3. Tuleje zaciskowe do podawania i zaciskania pręta

W automatach tokarskich wysuwanie (posuw) i zaciskanie pręta odbywa się za pomocą mechanizmu, którego podstawowym ogniwem są tuleje posuwu i zacisku.

Figa. 91. Tuleja do pchania drążka.

Tuleja zasilająca jest tuleją dzieloną, której szczęki podczas obróbki cieplnej były w stanie ściśniętym (rys. 91). Elastyczność jego szczęk musi zapewniać zaciśnięcie pręta z siłą wystarczającą do przesunięcia go w kierunku osiowym przy otwartej tulei zaciskowej. Jednocześnie siła sprężystości szczęk tulei podającej nie powinna być zbyt duża, ponieważ tuleja podająca musi ślizgać się wzdłuż pręta, przesuwając się do swojej pierwotnej pozycji, podczas gdy pręt jest przytrzymywany przez tuleję zaciskową.

Tuleja i rura zasilająca są gwintowane. Gdy pręt jest zaciśnięty przez tuleję zaciskową, tuleja podajnika, poruszając się do tyłu, przesuwa się do swojej pierwotnej pozycji. Przed podaniem tuleja zaciskowa zwalnia pręt, a tuleja podająca przesuwa się wraz z nią do przodu, chwytając ją siłą wstępnego obciążenia tulei.

W ostatnim czasie stosowane są tuleje podające z wymiennymi wkładkami, które zapewniają bardziej racjonalne ich wykorzystanie, gdyż umożliwiają zastosowanie tej samej tulei zaciskowej do podawania prętów o różnych średnicach i profilach.

W zależności od warunków pracy tuleje wsadowe muszą charakteryzować się wysoką odpornością na ścieranie, w wyniku czego są one zwykle wykonane ze stali nawęglanej lub z dużą zawartością pierwiastków stopowych.

Automatyczne mocowanie pręta na automatach tokarskich odbywa się za pomocą tulei zaciskowej umieszczonej na przednim końcu wrzeciona.

Figa. 92. Tuleja zaciskowa pręta: a — do 5 mm średnicy; b - o średnicy od 6 do 36 mm.

Istnieją różne konstrukcje tulei i odpowiednio do tego metody mocowania. Na maszynach rewolwerowych zastosowano tuleje z odwróconym stożkiem (ryc. 92). To mocowanie pręta zapewnia większą sztywność, ponieważ osiowa siła skrawania zwiększa siłę docisku pręta przez tuleję.

Tuleja zaciskowa może opierać się przednią częścią o wrzeciono maszyny (rys. 22, c). W tym przypadku do zaciśnięcia pręta na tulei znajduje się tuleja, na którą należy przyłożyć siłę ściskającą. To mocowanie zapewnia dokładne podawanie pręta, ponieważ podczas procesu zaciskania tuleja pozostaje nieruchoma w kierunku osiowym, a tuleja porusza się.

Główną wadą tego schematu mocowania pręta jest porównywalny wzrost wymiarów mechanizmu zaciskowego.

W tulejkach zaciskowych do materiału okrągłego i sześciokątnego wykonane są trzy szczeliny, dla materiału kwadratowego cztery.

Tuleje zaciskowe są zwykle wykonane ze stali U8, 9XC; po utwardzeniu powinny mieć twardość części roboczej RC ~ 58-60, a ogon - RC ~ 38-50.

Ostatnio zastosowano tuleje z przejściowymi wymiennymi szczękami, które mocowane są do korpusu tulei śrubami. W praktyce takie tuleje okazują się bardzo wygodne, ponieważ pręty o różnych średnicach mocowane są gąbkami. W ten sposób komplet tulei zaciskowych dla różnych średnic prętów zostaje zastąpiony kompletem szczęk. Ponadto poprawiają się warunki obróbki cieplnej tulei, ponieważ wymienne szczęki są obrabiane cieplnie niezależnie.

Wadą tulei zaciskowych z wymiennymi szczękami jest złożoność konstrukcji i nieco zmniejszona sztywność.

Tuleje zaciskowe stosowane do obróbki części, które powodują niskie siły skrawania mają zwykle otwór szlifowany, dzięki czemu powierzchnia pręta w punktach mocowania nie ulega pogorszeniu. Przy dużych siłach skrawania, w celu zwiększenia tarcia pomiędzy prętem a tuleją, powierzchnia docisku jest pofałdowana.

