvoir installer plus facilement la pièce dans le luminaire.

Riz. 3 – Schémas de serrage à vis

Sur la fig. La figure 4 montre quelques modèles de pinces à dégagement rapide. Pour les petites forces de serrage, un dispositif à baïonnette est utilisé (Fig. 4, a), et pour les forces importantes, un dispositif à piston est utilisé (Fig. 4, b). Ces dispositifs permettent d'éloigner l'élément de serrage sur une grande distance de la pièce à usiner ; la fixation se produit en tournant la tige d'un certain angle. Un exemple de pince avec butée rabattable est illustré à la Fig. 4, ch. Après avoir desserré l'écrou de la poignée 2, retirez la butée 3 en la faisant tourner autour de son axe. Ensuite, la tige de serrage 1 est déplacée vers la droite d'une distance h. Sur la fig. 4, d montre un schéma d'un dispositif de type levier à grande vitesse. Lors de la rotation de la poignée 4, la goupille 5 glisse le long de la barre 6 avec une coupe oblique, et la goupille 2 glisse le long de la pièce 1 en la pressant contre les butées situées en dessous. La rondelle sphérique 3 sert de charnière.

Riz. 4 - Modèles de pinces à dégagement rapide

Le temps important et les forces importantes nécessaires pour fixer les pièces limitent le champ d'application des serre-joints à vis et, dans la plupart des cas, rendent préférables les serre-joints excentriques à grande vitesse. Sur la fig. La figure 5 montre un disque (a), cylindrique avec une pince en forme de L (b) et des pinces flottantes coniques (c).

Riz. 5 – Divers modèles pinces
Les excentriques sont ronds, en développante et en spirale (le long de la spirale d'Archimède). Deux types d'excentriques sont utilisés dans les dispositifs de serrage : ronds et courbes.
Les excentriques ronds (Fig. 6) sont un disque ou un rouleau dont l'axe de rotation est décalé de la taille d'excentricité e ; la condition d'auto-freinage est assurée au rapport D/e ? 4.

Riz. 6 – Schéma d’un excentrique rond

L'avantage des excentriques ronds est la facilité de leur fabrication ; le principal inconvénient est l'incohérence de l'angle d'élévation a et des forces de serrage Q. Les excentriques curvilignes, dont le profil de travail est réalisé selon une développante ou une spirale d'Archimède, ont un angle d'élévation a constant, et assurent donc la constance de la force Q lors du serrage d'un point quelconque du profilé.
Le mécanisme à coin est utilisé comme maillon intermédiaire dans les systèmes de serrage complexes. Il est simple à fabriquer, se place facilement dans l'appareil, et permet d'augmenter et de changer la direction de la force transmise. Sous certains angles, le mécanisme à coin a des propriétés d'auto-freinage. Pour un coin à un seul biseau (Fig. 7, a) lors de la transmission des forces à angle droit, la dépendance suivante peut être acceptée (avec j1=j2=j3=j, où j1...j3 sont les angles de frottement) :
P=Qtg(a±2j),

Où P est la force axiale ;
Q - force de serrage.
L'auto-freinage aura lieu à un Pour un coin à double biais (Fig. 7, b) lors de la transmission de forces sous un angle b>90°, la relation entre P et Q à un angle de frottement constant (j1=j2=j3=j) est exprimée par la formule suivante

P = Q sin (a + 2j/cos (90°+ab+2j).

Les pinces à levier sont utilisées en combinaison avec d'autres pinces élémentaires pour former des systèmes de serrage plus complexes. À l'aide du levier, vous pouvez modifier l'ampleur et la direction de la force transmise, ainsi que fixer simultanément et uniformément la pièce à deux endroits.

Fig. 7 – Schémas d'une cale à simple biseau (a) et d'une cale à double biseau (b)

La figure 8 montre des diagrammes de l'action des forces dans des pinces droites et courbes à un ou deux bras. Les équations d'équilibre de ces mécanismes à levier sont les suivantes :
pour pince à un bras (Fig. 8, a)
,
pour pince directe à double bras (Fig. 8, b)
,
pour pince courbée à double bras (pour l1 ,
où r est l'angle de frottement ;
f est le coefficient de frottement.

