Dispositifs de serrage pour machines-outils

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Dispositifs de serrage pour machines-outils

Le processus d'alimentation des machines automatiques en pièces est effectué avec une interaction étroite des dispositifs de chargement et des dispositifs de serrage automatiques. Dans de nombreux cas, les dispositifs de serrage automatiques font partie de la machine ou font partie intégrante de la machine. Par conséquent, malgré la disponibilité d'une littérature spéciale sur les dispositifs de serrage, il semble nécessaire de s'attarder brièvement sur certaines des conceptions caractéristiques,

Les éléments mobiles des dispositifs de serrage automatiques reçoivent un mouvement des entraînements commandés correspondants, qui peuvent être des entraînements à commande mécanique, recevant un mouvement de l'entraînement principal du corps de travail ou d'un moteur électrique indépendant, des entraînements à came, des entraînements hydrauliques, pneumatiques et pneumohydrauliques. Les éléments mobiles individuels des dispositifs de serrage peuvent recevoir un mouvement à la fois d'un entraînement commun et de plusieurs entraînements indépendants.

L'examen des conceptions de dispositifs spéciaux, qui sont principalement déterminés par la configuration et les dimensions d'une pièce particulière, n'est pas inclus dans les tâches de ce travail, et nous nous limiterons à la connaissance de certains dispositifs de serrage pour une grande variété d'objectifs.

Mandrins de serrage. Il existe un grand nombre de modèles de mandrins à centrage automatique, dans la plupart des cas à entraînement hydraulique et pneumatique à piston, qui sont utilisés sur les machines de tournage, de rotation et de meulage. Ces mandrins, assurant un serrage fiable et un bon centrage de la pièce, ont une faible consommation de mors, c'est pourquoi, lors du passage d'un usinage d'un lot de pièces à un autre, le mandrin doit être reconstruit et, pour assurer une grande précision de centrage, le les surfaces de centrage des mors doivent être usinées en place ; dans ce cas, les cames trempées sont rectifiées et les cames vertes sont rectifiées ou alésées.

L'une des conceptions courantes du mandrin à entraînement pneumatique à piston est illustrée à la fig. 1. Le vérin pneumatique est fixé avec une bride intermédiaire à l'extrémité de la broche. L'air est fourni au vérin pneumatique par la boîte d'essieu, qui repose sur des roulements sur la tige du couvercle du vérin. Le piston du cylindre est relié par une tige au mécanisme de serrage du mandrin. Le mandrin pneumatique se fixe à une bride montée sur l'extrémité avant de la broche. La tête, fixée à l'extrémité de la tige, présente des fentes inclinées dans lesquelles pénètrent les saillies en L des cames. Lors du déplacement de la tête avec la tige vers l'avant, les cames se rejoignent, lors du déplacement vers l'arrière, elles divergent.

Sur les cames principales, qui ont des rainures en forme de T, des cames en tête sont fixées, qui sont réglées en fonction du diamètre de la surface de serrage de la pièce.

En raison du petit nombre de maillons intermédiaires transmettant le mouvement aux cames, et des dimensions importantes des surfaces de frottement, les mandrins de la conception décrite ont une rigidité et une durabilité relativement élevées.

Riz. 1. Mandrin pneumatique.

Un certain nombre de conceptions de mandrins pneumatiques utilisent des liaisons. Ces mandrins sont moins rigides et s'usent plus rapidement en raison du nombre de joints de pivot.

Un actionneur pneumatique à membrane ou un vérin hydraulique peut être utilisé à la place d'un vérin pneumatique. Les cylindres tournant avec la broche, en particulier à des vitesses de broche élevées, nécessitent un équilibrage soigneux, ce qui est un inconvénient de cette option de conception.

L'entraînement du piston peut être fixement coaxial à la broche, et la tige du vérin est reliée à la tige de serrage par un accouplement, qui permet une rotation libre de la tige de serrage avec la broche. La tige du vérin fixe peut également être reliée à la tige de serrage par un système de transmissions mécaniques intermédiaires. De tels schémas sont applicables en présence de mécanismes d'autofreinage dans l'entraînement du dispositif de serrage, car sinon les roulements de broche seront chargés de forces axiales importantes.

En plus des mandrins auto-centrants, des mandrins à deux mors avec des mors spéciaux, recevant le mouvement des entraînements ci-dessus, et des mandrins spéciaux sont également utilisés.

Des entraînements similaires sont utilisés lors de la fixation de pièces sur divers mandrins expansibles.

Dispositifs de serrage à pince. Les mandrins à pinces sont un élément de la conception des tours à tourelle et des tours automatiques destinés à la fabrication de pièces à partir d'une barre. En même temps, ils sont largement utilisés dans les dispositifs de serrage spéciaux.

Riz. 2. Mandrins à pince.

En pratique, il existe trois types de mandrins à pince.

La pince, qui présente plusieurs coupes longitudinales, est centrée par la queue cylindrique arrière dans l'alésage de la broche et par la queue conique avant dans l'alésage du chapeau. Lors du serrage, le tuyau déplace la pince vers l'avant et sa partie avant conique pénètre dans l'alésage conique du chapeau de broche. Cela comprime la pince et saisit la barre ou la pièce. Un dispositif de serrage de ce type présente un certain nombre d'inconvénients importants.

La précision de centrage de la pièce est en grande partie déterminée par la coaxialité de la surface conique du capuchon et de l'axe de rotation de la broche. Pour ce faire, il faut réaliser la coaxialité du trou conique du capuchon et de sa surface de centrage cylindrique, la coaxialité de la collerette de centrage et de l'axe de rotation de la broche, et un jeu minimum entre les surfaces de centrage du capuchon et la broche.

Le respect de ces conditions présentant des difficultés importantes, les dispositifs à pinces de ce type n'assurent pas un bon centrage.

