Файл: Милевский Э.Б. Автоматизация процессов индексирования учеб. пособие для студентов машиностроит. специальностей.pdf

д а 1 п о л и н и и , ч т о и с к л ю ч а е т ег о п р и м е н е н и е д л я з н а ч и т е л ь н ы х н а г р у ­

зо к .

Компенсацию зазора в направляющих фиксатора можно получить при призматическом фиксаторе с помощью клина. Для этого (рис. 22,6) часть фиксатора 3 делается разрезным, п при фиксации клиновые фик­ саторные сухари 2 разводят части фиксатора и прижимают их к напра-

Автокомпенсация зазора в направляющих осуществляется в следу­ ющем устройстве фиксатора с клином (рис. 22 в).

Во всех случаях, когда фиксатор 2 не упирается в гнездо поворот­ ного узла 1, пружина 4 прижимает выступы а й в друг к другу. Когда клин 3 перемещается приводом 5 в гнездо узла, вместе с ним будет пере­ мещаться и фиксатор 2. Как только фиксатор 2 войдет полностью в гнез­ до узла 1 и зафиксирует его, он останавливается, однако клин 3 будет

продолжать перемещаться; при этом он дополнительно сжимает пру­ жину 4, устраняет зазор в направляющих и создает натяг между фикса­ тором, клином и направляющими.

64

При расфиксации узла 1 клин 2 своим выступом в захватывает вы­ ступ а фиксатора 2 и выводит его из гнезда узла 1. Сила предваритель­

ного сжатия пружины 4 должна превышать силу, возникающую при фиксации узла 1 .

Следовательно, необходимо предусматривать регулирование зазо­ ров z\ и z2. Если фиксатор перемещается в призматических направля­ ющих или в виде ласточкина хвоста или Т-образного паза возможно полностью устранить зазор z2, который, однако, появляется по мере износа направляющих.

При двойной фиксации жестким упором (рис. 22, г) зазор z2 может выбираться под действием силы фиксации.

Конструкция рис. 22, г, в позволяет полностью устранить зазоры

Z I И Zo.

Примечание. Исследования показывают, что погрешность фиксации для цилиндри­ ческих и конических фиксаторов достигает ±0,05 мм, а для механизмов с двойной фиксацией на жесткий упор ±0,025 мм.

Фиксаторы бывают цилиндрической, конической или трапецеидаль­ ной формы с одноили двухсторонним скосом (для улучшения захода в гнездо делительного диска).

Направляющие фиксатора обычно выполняются цилиндрическими или призматическими (рнс. 23). Зазор в направляющих фиксатора уве­ личивается по мере износа, что оказывает большое влияние на точность фиксации, особенно при переменном направлении усилий, действующих на узел в процессе обработки. При призматических направляющих регу­ лирование величины зазора весьма затруднено и обычно осуществляется с помощью клина (рис. 23, г, д).

При двойной фиксации износ направляющих точного фиксатора

ру зазор в направляющих фиксатора-упора и точного фиксатора выбирается. Поэтому при двойной фиксации зазоры в направляющих не оказывают сильного влияния на точность фиксации. Однако по мере износа направляющих фиксатора-упора точность фиксации понижается, поэтому следует обращать особое внимание на конструирование меха­ низма ввода и вывода фиксатора-упора и точного фиксатора.

На рис. 23, а иллюстрируется цилиндрический фиксатор 2 с направ­ лением непосредственно в корпусе 1, а на рис. 23, б — с направлением во втулке 3. Призматический фиксатор встречается без регулирования зазора (23, в) и с регулированием зазора одним клином (23, г) или двумя клинами (23, д).

Для выборки зазоров у призматических фиксаторов встречаются специальные механизмы затяжки (23, ж, з), а также специальные за­ клинивающие призматические и цилиндрические фиксаторы (рнс. 23, е).

Несмотря на более сложную технологию обработки, предпочтение следует отдавать призматической форме фиксатора, так как она обеспе­ чивает лучшую возможность компенсации износа, возникающего при

5- io n

65

перемещении фиксатора, чем сохраняется бо.пее длительно точность его работы.

В поворотных столах и барабанах агрегатных станков целесообраз­ нее применять разрезные фиксаторы, которые заклиниваются в направ­ ляющих. Такие фиксаторы широко распространены на многошпиндель­ ных вертикальных токарных полуавтоматах. Разрезные фиксаторы

>4 -,\ч ■■- і

£ м _ X W W N W w y

Рис. 23. Схемы компенсации износа направляющих фиксатора

повышают точность фиксации и позволяют избежать применения спе­ циальных устройств для зажима стола или барабана после поворота.

с двумя фиксаторами (рис. 24).