Riz. 8 - Schémas d'action des forces dans les pinces droites et courbes à un ou deux bras

Les éléments de serrage de centrage sont utilisés comme éléments d'installation pour les surfaces externes ou internes des corps rotatifs : pinces de serrage, mandrins expansibles, bagues de serrage en hydroplastique, ainsi que cartouches à membrane.
Les pinces sont des manchons à ressort fendus dont les variantes de conception sont illustrées à la Fig. 9 (a - avec un tube de tension ; b - avec un tube entretoise ; c - type vertical). Ils sont fabriqués à partir d'aciers à haute teneur en carbone, par exemple U10A, et sont traités thermiquement jusqu'à une dureté de HRC 58...62 dans la partie de serrage et jusqu'à une dureté de HRC 40...44 dans la partie arrière. Angle du cône de pince a=30. . .40°. À des angles plus petits, la pince peut se coincer. L'angle du cône du manchon de compression est inférieur ou supérieur de 1° à l'angle du cône de la pince. Les pinces garantissent une excentricité d'installation (excentricité) ne dépassant pas 0,02...0,05 mm. La surface de base de la pièce doit être traitée selon le niveau de précision 9e...7e.
Les mandrins expansibles de différentes conceptions (y compris les conceptions utilisant de l'hydroplastique) sont classés comme dispositifs de montage et de serrage.
Les cartouches à membrane sont utilisées pour un centrage précis des pièces le long de la surface cylindrique extérieure ou intérieure. La cartouche (Fig. 10) est constituée d'une membrane ronde 1 vissée sur la façade de la machine sous la forme d'une plaque avec des saillies-cames 2 disposées symétriquement, dont le nombre est choisi dans la plage de 6...12. Une tige de vérin pneumatique 4 passe à l'intérieur de la broche. Lorsque le système pneumatique est activé, la membrane se plie, écartant les cames. Lorsque la tige recule, la membrane, tentant de revenir à sa position initiale, comprime la pièce 3 avec ses cames.

Riz. 10 – Schéma de la cartouche à membrane

Une pince à crémaillère et pignon (Fig. 11) se compose d'une crémaillère 3, d'un engrenage 5 posé sur un arbre 4 et d'un levier de poignée 6. En tournant la poignée dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, abaissez la crémaillère et la pince 2 pour fixer la pièce 1. Le la force de serrage Q dépend de la valeur de la force P appliquée sur la poignée. L'appareil est équipé d'un verrou qui, en bloquant le système, empêche la rotation inverse de la roue. Les types de serrures les plus courants sont :

Riz. 11 - Pince à crémaillère et pignon

Le verrou à rouleau (Fig. 12, a) est constitué d'une bague d'entraînement 3 avec une découpe pour le rouleau 1, qui est en contact avec le plan de coupe de l'arbre d'engrenage 2. La bague d'entraînement 3 est fixée à la poignée du dispositif de serrage. En tournant la poignée dans le sens de la flèche, la rotation est transmise à l'arbre d'engrenage par l'intermédiaire du rouleau 1. Le rouleau est coincé entre la surface d'alésage du boîtier 4 et le plan de coupe du rouleau 2 et empêche la rotation inverse.

