сходятся и зажимают по цилиндрической поверхности деталь 5 (рис. VI.20, а).

Основные данные для расчета патрона (рис. VI.20, а) с рожковой мембраной: момент резания Мрез, стремящийся повернуть обрабатываемую деталь 5 в кулачках 4 патрона; диаметр d = 2b базовой наружной поверхности обрабатываемой детали; расстояние / от середины мембраны 3 до середины кулачков 4. На рис. VI.20, в дана расчетная схема нагруженной мембраны. Круглая, жестко закрепленная по наружной поверхности мембрана нагружена равномерно распределенным изгибающим моментом Ма, приложенным по концентрической окружности мембраны радиуса b базовой поверхности обрабатываемой детали. Данная схема является результатом наложения двух схем, показанных на рис. VI.20, г, д, причем М„ = М,+Мз.

На рис. VI.20, в принято: а - радиус наружной поверхности мембраны, см (выбирают по конструктивным условиям); /г = 0,1-4--ЬО,07 -толщина мембраны, см; Л1и -момент, изгибающий мембрану, Н-м (кгс-мм); ф - угол разжима кулачков 4 мембраны, требуемый для установки и зажима обрабатываемой детали с наименьшим предельным размером, град.

На рис. VI.20, е показан максимальный угол разжима кулачков мембраны:

где ф1-дополнительный угол разжима кулачка, учитывающий допуск б на неточность изготовления установочной поверхности детали; ф2 -угол разжима кулачков, учитывающий диаметральный зазор Д, необходимый для возможности установки деталей в патрон.

Из рис. VI.20, е видно, что угол

ср (р + 8/2/+ Д; 2/ ср + (1/2/) (8-f Д),

где б -допуск на неточность изготовления детали на смежной предшествующей операции; А = 0,0(1)8 Ь + 0,02 мм.

Число кулачков п мембранного патрона принимают в зависимости от формы и размеров обрабатываемой детали. Коэффициент трения между установочной поверхностью детали и кзлачков f = 0,15-0,18. Коэффициент запаса /(=1,4-1,6. Допуск б на размер установочной поверхности детали задается чертежом. Модуль упругости £=0,2-106 МПа (2,1 -10 ктс/см).

Имея необходимые данные, рассчитывают мембранный патрон.

1. Радиальная сила на одном кулачке мембранного патрона для передачи крутящего момента Мрез

W = KM,,Jnfb).

Силы W вызывают момент, изгибающий мембрану (см. рис. VI.20, б).

2. При большом количестве кулачков патрона момент М„ можно считать равномерно действующим по окружности мембраны радиуса b и вызывающим ее изгиб:

M,,= Wnii2nb).

3. Радиусом а наружной поверхности мембраны (из конструктивных соображений) задаются.

4. Отношение т радиуса а мембраны к радиусу b установочной

поверхности детали: alb = m.

5. Моменты Ml и Мз в долях от Мц (Ми = 1) находят в зависимости от т - а/Ь по следующим данным:

от = а ; ... 1,25 1,5 1,75 2,0 2,25 2,5 2,75 3,0

Л/i...... 0,785 0,615 0,56 0,5 1 0,48 0,455 0,44 0,42

Л4з...... 0,215 0,355 0,44 0,49 0,52 0,545 0,56 0,58

6. Угол (рад) разжима кулачков при закреплении детали с наименьшим предельным размером

ср = Мз&,£(Н [х).

7. Цилиндрическая жесткость мембраны [Н/м (кгс/см)]

£=£ЛЗ/[ 12 (1-1.2)],

где £ = 0,2-10* МПа - модуль упругости (£=2,1-10 кгс/см2);

8. Угол наибольшего разжима кулачков (рад)

, <f-jf + 8;21 + Д/2/ср-f (1/2/) (8-\-Д).

9. Сила на штоке механизированного привода патрона, необходимая для прогиба мембраны и разведения кулачков при разжиме детали, на максимальный угол ф:

Q= -4я£ср7[*1п(6/а)]=4.£ср7[2,3 Igia/b)].