Główne wymiary tulei posuwowych i zaciskowych pokazane na rys. 91 i 92 podano w tabeli. 35.

Tabela 35 Główne wymiary(w mm) tuleje posuwowe i zaciskowe stosowane na maszynach rewolwerowych(ryc. 91 i 92)

- Jest to specjalne urządzenie mocujące do instalacji narzędzia. Służy jako główny element tulei zaciskowej do mocowania narzędzia lub przedmiotu cylindrycznego. Stosowane są również specjalne zaciski do chwytu kwadratowego lub sześciokątnego.

Budowa i zastosowanie

Tuleja zaciskowa to sprężysta dzielona tuleja ze ściętym stożkiem i otworem o wymaganej średnicy. Korpus tulei zaciskowej posiada specjalne nacięcia, które umożliwiają przesuwanie się zaczepów blokujących podczas wkładania lub wyjmowania narzędzia. Siła ściskająca powoduje obrót nakrętki.

Poniższa ilustracja przedstawia tuleję zaciskową (1), frez z chwytem cylindrycznym (2) oraz tulejkę zaciskową (3).

Ten element mocujący przeznaczony jest do montażu w uchwycie zaciskowym, który najczęściej stanowi samodzielny element wyposażenia maszyny do cięcia metalu. Sam wkład jest instalowany za pomocą stożka Morse'a w gnieździe wkładu. Może być również integralną częścią maszyny.
Tuleje zaciskowe znajdują szerokie zastosowanie w nowoczesnych obrabiarkach do metalu – toczeniu, wierceniu i frezowaniu. Główną zaletą tego typu mocowania jest duża szybkość wkładania lub wyjmowania narzędzia. Wady obejmują konieczność ścisłego przestrzegania rozmiarów uchwytu i tulei zaciskowej.

Rodzaje tulei zaciskowych

W nowoczesnej obróbce metali stosuje się różne rodzaje tulei zaciskowych, różniących się wielkością i konstrukcją. Zaciski ogólnego przeznaczenia dzielą się na:

• Przez i głuchy. Przepusty umożliwiają mocowanie części o nieograniczonych wymiarach i służą np. do mocowania drążka do toczenia.
• Jedna lub dwie strefy mocowania. Najsztywniejsze mocowanie zapewniają tuleje zaciskowe z dwiema strefami mocowania, całkowicie eliminujące odchylenie od osi wrzeciona.
• Tuleje zaciskowe do gwintowników i innych narzędzi z chwytem kwadratowym lub sześciokątnym. Konstrukcja tego typu ustalacza zapewnia kompensację osiową.

Zastosowanie tulei zaciskowych w tokarkach

Tuleja zaciskowa i uchwyt zaciskowy są używane jako główne elementy mocujące, gdy konieczna jest obróbka wzdłużna przedmiotów o małej średnicy. Narzędzia te mogą być wyposażone w wkładki ceramiczne lub węglikowe, aby poprawić odporność na zużycie i zapobiec przywieraniu metalu.

Do pracy z detalami na automatach tokarskich stosuje się tuleje posuwowe i zaciskowe. Podajnik jest używany w połączeniu z mocowaniem i zapewnia wystarczające mocowanie przedmiotu obrabianego do ruchu w kierunku osiowym, z drugim urządzeniem mocującym w pozycji otwartej. Ten typ tulejki zaciskowej posiada połączenie gwintowane z rurą zasilającą. Gdy obrabiany przedmiot jest przytrzymywany przez listwę zaciskową, posuw wraca do swojej pierwotnej pozycji. Przed podaniem zacisk zwalnia obrabiany przedmiot, a podajnik przesuwa się wraz z nim do przodu.

Tuleja zaciskowa zapewnia automatyczne mocowanie pręta i znajduje się z przodu wrzeciona. Tuleje zaciskowe z odwróconym stożkiem są najczęściej stosowane na tokarkach rewolwerowych, które zapewniają większą sztywność dzięki zwiększonej sile zacisku podczas skrawania osiowego.

GOST

GOST 17201-71 dotyczy tulei zaciskowych przeznaczonych do chwytów cylindrycznych. Inne powszechnie stosowane normy określają podstawowe i łączące wymiary tulei zaciskowych. Do zaciskania tulei zaciskowych stosuje się GOST 2876-80, do podajników - GOST 2877-80. Spośród norm międzynarodowych ogólnie stosowane są normy DIN 6499, ISO 15488 regulujące parametry tulei zaciskowych ER - z dwiema strefami mocowania i otworem przelotowym.

