Um dispositivo como um mandril de pinça é um tipo de mecanismo de fixação usado para segurar uma ferramenta de corte girando em alta velocidade. Ao contrário dos modelos sem chave, os mandris de pinça não requerem o uso de dispositivos adicionais, como parafusos, pinos ou elementos de travamento, razão pela qual esses dispositivos costumam ser chamados de autofixantes.

Os elementos de fixação do tipo pinça são equipados com mandris de torno, nos quais as peças são fixadas durante o processamento. Esses mandris, dependendo dos parâmetros geométricos da peça a ser processada, podem diferir tanto em suas dimensões quanto na forma dos elementos de fixação. O mais comum de todos atualmente em uso são os grampos de pinça do tipo ER.

Principais variedades

Para completar as modernas máquinas de usinagem (torneamento, fresamento e furação), são utilizados mandris autocentrantes, equipados com duas, três ou quatro mandíbulas. Os elementos de fixação em tais mandris podem ser operados manualmente ou por meio de um acionamento mecânico. Se falarmos sobre as áreas de aplicação de tais mecanismos de fixação, os mandris de duas mandíbulas são usados ​​​​principalmente para fixar peças fundidas moldadas durante o processamento e, com a ajuda de mecanismos de fixação de três mandíbulas, fixação confiável de peças de trabalho e hastes redondas e cônicas e ferramentas hexagonais são asseguradas. Mecanismos de fixação equipados com quatro mandíbulas são usados ​​nos casos em que é necessário fixar uma peça assimétrica ou retangular para realizar o processamento.

Em geral, todos os mecanismos para fixar uma ferramenta ou peça de trabalho durante o processamento são divididos nas seguintes categorias:

• dispositivos do tipo pinça;
• dispositivos de alavanca;
• dispositivos de fixação rápida (BZP);
• dispositivos de aperto em cunha;
• cartuchos hidráulicos;
• braçadeiras de membrana;
• termochucas;
• dispositivos de fixação de duas, três e quatro garras.

Os mandris de autoaperto que usam um mecanismo de pinça são necessários para equipar máquinas especializadas e universais. A vantagem de usar mandris desse tipo é que seu design fornece força de fixação suficiente, mesmo com uma pequena quantidade de torque, o que não pode ser dito sobre dispositivos semelhantes de outros tipos. Ao escolher um mandril de pinça, você deve prestar atenção ao fato de que os principais elementos de seu design são feitos de aço endurecido. Neste caso, pode durar muito mais tempo.

Como funciona o mecanismo da pinça de fixação

Moagem ou mandril de rolagem, que é baseado em um grampo de pinça, funciona de acordo com o seguinte princípio:

• A porca de auto-aperto, que é apertada, cria pressão na extremidade do mecanismo da pinça.
• Sob a influência da pressão, a pinça se move para um orifício em forma de cone, o que leva à compressão das pétalas que compõem sua parte de trabalho.
• Comprimindo, as pétalas da pinça fixam com segurança a haste da ferramenta ou a peça de trabalho.

Assim, para retirar uma ferramenta ou peça de tal mandril, é necessário afrouxar a porca autotravante, diminuindo a pressão que ela exerce sobre a pinça.

A grande vantagem dos porta-pinças de fresadoras (ou tornos), quando comparados a dispositivos similares de outros tipos, é que a ferramenta ou peça neles presa fica perfeitamente centrada, o que garante seu batimento radial mínimo. Além disso, para utilizar um mandril tipo pinça para fresamento ou torneamento, não é necessário o uso de chaves especiais, que costumam se perder com frequência.

Os mandris de pinça podem ser usados ​​para segurar peças cuja configuração da seção transversal não corresponda à forma de sua entrada. Para fixar tal peça em um mandril de pinça, são utilizados cartuchos especiais, fornecidos com o dispositivo.

Características de design

Os principais elementos estruturais de qualquer mandril de pinça são a porca de fixação e o mecanismo de fixação da pinça, que pode ser retrátil, retrátil ou fixo. Dependendo de sua finalidade, os mecanismos de pinça podem ser fixados e alimentados. Mecanismos do tipo pinça também são usados ​​para fixar peças de trabalho na superfície de seu orifício interno. Essa fixação é fornecida por um dispositivo especial - um mandril de pinça. Além de fixar as peças durante o processamento, um mandril de pinça pode ser usado para fixar fresas do tipo concha.

Os mecanismos de pinça do tipo alimentação são usados ​​​​nos casos em que a peça fixada neles durante o processamento deve ser puxada periodicamente para fora do dispositivo de fixação. O desenho de tal pinça consiste em uma manga de aço, na superfície lateral da qual são feitos três cortes, formando pétalas de fixação elásticas, bem como um tubo, através do orifício interno do qual a peça de trabalho é alimentada na zona de processamento. Antes de usar esse mecanismo, a luva da pinça é aparafusada em um orifício rosqueado no tubo e a ponta da peça que está sendo processada é passada entre as pétalas do mecanismo de fixação. Uma haste especial é responsável por alimentar a peça na zona de processamento, acionada por um came ou mecanismo hidromecânico.

