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これらのデバイスは、比較的短い部品を固定するために使用されます。 それらは、ドライブのタイプ (手動式と機械式)、およびカムの数 (2 カム、3 カム、4 カム) が異なります。 チャックは自動調心式で、ジョーの独立した動きを備え、ユニバーサルまたは特殊です。 また、ウェッジ、レバーウェッジ、レバー、スパイラルラック、ネジなどにデザインが異なります。
旋盤チャックの技術要件 一般的用途 GOST 1654-71 によって規制されています。 カートリッジの 4 つの精度クラスが確立されています。N - 通常の精度。 P - 精度の向上。 B -- 高精度。 A - 許容不均衡(アンバランス)と最大偏差の値に応じて特に高い精度 幾何学的形状カートリッジの表面の位置。 直径が最大 630 mm のセルフセンタリング カートリッジのコントロール ベルトの半径方向の振れは、精度クラス A および B では 10 µm を超えてはならず、精度クラス N および P では 20 µm を超えてはなりません。
図 1.1 - キー クランプを備えた 3 つ爪スパイラル ラック自動調心チャックの設計。
これらのチャックは、円筒部品を固定するのに最も便利で信頼性の高いものとして、産業現場で最も広く使用されています。 それらは手動および機械化された駆動装置で作られています。
手動ドライブ付きセルフセンタリング キー 3 ジョー汎用チャック (GOST 2675--71) は、ソリッド ジョーまたは組み立てジョーを備えたスパイラル ラック タイプで作られています。 海外の実務では、最も一般的なものは、平らな (アルキメデスの) スパイラルとスパイラル ディスクへのベベル ギア ドライブを備えたキー スパイラル ラック チャックです。 チャックは中間フランジ (GOST 3889--71) を使用してのみスピンドルの端に取り付けられます。 ネジ端とフランジ端を備えたスピンドル用の 3 爪スパイラル ラック自動調心旋盤チャックの設計を図 1.1 に示します。
図 1.2 - キークランプ付きユニバーサルセルフセンタリングチャック
らせん状のディスク2がカートリッジの鋳鉄または鋼の本体に取り付けられ、スラット3と係合している。ディスクの回転中、スラットはハウジングのT字型スロット内で移動する。 ディスク 2 は、本体の半径方向の穴に取り付けられ、ピン 8 でロックされている 3 つの円錐ホイール 6 の 1 つによって回転駆動されます。カバー 7 は、らせん状のディスク 2 が軸方向に移動するのを防ぎ、同時に、汚れや小さな切り粉がチャックに入るのを防ぎます。 スラット 3 の十字形の溝には、正逆オーバーヘッド カム 5 が取り付けられ、ネジ 4 で固定されています。場合によっては、チャックは、スパイラルと直接嵌合するためにベースにスラットがカットされた中実の正逆カムで作られています。チャックの全体図を図に示します。 2. 図では、 三段 一般的な形式セルフセンタリングラックチャック(以下で説明)。 ストレートソリッドジョーとオーバーヘッドジョーは、大きなプリズムで外面に沿って、ジョーステップで穴に沿って部品をクランプするように設計されています。 リバースソリッドジョーとオーバーヘッドジョーは、大径の外面にジョー段差のある部品をクランプするために使用されます。
図 1.3 - ユニバーサルセルフセンタリングラックチャック
カートリッジの欠点は、スパイラルターンとカムラックの嵌合時に線接触が発生し、嵌合部分の圧力が増大し、その結果、センタリング機構が比較的急速に摩耗し、精度が低下することです。 現在、国内外でスパイラルターンとカムラックの硬化と研磨が使用されており、これによりカートリッジの耐摩耗性と耐久性が向上しています。 しかし、研削作業には特殊な装置を使用する必要があり、さらなる改善が必要です。 この点に関して、ネジセンタリング機構を備えたユニバーサル 3 爪セルフセンタリング チャックのバージョンが開発され、使用されています。