Riz. 12 – Schémas de différentes conceptions de serrures

Un verrou à rouleau avec transmission directe du couple de l'entraîneur au rouleau est illustré à la Fig. 12, b. La rotation de la poignée à la laisse est transmise directement à l'arbre de la sixième roue. Le rouleau 3 est pressé à travers la goupille 4 par un ressort faible 5. Étant donné que les espaces aux endroits où le rouleau touche l'anneau 1 et l'arbre 6 sont sélectionnés, le système se bloque instantanément lorsque la force est supprimée de la poignée 2. En tournant la poignée dans le sens Dans le sens opposé, le rouleau cale et fait tourner l'arbre dans le sens des aiguilles d'une montre.
La serrure conique (Fig. 12, c) comporte un manchon conique 1 et un arbre 2 avec un cône 3 et une poignée 4. Les dents en spirale sur le col médian de l'arbre sont en prise avec la crémaillère 5. Cette dernière est reliée à le mécanisme de serrage de l'actionneur. Pour un angle de dent de 45°, la force axiale sur l'arbre 2 est égale (sans tenir compte du frottement) à la force de serrage.
Un verrou à excentrique (Fig. 12, d) est constitué d'un arbre de roue 2 sur lequel est calé un excentrique 3. L'arbre est entraîné en rotation par un anneau 1 fixé à la poignée du verrou ; la bague tourne dans l'alésage du boîtier 4 dont l'axe est décalé de l'axe de l'arbre d'une distance e. Lorsque la poignée tourne en sens inverse, la transmission à l'arbre se fait par l'intermédiaire de la goupille 5. Pendant le processus de fixation, la bague 1 est coincée entre. l'excentrique et le boîtier.
Les dispositifs de serrage combinés sont une combinaison de pinces élémentaires de différents types. Ils sont utilisés pour augmenter la force de serrage et réduire les dimensions de l'appareil, ainsi que pour créer une plus grande facilité de contrôle. Les dispositifs de serrage combinés peuvent également permettre le serrage simultané d'une pièce à plusieurs endroits. Les types de pinces combinées sont illustrés à la Fig. 13.
La combinaison d'un levier incurvé et d'une vis (Fig. 13, a) permet de fixer simultanément la pièce à deux endroits, augmentant uniformément les forces de serrage jusqu'à une valeur donnée. Une pince rotative conventionnelle (Fig. 13, b) est une combinaison de pinces à levier et à vis. L'axe d'oscillation du levier 2 est aligné avec le centre de la surface sphérique de la rondelle 1, ce qui soulage la goupille 3 des forces de flexion. Montré sur la Fig. 13, dans une pince excentrique, est un exemple de pince combinée à grande vitesse. À un certain rapport du bras de levier, la force de serrage ou la course de l'extrémité de serrage du levier peut être augmentée.

Riz. 13 - Types de pinces combinées

Sur la fig. 13, d montre un dispositif pour fixer une pièce cylindrique dans un prisme à l'aide d'un levier articulé, et sur la Fig. 13, d - schéma d'une pince combinée à grande vitesse (levier et excentrique), assurant un pressage latéral et vertical de la pièce sur les supports de l'appareil, puisque la force de serrage est appliquée sous un angle. Une condition similaire est assurée par le dispositif illustré à la Fig. 13, par.
Les pinces à levier à charnière (Fig. 13, g, h, i) sont des exemples de dispositifs de serrage à grande vitesse actionnés en tournant la poignée. Pour éviter l'auto-déverrouillage, la poignée est déplacée vers la position morte jusqu'à la butée 2. La force de serrage dépend de la déformation du système et de sa rigidité. La déformation souhaitée du système est réglée en réglant la vis de pression 1. Cependant, la présence d'une tolérance pour la taille H (Fig. 13, g) ne garantit pas une force de serrage constante pour toutes les pièces d'un lot donné.
Les dispositifs de serrage combinés sont actionnés manuellement ou par des unités électriques.
Les mécanismes de serrage pour plusieurs luminaires doivent fournir une force de serrage égale dans toutes les positions. Le dispositif multiplace le plus simple est un mandrin sur lequel est installé un paquet d'ébauches (anneaux, disques), fixés le long des plans d'extrémité avec un écrou (schéma de transmission de force de serrage séquentiel). Sur la fig. La figure 14a montre un exemple de dispositif de serrage fonctionnant sur le principe de répartition parallèle de la force de serrage.
S'il est nécessaire d'assurer la concentricité des surfaces de base et de la pièce et d'éviter la déformation de la pièce, des dispositifs de serrage élastiques sont utilisés, où la force de serrage est uniformément transmise au moyen d'un remplissage ou d'un autre corps intermédiaire à l'élément de serrage du dispositif (dans la limite des déformations élastiques).

Riz. 14 - Mécanismes de serrage pour plusieurs appareils

Des ressorts conventionnels, en caoutchouc ou en hydroplastique, sont utilisés comme corps intermédiaire. Un dispositif de serrage parallèle utilisant de l'hydroplastique est illustré à la Fig. 14, b. Sur la fig. 14, c montre un dispositif à action mixte (série parallèle).
Sur les machines en continu (fraisage à tambour, perçage multibroche spécial), les pièces sont installées et retirées sans interrompre le mouvement d'avance. Si le temps auxiliaire chevauche le temps machine, différents types de dispositifs de serrage peuvent être utilisés pour sécuriser les pièces.
Afin de mécaniser les processus de production, il est conseillé d'utiliser des dispositifs de serrage automatisés (action continue), entraînés par le mécanisme d'alimentation de la machine. Sur la fig. 15, a montre un schéma d'un dispositif avec un élément fermé flexible 1 (câble, chaîne) pour fixer des pièces cylindriques 2 sur une fraiseuse à tambour lors du traitement des surfaces d'extrémité, et sur la Fig. 15, b - schéma d'un dispositif de fixation d'ébauches de piston sur une perceuse horizontale multibroches. Dans les deux appareils, les opérateurs installent et retirent uniquement la pièce, et la pièce est automatiquement sécurisée.