De plus, lors du serrage de la pince, en avançant, il saisit la barre, qui se déplace avec la pince, qui peut

conduire à une modification des dimensions des pièces sur la longueur et à l'apparition de fortes pressions sur la butée. En pratique, il existe des cas où une tige rotative, appuyée avec une grande force contre la butée, est soudée à cette dernière.

L'avantage de cette conception est la possibilité d'utiliser une broche de petit diamètre. Cependant, étant donné que le diamètre de la broche est largement déterminé par d'autres considérations et principalement par sa rigidité, cette circonstance dans la plupart des cas n'est pas significative.

En raison de ces inconvénients, cette version du dispositif de serrage à pince trouve une application limitée.

La pince a une conicité inversée, et lors du serrage du matériau, le tuyau tire la pince dans la broche. Cette conception permet un bon centrage puisque le cône de centrage est situé directement dans la broche. L'inconvénient de la conception est le mouvement du matériau avec la pince pendant le processus de serrage, ce qui entraîne une modification des dimensions de la pièce, mais n'entraîne aucune charge axiale sur la butée. Un inconvénient est également la faiblesse de la section au niveau du raccord fileté. Le diamètre de la broche augmente légèrement par rapport à la version précédente.

En raison des avantages constatés et de la simplicité de conception, cette option est largement utilisée sur les tours à tourelle et les tours automatiques multibroches, dont les broches doivent avoir un diamètre minimum.

La variante représentée sur la fig. 2, c, diffère de la précédente en ce que lors du serrage, le collet, qui repose contre le capuchon avec sa surface d'extrémité avant, reste immobile et le manchon se déplace sous l'action du tuyau. La surface tronconique du manchon glisse contre la surface tronconique externe de la douille et cette dernière est comprimée. Étant donné que la pince reste immobile pendant le processus de serrage, cette conception ne déplace pas la barre traitée. Le manchon présente un bon centrage dans la broche, et assurer l'alignement des surfaces de centrage conique interne et externe du manchon ne présente pas de difficultés technologiques, grâce à quoi cette conception permet un assez bon centrage de la barre traitée.

Lorsque la pince est relâchée, le tuyau est rétracté vers la gauche et le manchon se déplace sous la force du ressort.

Afin que les forces de friction résultant du processus de serrage sur la surface d'extrémité des pétales de la pince ne réduisent pas la force de serrage, la surface d'extrémité est dotée d'une forme conique avec un angle dépassant légèrement l'angle de friction.

Cette conception est plus compliquée que la précédente et nécessite une augmentation du diamètre de la broche. Cependant, en raison des avantages constatés, il est largement utilisé sur les machines monobroche, où une augmentation du diamètre de la broche n'est pas significative, et sur un certain nombre de modèles de machines tournantes.

Les tailles des pinces de serrage les plus courantes sont normalisées par le GOST correspondant. Les grandes pinces sont fabriquées avec des mâchoires remplaçables, ce qui vous permet de réduire le nombre de pinces dans l'ensemble et de les remplacer par des nouvelles lorsque les mâchoires sont usées.

La surface des mâchoires de la pince, fonctionnant sous de fortes charges, présente une encoche qui assure le transfert des forces importantes de la pièce serrée.

Les pinces de serrage sont en acier U8A, U10A, 65G, 9HS. La partie travaillante de la pince est durcie à une dureté de HRC 58-62. Queue

la pièce est trempée à une dureté de HRC 38-40. Pour la fabrication des pinces de serrage, des aciers de cémentation sont également utilisés, en particulier l'acier 12KhNZA.

Le tuyau déplaçant le collet lui-même reçoit le mouvement de l'un des types d'entraînements énumérés à travers l'un ou l'autre système d'engrenages intermédiaires. Certaines conceptions d'engrenages intermédiaires pour déplacer le tube de serrage sont illustrées à la fig. IV. 3.

Le tube de serrage reçoit le mouvement des craquelins, qui font partie du manchon avec une saillie qui pénètre dans la rainure de la broche. Les craquelins reposent sur les pattes arrière du tube de serrage, qui les maintiennent en position. Les craquelins reçoivent le mouvement des leviers dont les extrémités en L pénètrent dans la gorge d'extrémité du manchon 6 reposant sur la broche. Lorsque la pince est serrée, le manchon se déplace vers la gauche et, agissant sur les extrémités des leviers avec la surface conique intérieure, les fait tourner. La rotation s'effectue par rapport aux points de contact des protubérances en L des leviers avec l'évidement du manchon. Dans ce cas, les talons des leviers sont appuyés sur les craquelins. Sur le dessin, les mécanismes sont représentés dans la position correspondant à l'extrémité de la pince. Dans cette position, le mécanisme est fermé et la douille est déchargée des forces axiales.

Riz. 3. Mécanisme de mouvement du tube de serrage.

La force de serrage est régulée par des écrous, à l'aide desquels le manchon se déplace. Pour éviter d'avoir à augmenter le diamètre de la broche, une bague filetée est fixée dessus, qui vient en butée contre les demi-anneaux qui entrent dans la rainure de la broche.

Selon le diamètre de la surface de serrage, qui peut fluctuer dans la tolérance, le tube de serrage aura une position différente dans la direction axiale. Les écarts de position du tube sont compensés par la déformation des leviers. Dans d'autres conceptions, des compensateurs à ressort spéciaux sont introduits.

Cette option est largement utilisée sur les tours automatiques monobroches. Il existe de nombreuses modifications de conception qui diffèrent par la forme des leviers.

