Пневматические Зажимные Устройства Станков

Если сравнивать пневматические приводы и гидравлические зажимные устройства станков, то первые просты по конструкции, имеют большую скорость рабочих движений и обеспечивают мгновенный зажим деталей (так как скорость движения сжатого воздуха 180 м/с, а скорость движения масла 2,5-4,4 м/с). Однако из-за небольшого давления воздуха (до 0,5 МПа) пневмоприводы не могут обеспечить сжатие с большой силой, поэтому их целесообразно применять при зажиме небольших деталей. Возможно Вам будет интересна также пневмоавтоматика станка.

Пневматическое зажимное устройство (рис. 1) имеет диафрагменную камеру 8 или пневмоцилиндр 15 (вмонтированные в приспособление или выполненные как самостоятельные агрегаты), аппаратуру управления (запорный кран 1, водоотделитель 2, фильтр 3 для очистки масла, редукционный клапан 4, распределительные краны 6 и 7), соединительную аппаратуру и воздухопровод. Запорный кран 1 служит для подачи сжатого воздуха от сети к зажимному устройству. Водоотделитель 2 очищает воздух от воды и механических примесей. Масляный фильтр 3 насыщает воздух маслом и дополнительно очищает его. Редукционный клапан 4 служит для регулирования и поддержания необходимого давления воздуха и силы зажима деталей. Обратный клапан 5 пропускает воздух только в одном направлении, и, следовательно, при уменьшении давления в сети исключается возможность внезапного освобождения обрабатываемой заготовки. Распределительные краны 6 и 7 подают воздух в диафрагменную камеру 8 (или в одну из полостей А или Б цилиндра 15, одновременно соединяя другую полость цилиндра с окружающей средой). Под действием сжатого воздуха шток диафрагменной камеры давит на прихват 9, который сжимает обрабатываемую заготовку 10. При повороте рукоятки крана 6 в другое положение подача сжатого воздуха в камеру прекращается и пружина 11 освобождает заготовку.

Рис. 1. Пневматические зажимные устройства с диафрагменным (а) и поршневым (б) приводом

При подаче сжатого воздуха в полость А цилиндра поршень и клин 14 смещаются вправо, плунжер 13 поднимается и прихват 12 зажимает деталь. При подаче сжатого воздуха в полость Б деталь освобождается.

Пневмоцилиндры в зависимости от величины рабочего хода и сил зажима выполняют различной длины и диаметра. В зависимости от условий работы они могут быть двустороннего и одностороннего действия; в последнем случае поршень движется в обратном направлении под действием пружины, чем ограничивается рабочий ход штока цилиндра. Пневмоцилиндры крепятся к столу станка или приспособлению с помощью фланцев, лапок или шарниров. Диафрагменные камеры дешевы в изготовлении, компактны, долговечны (срок службы до 10 тыс. включений), удобны в эксплуатации, просты в ремонте, не требуют большого расхода сжатого воздуха и не нуждаются в смазке. Пневмоцилиндры обеспечивают постоянную силу зажима, а также большую длину рабочих ходов. Все элементы пневматических зажимных устройств нормализованы.

Приставной пневматический привод (рис. 2, а) имеет корпус 2, крышки 1 и 5, поршень 4 и шток 6. Кронштейн 8 с отверстиями для болтов или ушками служит для крепления привода к приспособлению или столу станка. Уплотнениями крышки 5 со штоком 6 и поршня 4 с цилиндром являются кольца 7 и 3, изготовленные из маслостойкой резины. Наружный диаметр колец на 0,3-0,5 мм больше диаметра цилиндра, а суммарная толщина колец на 0,3-0,5 мм меньше ширины кольцевого паза.

Сжатый воздух поступает к цилиндру через резиновый шланг и штуцер 9. Между торцами крышек и цилиндрами имеются прокладки из картона (толщиной 1 мм), смазанные бакелитовым лаком. Внутреннюю поверхность цилиндра покрывают тонким слоем смазки.

Рис. 2. Приставной пневматический привод с горизонтальной (а) и вертикальной (б) осью цилиндра

Пневматический привод (рис. 2, б) имеет поршень 3, который под действием сжатого воздуха опускается и поворачивает рычаг 2; последний коротким плечом перемещает шток 1 в вертикальном направлении на величину рабочего хода. В нижнем торце штока предусмотрено резьбовое отверстие, с помощью которого можно создать не толкающую, а тянущую силу на штоке. Уплотнение между поршнем и цилиндром выполнено в виде резинового кольца круглого сечения. Пневматические приводы данной конструкции нормализованы: диаметр поршня 105 и 180 мм; сила зажима 7,5; 15 и 24 кН; рабочий ход штока 11-12 мм.