A pinça de fixação, que também é feita em forma de manga com pétalas elásticas, fornece apenas a fixação da peça de trabalho, sem alimentá-la na área de processamento. Dependendo do diâmetro da haste da ferramenta ou da peça a ser processada, que são fixados por meio de um mecanismo de pinça, o número de pétalas pode ser diferente. Assim, para a fixação de ferramentas e peças de trabalho com diâmetro não superior a 3 mm, são utilizadas pinças trilobadas, com diâmetro de 3 a 80 mm - pinças de quatro pétalas, com diâmetro superior a 80 mm - seis pétalas pinças.

Para fixar ferramentas e peças de menor diâmetro, são necessárias pinças destacáveis, em cujo projeto existem molas especiais responsáveis ​​\u200b\u200bpela abertura dos cames. As pinças deste tipo podem ser adicionalmente equipadas com pastilhas, selecionadas dependendo do diâmetro da ferramenta ou peça de trabalho.

Os mandris de pinça, que são projetados com uma porca adicional, podem ser usados ​​para segurar ferramentas de pequeno diâmetro com haste cônica Morse. A desvantagem desse tipo de pinça é que um mecanismo de fixação separado deve ser usado para ferramentas de diferentes diâmetros.

O torneamento de peças de pequeno diâmetro, realizado em máquinas do tipo longitudinal, também pode ser realizado por meio de mecanismos de fixação de pinças. Os mandris de pinça usados ​​nesses casos diferem em seu design dos modelos convencionais.

A primeira coisa a considerar ao escolher um mandril tipo pinça é como ele trava no eixo da máquina que está sendo usada. Pode haver duas opções para tal fixação: usando um adaptador especial ou enrolando o cartucho na extremidade rosqueada do fuso. Se um mandril de fresamento ou torneamento do tipo pinça for anexado ao fuso da máquina usando um flange ou um cone Morse, você deve primeiro descobrir seus parâmetros exatos (diâmetro da correia e parâmetros de conicidade).

Conforme mencionado acima, dependendo do diâmetro da haste da ferramenta ou da peça a ser processada, é selecionado o número de elementos de fixação com os quais a pinça está equipada. Além disso, você deve prestar atenção ao material de que esses elementos são feitos: quanto mais duro, mais tempo o cartucho durará.

- Este é um dispositivo de fixação especial para instalar a ferramenta. É usado como o elemento principal de um mandril de pinça para fixar uma ferramenta ou uma peça cilíndrica. Também são usadas pinças especiais para haste quadrada ou hexagonal.

Construção e aplicação

A pinça é uma luva bipartida elástica com um cone truncado e um orifício com o diâmetro necessário. O corpo da pinça possui cortes especiais que permitem que as abas de travamento se movam ao inserir ou remover a ferramenta. A força de compressão faz com que a porca gire.

A ilustração abaixo mostra uma pinça (1), uma fresa com haste cilíndrica (2) e um mandril de pinça (3).

Este elemento de travamento é projetado para ser instalado em um mandril de pinça, que, na maioria das vezes, é elemento separado ferramentas para máquinas de corte de metal. O próprio cartucho é instalado por meio de um cone Morse em assento cartucho. Além disso, ele pode ser parte integral máquina.
As pinças são amplamente utilizadas em modernas máquinas de corte de metal - torneamento, furação e fresamento. A principal vantagem deste tipo de fixação é alta velocidade instalar ou remover ferramentas. As desvantagens incluem a necessidade de conformidade estrita com os tamanhos do mandril e da pinça.

Tipos de pinças

Na metalurgia moderna, tipos diferentes pinças que diferem em tamanho e design. Fechos propósito geral subdividido em:

• Através e surdo. Através podem fixar uma peça de tamanho ilimitado e são utilizados, por exemplo, para fixar uma haste giratória.
• Uma ou duas zonas de fixação. A fixação mais rígida é fornecida por pinças com duas zonas de fixação, eliminando completamente o desvio do eixo do fuso.
• Pinça para machos e outras ferramentas com haste quadrada ou hexagonal. O design desse tipo de pinça oferece compensação axial.

O uso de pinças em tornos

A pinça e o mandril de pinça são usados ​​como o principal equipamento de fixação quando é necessário processar longitudinalmente peças de pequeno diâmetro. Essas ferramentas podem ser equipadas com pastilhas de cerâmica ou carboneto para melhorar a resistência ao desgaste e evitar o acúmulo de metal.

Para trabalhar com peças em tornos automáticos, são usadas pinças de alimentação e fixação. O alimentador é usado em conjunto com o de fixação e fornece fixação suficiente da peça de trabalho para mover na direção axial, com o segundo equipamento de fixação na posição aberta. Esse tipo a pinça tem uma ligação roscada ao tubo de alimentação. Quando a peça de trabalho é mantida pela barra de fixação, o avanço retorna à sua posição original. Antes da alimentação, o grampo solta a peça de trabalho e o alimentador avança com ela.