Riz. 15 - Dispositifs de serrage automatiques

Un dispositif de serrage efficace pour maintenir des pièces constituées d'un matériau en feuille mince pendant la finition ou la finition est une pince à vide. La force de serrage est déterminée par la formule

Q = Ap,
où A est la zone active de la cavité du dispositif limitée par le joint ;
p=10 5 Pa - la différence entre la pression atmosphérique et la pression dans la cavité de l'appareil d'où l'air est évacué.
Les dispositifs de serrage électromagnétiques sont utilisés pour fixer des pièces en acier et en fonte avec une surface de base plane. Les dispositifs de serrage sont généralement réalisés sous forme de plaques et de mandrins dont la conception prend comme données initiales les dimensions et la configuration de la pièce en plan, son épaisseur, son matériau et la force de maintien nécessaire. La force de maintien du dispositif électromagnétique dépend en grande partie de l'épaisseur de la pièce ; pour les faibles épaisseurs, tout le flux magnétique ne traverse pas la section transversale de la pièce et certaines lignes de flux magnétique sont dispersées dans l'espace environnant. Les pièces traitées sur des plaques ou des mandrins électromagnétiques acquièrent des propriétés magnétiques résiduelles - elles sont démagnétisées en les faisant passer à travers un solénoïde alimenté par courant alternatif.
Dans les dispositifs de serrage magnétiques, les éléments principaux sont des aimants permanents, isolés les uns des autres par des joints non magnétiques et fixés dans un bloc commun, et la pièce est une armature à travers laquelle le flux de puissance magnétique est fermé. Pour détacher la pièce finie, le bloc est déplacé à l'aide d'un mécanisme à excentrique ou à manivelle, tandis que le flux de puissance magnétique est fermé sur le corps de l'appareil, contournant la pièce.

RÉFÉRENCES

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La conception de toutes les machines-outils est basée sur l'utilisation d'éléments standards, qui peuvent être divisés dans les groupes suivants :

éléments d'installation qui déterminent la position de la pièce dans le luminaire ;

éléments de serrage - dispositifs et mécanismes de fixation de pièces ou de pièces mobiles d'appareils ;

des éléments de guidage de l'outil de coupe et de contrôle de sa position ;

dispositifs électriques pour actionner des éléments de serrage (mécaniques, électriques, pneumatiques, hydrauliques);

boîtiers d'appareils sur lesquels tous les autres éléments sont fixés ;

éléments auxiliaires qui servent à modifier la position de la pièce dans le montage par rapport à l'outil, à relier les éléments des montages entre eux et à réguler leur position relative.

1.3.1 Éléments de base typiques des appareils. Les éléments de base des montages sont des pièces et des mécanismes qui assurent la disposition correcte et uniforme des pièces par rapport à l'outil.

La préservation à long terme de la précision des dimensions de ces éléments et de leur position relative est l'exigence la plus importante dans la conception et la fabrication des appareils. Le respect de ces exigences protège contre les défauts lors du traitement et réduit le temps et l'argent consacrés à la réparation de l'appareil. Par conséquent, l’utilisation directe du corps du luminaire n’est pas autorisée pour installer des pièces.

Les éléments de base ou d'installation de l'appareil doivent avoir une résistance élevée à l'usure des surfaces de travail et sont donc en acier et soumis à un traitement thermique pour atteindre la dureté de surface requise.

Lors de l'installation, la pièce repose sur les éléments d'installation des luminaires, c'est pourquoi ces éléments sont appelés supports. Les supports peuvent être divisés en deux groupes : un groupe de supports principaux et un groupe de supports auxiliaires.