Dans certaines conceptions, les bras sont remplacés par des billes ou des rouleaux de calage. Au bout du tuyau de serrage, il y a une bride sur le filetage. Lorsque la pince est serrée, la bride se déplace vers la gauche avec le tuyau. La bride reçoit le mouvement du manchon agissant à travers le rouleau sur le disque. Lorsque le manchon est déplacé vers la gauche, sa surface conique intérieure amène les rouleaux du barillet à se déplacer vers le centre. Dans ce cas, les rouleaux, se déplaçant le long de la surface conique de la rondelle, se déplacent vers la gauche, déplaçant le disque et la bride avec le tube de serrage dans la même direction. Toutes les pièces sont montées sur une douille montée en bout de broche. La force de serrage est ajustée en vissant la bride sur le tuyau. Dans la position requise, la bride est verrouillée avec un loquet. Le mécanisme peut être équipé d'un compensateur élastique sous forme de ressorts Belleville, ce qui lui permet d'être utilisé pour le serrage de barres avec de grandes tolérances de diamètre.

Les manchons mobiles qui serrent reçoivent le mouvement des mécanismes à cames des tours automatiques ou des entraînements à piston. Le tube de serrage peut également être directement connecté à l'entraînement du piston.

Entraînements de dispositifs de serrage pour machines multipositions. Chacun des dispositifs de serrage de la machine multipostes peut avoir son propre entraînement, généralement à piston, ou les éléments mobiles du dispositif de serrage peuvent recevoir un mouvement d'un entraînement installé en position de chargement. Dans ce dernier cas, les mécanismes de gabarit qui tombent en position de chargement sont associés aux mécanismes d'entraînement. A la fin du serrage, cette connexion est terminée.

Cette dernière option est largement utilisée sur les tours automatiques multibroches. Dans la position dans laquelle l'alimentation et le serrage de la barre ont lieu, un curseur avec une saillie est installé. Lorsque l'unité de broche est tournée, la saillie pénètre dans la rainure annulaire du manchon mobile du mécanisme de serrage et, aux moments appropriés, déplace le manchon dans la direction axiale.

Un principe similaire peut dans certains cas être utilisé pour déplacer les éléments mobiles des dispositifs de serrage installés sur des tables et des tambours multi-positions. La manille est serrée entre les prismes fixe et mobile d'un appareil monté sur une table multi-positions. Le prisme reçoit le mouvement d'un curseur biseauté. Lors du serrage, le poussoir sur lequel la crémaillère est découpée se déplace vers la droite. Grâce à un engrenage denté, le mouvement est transmis au curseur, qui déplace le prisme vers le prisme avec un biseau en coin. Lorsque la pièce serrée est relâchée, le piston se déplace vers la droite, qui est également relié par un engrenage au curseur.

Les plongeurs peuvent être entraînés par des actionneurs à piston installés en position de chargement, ou par des liaisons à cames associées. Le serrage et le desserrage de la pièce peuvent également être effectués pendant la rotation de la table. Lors du serrage, le piston, équipé d'un galet, se déplace sur un poing fixe installé entre les positions de chargement et les premières positions de travail. Lorsqu'il est relâché, le piston pénètre dans le poing situé entre les dernières positions de travail et de chargement. Les pistons sont situés dans des plans différents. Pour compenser les écarts de dimensions de la pièce serrée, des compensateurs élastiques sont introduits.

Il convient de noter que de telles solutions simples ne sont pas suffisamment utilisées dans la conception de dispositifs de serrage pour machines multi-positions lors du traitement de petites pièces.

Riz. 4. Dispositif de serrage d'une machine multi-positions, entraîné par un entraînement installé en position de chargement.

Avec des moteurs alternatifs individuels, chaque dispositif de serrage sur une machine multiposte doit être alimenté en air comprimé ou en huile sous pression jusqu'au plateau tournant ou au tambour. Le dispositif d'alimentation en air comprimé ou en huile est similaire au dispositif pour cylindre rotatif décrit ci-dessus. L'utilisation de roulements dans ce cas est superflue, car la vitesse de rotation est faible.

Chacun des appareils peut avoir une vanne de commande ou une bobine individuelle, ou un dispositif de commande commun peut être utilisé pour tous les appareils.

Riz. 5. Le distributeur des pistons entraîne les dispositifs de serrage de la table multi-positions.

Les vannes individuelles ou les appareillages de commutation sont commutés par des entraînements auxiliaires installés en position de chargement.

L'appareillage de commutation général relie en guirlande le piston de serrage lorsque la table ou le tambour tourne. Un exemple de conception d'un tel appareillage est illustré à la Fig. 5. Le boîtier de l'appareillage, installé coaxialement à l'axe de rotation de la table ou du tambour, tourne avec ce dernier, et les bobines avec l'axe restent fixes. La bobine contrôle l'alimentation en air comprimé dans la cavité et la bobine contrôle la cavité des cylindres de serrage.

L'air comprimé circule à travers le canal dans l'espace entre les bobines et est dirigé par ces dernières dans les cavités correspondantes des cylindres de serrage. L'air évacué est rejeté dans l'atmosphère par les ouvertures.

L'air comprimé pénètre dans les cavités par le trou, la rainure en arc et les trous. Tant que les trous des cylindres respectifs coïncident avec la rainure en arc, de l'air comprimé pénètre dans la cavité des cylindres. Lorsque, lors de la prochaine rotation de la table, le trou d'un des cylindres sera aligné avec le trou, la cavité de ce cylindre sera reliée à l'atmosphère par la gorge annulaire, le canal, la gorge annulaire et le canal.

Les cavités de ces cylindres, dans les cavités desquelles pénètre l'air comprimé, doivent être reliées à l'atmosphère. Les cavités sont reliées à l'atmosphère par des canaux, une rainure en arc, des canaux, une rainure annulaire et un trou.

L'air comprimé doit pénétrer dans la cavité du cylindre situé en position de chargement, qui est alimenté par le trou et les canaux.