§ Vi.10. Патроны для закрепления цилиндрических и конических зубчатых колес при шлифовании отверстий

Шлифование центрального отверстия в зубчатом колесе производится после закалки профиля зубьев.-Эта операция обычрю является последней и обеспечивает концентричность оси начальной окружности колеса с осью центрального отверстия. Центрирование и закрепление зубчатого колеса в патронах при шлифовании центрального отверстия производятся по боковым профилям зубьев. Для этого во впадины косозубого цилиндрического колеса устанавливают ролики, во впадины косозубого цилиндрического колеса - шарики или витые упругие ролики, во впадины конического колеса - шарики.

Патроны для центрирования и закрепления зубчатых колес при шлифовании отверстия подразделяют на четыре группы: 1) для од-6-2684 161

новенцовых цилиндрических колес; 2) для двух- и многовенцовых цилиндрических колес; 3) для цилиндрических колес с внутренним зацеплением; 4) для конических зубчатых колес.

Патроны подразделяют на специальные и универсальные. Специальные патроны применяют для шлифования отверстия зубчатых колес одного типоразмера, универсальные -для нескольких типоразмеров. При проектировании таких патронов необходимо рассчитывать диаметр роликов (шариков), устанавливаемых во впадинах зубьев колеса, и расстояние между осью роликов и осью патрона.

ia рис. VI.21 показан мембранный патрон с пятью кулачками для установки цилиндрических зубчатых колес при шлифовании отверстия. Эти патроны обеспечивают высокую точность центрирования колес, надежны в эксплуатации и просты в изготовлении. В патроне мол<ко закреплять цилиндрические колеса с прямыми зубьями, наибольшим наружным диаметром 175 мм и числом зубьев, кратным пяти.

Корпус патрона 1 крепится к планшайбе 9 винтами 8. Патрон с планшайбой устанавливают на конце шпинделя шлифовального станка. В патроне имеется мембрана (диск) 10, изготовленная заодно с пятью рожками (кулачками), равномерно расположенными по окружности мембраны. В отверстиях рожков мембраны закреплены сферические опоры 11. Мембрана 10 крепится к корпусу / десятью винтами. На передней части корпуса имеются пять радиальных прямоугольных пазов, в которых установлены направляю-шие колодки 18, закрываемые секторами 17, закрепленными на корпусе. Колодки 18 имеют на торце крестообразные пазы для установки сменных кулачков 13, закрепляемых на колодках винтами. В отверстие вставлены резиновые стержни 14, в которые ввинчены ролики 15.

Центрирование обрабатываемого зубчатого колеса производит-, ся роликами 15, свободно расположенными во впадине между зубьями колеса. Торцом зубчатое колесо упирается в торцы сменных кулачков 13. При подаче сжатого воздуха в левую полость пневмоцилиндра поршень со штоком и тягой движется вправо и шток через тягу и втулку 4 перемещает втулку 3, которая головкой нажимает на мембрану 10 и выгибает ее, рожки с кулачками 13 разводятся, и зубчатое колесо устанавливается в патрон.

Во время подачи сжатого воздуха в правую полость пневмоцилиндра поршень со штоком и тягой перемещается влево и шток через тягу и втулку 4 отводит втулку 3 от мембраны 10. Мембрана 10 за счет упругих сил выпрямляется, и рожки опорами 11 через сферические шайбы 12 перемещают колодки 18 с кулачками 13 к центру. Кулачки 13, налсимая на ролики 15, центрируют и зажимают зубчатое колесо. При смене кулачков 13 рабочая поверхность установочных кулачков и их опорные торцы шлифуются на станке. При шлифовании кулачки находятся в сведенном положении и между ними по поверхности А закрепляется кольцо 16, Втулка 7 предохраняет мембрану 10 от излишнего прогиба. Пере-

