Коэффициент К2 при значениях длин подачи 1п и частот вращения n прутка

 

Диаметр прутка d,           мм	L п, n – малые и средние	L п, n –максимальные
3…25	10…20 МТА 10…16 ОТА 8…10 ТРС	16…26 МТА 13…20 ОТА 10…20 ТРС
26…65	10…13 МТА 8…13 ОТА 6…10 ТРС	15…20 МТА 13…18 ОТА 10…15 ТРС
66…125	10…13 МТА	13…15 МТА

Примечание: МТА — многошпиндельные токарные автоматы; ОТА — одношпиндельные токарные автоматы; ТРС — токарно-револьверные станки.

Осевая сила сцепления подающей цанги с прутком за­висит от радиальной силы упругого зажима Т одним лепе­стком, количества z лепестков (губок) и коэффициента сцепления (рис. 3, а):

,                                                         (5)

где — сведение одного лепестка; d — отклонение диа­метра прутка от диаметра рабочего отверстия цанги (выби­рается по максимальному диаметру прутка d₀ = d_max);   - износ губки цанги;  - коэффициент сцепления; С _n – изгибная жесткость лепестка на длине l с заделкой в конце разрезки, представляющей цилиндрическую оболочку:

,                                                                            (6)

где J – момент инерции сечения лепестка относительно центральной оси х₀ (рис. 3, б);  - коэффициент заделки лепестка; ;  - центральный угол лепестка;  - коэффициент затухания деформаций в конце разрезки; Е – модуль упругости.

Основные и присоединительные размеры подающих цанг приведены в ГОСТ 2877-80, среди которых длины разрезки лепестка l _н и общая длина  (рис. 3, а).

Длину разрезки определяют по формуле

,                                                                                       (7)

где К _i = 0,6...0,8 — поправочный коэффициент, учиты­вающий допуск на пруток, количество разрезов, материалы цанги и прутка и т. д.; [ ] — допускаемое напряжение на изгиб с учетом цикличности работы и зависящее от матери­ала цанги, Н/мм²; [ ] =(0,4...0,5) _в; — коэффициент сцепления (для гладких губок 0,1...0,15, для кольцевых канавок 0,2....0,6); z — количество разрезов (лепестков или губок); — коэффициент, учитывающий изменение попереч­ного сечения лепестка в продольном направлении ( = 1— для постоянного сечения;  = 1,5 — для равнопрочного сечения);

; y ₁ и y ₂ — рас­стояние от центра тяжести до крайних наиболее нагру­женных волокон лепестка, мм (рис. 3, б);для внутрен­них волокон

 

 

Рис. 3. Сечение лепестка подающей цанги:

а – продольное; б – поперечное

;

для наружных волокон

,

    — координата центра тяжести поперечного сечения лепестка, мм;     — безразмерные коэффициен­ты, зависящие от центрального угла лепестка, , град.;

;

;

;

,

где — ширина разреза, мм; R и r —соответственно на­ружный и внутренний радиусы сечения лепестка, мм. Длина рабочей части губки:

.

Длина переходного цилиндрического участка до поса­дочной поверхности

.

Одним из основных размеров цанг является длина лепе­стка, которую определяют из отклонений диаметра прутка, наибольших напряжений в месте заделки лепестка и, главное, жесткости лепестка. Из соображений экономии материала длину лепестка выбирают как можно меньшей, однако при этом увеличиваются колебания силы сцепления цанги с прутком.

При подаче прутка с наибольшим отклонением диаметра в минус лепесток будет прижиматься к прутку с силой T_min, при наименьшем отклонении в плюс — с силой Т_{т ax}. Обозначим коэффициент нестабильности силы Т(Р_п) с которой лепестки цанги охваты­вают пруток, и определим наивыгоднейшее его значение:

.

При подаче прутка разность прогибов лепестка:

.

Так как в пределах упругости лепестка , то

, где .