Основные размеры механизмов фиксации определяют из условия обеспечения необходимой точности и жесткости фиксируемых положе-

66

нт"! поворачиваемых узлов. Одним из путей повышения точности ин­ дексации является расположение фиксирующих гнезд на максимально' возможном радиусе от оси поворота.

Примечание. Практические и экспериментальные исследования показывают, что экономически целесообразно применять индексирующие устройства без специальных фиксирующих механизмов, когда требуемая точность фиксации не превышает

±0,05 ,!м;.

Обычно погрешность фиксации поворотного узла Ду состоит из погрешности деления Дд (расположения гнезд под фиксатор) и погреш­ ности в подвижных элементах фиксатора Дф, т. е.

Ду = Д д+ Д ф .

Погрешность фиксации Ду зависит, кроме того, от силы Р, действу­ ющей на фиксатор, и жесткости фиксатора (она обычно достаточно ве­ лика, и деформацией фиксатора можно пренебречь).

Для снижения погрешности Дд производят регулируемую установку гнезд под фиксатор, а также точную координатную обработку этих гнезд.

67

Погрешность Дф зависит от формы и конструкции фиксатора. Для гладкого цилиндрического фиксатора (рис. 23, а, 6 ) величина Аф опреде­

ляется зазором Z\ в сопряжении между фиксатором и его гнездом, п зазором Zo между фиксатором и направляющей втулкой:

(2i t Z2).

Примечание. Точность сопряжения детален механизма фиксатора для диаметра 204-50 мм составляет всего 0,034-0,04 мм даже при изготовлении фиксатора, его направляющей втулки и гнезда по скользящей посадке 1-го класса.

Для конического фиксатора

Часть в фиксатора, находящаяся в корпусе стойки (направляющие грани), изготавливается круглой или призматической формы. Хотя призматические направляющие более сложны, они получили широкое распространение, благодаря возможности надежной компенсации из­ носа направляющих.

2. Механизмы одинарной и двойной фиксации

На рис. 25, а-з показаны схемы механизмов с одинарной и двойной фиксацией. При расположении оси фиксатора 1 параллельно оси фикси­ руемой детали 2 в последнюю запрессовываются фиксаторные гнезда.? с клиновыми пазами, оси которых расположены по радиусу.

Рычажный фиксатор 1 (рис. 25, а) сопрягается с клиновым пазом детали 2 по линиям (без учета деформации); поэтому такой вид фикса­ ции можно применять только при малых нагрузках. Существенное вли­ яние на получаемую точность фиксации могут оказать зазоры в направ­ ляющих самого фиксатора 1 и детали 2. Для устранения влияния зазо­ ров иногда выполняют фиксатор 1 на некоторой длине разрезным

(рис. 25, б); вследствие этого клиновые поверхности фиксаторных суха­ рей 4 при фиксации разводят части фиксатора, прижимая их к направ­ ляющим.

На рис. 25, ж показан фиксатор с клиновым устройством для авто­ матического устранения зазора в направляющих. Когда фиксатор 1 не упирается в фиксируемую деталь 2, упругое звено 6 прижимает высту­

пы а и б друг к другу. При перемещении клина 5 приводом вместе с ним будет перемещаться и фиксатор /. Когда фиксатор 1 войдет в гнездо детали 2 и зафиксирует ее, движения фиксатора 1 вдоль направляющих

прекращается; клин 5, продолжая перемещаться, дополнительно сжи­ мает упругое звено 6 , устраняет зазор в направляющих, а затем при

дальнейшем движении создает натяг между фиксатором, клином и на­ правляющими. При расфнксацпи клин 5 выступом б захватывает выс­

68

туп а фиксатора / п выводит его из гнезда фиксируемой детали 2 . Сила предварительного натяга упругого звена 6 должна превышать силу, воз­ никающую при фиксации детали 2 .

В случае двойной фиксации привод поворачивает фиксируемую де­ таль обычно на угол несколько больший требуемого, а при фиксации эта деталь поворачивается обратно до требуемого положения.

Рис. 25. Схемы механизмов с одинарной н двойной фиксацией

На рис. 25, з показана схема одного из вариантов двойной фиксации.

Поворот детали 2 приводом после отвода запирающего клина 7 проис­

ходит в направлении, обозначенном стрелкой. При этом вследствие на­ личия соответствующих скосов па пальце 8 и фиксаторе 9 последний

выжимается после поворота на угол, несколько больший требуемого; фиксатор 9 под действием пружины возвращается в исходное положение,

69

а клин 7 запирает деталь 2— поворачивает ее в обратном направлении до упора п фиксатор 9.