Ainsi, lorsque la table multi-positions est tournée, les débits d'air comprimé sont automatiquement commutés.

Un principe similaire est utilisé pour contrôler le débit d'huile vers les dispositifs de serrage des machines multipositions.

Il convient de noter que des appareillages de commutation similaires sont utilisés sur les machines de traitement en continu avec des tables ou des tambours rotatifs.

Principes de détermination des forces agissant dans les dispositifs de serrage. Les dispositifs de serrage sont généralement conçus de manière à ce que les forces résultant du processus de coupe soient reprises par les éléments fixes des fixations. Si certaines forces résultant du processus de coupe sont perçues par des éléments en mouvement, l'amplitude de ces forces est déterminée sur la base des équations du frottement statique.

La méthode de détermination des forces agissant dans les mécanismes à levier des dispositifs de serrage à pince est similaire à la méthode utilisée pour déterminer les forces d'engagement des embrayages à friction avec des mécanismes à levier.

Les conceptions de toutes les machines-outils sont basées sur l'utilisation d'éléments standard, qui peuvent être divisés en 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 de dispositifs;

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

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

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

des éléments auxiliaires, qui servent à changer la position de la pièce dans le dispositif par rapport à l'outil, à relier les éléments des dispositifs entre eux et à régler leur position relative.

1.3.1 Éléments de positionnement de luminaire typiques. Les éléments de base des montages sont les pièces et les mécanismes qui assurent la position 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 dispositifs. Le respect de ces exigences protège contre les défauts pendant le traitement et réduit le temps et l'argent consacrés à la réparation de l'appareil. Par conséquent, pour installer des pièces, l'utilisation directe du corps de l'appareil n'est pas autorisée.

Les éléments de localisation ou de positionnement du dispositif doivent avoir une résistance élevée à l'usure des surfaces de travail et, par conséquent, sont en acier et sont traités thermiquement pour obtenir la dureté de surface requise.

Lors de l'installation, la pièce repose sur les éléments de montage des appareils, par conséquent, ces éléments sont appelés supports. Les supports peuvent être divisés en deux groupes : le groupe de support principal et le groupe de support auxiliaire.

Les supports principaux sont appelés éléments de positionnement ou de repérage qui privent la pièce lors du traitement de tout ou plusieurs degrés de liberté selon les exigences du traitement. Les broches et les plaques sont souvent utilisées dans les appareils comme supports principaux pour placer des pièces sur des surfaces planes.

Riz. 12.

Les broches (fig. 12.) sont utilisées avec des têtes plates, sphériques et moletées. Les goupilles à tête plate (Fig. 12, a) sont destinées à l'installation de pièces avec des plans usinés, les deuxième et troisième (Fig. 12, b et c) pour l'installation sur des surfaces non traitées, et les goupilles à tête sphérique, comme plus d'usure, sont utilisés en cas de besoin particulier , par exemple, lors de la pose de pièces de pièces étroites avec une surface rugueuse pour obtenir la distance maximale entre les points d'ancrage. Les goupilles moletées sont utilisées pour localiser des pièces sur des surfaces latérales non traitées car elles offrent une position plus stable de la pièce et permettent donc dans certains cas d'utiliser moins de force pour la serrer.

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

Les conceptions de plaques les plus courantes sont illustrées à la figure 13. Le dessin est une plaque étroite, fixée par deux ou trois. Pour faciliter le mouvement de la pièce, ainsi que pour nettoyer en toute sécurité l'appareil des copeaux à la main, la surface de travail de la plaque est bordée d'un chanfrein à un angle de 45 ° (Figure 13, a). Les principaux avantages de tels enregistrements sont la simplicité et la compacité. Les têtes des vis qui maintiennent 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.

Lors de la base 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 sous la forme d'une rainure formée par deux plans inclinés l'un par rapport à l'autre selon un angle (Fig. 14). Les prismes pour le réglage de pièces courtes sont standardisés.

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

Riz. Quatorze

Lors de l'installation d'ébauches avec des bases purement 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 enfoncés dans les surfaces de travail du prisme sont utilisés sur les bases rugueuses (Figure 15, b). Dans ce cas, les pièces présentant une courbure axiale, une forme de tonneau et d'autres erreurs dans la forme de la base technologique occupent une position stable et définie dans le prisme.

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 a été positionnée en 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 appelés 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 résultant du traitement (assemblage).

Le besoin de dispositifs de serrage disparaît dans deux cas :

1. Lors du traitement (assemblage) d'une pièce lourde et stable (unité d'assemblage), par rapport au poids de laquelle les forces d'usinage (assemblage) sont faibles ;

2. Lorsque les forces résultant du traitement (assemblage) sont appliquées de manière à ne pas perturber la position de la pièce obtenue par base.

Les exigences suivantes sont imposées aux dispositifs de serrage :

1. Lors du serrage, la position de la pièce, obtenue par localisation, ne doit pas être perturbée. Ceci est satisfait par le 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 l'appareil ni d'endommagement (écrasement) de leurs surfaces.

3. La force de serrage doit être le minimum nécessaire, mais suffisante pour assurer une position fiable de la pièce par rapport aux éléments de réglage du montage pendant le traitement.

4. Le serrage et le desserrage de la pièce doivent être effectués avec un minimum de travail et de temps de l'ouvrier. Lors de l'utilisation de pinces à main, la force de la main ne doit pas dépasser 147 N (15 kgf).

5. Les forces de coupe ne doivent, si possible, pas être absorbées par les dispositifs de serrage.

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

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

L'utilisation généralisée des dispositifs à vis est due à leur relative simplicité, polyvalence et fiabilité de fonctionnement. Cependant, le serrage le plus simple sous la forme d'une vis individuelle agissant directement sur la pièce n'est pas recommandé, car la pièce se déforme au lieu de son action et, de plus, sous l'influence du moment de frottement survenant en fin de vis, la position de la pièce dans la fixation par rapport à l'outil peut être perturbée. ...