 Наиболь­шее напряжение при деформации лепестка

,

где ;  — расстояние до наиболее удаленного волокна от центра тяжести сечения лепестка; J — момент инерции сечения лепестка относительно нейтраль­ной оси; l _Р — расчетная длина лепестка, определяемая из соотношения:

,

тогда:

,

где  — коэффициент длины лепестка. После подстановки  и  и преобразования получим:

,

где — коэффициент изменения напряжения в месте заделки лепестка.

Из последней формулы следует, что напряжение  будет меньше, чем меньше отношение .

Найдем минимальное значение этого отношения:

.

 

 

Рис. 4. Графики для выбора оптимальных характеристик подающих цанг

 

 

 

Рис. 5. Графики зависимости сил сцепления подающих цанг с прутком, имеющим различное количество лепестков

 

Отсюда минимальное значение  будет при . Зависимости коэффициентов , , от  представле­ны на рис. 4. Из графика видно, что значения напряже­ния  незначительно изменяются в пределах значе­ний . Наиболее короткие цанги будут получены при больших колебаниях силы подачи прутка и небольших отклонениях от диаметра. Значения   не следует принимать менее 1,25, так как длина лепестка при этом резко увеличи­вается. Так, например, уже при  длина лепестка по сравнению с    увеличивается в 1,6 раза.

Постановка задачи

1. Изучить конструирование и расчет механизмов и устройств автоматического манипулирования заготовками.

2. Ознакомиться с конструкциями и назначением типовых механизмов и устройств станков с ЧПУ.

3. Изучить автоматические способы загрузки и подачи заготовок станков с ЧПУ.

 

Расчетная часть

Провести расчет самозаклинивающейся цанги пруткового автомата с ЧПУ по формулам, приведенным в методическом указании.

 

Таблица 2

Варианты заданий

№ п/п	ln, мм	tn, сек	R пр, мм	,  мин-1	L п т,  мм	L т,  мм	L п,  мм	, мм	,  мм		t, мм
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	100	1	13	1500	1500	350	3000	1	0,5	0,1	3
2	120	1,1	14	1600	1500	350	3000	1	0,5	0,1	3
3	140	1,2	15	1700	1500	350	3000	1	0,5	0,2	3
4	160	1,3	16	1500	1500	350	3000	1	0,5	0,2	3
5	180	1,4	17	1600	1500	350	3000	1	0,5	0,3	3
6	200	2,0	16	1700	1700	400	2500	1	0,6	0,3	5
7	210	2,2	15	1800	1700	400	2500	1	0,6	0,2	5
8	220	2,4	14	1600	1700	400	2500	1	0,6	0,2	5
9	230	2,6	13	1500	1700	400	2500	1	0,6	0,3	5
10	240	2,8	12	1200	1700	400	2500	1	0,6	0,3	5
11	105	1	13	1500	1500	350	3000	1	0,5	0,1	3
12	110	1,1	14	1600	1500	350	3000	1	0,5	0,1	3
13	115	1,2	15	1700	1500	350	3000	1	0,5	0,2	3
14	125	1,3	16	1500	1500	350	3000	1	0,5	0,2	3
15	135	1,4	17	1600	1500	350	3000	1	0,5	0,3	3
16	145	1,5	18	1700	1700	400	2500	1	0,6	0,3	5
17	155	1,6	12	1800	1700	400	2500	1	0,6	0,2	5
18	165	1,7	13	1600	1700	400	2500	1	0,6	0,2	5
19	175	1,8	14	1500	1700	400	2500	1	0,6	0,3	5
20	185	1,9	15	1200	1700	400	2500	1	0,6	0,3	5
21	195	2	16	1800	1500	350	3000	1	0,5	0,1	3
22	205	2,1	17	1600	1500	350	3000	1	0,5	0,1	3
23	215	2,2	18	1500	1500	350	3000	1	0,5	0,2	3
24	225	2,5	11	1200	1700	400	2500	1	0,6	0,2	3

Практическая работа №2