Les principaux supports sont les éléments d'installation ou de base qui privent la pièce lors du traitement de tout ou plusieurs degrés de liberté conformément aux exigences du traitement. Les broches et les plaques sont souvent utilisées comme supports principaux pour l'installation de pièces sur des surfaces planes dans les luminaires.

Riz. 12.

Les épingles (Fig. 12.) sont utilisées avec des têtes plates, sphériques et crantées. Les goupilles à tête plate (Fig. 12, a) sont destinées à l'installation de pièces à usiner avec des plans usinés, les deuxième et troisième (Fig. 12, b et c) à l'installation avec des surfaces non traitées, et les goupilles à tête sphérique, car elles s'usent davantage, sont utilisés en cas de besoin particulier, par exemple lors de l'installation d'ébauches de pièces étroites avec une surface non traitée pour obtenir la distance maximale entre les points d'appui. Les broches crantées sont utilisées pour installer des pièces sur des surfaces latérales non traitées, car elles assurent une position plus stable de la pièce et permettent donc, dans certains cas, d'utiliser moins de force pour la serrer.

Dans le luminaire, les broches sont généralement installées avec un ajustement serré d'une précision de grade 7 dans les trous. Parfois, des bagues de transition durcies sont enfoncées dans le trou du corps de l'appareil (Fig. 12, a) dans lequel les broches s'insèrent avec un petit espace de qualité 7.

Les modèles de plaques les plus courants sont illustrés à la Fig. 13. La conception est une plaque étroite fixée par deux ou trois. Pour faciliter le mouvement de la pièce et pour nettoyer manuellement l'appareil des copeaux en toute sécurité, la surface de travail de la plaque est bordée d'un chanfrein à un angle de 45° (Figure 13, a). Les principaux avantages de ces enregistrements sont la simplicité et la compacité. Les têtes des vis fixant la plaque sont généralement en retrait de 1 à 2 mm par rapport à la surface de travail de la plaque.

Riz. 13 Plaques de support : a - plates, b - avec rainures inclinées.

Lorsque vous posez des pièces sur une surface cylindrique, la pièce est montée sur un prisme. Un prisme est un élément de montage avec une surface de travail en forme de rainure formée de deux plans inclinés l'un par rapport à l'autre selon un angle (Fig. 14). Les prismes pour le montage de pièces courtes sont standardisés.

Les appareils utilisent des prismes avec des angles égaux à 60°, 90° et 120°. Les plus courants sont les prismes avec b = 90

Riz. 14

Lors de l'installation de pièces à usiner avec des bases proprement traitées, des prismes avec de larges surfaces d'appui sont utilisés et avec des bases rugueuses - avec des surfaces d'appui étroites. De plus, des supports ponctuels sont utilisés sur des bases rugueuses, pressées dans les surfaces de travail du prisme (Figure 15, b). Dans ce cas, les pièces présentant une courbure d'axe, une forme de tonneau et d'autres erreurs de forme de la base technologique occupent une position stable et définie dans le prisme.

Figure 15

Supports auxiliaires. Lors du traitement de pièces non rigides, en plus des éléments d'installation, des supports supplémentaires ou fournis sont souvent utilisés, qui sont amenés à la pièce après qu'elle ait été basée sur 6 points et fixée. Le nombre de supports supplémentaires et leur emplacement dépendent de la forme de la pièce, du lieu d'application des forces et des moments de coupe.

1.3.2 Éléments et dispositifs de serrage. Les dispositifs ou mécanismes de serrage sont des mécanismes qui éliminent la possibilité de vibration ou de déplacement de la pièce par rapport aux éléments d'installation de l'appareil sous l'influence de son propre poids et des forces apparaissant lors du traitement (assemblage).

La nécessité d'utiliser des dispositifs de serrage disparaît dans deux cas :

1. Lorsqu'une pièce à usiner lourde et stable (unité d'assemblage) est traitée (assemblée), par rapport au poids de laquelle les forces d'usinage (assemblage) sont faibles ;

2. Lorsque les forces apparaissant lors du traitement (assemblage) sont appliquées de telle manière qu'elles ne peuvent pas perturber la position de la pièce obtenue par le basement.

Les exigences suivantes s'appliquent aux dispositifs de serrage :

1. Lors du serrage, la position de la pièce obtenue par la base ne doit pas être perturbée. Ceci est satisfait par un choix rationnel * de la direction et du point d'application de la force de serrage.