Un simple serre-joint à vis correctement conçu, à l'exception de la vis 3 (Fig. 16, a), doit être constitué d'une douille de guidage filetée 2 avec une butée 5 empêchant son dévissage arbitraire, pointe 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 à la Fig. 18, a, par la plus grande résistance de l'extrémité de la vis, car le diamètre du col de la vis pour les pointes (Fig. 16, b et e) 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 pointes (Fig. 16, b-d) sont vissées sur l'extrémité filetée de la vis et, de la même manière que la pointe illustrée à la Fig. 16, a, peut être librement installé sur la pièce. La pointe (Fig. 16, e) est placée librement sur l'extrémité sphérique de la vis et est maintenue dessus avec un écrou spécial.

Riz. 16.

Les embouts (Fig. 16, f - h) diffèrent des précédents en ce qu'ils sont guidés avec précision à l'aide des trous du corps de l'appareil (ou dans le manchon enfoncé dans le corps) et vissés directement sur la vis de serrage 15, qui. dans ce cas il est verrouillé afin d'empêcher son mouvement axial. Il est recommandé d'utiliser des pointes rigides et dirigées avec précision (Fig. 16, f, g et h) dans les cas où, pendant l'usinage, des forces se produisent qui déplacent la pièce dans la direction perpendiculaire à l'axe de la vis. Les pointes oscillantes (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 avec une clé, sur laquelle elles sont généralement verrouillées avec une goupille. La tête cylindrique I (Fig. 17, a) avec les "pouces" moletés, la tête de pignon II et la tête à quatre lames III sont utilisées lorsque la vis est actionnée d'une seule main et avec une force de serrage comprise entre 50 et 100 N (5 -10kg).

Tête-écrou VI avec une courte poignée oblique solidement fixée en elle; tête VII avec une poignée pliante dont la position de travail est fixée par une bille à ressort; Tête en V avec un trou de serrure cylindrique, également fixée de manière rigide avec une poignée horizontale; tête de direction IV avec quatre poignées vissées ou enfoncées (fig. 17). La tête la plus fiable et la plus pratique IV.

Riz. 17.

1.3.3 Logements. Les corps des appareils sont la partie principale des appareils sur lesquels tous les autres éléments sont fixés. Ils perçoivent tous les efforts agissant sur la pièce lors de sa fixation et de son traitement et fournissent une position relative donnée de tous les éléments et dispositifs des dispositifs, en les combinant en un seul ensemble. Les corps des appareils sont fournis avec des éléments de montage qui assurent la base de l'appareil, c'est-à-dire sa position requise sur la machine sans alignement.

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

Étant donné que le corps absorbe les forces résultant du serrage et du traitement de la pièce, il doit être solide, résistant, résistant à l'usure, pratique pour vidanger le liquide de refroidissement et nettoyer les copeaux. En assurant l'installation de la fixation sur la machine sans alignement, le corps doit rester stable dans diverses positions. Les boîtiers peuvent être coulés, soudés, forgés, assemblés avec des vis ou garantis étanches.

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

Les corps en fonte SCH 12 et SCH 18 sont utilisés dans des appareils pour le traitement de pièces de petites et moyennes dimensions. Les boîtiers en fonte ont des avantages par rapport à ceux en acier : ils sont moins chers, plus faciles à façonner et plus faciles à fabriquer. L'inconvénient des corps en fonte est la possibilité de gauchissement, c'est pourquoi, après usinage préliminaire, ils sont soumis à un traitement thermique (vieillissement naturel ou artificiel).

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

Riz. dix-huit. Boîtiers d'appareils : a - fonte ; b - soudé; в - préfabriqués; g - forgé

L'inconvénient des corps soudés est la déformation lors du soudage. Les contraintes résiduelles dans les composants du boîtier affectent la précision de la soudure. Pour soulager ces contraintes, les carters sont recuits. Pour une plus grande rigidité, des coins sont soudés aux corps soudés, qui servent de raidisseurs.

En figue. 18, c montre un boîtier assemblé à partir de divers éléments. Il est moins complexe, moins rigide que coulé ou soudé, et a une faible intensité de travail. Le corps peut être démonté et utilisé complètement ou en tant que pièces séparées dans d'autres conceptions.

En figue. 18, d montre le corps du dispositif réalisé par forgeage. Sa fabrication est moins laborieuse que la fonte, tout en conservant les propriétés de rigidité. Les corps en acier forgé sont utilisés pour traiter des pièces de petite taille avec des formes simples.

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; écart admissible par rapport au parallélisme et à la perpendicularité des surfaces de travail des boîtiers - 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 à installer doivent être orientées selon leurs plans de symétrie. Les mécanismes utilisés à cette fin non seulement orientent, mais également serrent les pièces, c'est pourquoi ils sont appelés installation-serrage.

Riz. 19.

Les mécanismes d'installation et de serrage sont divisés en orientant et auto-centrant. Les premiers orientent les pièces uniquement le long d'un plan de symétrie, les seconds - le long de deux plans perpendiculaires entre eux.

Le groupe de mécanismes d'auto-centrage comprend toutes sortes de conceptions de mandrins et de mandrins.

Pour l'orientation et le centrage des pièces non circulaires, des mécanismes à prismes fixes (GOST 12196-66), de réglage (GOST 12194-66) et mobiles (GOST 12193-66) sont souvent utilisés. Dans les mécanismes d'orientation, l'un des prismes est fixé de manière rigide - fixe ou de positionnement, et le second est mobile. Dans les mécanismes d'auto-centrage, les deux prismes se déplacent en même temps.

