Експериментальні дослідження впливу конструкції хвостовика інструменту на характеристики затискного патрону

Abstract

Розглянуто вплив конструкції хвостовика інструменту й відхилення діаметра на характеристики інструментального затискного патрона в залежності від тиску затиску та коефіцієнта зчеплення. Був проведений огляд робіт інших авторів, з яких видно, що проблема або не розглядалася, або вирішена не повністю. Проведений експеримент в статиці на визначення сили проштовхування та моменту прокручування оправок затиснутих в інструментальному затискному патроні з різними параметрами хвостовика: оправки номінального діаметру з відхиленнями; оправи з отворами в хвостовику різного діаметра. Пораховані коефіцієнти підсилення патрону для обох випадків та побудовані графіки залежності. Встановлено залежність характеристик інструментального затискного патрона від величини діаметра з відхиленнями та товщини стінки хвостовика оправок.

В статье рассматривается влияние параметров хвостовика инструмента на характеристики инструментального зажимного патрона в зависимости от давления зажима и коэффициента сцепления.Цель работы это исследование характеристик высокоскоростного инструментального зажимного патрона с зажимом в виде конической упругой втулки от отклонений диаметра и жесткости хвостовика инструмента Сначала было проанализированы труда других ученых и установлено, что данная проблема была решена не полностью, а в некоторых случаях совсем не рассматривается. Для этого были проведены эксперименты на определение силы проталкивания и момента прокрутки оправок номинального диаметра и с отклонениями. Были посчитаны коэффициенты усиления патрона для обоих случаев. Построены графики зависимостей момента прокручивания и силы проталкивания от зазора между зажимным элементом и хвостовиком инструмента при зажиме оправок разного диаметра при различных давлениях зажима, а также графики зависимости коэффициента усиления от давления зажима при различных коэффициентах сцепления монета прокручивания. Из графиков зависимостей можно сказать, что момент прокручивания и сила проталкивания в первую очередь зависит от давления зажима (силы зажима) оправки в патроне, но и существенное влияние оказывает конструкция хвостовика оправки - величина отклонения, ведь чем больше значение отклонения тем труднее выбрать зазор и создать натяжение между хвостовиком оправки и конической втулкой патрона. Также отметим, что наибольшую силу зажима имеет оправка без использования 4-х лепестковой цилиндрической цанги, т.е. диаметром 12 мм. Такой же эксперимент был проведен для оправок с отверстиями разного диаметра в хвостовике оправки. Также были построены графики зависимостей момента прокручивания и силы проталкивания от соотношения диаметра отверстия к диаметру хвостовика оправки. Были сопоставимы характеристики в двух случаях. Посчитаны коэффициенты усиления патрона для обоих случаев и построены графики зависимости.

The article considers the influence of the parameters of the tool on the characteristics of the tool сhuck, depending on the clamp pressure and friction. The purpose it's study the characteristics of high-speed tool сhuck to form tapered elastic sleeve deviations of the diameter and stiffness of the shank of the tool. Was analyzed the works of other scholars and found that the problem was not resolved completely, and in some cases are not considered. For this was conducting experiments to determine the force pushing and scrolling moment mandrel nominal diameters and deviations.Were calculated gain factor chuck for both cases. Built graphs of dependencies moment the scroll and force push from the gap between the clamping element and the shank of the tool clamping mandrels of different diameters at different pressures clamp, as well as graphs gain factor chuck from the clamp pressure at various ratios clutch for coin scroll. From the dependency graph we can say that the moment the scroll and force push in the first place depends on the pressure of the clamp (clamp force) of the mandrel in the Chuck, but also and essentially depends on the design of the mandrel - the deviation, the larger the deviation, the more difficult it is to choose the gap and create tension between the mandrel shank and a tapered sleeve of the Chuck.. Also note that the greatest force of the clamp has a mandrel without the use of a 4-petal cylindrical collet, i.e. with a diameter of 12 mm, which allows to conclude that the chuck works better without transition elements, and used collets only to increase the range of the instrument or of the universality of the chuck. The same experiment was conducted for mandrel with holes of different diameter in the shank of the mandrel. Were also built graphics dependency of scrolling moment and force push on the ratio of hole diameter to the diameter of the shank of the mandrel. Were calculated gain factor chuck in two cases and built graphs of the dependency. It is seen that the gain factor chuck is higher when scrolling to the mandrel with a hole 8 mm, i.e. where the wall of the shank has a greater thickness. This is an acceptable option for tools that perceive the end load. And when pushing the gain factor chuck is higher for a pot with a hole 9 mm, i.e. with a smaller wall thickness. This design mandrel is acceptable for axial loads.