2. La pince ne doit pas provoquer de déformation des pièces fixées dans le luminaire ni endommager (écraser) leurs surfaces.

3. La force de serrage doit être minimale nécessaire, mais suffisante pour assurer une position fiable de la pièce par rapport aux éléments d'installation des fixations pendant le traitement.

4. Le serrage et le détachement de la pièce doivent être effectués avec un minimum d'effort et de temps de travail. Lors de l'utilisation de pinces manuelles, la force manuelle ne doit pas dépasser 147 N (15 kgf).

5. Dans la mesure du possible, les forces de coupe ne doivent pas être absorbées par les dispositifs de serrage.

6. Le mécanisme de serrage doit être de conception simple, aussi pratique et sûr que possible à utiliser.

Le respect de la plupart de ces exigences est associé à la détermination correcte de l'ampleur, de la direction et de l'emplacement des forces de serrage.

La large diffusion des dispositifs à vis s'explique par leur simplicité relative, leur polyvalence et leur fonctionnement sans problème. Cependant, la pince la plus simple sous la forme d'une vis individuelle agissant directement sur la pièce n'est pas recommandée, car au point de son action la pièce se déforme et, de plus, sous l'influence du moment de frottement apparaissant à la fin de la vis, la position de la pièce dans le montage par rapport à l'outil peut être perturbée .

Un serre-joint à vis simple correctement conçu, en plus de la vis 3 (Fig. 16, a), doit être constitué d'une douille filetée de guidage 2 avec une butée 5 qui empêche son dévissage arbitraire, d'un embout 1 et d'un écrou avec une poignée ou une tête 4.

Les conceptions des pointes (Fig. 16, b - e) diffèrent de la conception illustrée sur la Fig. 18, a, en ce sens que l'extrémité de la vis est plus durable, puisque le diamètre du col de vis pour les pointes (Fig. 16, b et d) peut être pris égal au diamètre intérieur de la partie filetée de la vis, et pour les pointes (Fig. 16, c et d) ce diamètre peut être égal au diamètre extérieur de la vis. Les embouts (Fig. 16, b-d) sont vissés sur l'extrémité filetée de la vis et, de la même manière que l'embout représenté sur la Fig. 16, a, peut être installé librement sur la pièce. La pointe (Fig. 16, d) est placée sans serrer sur l'extrémité sphérique de la vis et maintenue dessus avec un écrou spécial.

Riz. 16.

Les pointes (Fig. 16, e-h) diffèrent des précédentes en ce qu'elles sont guidées avec précision à travers des trous du corps de l'appareil (ou dans un manchon enfoncé dans le corps) et vissées directement sur la vis de serrage 15, qui. dans ce cas, il est verrouillé pour empêcher ses mouvements axiaux. Des pointes rigides et précisément orientées (Fig. 16, f, g et h) sont recommandées pour une utilisation dans les cas où, pendant le traitement, des forces apparaissent qui déplacent la pièce dans une direction perpendiculaire à l'axe de la vis. Les pointes pivotantes (Fig. 16, a-e) doivent être utilisées dans les cas où de telles forces ne se produisent pas.

Les poignées de contrôle de la vis se présentent sous la forme de têtes amovibles de différentes conceptions (Fig. 17) et sont placées sur l'extrémité filetée, facettée ou cylindrique de la vis à l'aide d'une clé, sur laquelle elles sont généralement verrouillées à l'aide d'une goupille. La tête cylindrique I (Fig. 17, a) avec l'étoile moletée à tête d'agneau II et la tête à quatre pales III sont utilisées lors de l'utilisation de la vis d'une seule main et avec une force de serrage comprise entre 50 et 100 N (5– 10 kg).

Tête-écrou VI avec une courte poignée inclinée fixée rigidement dedans ; tête VII avec un manche rabattable dont la position de travail est fixée par une bille à ressort ; tête V avec trou de serrure cylindrique, également fixée rigidement avec une poignée horizontale ; tête de direction IV à quatre poignées vissées ou embouties (Fig. 17). Head IV est le plus fiable et le plus facile à utiliser.

Riz. 17.