キークランプ付きスクリュー式三爪セルフセンタリングチャックは、ドイツのムンドルフ社が長年にわたり主力製品として製造しており、スパイラルラック式チャックと競合します。
これらのチャックの 3 つのネジは共通のかさ歯車によって接続されており、ウォーム ペアを介してキーによって駆動されます。 カムはハーフナットであり、ネジが回転するとラジアル移動と部品のクランプを行います。
ネジ芯出し機構付きチャックのメリットは以下の通りです。
この設計のチャックはより大きなクランプ力を提供し、適切に製造されていれば高いセンタリング精度を実現します(同社によれば、振れは最大 0.02 mm)。 通常の使用条件下では、長期間にわたってセンタリング精度を維持する必要があります。
スクリュー チャックの運動学的スキームの主な欠点は、センタリング精度がギア コーンとスクリューの 2 つのペアの製造精度に依存するのに対し、スパイラル ラック チャックではセンタリング精度がスパイラル カム ラックのペアのみに依存することです。 チャックは製造がより難しく、キーを挿入するためのスロットが 1 つしかなく、調整中にジョーを移動する時間が比較的長くなります。
ラックアンドピニオン チャック (図 1.3 を参照) やその他の横方向ウェッジを備えたウェッジ チャックは、ジョーのストロークが限られており、広く普及しているわけではありません。
カムのベースにある駆動ラックと従動ラックには斜めの歯があり、くさびのペアとして機能します。 ラックの 1 つは、キーで回転するネジによってカム ガイドに対して垂直に移動します。
このラックから、動きは図 1.3 に示すように中央の歯車を介して、またはラックの軸に取り付けられたクラッカーが嵌る放射状の溝を備えた中央のリング (ディスク) によって実行されるロッカー伝達を介して他のラックに伝達されます。
これらのチャックは、ネジ チャックと同様に、より大きなクランプ力を提供すると同時に、高いセンタリング精度 (最大 0.02 mm) を提供します。 ジョーの幅全体にわたる面接触と、従来の機械で合わせ面を硬化および研磨できる機能により、チャックの耐久性が向上します。
しかし、製造の相対的な複雑さ、ジョーの移動量の制限、および切り替えに必要な時間の増加により、これらのチャックは、その長い存続期間 (約 45 年) にもかかわらず、ユニバーサル スパイラル ラック チャックを置き換えたり、チャックの寿命を大幅に削減したりすることができませんでした。使用。
ワークピースが頻繁に変更される連続生産および単一生産の状況では、補助時間の最大 30% が、ワークピースをユニバーサルキーチャックに取り付けて手動でクランプするのに費やされます。
パワーチャックへのワークの取り付けとクランプにかかる時間が 3 ~ 5 分の 1 に短縮されます。 機械化により機械オペレーターの作業が楽になります。 さらに、パワー チャックを自動化し、機械の自動動作サイクルに含めることもできます。
ENIMS によると、使用中のチャックの交換と補充には年間約 400,000 個のジョー チャックが必要であるため、チャックの小さな改善でも国家規模で大きな影響を与える可能性があります。 そのため、国内外で旋盤チャックの機械化に力を入れております。
パワー チャックのドライブは、スピンドルの後端、主軸台の前端壁に配置されるか、チャック本体に組み込まれます。
駆動装置には、空気圧、油圧、電気機械などがあり、中空の従来型ロッドを備えたスピンドルの後端に配置された回転空気圧駆動装置が最も広く使用されています。 非回転空気圧ドライブの前部位置も使用されますが、その主な欠点は、部品をクランプするときに空気圧シリンダーの力 (心押し台に向かう) がチャックを介して機械のスピンドルに伝わり、部品に作用することです。軸受ユニットは、反対方向の軸力を吸収するように設計されています。 空圧駆動装置を内蔵したチャックは多くの利点があるものの、軸方向の寸法やカートリッジの重量が増加し、加工精度の低下につながります。 したがって、旋盤チャックの機械化という課題は依然として最適な解決策を待っています(ただし、 最近さまざまなデザインの機械化されたカートリッジが多数登場しました)。