ч «

>

мещение кулачков 13 регулируется продольным перемещением втулкп 3, которая крепится шариком 6 и винтом 5,

На рис. VI.22 показан клиновой патрон для центрирования и зажима одновснцовых цилиндрических зубчатых колес с прямыми и косыми зубьями. Патрон с помощью переходной планшайбы /

Рис. VI.22. Клиновой патрон для установки и зажимп o:inoiieHnoBbi\ цилиндрических зубчаты.х колес

устанавливают па шпинделе стайка и закрепляют. В корпусе 3 патрона установлены и закреплены три колодки 5, расположенные по окрулаюсти под углом 120°.

При перемещении поршня со штоком в пневмоцилиндре шток через тягу и втулку 2 передвигает втулки с крестовиной 10 вдоль оси патрона. При этом крестовина, соединенная пластинчатыми пружинами 4 с тремя кулачками 6, перемещает их в наклонных пазах колодок 5 влево или вправо.

Во время подачи сжатого воздуха в правую полость пневмоцилиндра поршень со штоком перемещается влево и шток через тягу и втулку 2 передвигает втулку 11с крестовиной Ю влево. Кулачки 6 со сменными губками, перемещаясь к оси патрона и нажимая губками иа ролики, установленные во впадинах зубчатого колеса, зажмут колесо в патроне.

При подаче сжатого воздуха в левую полость пневмоцилиндра поршень со штоком перемещается вправо и шток через тягу и втулку 2 передвигает втулки И с крестовиной 10 вправо. Кулачки 6 со сменными губками, перемещаясь от оси патрона, разожмут зубчатое колесо. При закреплении зубчатое колесо торцом поджимается к сменному упору 8, закрепленному на фланце 9.

Чтобы обрабатывать зубчатые колеса с наружным диаметром 130-180 мм, к патрону прилагается комплект сменных губок (кулачков), которые после установки доллшы шлифоваться.

Центрирование и зажим цилиндрических колес с косыми зубьями производятся кулачками со сменными губками с помощью роликов в виде спиральных цилиндрических пружин или шариками (по два на впадину), установленными в сепараторе. Регулируемая опора 7 служит для поддержания зубчатого колеса при установке в патроне. Корпус 3 патрона и фланец 9 изготовлены из алюминиевого сплава.

На рис. VI.23 показан патрон для установки и зажима конических зубчатых колес. При шлифовании отверстия зубчатое колесо устанавливают и центрируют по рабочим боковым поверхностям зубьев шариками. В момент зажима колесо не должно менять свое положение, созданное шариками. В патроне каждый из шести шариков 6 установлен в конусном отверстии стоек 7. Зубчатое коническое колесо при установке в патроне предварительно ориентируется тремя планками 4 и базируется боковыми поверхностями зубьев на шесть шариков 6. Колесо прижимается к шарикам тремя рычагами 8, свободно сидящими на осях 12. Втулка 2 винтом 3 и тягой соединена со штоком поршня пневмоцилиндра.

При подаче сжатого воздуха в правую полость пневмоцилиндра поршень со штоком движется влево и шток через тягу, винт 3 и втулку 2 перемещает крестовину / с рычагами 8 влево. Рычаги направляющими 10 поджимаются к центру патрона. Во время дальнейшего движения крестовины / влево рычаги 8 зажимают коническое колесо в патроне. При подаче сжатого воздуха в левую полость пневмоцилиндра поршень со штоком перемещается вправо и шток через тягу, винт 3 и втулку 2 передвигает крестовину / с рычагами 8 вправо. Рычаги под действием пружин И прижимаются наклонной поверхностью 9 к направляющим Ю и при движении вправо расходятся от центра и разжимают коническое колесо 5. Корпус 13 патрона изготовлен из алюминия.

Расчет диаметра ролика (шарика) к мембранным и клиновым патронам для прямозубых цилиндрических колес прн шлифовании центрального отверстия (рис. VI.24). Для расчета примем обозначения: Ri -