Le but des dispositifs de serrage est d'assurer un contact fiable de la pièce avec les éléments de réglage et d'éviter les déplacements et les vibrations pendant le traitement. La figure 7.6 montre certains types de dispositifs de serrage.

Exigences relatives aux éléments de serrage :

Fiabilité au travail;

Simplicité de construction;

Commodité du service ;

Ne doit pas provoquer de déformation des pièces et endommager leurs surfaces ;

Ne doit pas déplacer la pièce en cours de fixation des éléments d'installation ;

La fixation et le desserrage des pièces doivent être effectués avec un minimum de main-d'œuvre et de temps ;

Les éléments de serrage doivent être résistants à l'usure et, si possible, remplaçables.

Types d'éléments de serrage :

Vis de serrage qui tournent avec des clés, des poignées ou des volants (voir fig. 7.6)

Figure 7.6 Types de terminaux :

a - vis de serrage ; b - serre-joint

Action rapide les pinces illustrées à la fig. 7.7.

Graphique 7.7. Types de pinces à dégagement rapide :

a - avec une rondelle fendue ; b - avec un dispositif à piston; dans - avec un accent de pliage; d - avec un dispositif à levier

Excentrique pinces, qui sont rondes, en développante et en spirale (le long de la spirale d'Archimède) (Figure 7.8).

Graphique 7.8. Types de pinces excentriques :

un - disque ; b - cylindrique avec une poignée en forme de L; g - flottant conique.

Colliers de serrage- l'effet de coincement est utilisé et est utilisé comme maillon intermédiaire dans les systèmes de serrage complexes. À certains angles, le mécanisme de coin a la propriété d'auto-freinage. En figue. 7.9 montre le schéma calculé de l'action des forces dans le mécanisme de coin.

Riz. 7.9. Diagramme de calcul des forces dans le mécanisme de coin :

a - biseau simple ; b - recto-verso

Pinces à levier utilisé en combinaison avec d'autres pinces pour former des systèmes de serrage plus complexes. À l'aide du levier, vous pouvez modifier à la fois l'amplitude et la direction de la force de serrage, ainsi qu'effectuer un serrage simultané et uniforme de la pièce à deux endroits. En figue. 7.10 montre un diagramme de l'action des forces dans les pinces à levier.

Riz. 7.10. Schéma d'action des forces dans les pinces à levier.

Pinces sont des manchons à ressort fendus, dont les variétés sont illustrées à la figure 7.11.

Riz. 7. 11. Types de pinces à pince :

a - avec un tube de tension; b - avec un tube d'espacement ; в - type vertical

Les pinces assurent la concentricité de l'installation de la pièce dans la plage de 0,02 ... 0,05 mm. La surface de base de la pièce à usiner pour les pinces de serrage doit être traitée selon 2 ... 3 classes de précision. Les pinces sont constituées d'aciers à haute teneur en carbone du type U10A avec un traitement thermique ultérieur jusqu'à une dureté de HRC 58 ... 62. Angle de conicité de la pince d = 30 ... 40 0. À des angles plus petits, la pince peut se coincer.

Mandrins expansibles, dont les types sont illustrés à la Fig. 7.4.

Serrure à roulettes(Figure 7.12)

Riz. 7.12. Types de serrures à rouleaux

Pinces combinées- combinaison de pinces élémentaires de différents types. En figue. 7.13 montre quelques types de tels dispositifs de serrage.

Riz. 7.13. Types de dispositifs de serrage combinés.

Les dispositifs de serrage combinés sont actionnés manuellement ou à partir de dispositifs électriques.

Eléments de guidage des luminaires

Lors de la réalisation de certaines opérations d'usinage (perçage, alésage), la rigidité de l'outil de coupe et du système technologique dans son ensemble s'avère insuffisante. Pour éliminer l'écrasement élastique de l'outil par rapport à la pièce, des éléments de guidage sont utilisés (manchons de gabarit pour l'alésage et le perçage, copieurs pour le traitement des surfaces profilées, etc. (voir figure 7.14).

Graphique 7.14. Types de bagues de gabarit :

une constante; b - remplaçable ; c - changement rapide

Les douilles de guidage sont en acier de qualité U10A ou 20X durci à HRC 60… 65.

Les éléments de guidage des dispositifs - copieurs - sont utilisés lors du traitement de surfaces façonnées d'un profil complexe, dont la tâche est de guider l'outil de coupe le long de la surface traitée de la pièce pour obtenir une précision donnée de la trajectoire de leur mouvement.

Pour réduire le temps d'installation, d'alignement et de serrage des pièces, il est conseillé d'utiliser des dispositifs de serrage spéciaux (conçus pour le traitement de cette pièce). Il est surtout conseillé d'utiliser des dispositifs spéciaux dans la fabrication de lots importants de pièces identiques.
Les gabarits spéciaux peuvent être vissés, excentriques, pneumatiques, hydrauliques ou pneumohydrauliques.

Schéma d'un seul appareil

Etant donné que les dispositifs de fixation doivent fixer rapidement et de manière fiable la pièce, il est préférable d'utiliser de telles pinces lorsque le serrage simultané d'une pièce à plusieurs endroits est réalisé. Ha fig. 74 montre un dispositif de serrage pour une partie du corps, dans lequel la pince est réalisée simultanément avec deux pinces. 1 et 6 des deux côtés de la pièce en serrant un écrou 5 ... Lors du serrage de l'écrou 5 épingler 4 avec un double biseau dans la matrice 7 , par traction 8 affecte le biseau de la matrice 9 et presse avec un écrou 2 saisir 1 assis sur une épingle 3 ... Le sens d'action de la force de serrage est représenté par des flèches. Lors du desserrage de l'écrou 5 ressorts placés sous les pinces 1 et b, soulevez-les en desserrant la pièce.

