Оправки и патроны с тарельчатыми пружинами

Оправки и патроны с тарельчатыми пружинами (рис. 2.26) применяют для установки и закрепления заготовок по внутрен­ним или наружным цилиндрическим поверхностям с точностью центрирования 0, 01...0, 02 мм.

Осевая сила, которая возникает при затяжке винта 1 (см. рис. 2.26, а), способствует частичному распрямлению пружин 2 толщиной 1 и приращению их наружного диаметра О в пределах 0,1...0,4 мм для закрепления заготовки 3. Пружины выполняют из стали 60С2А и термообрабатывают до твердости 40...45 HRC

Осевую силу вычисляют по формуле

где — сила, необходимая для выбора радиального зазора; — сила, обеспечивающая передачу необходимого момента ре­зания М_рез.

Для пружин с радиальными прорезами определение   дос­таточно сложно, поэтому приближенно считают

где  — угол наклона образующей после деформации пружины при выборе радиальных зазоров, (см. рис. 2.26, в).

Рис. 2.26. Разжимная оправка с тарельчатыми пружинами (а), тарельча­тая пружина в свободном состоянии (б) и после выбора зазора (в)

После выбора радиального зазора пружину можно рассмат­ривать как жесткую распорку, расположенную между оправкой и заготовкой под углом наклона . Тогда

где q — равномерно распределенная по окружности радиальная сила закрепления заготовки.

Размеры пружин нормализованы. В специальных таблицах указаны наибольший передаваемый момент и необходимая для этого осевая сила Р _ос.

Мембранные патроны

Мембранные патроны применяют для точного центрирова­ния заготовок на финишных операциях обработки (рис. 2.27, а). Мембраны изготавливают из сталей 65Г, ЗОХГС, У7А твердостью 40...48 HRС. Точность центрирования достигает 0,005...0,01 мм.

Рис. 2.27. Мембранный патрон (а) и схемы к расчету мембраны

(б — д)

Для расчета мембранного патрона при установке цилиндри­ческих заготовок необходимы следующие данные: момент реза­ния М _рез, который стремится провернуть заготовку в кулачках; наружный диаметр 2а мембраны; диаметр 2 b базовой поверхно­сти; расстояние l от середины кулачка до среднего сечения мем­браны; число п кулачков; толщина h мембраны, h = (0,07...0,1)а; коэффициент трения   f  между заготовкой и кулачками.

 

 

Задавшись числом кулачков п и коэффициентом трения f, можно определить радиальную силу на одном кулачке:

Сила Q = Q / n создает момент М (рис. 2.27, б), изгибающий мембрану. При достаточно большом числе кулачков этот мо­мент можно рассматривать равномерно распределенным по окружности радиусом b:

Анализ схем, представленных на рис. 2.27, в, г, позволяет записать

Моменты и , выраженные в долях от момента М, при различных отношениях а / b приведены ниже:

а / b...  1,25   1,5  1,75  2,0   2,25   2,5    2,75    3,0

 ... 0,785 0,645 0,56  0,51  0,48  0,455  0,44 0,42

... 0,215 0,355 0,44 0,49 0,52 0,545 0,56 0,58

 

Задаваясь размером а,определяют отношение а / b и момент . Угол разжима кулачков в радианах (рис. 2.27, д) при уста­новке минимальной заготовки находят по формуле

где J_D — цилиндрическая жесткость мембраны,

Наибольший угол раскрытия кулачков

где — дополнительный угол раскрытия кулачков, учитываю­щий допуск на диаметр заготовки; — угол раскрытия, учиты­вающий радиальный гарантированный зазор при установке за­готовки; = 0,0008 b + 0,02.

Силу на штоке для разжима мембраны на угол определя­ют по формуле