Оправка с гидропластом

Задание Спроектировать оправку с гидропластом для шлифования втулки диаметром 55 мм. Внутренний диаметр заготовки обработан до размера, указанного на рис. 2. Припуск на обработку составляем 0,2 мм. Объем выпуска 50 000 шт. в год. Материал заготовки – сталь 20Х, твердость HRCЭ59..60. Режим работы – двухсменный при 40-часовой рабочей неделе. Рисунок 1.1 - Втулка 2 Введение Если в замкнутую полость приспособления поместить минеральное масло или пластическую массу (гидропласт) и воздействовать на них внешней силой, то можно получить гидростатическое давление, которое по закону Паскаля равномерно передается на все стенки полости. Это свойство гидравлических заполнителей используется при проектировании двух группа приспособлений: 1) многозвенных, в которых гидростатическое давление передается системе скользящих плунжеров; 2) самоцентрирующиеся с упругой оболочкой в виде тонкостенной втулки; радиальная деформация втулки в пределах упругости обеспечивает точное центрирование и зажим обрабатываемой детали. На рис. 2 показаны принципиальне схемы этиъ механизмов: Рисунок 2.1 – Схемы механизмов с гидропластом: а – многозвенного; б – самоцентрирующегося. В каналах ползуна 2 (рис. 2.1а) помещены гидропласт 4 и три плунжера 1. С помощью винта 4 ползун перемещается в направляющих 5 и зажимает обрабатываемые детали. Давление со стороны винта 3 равномерно предается на все три плунжера независимо от колебаний размера L деталей. При раскреплении ползун 2 вместе с плунжерами возвращаются в исходное положение. Резьбовой пробкой 6 закрывается полость с гидропластической средой. На рис. 2.1б показаны схема патрона с гидропластом. В корпус 1 патрона запрессована тонкостенная втулка 4. В полости, образованной выточкой в корпусе и втулке, помещен гидропласт 5. Под воздействием нажимного винта 2 и плунжера 3 давление через массу передается втулке. Последняя сжимается и при этом центрирует и закрепляет обрабатываемую деталь. Жидкие заполнители под высоким давлением легко проникают в зазоры подвижных сопряжений и требуют надежных уплотнений. Поэтому получил применение гидропласт, удовлетворяющим двум требованиям: 1) не просачиваться в зазоры сопряжений без специальных уплотняющих устройств; 2) равномерно, без заметных потерь на трение передавать давление на значительные расстояния. Всем вышеизложенным требованиям соответствует гидропласт марки СМ. Таблица 2.1 Состав гидропласта марки СМ Компоненты Значения Полихлорвиниловая смола марки М 20% Дибутилфталат (пластификатор) 78% Стеарат кальция (стабилизатор) 2% Полихлорвиниловая смола является основой сплава. Она придает массе механическую прочность и нетекучесть. В то же время, благодаря наличию смолы, гидропласт мягок, хорошо передает давление, не прилипает к стенкам, не изменяется с течением времени. Дибутилфталат - бесцветная нелетучая маслянистая жидкость, используемая в качестве пластификатора; этот пластификатор дает в композиции наиболее мягкие массы. Стеарат кальция – применяется в качестве стабилизатора и представляет собой нерастворимое в воде кальциевое мыло. Температура плавления гидропласта СМ 140-150°. Перед заливкой расплавленной массы в приспособление последнее нагревают до температуры 100-120°, что необхожимо для сохранения лучшей текучести массы в процессе заливки. Заливают массу обычно через отверстие для силового плунжера, обеспечивая выход воздуха из полости через какое-либо другое или специально просверленное отверстие в корпусе. При заливке приемное отверстие должно занимать наивысшее положение. Гидропласт марки СМ имеет вид слегка прозрачной коричневой массы, напоминающей резину; обладает более высокой твёрдостью и вязкостью по сравнению с другими марками и применяется для заполнения полостей центрирующих приспособлений (патроны, оправки). Основные эксплуатационные характеристики гидропласта марки СМ: 1. На каждые 10 МПа давления объем массы уменьшается на 0,5% 2. Момент просачивания гидропласта через зазоры в подвижных сопряжениях зависит от величины зазоров и давлений. Так гидропласт СМ, через зазоры 0,03, 0,02, 0,01 мм, начинает просачиваться под давлениями 30, 40, 45 МПа. 3. Потери на трение при перемещении гидропласта приводят к неравномерности передачи давления. Так, например, в самоцентрирующихся приспособлениях с гидропластом СМ, при передаче давления на кольцевую полость шириной 2-5 мм через один радиальный канал, потери давления могут доходить до 15%. 4. Гидропласт СМ плавится при температуре 140°, а превращается в студень (гель) при 120°. Может работать в температурном режиме от +5° до +60°, при температуре ниже +5° масса твердеет и становится негодной для эксплуатации. Самоцентрирующие механизмы с гидропластомПатрон, изображенный на рис. 2.2, состоит из корпуса 1, закрепляемого на планшайбе, нажимного винта 2 с шестигранным отверстием под ключ, плунжер 3, центрирующей и зажимной тонкостенной втулки 6. Между корпусом и втулкой помещен гидропласт 7; винт 4 и конусная заглушка 5 прикрывают отверстие, через которое при заливке гидропласта из полости приспособления выходит воздух. При вращении винта 2 гидропласт деформирует тонкостенную часть втулки 6. Последняя центрирует и зажимает закладываемую в патрон обрабатываемую деталь.В оправке, изображенной на рис. 2.3, гидропласт 3 сжимается штоком-плунжером 1 пневмопривода токарного или шлифовального станка. Тонкостенная втулка 2 насаживается на корпус 5 в подогретом состоянии с натягом и дополнительно закрепляется гайкой 6. Винт 4 ограничивает ход плунжера вправо и предохраняет втулку от возникновения в ней остаточных деформаций. В подобных конструкциях необходимо также ограничивать и ход плунжера влево. Винты 7 закрывают отверстия для выхода воздуха при заливке.