Розроблення та дослідження цангового затискного патрона з інтегрованим приводом затиску

Abstract

У кваліфікаційній роботі вирішено важливу науково-прикладну задачу розроблення автоматичного цангового затискного патрона з інтегрованим пружинним приводом затиску та гідравлічним приводом розтиску для оснащення токарного верстата з ЧПК та дослідження його силових характеристик в статиці та процесі усталеного обертання. На основі розрахункової схеми передачі сил при затиску у цанговому патроні із сегментною цангою виведено залежність для визначення сумарної радіальної сили затиску в статиці. Проведено проектні розрахунки штока пружинного приводу затиску, пакету тарілчастих пружин та гідравлічного циліндра розтиску цангового затискного патрона. Розроблено математичні моделі передачі сил в статиці та процесі усталеного обертання цангового затискного патрона із сегментною цангою, а також математичні моделі для визначення питомого тиску в зоні контакту заготовки із сегментами затискної цанги та для визначення питомого тиску в зоні контакту конусної поверхні корпусу із сегментами затискної цанги в статиці. За результатами теоретичних досліджень встановлено вплив коефіцієнтів тертя в стиках цангового затискного патрона, кута нахилу конуса корпусу затискного патрона та осьової сили приводу затиску на радіальну силу затиску заготовки та питомий тиск в зонах контакту сегментів затискної цанги.

In the qualification work, an important scientific and applied problem of developing an automatic collet chuck with an integrated spring drive of the clamp and a hydraulic drive of the clamp for equipping a CNC lathe and studying its power characteristics in statics and in the process of steady rotation was solved. Based on the calculation scheme of force transmission during clamping in a collet chuck with a segment collet, a dependence was derived for determining the total radial force of the clamp in statics. Design calculations of the spring drive rod of the clamp, the package of disc springs and the hydraulic cylinder of the collet chuck clamping were carried out. Mathematical models of force transmission in statics and in the process of steady rotation of a collet chuck with a segment collet have been developed, as well as mathematical models for determining the specific pressure in the contact zone of the workpiece with the collet segments and for determining the specific pressure in the contact zone of the conical surface of the body with the collet segments in statics. According to the results of theoretical studies, the influence of the friction coefficients in the collet chuck joints, the angle of inclination of the collet body cone and the axial force of the clamp drive on the radial force of the workpiece clamping and the specific pressure in the contact zones of the collet segments has been established.