Des dispositifs de serrage simples sont utilisés pour les grandes pièces, tandis que pour les petites pièces, il est plus judicieux d'utiliser des dispositifs dans lesquels plusieurs pièces peuvent être installées et serrées simultanément. De tels appareils sont appelés multi-sièges.

Plusieurs raccords

Le serrage de plusieurs pièces avec une seule pince réduit le temps de serrage et est utilisé lorsque vous travaillez sur plusieurs appareils.
En figue. 75 montre un schéma d'un double dispositif de serrage de deux rouleaux lors du fraisage de rainures de clavette. La pince est faite par la poignée 4 avec un excentrique qui appuie simultanément sur la poignée 3 et par les envies 5 tenir 1 , pressant ainsi les deux ébauches contre les prismes dans le corps 2 adaptations. Les rouleaux sont libérés en tournant la poignée 4 renversé. Dans ce cas, les ressorts 6 retirer les poignées 1 et 3 .

En figue. 76 montre une installation de banc actionnée par un piston pneumatique. L'air comprimé pénètre par une vanne à trois voies soit dans la cavité supérieure du cylindre, serrant les pièces (la direction de la force de serrage est indiquée par des flèches), soit dans la cavité inférieure du cylindre, libérant les pièces.

Dans le dispositif décrit, une méthode de cassette d'installation de pièces est utilisée. Plusieurs flans, par exemple cinq ici, sont placés dans la cassette, tandis qu'un autre lot des mêmes flans est déjà en cours de traitement dans la cassette. Une fois le traitement terminé, la première cassette avec des pièces fraisées est retirée de l'appareil et une autre cassette avec des ébauches y est installée à la place. La méthode de la cassette permet de réduire le temps de pose des ébauches.
En figue. 77 montre la conception d'un gabarit multi-places à commande hydraulique.
Base 1 le variateur est fixé sur la table de la machine. Dans le cylindre 3 le piston bouge 4 , dans la rainure de laquelle le levier est installé 5 pivoter autour d'un axe 8 fixé dans l'oeillet 7 ... Le rapport des bras du levier 5 est de 3: 1. À une pression d'huile de 50 kg/cm2 et diamètre de piston 55 mm force à l'extrémité courte du bras de levier 5 atteint 2800 kg... Pour se protéger des copeaux, une housse en tissu 6 est posée sur le levier.
L'huile s'écoule à travers une vanne de régulation à trois voies jusqu'à la vanne 2 et plus loin dans la cavité supérieure du cylindre 3 ... Huile de la cavité opposée du cylindre à travers le trou dans la base 1 pénètre dans la vanne à trois voies puis dans le drain.
Lorsque la poignée de la vanne trois voies est tournée en position de serrage, l'huile sous pression agit sur le piston 4 , transmettant la force de serrage à travers le levier 5 levier à fourche 9 un dispositif de serrage qui pivote sur deux demi-essieux 10 ... Doigt 12 enfoncé le levier 9 tourne le levier 11 par rapport au point de contact de la vis 21 avec le corps de l'appareil. Dans ce cas, l'axe 13 le levier déplace la poussée 14 vers la gauche et à travers la rondelle sphérique 17 et noix 18 transfère la force de serrage à la pince 19 tournant autour de l'axe 16 et presser les pièces contre la mâchoire fixe 20 ... Le réglage de la taille de serrage s'effectue avec des écrous 18 et vis 21 .
Lorsque vous tournez la poignée de la vanne à trois voies en position de desserrage, le levier 11 tournera dans la direction opposée, déplaçant la poussée 14 À droite. Dans ce cas, le ressort 15 enlève la prise 19 à partir de blancs.
Récemment, des dispositifs de serrage pneumohydrauliques ont été utilisés, dans lesquels l'air comprimé fourni par le réseau d'usine avec une pression de 4-6 kg/cm2 appuie sur le piston du vérin hydraulique, créant une pression d'huile dans le système de l'ordre de 40-80 kg/cm2... L'huile avec une telle pression, à l'aide de dispositifs de serrage, sécurise les pièces avec un grand effort.
Une augmentation de la pression du fluide de travail permet, avec la même force de serrage, de réduire les dimensions de l'entraînement de l'étau.

Règles de sélection des gabarits

Lors du choix du type de dispositifs de serrage, les règles suivantes doivent être suivies.
Les pinces doivent être simples, à action rapide et facilement accessibles pour les actionner, suffisamment rigides et ne pas se desserrer spontanément sous l'action de la fraise, des vibrations de la machine ou de causes aléatoires, ne doivent pas déformer la surface de la pièce et la faire rebondir. La force de serrage dans les pinces est opposée par le support et doit être dirigée aussi loin que possible de manière à aider à presser la pièce contre les surfaces de support pendant l'usinage. Pour ce faire, les dispositifs de serrage doivent être installés sur la table de la machine de sorte que la force de coupe qui se produit pendant le processus de fraisage soit reprise par les parties fixes de la fixation, par exemple la mâchoire fixe de l'étau.
En figue. 78 montre les schémas d'installation du luminaire.

Lors du fraisage à contre-courant et dans le sens inverse des aiguilles d'une montre fraise cylindrique la force de serrage doit être dirigée comme indiqué sur la fig. 78, a, et avec rotation à droite - comme sur la Fig. 78, b.
Lors du fraisage avec une fraise à surfacer, en fonction du sens d'avance, appliquer la force de serrage comme indiqué sur la fig. 78, c ou fig. 78, d.
Avec cet agencement de la fixation, la force de serrage est contrée par un support rigide et la force de coupe aide à plaquer la pièce contre la surface d'appui pendant le traitement.