На рис. 25, е показана схема двойной фиксации, обычно применя­ емая в многошпиндельных автоматах токарных отечественных типов для фиксации шпиндельных барабанов. После поворота барабана 2 го­ ловки фиксирующего рычага 10 и запирающего рычага 12 свободно вхо­

дят в пазы фиксаторных гнезд. Затем при помощи системы рычагов с приводом от кулачка И запирающий рычаг 12 поворачивает барабан в

обратном направлении, прижимая друг к другу фиксирующие поверх­ ности гнезда и рычага 10\ вследствие этого барабан фиксируется. При освобождении барабана оба рычага отводятся, н барабан при наладке станка можно поворачивать в любую сторону. Вариант механизма, при­ веденный на рис. 25, д, имеет два последовательно включенных рычаж­ ных механизма для передачи усилия запирающему рычагу 12 от кулач­ ка 11 через упругое звено.

II.РАБОТА ОДНОГО ФИКСАТОРА И ЕГО РАСЧЕТ

1.Удельное давление по длине фиксатора

Работу одинарного фиксатора с одной прямой п одной скошенной гранями, ось которого перпендикулярна оси поворачиваемого узла, можно представить следующим образом (рис. 26).

Перед началом поворота блока пли стола (заштрихованный левый узел) фиксатор принудительно выводится из гнезда делительного диска при помощи управляющего механизма — кулачка распредвала или гидроцилнндром (фиксатор-упор чаще всего просто выжимается скосом из гнезда). В таком положении фиксатор удерживается в течение большей части поворота блока или стола. Перед окончанием индексирования фиксатор освобождается и под действием пружины 5 прижимается к цилиндрической (реже — к торцевой) поверхности диска, блока пли сто­ ла. По ней фиксатор скользит до тех пор, пока под ним не окажется следующее гнездо, в которое он заскакивает под действием той же пру­ жины. Конец фиксатора имеет наклонную 7-стопорящую и прямую 2-

фиксируіощую грани.

Если блок или стол поворачивается на угол больше угла индексиро­ вания, т. е. обеспечивается некоторый «перебег» по отношению к задан­ ному положению (пунктирная стрелка), то фиксатор, воздействуя на гнездо только наклонной гранью, начнет доворачивать («дожимать») блок в противоположную сторону, за счет силы пружины, постепенно углубляясь в гнездо, д'оворот заканчивается, когда прямая — фиксиру­ ющая грань фиксатора прижимается к прямой грани гнезда. Этны фик­ сируется точное положение поворотного узла.

Прямая грань фиксатора вступает в работу в последний момент доворота, являясь жестким упором, и поэтому изнашивается незначи­ тельно, что повышает точность фиксирования.

Поскольку механизм фиксации доводит фиксируемый узел до точ­ ного положения, то при одинарной фиксации избежать скольжения

70

фиксирующей поверхности невозможно. Уменьшить износ можно путем увеличения этой поверхности, снижения кинетической энергии удара узлов, подбором соответствующего материала фиксатора и его термо­ обработки.

Расчет одинарного фиксирующего механизма для поворотных сто­ лов, блоков и каруселей весом G с диаметром D осуществляется в сле­ дующем порядке (рис. 26, а).

При поворотах узла в моменты его останова и начала фиксации на ско­ шенный конец фиксатора действует окружная тангенциальная сила (действует перпендикулярно оси фиксатора) Р, которая вызывает не­ равномерное распределение удельных давлений по всей длине фиксато­ ра, находящейся в корпусе, т. е. на длине в.

Пренебрегая зазорами между направляющими фиксатора и корпу­ сом, [ложно изобразить линейным характер эпюры давления по длине в направляющей фиксатора; распределение давления подчиняется закону прямой.

Определение наибольшего удельного давления q% (у рабочего конца фиксатора) и у\ (у нерабочего конца фиксатора), где д2><?і. осущест­ вляется по следующим формулам:

________ 2Р (1- а )_______

qi~ Н[(1—а )2— {Ь + а—/)2]

71

____ 2P {g + b—l)

где H — высота или диаметр фиксатора;

Ь— длина направляющей фиксатора;

а— расстояние от точки приложения тангенциальной силы Р до

начала направляющей (точка Оі); / — расстояние от точки приложения силы Р до точки О, где зна­

копеременная нагрузка на фиксатор равняется нулю.

ции а и Ь, которые берутся из предварительных конструктивных построе­ ний и расчетов.

На основании q\ и q2 осуществляется расчет фиксатора и его на­

правляющих на контактную прочность и износ.

Для уменьшения износа и сохранения необходимой точности фикса­ ции детали механизма фиксации выполняются из высокопрочных и износо­ стойких сталей, а их контактирующие поверхности подвергаются специа­ льной термообработки.

2. Определение величины окружной силы

Величина окружной (тангенциальной) силы Р находится из усло­ вия равновесия поворотного стола. При этом пренебрегаем изменением радиуса R приложения сила Р и изменением угла ß в процессе фикси­ рования.

водится фиксация; Мдв — суммарный движущий момент, необходимый для поворота

узла:

72