旋盤チャックは旋盤装置の主要要素であり、ワークを主軸に確実に固定するクランプ装置です。 カートリッジの使用により、次のような処理が可能になります。 高速回転に合わせて取り付け精度と必要なクランプ力を確保します。
この装置の要素は耐久性のあるグレードの鋳鉄または焼き入れ工具鋼で作られており、さまざまな構成の部品を処理するための幅広い可能性を提供するさまざまな設計が施されています。
旋盤チャックは技術機器の主要要素の 1 つであり、さまざまなサイズや形状のワークピースを主軸に確実に固定するために必要です。 高いクランプ精度により加工軸面の心出しと直角度が保証されます。 チャックはほぼすべての旋削加工に必要であり、金属加工の手動、半自動、および自動機械の必須セットに含まれています。
このタイプのクランプは機械の主軸台に取り付けられます。 回転の伝達は、電気モーターからギアボックス、トランスファーケースを介して行われます。 部品を確実に生産するには、主な操作パラメータと技術パラメータを考慮して選択される複数の旋盤チャックが必要です。
旋盤チャックは、少なくとも SCh-30 グレードの耐久性のある鋳鉄、または少なくとも 500 MPa の強度を持つ工具鋼グレードで作られています。
旋盤チャックにはさまざまな設計オプションがありますが、ここでは現代の生産で最も一般的に使用されているものに焦点を当てます。
特定のワークピースの処理能力を決定するカートリッジの分類の主なパラメータの 1 つは、カムの数と設計です。 クランプの数に基づいて、カートリッジは次のように分類されます。
ジョークランプの種類に基づいて、チャックは正逆チャックに分類されます。 1つ目は外面に沿ってクランプを提供し、その逆は内部穴に沿ってクランプします。 リバースジョーの使用により、部品の表面全体を加工できます。
精度クラスに従って、このタイプの機器は 5 つの段階に分けられます。
最も一般的な 3 爪チャック (GOST 2675-80) を例にとると、現在の規格では、装置の全体の直径によって決まる 10 個の標準サイズが提供されます: 80、100、125、160、200、250、315、400、 500 および 630 mm (表 1 を参照)
主軸への取り付け方法に応じて、装置は 3 つのタイプに分類されます。
カートリッジの主要パラメータには統一された指定システムがあり、8 つの数字と機器の精度クラスを示す文字で構成されます。 GOST 2675-80 の表を使用すると、製品のラベルを決定できます。
したがって、たとえば、チャック 7100-0032-P GOST 2675-80 は、2 番目のタイプ、直径 200 mm、標準サイズ 5 のスピンドルに取り付け、プレハブジョー、高精度クラス (P) を指定しています。
旋盤チャック GOST 1654-86 のパラメータを規制します。 汎用カートリッジの技術的条件を規定しています。 他の多くの規格も適用されます。 したがって、セルフセンタリング 3 爪チャックは GOST 2675-80 によって規制されています。 GOST 14903-69 は、セルフセンタリングを備えた 2 爪クランプに適用されます。
スクロールチャック - 重要な要素旋盤設備。 加工の精度は、ワークピースが機械にどれだけしっかりと固定されているかによって決まります。 動作期間はカートリッジの製造品質によって異なります。 金属加工技術の向上の過程で、多くのカートリッジ設計が開発され、その中から最も効果的なものが選択されました。
旋盤チャックの締め付けと芯出しは旋盤の主軸上で行われます。 カートリッジの直径や固定方法が標準化されています。 メーカーに応じて、カートリッジはタイプ (ISO に従って) またはバージョン (GOST に従って) によって指定されます。 一般的なスピンドル端の設計は、タイプ C またはタイプ D (カムロック) マウントです。 他のスピンドルデザインもあります。
旋盤のチャックの締結には、主軸に装着されるフランジや面板が広く使用されています。 旋盤チャックフランジと同じ設計ですが、さまざまなチャックに対応できるため、汎用性が高いアタッチメントです。 フェイスプレートには、ボルトを締めるための多数の穴とセンタリングラグがあります。 チャックを面板やフランジに取り付ける場合も高精度が得られます。