Urządzenie takie jak uchwyt zaciskowy to rodzaj mechanizmu zaciskowego używanego do przytrzymywania narzędzia tnącego obracającego się z dużą prędkością. W przeciwieństwie do modeli typu keyless, tuleje zaciskowe nie wymagają stosowania dodatkowych urządzeń, takich jak śruby, kołki czy elementy blokujące, dlatego często takie urządzenia nazywane są samozaciskowymi.

Elementy zaciskowe typu Collet wyposażone są w uchwyty tokarskie, w których części są mocowane podczas obróbki. Takie uchwyty, w zależności od parametrów geometrycznych obrabianego przedmiotu, mogą różnić się zarówno wymiarami, jak i kształtem elementów mocujących. Najpopularniejszym ze wszystkich obecnie stosowanych są zaciski zaciskowe typu ER.

Główne odmiany

Do kompletowania nowoczesnych maszyn do obróbki metalu (toczenie, frezowanie i wiercenie) stosuje się samocentrujące uchwyty wyposażone w dwie, trzy lub cztery szczęki. Elementy mocujące w takich uchwytach mogą być obsługiwane ręcznie lub za pomocą napędu mechanicznego. Jeśli mówimy o obszarach zastosowania takich mechanizmów mocujących, to uchwyty dwuszczękowe służą głównie do mocowania odlewów kształtowych podczas ich obróbki, a za pomocą trójszczękowych mechanizmów mocujących niezawodne mocowanie przedmiotów i trzpieni okrągłych, stożkowych i sześciokątne narzędzia są zapewnione. Mechanizmy mocujące wyposażone w cztery szczęki znajdują zastosowanie w przypadkach, gdy w celu wykonania obróbki konieczne jest zamocowanie przedmiotu asymetrycznego lub przedmiotu prostokątnego.

Ogólnie wszystkie mechanizmy mocowania narzędzia lub przedmiotu obrabianego podczas obróbki są podzielone na następujące kategorie:

• urządzenia typu tuleja zaciskowa;
• urządzenia dźwigniowe;
• urządzenia szybkomocujące (BZP);
• klinowe urządzenia zaciskowe;
• wkłady hydrauliczne;
• zaciski membranowe;
• termouchwyty;
• dwu-, trzy- i czteroszczękowe urządzenia mocujące.

Uchwyty samozaciskowe wykorzystujące mechanizm zaciskowy są potrzebne do wyposażenia zarówno maszyn specjalistycznych, jak i uniwersalnych. Zaletą stosowania tego typu uchwytów jest to, że ich konstrukcja zapewnia wystarczającą siłę mocowania nawet przy niewielkim momencie obrotowym, czego nie można powiedzieć o podobnych urządzeniach innych typów. Wybierając uchwyt zaciskowy należy zwrócić uwagę na to, że główne elementy jego konstrukcji wykonane są z hartowanej stali. W takim przypadku może trwać znacznie dłużej.

Jak działa mechanizm tulei zaciskowej

Oprawka frezarska lub tokarska oparta na tulejce zaciskowej działa na następującej zasadzie:

• Dokręcona nakrętka samozaciskowa wywiera nacisk na koniec mechanizmu tulei zaciskowej.
• Pod wpływem nacisku tulejka przesuwa się w otwór w kształcie stożka, co prowadzi do ściśnięcia płatków tworzących jej część roboczą.
• Ściskając płatki tulei zaciskowej bezpiecznie mocują chwyt narzędzia lub obrabiany przedmiot.

W związku z tym, aby wyjąć narzędzie lub przedmiot obrabiany z takiego uchwytu, należy poluzować nakrętkę samozabezpieczającą, zmniejszając nacisk, jaki wywiera na tuleję.

Wielką zaletą uchwytów frezarskich (lub tokarek) w porównaniu do podobnych urządzeń innych typów jest to, że trzymane w nich narzędzie lub przedmiot obrabiany jest idealnie wycentrowane, co zapewnia ich minimalne bicie promieniowe. Dodatkowo, aby zastosować uchwyt frezarski lub tokarski typu tuleja, nie ma potrzeby używania specjalnych kluczy, które często się gubią.

