Исследование способов изготовления зажимных цанг Глубокий

Исследование способов изготовления зажимных цанг
Глубокий Д.О. (ВМ 536)
Научный руководитель Санинский В.А.
Рассматривается способ изготовления цанг
This article considers the way of manufacturing collets.
Известно, что зажимные цанги металлорежущих станков являются
нормально открытыми, т. е при правильном изготовлении должны быть на
0,5 мм больше диаметра зажимаемого калиброванного прутка. [1]. Т. е при
>
+0,5 (мм) зажимная цанга считается нормально открытой, и правильно
изготовленной, соответственно, при
бракованной (
<
зажимная цанга считается
- величины максимального и
,
диаметров калиброванного прутка,
минимального
- величина рабочего отверстия цанги
(рис. 1)).
Рисунок 1 - Схема контакта
зажимной цанги с калиброванной
заготовкой и конусом шпинделя
Рисунок 2 – разведение цанги
конусной пробкой
Не всегда достигается гарантированное раскрытие лепестков цанг в
свободном состоянии (не напряженном) после их изготовления не всегда
достигается и зависит от соблюдения технологии
механической и
термической обработки, особенно, чередования операции раскрытия цанг и
шлифования.
Наибольший брак возникает, когда лепестки разрезают после
термообработки и шлифования. При такой последовательности часто
<
+0,5 (мм) и
<
.
Рисунок 3 – неравномерное раскрытие лепестков после термообработки
Цанги для зажима детали снаружи с целью увеличения силы зажима за
счет уменьшения угла контакта конической части цанги со шпинделем
(корпусом) в поперечном сечении выполняют с рабочим отверстием,
диаметром
≤
(рисунок 1). При этом для свободного прохождения
калиброванного прутку (детали) диаметром d, большим диаметра рабочего
отверстия, а также при разжиме цанги за счет упругости лепестков,
последние разводятся.
При разводке зажимных цанг конусными пробками, вставленными в
отверстие, проводят повторный нагрев и термофиксацию (рисунок 2). Этим
приемом технологии достигается условие
>
+0,5 (мм).
Так как лепестки для получения рабочего напряженного состояния
зажимных цанг разводят после финишных операций, точность изготовления
зажимной цанги снижается из-за деформации её вследствие релаксации
напряжений, возникающей в металле из-за температурных изменений.
Для устранения возникшего из-за релаксации брака производят
вторичную термообработку, что приводит к необходимости выполнения
вторичного шлифования направляющих поверхностей цанги и повышению
трудоемкости изготовления цанг.
Но и повторная разводка и шлифование не может гарантировать
равномерное раскрытие лепестков цанги (рисунок 3), лепесток 1 раскрылся
на диаметр меньше минимального, что приведет к невозможности установки
детали в отверстие цанги, а лепесток 2 на диаметр больший максимального,
что в свою очередь приведет к трудности установки цанги в патрон.
Такая технология приводит к значительному браку [2].
У термически деформируемых зажимных цанг при длительной работе
и недостаточном качестве термообработки частично теряются упругие
свойства, и цанга может не раскрываться, а также понижается усталостная
прочность лепестков, что может привести к поломке вследствие
двустороннего, знакопеременного изгиба.
Предлагаемый способ изготовления зажимных цанг позволяет:

упростить технологию изготовления цанг, исключив вторичную
термообработку и дополнительные шлифовальные операции, устраняющие
пороки вторичной термообработки;

сократить припуски на чистовую обработку;

повысить точность изготовления;

увеличить долговечность цанги путем повышения усталостной
прочности лепестков вследствие одностороннего изгиба лепестков.
Сила упругости лепестков, необходимая для работы цанги, создается
выполнением при предварительной механической обработке рабочих
зажимных (отверстий) поверхностей коническими и таких размеров, которые
обуславливают в рабочем состоянии требуемую деформацию их лепестков с
последующей термообработкой, разрезкой шлицев и окончательной
механической обработки при деформированных относительно нейтральных
осей лепестках, параллельных оси цанги.
При предварительной механической обработке цанг для зажима
деталей снаружи проходное сечение рабочего зажимного отверстия
превышает размер зажимной детали с максимальным допуском в плюс.
А после термообработки и прорезки шлицев окончательную
механическую обработку производят при сведенных относительно
нейтральной оси лепестках на величину, обеспечивающую получение
диаметра рабочего отверстия цанги, равного или меньшего диаметра
зажимаемой детали с максимальным допуском в минус.
Предполагается, что предлагаемый способ будет лучше способа
базового предприятия, так как он позволит сократить брак при изготовлении
зажимных цанг на 5-10%, уменьшить припуски на чистовую обработку,
гарантировать раскрытие цанги с высокой точностью на заданные размеры,
повысить в 1,5 – 2 раза точность изготовления и долговечность работы
зажимных цанг [2].
Литература
1. Чернов В.В. Металлорежущие станки: Учебник для техникумов по
специальности «Обработка металлов резанием»- 4-е изд., перераб. и доп.- М.:
Машиностроение, 1988.-415 с., ил.
2. А. с. 688828 М. Кл.3 Бюл. №35.опубл. 25.09.79 г.
Данные тезисы опубликованы в сборнике [17-я межвузовская научно-практическая конференция
молодых ученых и студентов г. Волжского].
Подробная информация о конференции представлена на сайте ВПИ (филиал)
ВолгГТУ:http://volpi.ru (VolzhskyPolitechnicalInstitute) в разделе «Наука» > «Конференции».
Вопросы можно задать по электронной почте: vpi@volpi.ru.