旋盤チャックは次のタイプに分類されます。
旋盤チャックの外径は 80 ~ 1000 mm の範囲であり、その中で直径 80 ~ 400 mm のチャックが最も一般的です。
両爪チャック
セルフセンタリング三爪チャックセルフセンタリング三爪チャック
(図 6.2) は、カム 1、2、3 が移動する溝を備えたハウジング 6 で構成されており、カートリッジの外周から中心へのカムの移動は、ディスク 4 に作られた螺旋ネジを使用して行われます。ディスクは駆動されます。角穴に取り付けられたベベルギヤ5を特殊キーで回転させ、歯が刻まれたディスク4とベベルギヤJが噛み合います。 カムを3段にしているので、様々なサイズの内径に合わせたワークのクランプが可能です。 カムの耐摩耗性を高めるために、カムは硬化されています。 センター (図 6.3) は、加工されるワークの形状とサイズに応じて、違う形 そしてサイズ。 中心の作動部1の頂部の角度は通常60°である。テールセクション
センター2箇所はモールステーパになっております。 機械スピンドルまたは心押し台のクイルの穴からセンターを取り外すには、コーンのテール部分の直径よりも小さい直径のサポート部品 3 を使用します。これにより、センターを損傷することなく取り外すことができます。円錐形の部分。
小径ワーク(~4mm)の加工では、センター穴を開けることが難しいため、ワークの端部を60°の角度で加工し、センターを利用して固定します。逆コーン付き (図 6.3、b)。 加工中に中心に固定されたワークの端をトリミングする必要がある場合は、心押し台クイルにのみ取り付けられるカットコーン付きの中心が使用されます(図6.3、c)。 加工するワークの軸と主軸の軸が一致しない場合は、球心で固定します(図6.3 d)。 溝加工面を備えたセンター(図6.3、e)は、大きなセンター穴を持つワークを駆動チャックなしで加工する場合に使用されます。 加工中にセンターに大きな摩擦力が発生するため、センターの耐久性を高めるために、作動部分に硬質合金が使用されます(図6.3、f)。 このようなセンターは心押し台クイルに取り付けられます。 強固なセンターとともに 幅広い用途回転中心を見つけます (図 6.4)。 このようなセンターは、テーパーシャンクを備えたハウジング4からなり、その中に2つのボールベアリング3および5と1つのローラーベアリング2が取り付けられている。 回転中心1は軸受に取り付けられている。
送信用 回転運動ドライブチャックとクランプもスピンドルからワークピースまで機能します。
鉛カートリッジ(図 6.5)は、センター 4 および 6 でワークピース 5 を加工するときに使用されます。動きの伝達は、ねじでワークピースに固定されたドライバーピン 2 とクランプ 3 を介してドライバーチャック 7 によって実行されます。
クランプ(図 6.6) を加工中のワークの中央に置き、ネジ 1 で固定します。シャンク 2 を使用して、クランプをドライバー チャックのピンに当てます。
ガスケットは対象ですカッターの先端を中心線に沿ってセットします。 これらは、カッターの支持面の寸法に対応する寸法を備えたさまざまな厚さの金属板です。 プレートはカッターの下のツールホルダーに取り付けられ、カッターの先端が中心線上に来るようにセットの厚さが選択されます。 カッターチップの位置は、心押し台クイルに取り付けられたセンターチップによって制御されます。 カッター先端の位置を調整した後、選択したインサートのセットとともに機械のツールホルダーに固定されます。 セットには 3 枚以上のプレートを含めないでください。
旋盤では、手動および機械化されたクランプ ドライブを備えた 2 つ、3 つ、および 4 つ爪のチャックが使用されます。 さまざまな形状の鋳物や鍛造品は、2 爪セルフセンタリング チャックで固定されます。 このようなチャックのジョーは通常、1 つの部品のみを固定するように設計されています。 3 爪セルフセンタリング チャックは、円形および六角形のワークまたは大径丸棒を保持します。 4 爪セルフセンタリング チャックでは正方形断面のロッドが固定され、ジョーを個別に調整できるチャックでは長方形または非対称形状の部品が固定されます。