A pinça de fixação fornece fixação automática da barra e está localizada na frente do fuso. Em tornos de torre, as pinças cônicas reversas são mais comumente usadas, que fornecem maior rigidez devido ao aumento da força de fixação durante o corte axial.

GOSTs

GOST 17201-71 se aplica a pinças do tipo braçadeira projetadas para hastes cilíndricas. Outros padrões comumente usados ​​definem as dimensões básicas e de conexão das pinças. Para pinças de aperto Aplica-se GOST 2876-80, para candidatos - GOST 2877-80. Dos padrões internacionais, DIN 6499, ISO 15488 são geralmente aplicáveis, regulando os parâmetros das pinças ER - com duas zonas de fixação e um furo passante.

3. Pinças para alimentação e fixação da barra

Nos tornos automáticos, a extensão (alimentação) e a fixação da barra são realizadas por meio de um mecanismo, cujos elos essenciais são as pinças de alimentação e de fixação.

FIG. 91. Collet para empurrar a barra.

A pinça de alimentação é uma luva dividida, cujas mandíbulas estavam comprimidas durante o tratamento térmico (Fig. 91). A elasticidade de suas garras deve garantir que a barra seja fixada com força suficiente para movê-la no sentido axial com a pinça de fixação aberta. Ao mesmo tempo, a força elástica das garras da pinça de alimentação não deve ser muito grande, pois a pinça de alimentação deve deslizar ao longo da barra, movendo-se para sua posição original, enquanto a barra é mantida pela pinça de fixação.

A pinça de alimentação e o tubo de alimentação são rosqueados. Quando a barra é presa pela pinça de fixação, a pinça de alimentação, movendo-se para trás, desliza para sua posição original. Antes da alimentação, a pinça de fixação solta a barra e a pinça de alimentação avança com ela, prendendo-a com a força da pré-carga da pinça.

Recentemente, têm sido utilizadas pinças de alimentação com insertos intercambiáveis, o que garante seu uso mais racional, pois possibilitam a utilização da mesma pinça para alimentação de barras de diferentes diâmetros e perfis.

De acordo com as condições de trabalho, as pinças de alimentação devem ter uma alta resistência ao desgaste, pelo que geralmente são feitas de aço temperado ou aço com alto teor de elementos de liga.

A fixação automática da barra em tornos automáticos é realizada usando uma pinça de fixação colocada na extremidade frontal do fuso.

FIG. 92. pinça de fixação da barra: a — até 5 mm de diâmetro; b - com um diâmetro de 6 a 36 mm.

Existe vários projetos pinças de fixação e, consequentemente, métodos de fixação. Nas máquinas giratórias, foram utilizadas pinças com cone reverso (Fig. 92). Essa fixação da barra proporciona maior rigidez, pois a força de corte axial aumenta a força de fixação da barra pela pinça.

A pinça pode encostar-se ao veio da máquina com a sua parte frontal (Fig. 22, c). Nesse caso, para prender a barra na pinça, encontra-se uma luva, na qual deve ser aplicada uma força compressiva. Essa fixação garante uma alimentação precisa da barra, pois durante o processo de fixação a pinça permanece estacionária na direção axial e a luva se move.

A principal desvantagem deste esquema de fixação da haste é um aumento comparativo nas dimensões do mecanismo de fixação.

Nas pinças de fixação para material redondo e hexagonal, são feitas três ranhuras, para material quadrado - quatro.

As pinças de fixação são geralmente feitas de aços U8, 9XC; após o endurecimento, devem ter dureza da peça de trabalho RC ~ 58-60 e cauda - RC ~ 38-50.

Recentemente, têm sido usadas pinças com mandíbulas substituíveis transitórias, que são fixadas ao corpo principal da pinça com parafusos. Na prática, essas pinças são muito convenientes, pois barras de diferentes diâmetros são fixadas com esponjas. Assim, um conjunto de pinças para diferentes diâmetros de barra é substituído por um conjunto de mandíbulas. Além disso, as condições de tratamento térmico das pinças são melhoradas, uma vez que as mandíbulas substituíveis são tratadas termicamente de forma independente.

A desvantagem das pinças com garras intercambiáveis ​​é a complexidade do projeto e a rigidez um tanto reduzida.

As pinças usadas para processar peças que causam baixas forças de corte geralmente têm um furo retificado, para que a superfície da barra nos pontos de fixação não se deteriore. Em altas forças de corte, para aumentar o atrito entre a barra e a pinça, a superfície de fixação é ondulada.

As dimensões principais das pinças de alimentação e fixação mostradas nas Figs. 91 e 92 são dados na tabela. 35.

Tabela 35 Dimensões principais(em mm) pinças de alimentação e fixação usadas em máquinas giratórias(figs. 91 e 92)