Průvodní list Šablona: III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Vzdělávací materiál: Prezentace Určen pro: 4. ročník oboru Strojírenství Vzdělávací oblast: Strojírenská technologie – Strojní obrábění Název učebního materiálu: Mechanické upínací prvky přípravků Jméno autora: Ing. Miroslava Jeřichová Datum vytvoření: Reg.č. projektu: CZ.1.07/1.5.00/
Klíčová slova: přímé a nepřímé upínání, šroub a matice, výstředník, vačka, upínka, klín, pákové a kloubové mechanismy, trny, kleština. Anotace: Prezentace je určena žákům 4. ročníku oboru Strojírenství pro výuku v předmětu Strojírenská technologie. Inovuje výuku použitím multimediálních pomůcek – prezentace. Metodické pokyny: Tento materiál uplatní učitel při výkladu dané látky, použité obrázky a fotografie zvýší názornost výkladu. Prezentaci mohou žáci použít i v rámci samostatné domácí přípravy na výuku.
Mechanické upínací prvky Šroub a matice Upínky Výstředníky Vačky Pákové a kloubové mechanismy Klín Trny Kleštiny
Způsoby upínání Po vhodném a správném ustavení obrobku je nutné ho upnout upínací prvky, které dle způsobu vyvození upínací síly rozlišuje: o Mechanické o Pneumatické o Hydraulické o Pneumatickohydraulické o Elektromagnetické a magnetické
Mechanické upínací prvky Upínací mechanické zařízení plní několik funkcí: o Vyvozuje upínací sílu o Mění její směr a velikost o Rozděluje ji upnout několik obrobků současně Přímé upínání – jeden prvek plní všechny funkce Nepřímé upínání – funkce zajišťuje několik prvků
Upínání přímé 1 – těleso přípravku 2 – matice 3 – šroub s rukojetí 4 – obrobek Přímé upínání šroubem
Upínání nepřímé 1 – těleso 2 – výstředník 3 – upínka 4 – obrobek Nepřímé upínání upínkou
Šroub a matice Nejčastěji používané Výhody: normalizované, jednoduché, levné, samosvorné Nevýhody: manipulační prostor (rukojeť), dlouhé upínací časy rychloupínací šrouby a matice
Šroub a matice Šroub s kolíkovou rukojetí Rychloupínací matice
Šroub a matice Zakončení šroubu: a)Kulovou plochou b)Ploché zakončení c)Kulovou plochou a podložkou
Síly působící při upínání šroubem F – síla působící na klíči l – délka ramene klíče F u – upínací síla d 2 – střední průměr závitu
Síly působící při upínání šroubem
Upínky Univerzální upínací prvek Normalizované Rozdělení: 1.Dle tvaru – ploché, sedlové, vyhnuté, tvaru U 2.Dle způsobu provedení – a) otočné b) posuvné Vyrábějí se z nelegované konstrukční oceli ( tř.12) a zušlechťují se na Rm 880 ± 50 MPa Použití: na frézce, hoblovce, vrtačce
Upínka posuvná upínka otočná upínka
Upínka Dvouramenná páka přenáší sílu působící v ose šroubu na obrobek, může měnit její velikost i směr Dle uspořádání mohou nastat tyto možnosti: a)F u < F š F u - upínací síla F š - síla v ose šroubu F r + F u – F š = 0 F u = F š – F r F r - síla působící na upínku od tělesa přípravku
Upínka b) F u > F š F u – F š – F r = 0 F u = F š + F r
Upínka
Výstředník Rychloupínací prvek Výhody: snadná a levná výroba, samosvornost Nevýhody: malý pracovní zdvih obrobky s malou tolerancí upínaných rozměrů Skládá se: výstředníková páka, vlastní kruhová upínací plocha (kotouč), čep Kotouč se neotáčí kolem svého středu, ale kolem středu čepu, který je vzdálen o hodnotu e = výstřednost = excentricita Výstředník se na funkční ploše brousí, aby se odstranily povrchové deformace po kalení Ra 1,6 HRC 55 až 60
Výstředník Hlavní části
Výstředník
Použití výstředníku
Výstředník
Samosvornost výstředníku Vysvětlení veličin: F u – upínací síla výstředníku F T – třecí síla mezi obrobkem a kotoučem výstředníku F r – třecí síla mezi čepem a kotoučem R – poloměr kotouče výstředníku r – poloměr čepu f – součinitel smykového tření f č – součinitel čepového tření e – výstřednost = excentricita α – úhel pootočení výstředníku
Samosvornost výstředníku
Zkontrolujte, zda daný výstředník je samosvorný, je-li dáno: Páka 50 ČSN , maximální natočení páky β = 162°, součinitel smykového tření f = 0,08. Ke kontrole samosvornosti použijte nomogram Pro poměr R/e = 25/2,5 = 10 a součinitel smykového tření f = 0,08 odečteme z nomogramu α = 120°. Má-li být výstředník samosvorný už před konečnou polohou páky, musí platit podmínka: 162°- 30° = 132°, ve skutečnosti výstředník je již samosvorný při úhlu α = 120°, tedy vyhovuje
Samosvornost výstředníku