最も広く使用されているのは、3 つ爪セルフセンタリング チャック (下図) です。 カートリッジのカム 1、2、3 はディスク 4 を使用して同時に動きます。このディスクの片側にはカムの下側の突起が位置する溝 (アルキメデスの螺旋のような形状) があり、もう一方の側には切り込みがあります。 3 つのベベル ギア 5 と噛み合うベベル ギア。キーでホイール 5 の 1 つを回すと、(ギアのおかげで) ディスク 4 も回転し、スパイラルによって 3 つのカムすべてが同時に均等に歯車の溝に沿って動きます。カートリッジ本体6. ディスクの回転方向に応じて、カムはチャックの中心に近づいたり、中心から遠ざかったりして、部品をクランプしたり解放したりします。 カムは通常 3 段階で作られ、耐摩耗性を高めるために硬化されます。 ワークピースを内面と外面に固定するためのカムがあります。 内面で固定する場合、ワークピースにはカムを配置できる穴が必要です。
ジョーチャックには、トラクションまたは内蔵の機械化ドライブを装備できます。 トラクションドライブを備えたチャックには、中実または中空のロッドによって空気圧または油圧シリンダーに接続されたクランプ要素があります。 下の図は、交換可能なジョー 14 を備えた 2 ジョー レバー チャックの設計を示しています。ジョー 14 は、クラッカー 12 (ネジ 13 でジョー 14 に固定されている) をワークピースに沿って移動することによって (回転軸に対して) ワークピースに事前に取り付けられています。スライダ11は、レバー10によってチャックの中心に移動され、レバー10は、(ロッド3とともに)ストップ15を動かすときに、本体8内の軸9の周りを回転する。回転するとき、レバー10は表面7上に静止する。カートリッジの中心からのスライダ11(カム14とともに)の動きは、ロッド3が逆に動くとき、ストップ15の円錐面によって行われ、ロッド3は、ストップ15に接続される。ガイドスリーブ 6 と接続部品 2、4、5 によって停止します。チャックはネジ 1 で機械に取り付けられます。
ドライブ内蔵カートリッジ (下図) には、ピストン 5 を備えた内蔵空気圧シリンダー 6 があり、フランジ 1 によって機械に取り付けられています。ゴムリング 11 は、フランジ 4 へのピストンの衝撃を和らげます。 - リング 10 と 12 は、空気圧ドライブの気密性を確保します。 スライダ7(クランプジョー8付き)は、ピストン5の溝に嵌合する突起9を有する。溝の傾斜角度は40.5度であり、これにより自己制動状態が確保される。 空気がチャネル 2 および 3 を介してシリンダの左右のキャビティに供給されると、スライダ 7 がカートリッジの中心またはその中心に移動し、カム 8 を介してワークピースの締め付けを解除またはクランプします。
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ジョーが独立して動く 4 ジョー チャック (下図) は本体 1 で構成されており、その中に 4 つの溝が作られており、各溝にはカム 4 がネジ 3 で取り付けられており、このネジはジョーを独立して動かすために使用されます。溝は半径方向にあります。 ネジ 3 はブロック 2 によって軸方向の変位に対して保持されます。カムが 180 度回転すると、チャックを使用して内面にワークピースを固定できます。 チャックの前面には同心円状のマークがあり(マーク間の距離は10〜15 mm)、これを利用してカムがチャックの中心から同じ距離に設定されます。
三爪チャック用コレットクランプ
調整可能なジョーを備えた 3 ジョー チャック
旋盤における偏心面の加工は、さまざまな装置を用いて行われます。 しかし、ほとんどの場合、それらは現代の生産要件を満たしていません。 それらの中には、複雑で面倒なものもあれば、時間のかかるセットアップが必要なものもあります。