Работа пневмогидравлического привода, применяемого при наличии сжатого воздуха и гидравлической станции, основана на преобразовании большого хода поршня пневмоцилиндра в малый ход поршня гидроцилиндра. Пневмогидропривод (рис. 3) используют для тисков с силой зажима 50 кН, но он может быть использован и в приспособлениях. Цилиндр привода имеет стаканы 1 и 2, соединенные гайкой 13 и закрытые крышками 9 и 14. Привод крепят к столу станка на лапках 4. Внутри цилиндров помещены перегородки 12 и 11 с уплотнительными резиновыми кольцами круглого сечения. Перегородки в горизонтальной плоскости смещаться не могут, так как фланец перегородки 12 помещен между стаканами, а перегородка 11 упирается торцами в пружинные кольца 3. Масло заливают в одно из отверстий 10; после заполнения камер маслом оба отверстия 10 закрывают резиновыми пробками.

Шток 8 соединен сухарем 7 со сменным ушком 5. Пружинное кольцо 6 исключает произвольное выпадение сухаря 7 Трехпозиционный распределительный кран (с обратным клапаном и манометром) при переключении рукоятки обеспечивает следующий цикл работы: освобождение, поджим и зажим. Поджим позволяет более точно устанавливать обрабатываемую заготовку при пониженном давлении. С помощью манометра контролируют силу на штоке, которую изменяют регулятором давления, установленным на пневматической панели.

Рис. 3. Пневмогидравлический привод для тисков с силой зажима 50 кН

Схема работы пневмогидравлического привода показана на рис. 4. Рукоятка распределительного крана находится в положении «Отжим»: сжатый воздух из сети подается по трубопроводу I в полости α и в стаканов 1 и 2 (см. рис. 3), вследствие чего шток находится в крайнем левом положении; одновременно через трубопроводы II и III полости б и г соединяются с окружающей средой.

Рукоятка распределительного крана находится в положении «Поджим»: сжатый воздух поступает из сети по трубопроводу II в полость б и воздействует на масло и шток; последний перемещается вправо; трубопроводами I и III полости а и г соединяются с окружающей средой и поэтому поршень стакана 1 остается неподвижным; масло под давлением воздуха в полости б будет перемещаться из средней камеры в левую камеру через отверстие в штоке.

Рукоятка распределительного крана находится в положении «Зажим»: сжатый воздух из сети поступает по трубопроводам II и III в полости б и г и перемещает поршень стакана 1 влево, сжимая масло, которое оказывает наибольшее давление на шток и перемещает его вправо, так как полость α трубопроводом I соединяется с окружающей средой.

Рис. 4. Схема работы пневмогидравлического привода

Пневматические тиски (рис. 5) применяют для закрепления деталей при обработке на фрезерных и других станках. Деталь закрепляют и освобождают при повороте рукоятки 1 до упора. Сжатый воздух по шлангу подается от воздухопровода через кран 2 в цилиндр 3 и деформирует мембрану 4. Шток 5 перемещается в вертикальной плоскости и поворачивает рычаг 6, при этом толкатель 7 и подвижная губка 8 тисков передвигаются. В зависимости от размера тисков обеспечивается сила зажима 15-60 кН. Пневматические тиски сокращают вспомогательное время крепления деталей в 4-5 раз и облегчают труд станочника.

Рис. 5. Пневматические тиски станка

Пневматический зажим (рис. 6) предназначен для механизированного зажима деталей в приспособлении. Пневмопривод устанавливают на столе станка рядом с приспособлением так, что рычаг 6 приспособления опирается на винт 2 рычага 11 пневматического привода. Детали зажимаются при повороте рукоятки 9. При этом сжатый воздух поступает в цилиндр 7 и давит на поршень 8. Рычаг 11, вращаясь вокруг оси 1, поворачивает рычаг 6 на оси 3 и толкатель 5 прижимает деталь к вертикальным базовым планкам 4 приспособления. При повороте рукоятки 9 в обратную сторону воздух выходит из цилиндра 7 в окружающую среду, пружина 10 поднимает поршень 8 и детали освобождаются. Пневматический зажим применяют для закрепления корпусных деталей (например, станин и салазок) при фрезеровании или строгании поверхностей.

Рис. 6. Пневматический зажим станка