Výpočet upínací síly výstředníku
Doplňkový zdvih výstředníku h = skutečný zdvih, zdvih pro vkládání a vyjímání obrobku
Doplňkový zdvih výstředníku
Rychloupínací prvek podobný výstředníku Má větší zdvih a úhel pootočení, jsou samosvorné v celém rozsahu stoupání, je dražší než výstředník Rozlišujeme: 1.Radiální vačku – upínací plochou je zpravidla Archimédova spirála 2.Axiální vačku – upínací plochou na čele vačky je šroubovice
Pákové a kloubové mechanismy vyvozují velké upínací síly, mohou měnit jejich směr a rozkládat jejich působení na více míst obrobku Používáme páky jednoramenné, dvouramenné a úhlové
Pákový upínač
Klíny Používáme pro nepřímé upínání působí jako zesilovač upínací síly ve spojení s pneumatickým nebo hydraulickým upínačem nebo mění její směr Jsou tvarově jednoduché, snadno vyrobitelné a levné Velké ztráty při malém úhlu α, a proto smykové tření nahrazujeme valivým odporem pomocí kladek F = F u. tg α jestliže neuvažujeme smykové tření
Klínový upínač
Upínací trny Použití: obrábění na soustruhu, brusce Upínají se s obrobkem mezi hroty nebo letmo do vřetena Nejpoužívanější: 1.Pevné trny 2.Rozpínací trny Mezi pevné trny patří trny kuželové a válcové
Kuželové upínací trny Upínají za přesnou díru ( IT 5 až IT 7) Mají kuželovitost 1: až 1: Kaleny na HRC 58 až 60, broušený povrch Ra 0,8 Obrobky se na trn lisují jednoduchými ručními lisy, po nalisování se vytvoří spoj přenese M K třením Výhody: velmi přesné upnutí, dokonalá souosost díry s obráběnou plochou Nevýhody: malé M K dokončovací operace, pro každý průměr díry nový trn
Válcové upínací trny Pro obrobky s vyšším stupněm přesnosti a s drážkou v náboji Výhody: větší M K, upínání více obrobků současně
Rozpínací upínací trny Pro obrobky s větší tolerancí děr Výhody: snadné a rychlé upínání Nevýhody: méně přesné Má-li rozpínací trn dobře upínat, musí rozříznutá část být pružná cementovat pouze plochy, které jsou ve styku s obrobkem, poté kalit vysoká houževnatost, odolnost proti únavě Materiál – nástrojová ocel nebo chromniklová cementační Nejčastější typ: kuželový s kuželovitostí 1: 10 a rozpínacím pouzdrem obrobek se nasadí až na doraz na upínací pouzdro a upne se otáčením upínací matice 1 – pevný doraz 2 – upínací matice
Kleštiny Slouží k upínání obrobků za vnější nebo vnitřní plochu, plocha by měla být obrobena Má kuželovou plochu s podélnými výřezy umožňující rozpínání Vrcholový úhel této plochy bývá 30°, nesmí být samosvorný, aby se lépe uvolňovaly Při upínání je kleština do kleštinové hlavy (pouzdra) vtahována tažná kleština nebo vtlačována tlačná kleština Materiál legovaná nebo nástrojová ocel, kalená
Kleštiny Kleštinové upínače pro CNC stroje Kleština pro upínání tyčí tažených za studena
Kleštiny
Použité zdroje: Zdroje obrázků: AUTOR NEUVEDEN. [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: AUTOR NEUVEDEN. [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: AUTOR NEUVEDEN. [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: AUTOR NEUVEDEN. [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: AUTOR NEUVEDEN. [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: AUTOR NEUVEDEN. [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: AUTOR NEUVEDEN. [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: AUTOR NEUVEDEN. [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: AUTOR NEUVEDEN. [online]. [cit ]. Dostupný na WWW:
Použité zdroje: Zdroje obrázků: AUTOR NEUVEDEN. [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: AUTOR NEUVEDEN. [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: AUTOR NEUVEDEN. [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: Anwb1-nn--cz.jpg Anwb1-nn--cz.jpg AUTOR NEUVEDEN. [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: AUTOR NEUVEDEN. [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: AUTOR NEUVEDEN. [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: AUTOR NEUVEDEN. [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: AUTOR NEUVEDEN. [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: AUTOR NEUVEDEN. [online]. [cit ]. Dostupný na WWW:
Použité zdroje: Použitá literatura: ŘASA, J.; HANĚK, V.; KAFKA, J.. Strojírenská technologie 4, Návrhy nástrojů, přípravků a měřidel. Praha 6: Scientia, s.r.o., pedagogické nakladatelství, 2003, ISBN