レニングラード自動工作機械工場では、革新者 S.V. リトビノフが、製造と構成が簡単で、高い剛性と汎用性を備えたカートリッジを開発、導入しました。 チャック(図1)の主要部分はマンドレル9であり、これは3つの部分、すなわちモールステーパNo.5を有する円錐形シャンク、直径D1=70mmの円筒形ベルト、およびフランジを有する。 面板 4 は円筒形ベルト上に配置され、キー 8 でベルトに接続され、3 つのネジ 12 でフランジに取り付けられています。面板の端には、軸 // 軸からオフセットされた軸 // を備えた環状の「凹部」があります。 、シャンクとマンドレルの円筒面に共通で、5 mm です。 このサンプルでは、リング 5、アダプター 3、および直径 130 mm の標準的な 3 爪チャックが取り付けられ、ネジ 2 と 13 で固定されています。 さらに、カートリッジは直径 D3 のアダプター ベルトに取り付けられており、その軸 /// は軸 /// から 5 mm ずれています。 したがって、部品が図に示されている位置に取り付けられているチャックの軸は、スピンドルの回転軸に対して最大値 10 mm 偏心します。
サンプルでは、ブロック全体を任意の角度位置に回転させ、3 つの T 字型ボルト 6 とナット 7 を使用して固定できます。ボルトの頭はリング 5 の T 字型円形溝に挿入され、穴に通されます。フェイスプレートにあります。
フェースプレートの前端には区画 11 があります。各区画はそのような角度に対応します。 /// 軸が / 軸に向かって最大偏心 10 mm の 1/10、つまり 1 mm シフトするブロックの位置。 ブロックを必要な位置に取り付けるために、アダプタ 3 には角マーク (溝) 10 が付いています。
チャック / を必要な加工偏心量に調整するには、ナット 7 を緩め、ブロックを回転させてマーク 10 をフェースプレート上の希望の分割部分に合わせて、ナット 7 を締める必要があります。
偏心値の設定精度はデバイス部品の製造精度に依存し、実質的に面 D2 と D3 の偏心誤差の合計を超えることはありません。 したがって、技術的に容易に達成可能な±0.05 mmの誤差であれば、調整精度は±0.1 mmを超えることはありません。
偏心量をより高精度に調整できる装置です。 これを実現するには、インジケータを使用してマシン上で直接調整を行う必要があります。
カートリッジの全体寸法: 直径 - 260 mm、長さ - 170 mm。 重量 - 15kg。
1つのカートリッジの導入による年間経済効果は1.2千ルーブルに達しました。
3 爪旋盤チャックは、旋盤の主軸台の一部としてワークピースをクランプするために使用されます。 回転テーブルや分割ヘッドの一部として使用される場合もあります。
セルフセンタリング3爪チャックと独立爪チャックがあります。 チャックはスピンドル軸に取り付けることができます。タイプ 1 - 円筒形のセンタリング ベルトを使用し、中間フランジ (フェースプレート) を介して固定されます。 タイプ 2 – ロータリーワッシャーの下のスピンドルのフランジ付き端に直接固定されます。 タイプ 3 – スピンドルのフランジ付き端に直接固定します。
標準納品セットには、3 つ爪旋盤チャック自体、逆ジョーとストレート ジョー、およびクランプ レンチが含まれています。
回転ターニングセンタは、手動制御やプログラム制御による金属切削機械の精密加工を行う際に、回転体などのワークを取り付けるために使用されます。 このタイプの装置は、最大直径および切断寸法のワークピースをクランプする機能を提供します。 最大速度振れを最小限に抑えた回転を可能にします。 技術パラメータに従って、標準回転ターニングセンターと拡張回転ターニングセンターが区別されます。
ツール ホルダーは、交換可能なバーとボルトを使用してさまざまなセクションのツール (16K20 機械の旋削ツールなど) を固定するために使用されます。 この技術機器は、高い位置決め精度と耐久性を特徴としています。 素早く取り外し可能なツールホルダーのシャンクは、一般に認められている GOST 規格に標準準拠しています。