Uchwyty zaciskowe mogą być używane do mocowania części, których konfiguracja przekroju nie odpowiada kształtowi ich wlotu. W celu zamocowania takiej części w uchwycie zaciskowym stosuje się specjalne wkłady dostarczane wraz z urządzeniem.

Cechy konstrukcyjne

Głównymi elementami konstrukcyjnymi każdego uchwytu tulei zaciskowej są nakrętka zaciskowa i mechanizm zacisku tulei zaciskowej, który może być chowany, chowany lub nieruchomy. W zależności od przeznaczenia mechanizmy tulei zaciskowych mogą być zaciskane i podające. Mechanizmy typu Collet służą również do mocowania przedmiotów obrabianych na powierzchni ich wewnętrznego otworu. To mocowanie zapewnia specjalne urządzenie - trzpień zaciskowy. Oprócz mocowania części podczas ich obróbki, trzpień zaciskowy może być użyty do mocowania na nim frezów skorupowych.

Mechanizmy zaciskowe typu paszowego są stosowane w przypadkach, gdy część zamocowana w nich podczas jej przetwarzania musi być okresowo wyciągana z urządzenia mocującego. Konstrukcja takiej tulei składa się ze stalowej tulei, na której powierzchni bocznej wykonane są trzy nacięcia, tworzące sprężyste płatki zaciskowe, oraz rurki, przez otwór wewnętrzny, z której obrabiany przedmiot jest podawany do strefy obróbki. Przed użyciem takiego mechanizmu tuleja zaciskowa jest wkręcana w gwintowany otwór w rurze, a koniec przedmiotu obrabianego przechodzi między płatkami mechanizmu zaciskowego. Specjalny pręt odpowiada za wprowadzenie obrabianego przedmiotu do strefy obróbki, napędzany krzywką lub mechanizmem hydromechanicznym.

Tuleja zaciskowa, która również wykonana jest w postaci tulei ze sprężystymi płatkami, zapewnia jedynie mocowanie przedmiotu obrabianego, bez wprowadzania go w obszar obróbki. W zależności od średnicy chwytu narzędzia lub obrabianego przedmiotu, które są mocowane za pomocą mechanizmu tulei zaciskowej, liczba płatków może być różna. Tak więc do mocowania narzędzi i przedmiotów o średnicy nie większej niż 3 mm stosuje się tuleje trójpłatowe o średnicy od 3 do 80 mm - czteropłatkowe, o średnicy większej niż 80 mm - sześciopłatkowe.

Do mocowania narzędzi i detali o najmniejszej średnicy potrzebne są zdejmowane tuleje zaciskowe, w których konstrukcji znajdują się specjalne sprężyny odpowiedzialne za otwieranie krzywek. Tuleje zaciskowe tego typu mogą być dodatkowo wyposażone we wkładki, dobierane w zależności od średnicy narzędzia lub przedmiotu obrabianego.

Uchwyty zaciskowe, które są zaprojektowane z dodatkową nakrętką, mogą być używane do mocowania narzędzi o małej średnicy z chwytem stożkowym Morse'a. Wadą tego typu tulei zaciskowych jest to, że do narzędzi o różnych średnicach trzeba zastosować oddzielny mechanizm zaciskowy.

Toczenie detali o małych średnicach, wykonywane na maszynach wzdłużnych, może być również wykonywane za pomocą tulei zaciskowych. Stosowane w takich przypadkach uchwyty zaciskowe różnią się konstrukcją od modeli konwencjonalnych.

Pierwszą rzeczą, którą należy wziąć pod uwagę przy wyborze uchwytu typu tuleja zaciskowa, jest sposób, w jaki blokuje się on na wrzecionie używanej maszyny. Możliwe są dwie możliwości takiego mocowania: za pomocą specjalnego adaptera lub nawinięcie wkładu na gwintowany koniec wrzeciona. Jeżeli uchwyt frezarski lub tokarski typu tulejkowego będzie mocowany do wrzeciona maszyny za pomocą kołnierza lub stożka Morse'a, należy najpierw poznać ich dokładne parametry (średnicę taśmy i parametry stożka).

Jak wspomniano powyżej, w zależności od średnicy chwytu narzędzia lub obrabianego przedmiotu dobierana jest ilość elementów mocujących, w które wyposażona jest tuleja zaciskowa. Ponadto należy zwrócić uwagę na materiał, z którego wykonane są takie elementy: im jest twardszy, tym dłużej wytrzyma wkład.