Les conceptions des dispositifs de serrage se composent de trois parties principales : entraînement, élément de contact, mécanisme de levage.

L'entraînement, convertissant un certain type d'énergie, développe une force Q, qui est convertie à l'aide d'un mécanisme de levage en une force de serrage R et est transféré à travers les éléments de contact à la pièce.

Les éléments de contact sont utilisés pour transférer la force de serrage directement sur la pièce. Leurs conceptions permettent de répartir les efforts, évitant l'écrasement des surfaces de la pièce, et de les répartir entre plusieurs points d'appui.

On sait que le choix rationnel de l'appareil réduit les temps d'arrêt. Le temps d'arrêt peut être raccourci en utilisant des entraînements motorisés.

Les entraînements mécaniques, selon le type et la source d'énergie, peuvent être subdivisés dans les groupes principaux suivants : mécaniques, pneumatiques, électromécaniques, magnétiques, à vide, etc. Le domaine d'application des entraînements manuels est limité, car il nécessite une quantité importante de le temps d'installer et de retirer les pièces ... Les plus répandus sont les entraînements pneumatiques, hydrauliques, électriques, magnétiques et leurs combinaisons.

Actionneurs pneumatiques fonctionnent sur le principe de l'alimentation en air comprimé. Comme un entraînement pneumatique peut être utilisé

vérins pneumatiques (double et simple effet) et chambres pneumatiques.

pour cavité de cylindre avec tige

pour vérins simple effet

Les inconvénients des entraînements pneumatiques comprennent leurs dimensions globales relativement importantes. La force Q (H) dans les vérins pneumatiques dépend de leur type et sans tenir compte des forces de frottement, elle est déterminée par les formules suivantes :

Pour vérins pneumatiques à double effet pour le côté gauche du vérin

où p est la pression d'air comprimé, MPa ; la pression d'air comprimé est généralement prise égale à 0,4-0,63 MPa,

D - diamètre du piston, mm;

ré- diamètre de la tige, mm ;

ή- rendement, compte tenu des pertes dans le cylindre, à ré = 150 ... 200 mm = 0,90 ... 0,95 ;

q - force de résistance des ressorts, N.

Les vérins pneumatiques sont utilisés avec un diamètre intérieur de 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300 mm. Atterrissage du piston dans le cylindre lors de l'utilisation de joints toriques ou , et lorsqu'il est scellé avec des menottes ou .

L'utilisation de cylindres d'un diamètre inférieur à 50 mm et supérieur à 300 mm est économiquement peu rentable, dans ce cas il faut utiliser d'autres types d'entraînements,

Les chambres pneumatiques présentent un certain nombre d'avantages par rapport aux vérins pneumatiques: elles sont durables, résistent jusqu'à 600 000 inclusions (vérins pneumatiques - 10 000); compact; sont légers et plus faciles à fabriquer. Les inconvénients comprennent une petite course de la tige et l'inconstance des efforts développés.

Entraînements hydrauliques en comparaison avec les pneumatiques ont

les avantages suivants : développe des forces élevées (15 MPa et plus) ; leur fluide de travail (huile) est pratiquement incompressible ; assurer un transfert en douceur de la force développée par le mécanisme de puissance ; peut assurer le transfert de force directement aux éléments de contact de l'appareil ; ont un large domaine d'application, car ils peuvent être utilisés pour des mouvements précis des organes de travail de la machine et des pièces mobiles des appareils; permettent l'utilisation de cylindres de travail de petit diamètre (20, 30, 40, 50 mm v. plus), ce qui assure leur compacité.

Actionneurs pneumatiques ont un certain nombre d'avantages par rapport aux pneumatiques et hydrauliques : ils ont des forces de travail élevées, une action rapide, un faible coût et de petites dimensions. Les formules de calcul sont similaires au calcul des vérins hydrauliques.

Entraînements électromécaniques trouver une large application dans les tours CNC, les machines modulaires, les lignes automatiques. Alimentés par un moteur électrique et par des transmissions mécaniques, les efforts sont transmis aux éléments de contact du dispositif de serrage.

Dispositifs de serrage électromagnétiques et magnétiques réalisée principalement sous forme de plaques et de plastrons pour la fixation d'ébauches en acier et en fonte. Il utilise l'énergie du champ magnétique provenant de bobines électromagnétiques ou d'aimants permanents. Les possibilités technologiques d'utilisation de dispositifs électromagnétiques et magnétiques dans des conditions de production à petite échelle et de traitement de groupe sont considérablement étendues lors de l'utilisation de réglages à changement rapide. Ces dispositifs augmentent la productivité du travail en réduisant le temps auxiliaire et principal (10 à 15 fois) dans le traitement multi-places.

Entraînements à vide utilisé pour la fixation de pièces en divers matériaux avec une surface plane ou incurvée, prise comme base principale. Les dispositifs de serrage sous vide fonctionnent sur le principe de l'utilisation de la pression atmosphérique.

Obliger (H), presser la pièce sur la plaque :

où F- zone de la cavité de l'appareil d'où l'air est extrait, cm 2;

p - pression (dans les conditions d'usine, généralement p = 0,01 ... 0,015 MPa).

La pression pour les installations individuelles et collectives est générée par des pompes à vide à un et deux étages.

Les mécanismes de levage agissent comme un amplificateur. Leur principale caractéristique est le gain :

où R- force de serrage appliquée à la pièce, N ;

Q - la force développée par l'entraînement, N.

Les mécanismes de puissance jouent souvent le rôle d'élément d'autofreinage en cas de panne brutale de l'entraînement.

Certains schémas typiques de conceptions de dispositifs de serrage sont illustrés à la Fig. 5.

Figure 5 Schémas des dispositifs de serrage :

une- à l'aide d'un clip ; 6 - bras oscillant; v- autocentrageprismes