1.3.3 Logements. Les corps de luminaires constituent la partie principale des luminaires sur laquelle sont fixés tous les autres éléments. Il perçoit toutes les forces agissant sur la pièce lors de sa fixation et de son traitement et fournit une disposition relative donnée de tous les éléments et dispositifs des dispositifs, les combinant en un seul tout. Les corps du luminaire sont équipés d'éléments d'installation qui garantissent le maintien du luminaire, c'est-à-dire sa position requise sur la machine, sans alignement.

Les boîtiers des appareils sont en fonte, soudés en acier ou préfabriqués à partir d'éléments individuels fixés par des boulons.

Étant donné que le corps absorbe les forces résultant de la fixation et du traitement de la pièce, il doit être solide, rigide, résistant à l'usure, pratique pour évacuer le liquide de refroidissement et nettoyer les copeaux. En veillant à ce que le luminaire soit installé sur la machine sans alignement, la carrosserie doit rester stable dans différentes positions. Les boîtiers peuvent être coulés, soudés, forgés, assemblés par vis ou avec interférence garantie.

Le corps moulé (Fig. 18, a) a une rigidité suffisante, mais est difficile à fabriquer.

Les boîtiers en fonte SCh 12 et SCh 18 sont utilisés dans les appareils de traitement de pièces de petite et moyenne taille. Les corps en fonte présentent des avantages par rapport à ceux en acier : ils sont moins chers, il est plus facile de leur donner des formes plus complexes et ils sont plus faciles à fabriquer. L'inconvénient des corps en fonte est la possibilité de déformation, c'est pourquoi, après un traitement mécanique préalable, ils sont soumis à un traitement thermique (vieillissement naturel ou artificiel).

Un corps en acier soudé (Fig. 18, b) est moins difficile à fabriquer, mais aussi moins rigide que la fonte. Les pièces destinées à de tels cas sont découpées dans de l'acier d'une épaisseur de 8... 10 mm. Les boîtiers en acier soudé sont plus légers que ceux en fonte.

Riz. 18. Boîtiers d'appareils : a - fonte ; b - soudé; c - préfabriqués ; g - forgé

L'inconvénient des corps soudés est la déformation lors du soudage. Les contraintes résiduelles apparaissant dans les parties du corps affectent la précision de la soudure. Pour soulager ces contraintes, les boîtiers sont recuits. Pour une plus grande rigidité, des coins sont soudés aux boîtiers soudés, servant de raidisseurs.

Sur la fig. La figure 18b montre une carrosserie assemblée à partir de divers éléments. Il est moins complexe, moins rigide que celui moulé ou soudé et se caractérise par une faible intensité de main-d'œuvre de fabrication. Le boîtier peut être démonté et utilisé complètement ou comme pièces séparées dans d'autres structures.

Sur la fig. La figure 18, d montre le corps du dispositif, réalisé par forgeage. Sa production demande moins de main d'œuvre que la fonte, tout en conservant ses propriétés de rigidité. Les corps en acier forgé sont utilisés pour traiter de petites pièces de forme simple.

La qualité de fabrication de leurs surfaces de travail est importante pour le fonctionnement de l'appareil. Ils doivent être traités avec une rugosité de surface de Ra 2,5 ... 1,25 microns ; l'écart admissible par rapport au parallélisme et à la perpendiculaire des surfaces de travail des boîtiers est de 0,03. ..0,02 mm sur une longueur de 100 mm.

1.3.4 Mécanismes d'orientation et d'auto-centrage. Dans certains cas, les pièces installées doivent être orientées selon leurs plans de symétrie. Les mécanismes utilisés à cet effet non seulement orientent, mais serrent également les pièces et sont donc appelés serrage d'installation.

Riz. 19.

Les mécanismes d'installation et de serrage sont divisés en orientation et auto-centrage. Les premiers orientent les pièces le long d'un seul plan de symétrie, les seconds le long de deux plans mutuellement perpendiculaires.

Le groupe des mécanismes d'auto-centrage comprend toutes sortes de modèles de cartouches et de mandrins.

Pour orienter et centrer les pièces non circulaires, des mécanismes à prismes fixes (GOST 12196--66), d'installation (GOST 12194--66) et mobiles (GOST 12193--66) sont souvent utilisés. Dans les mécanismes d'orientation, l'un des prismes est fixé rigidement - fixe ou de positionnement, et le second est mobile. Dans les mécanismes d’autocentrage, les deux prismes se déplacent simultanément.