Pince de serrage pour tour. Collet
- Il s'agit d'un dispositif de fixation spécial pour installer l'outil. Il est utilisé comme élément principal d'une pince de serrage pour serrer un outil ou une pièce cylindrique. Des pinces spéciales pour tiges carrées ou hexagonales sont également utilisées.
Conception et application
La pince est un manchon fendu élastique avec un cône tronqué et un trou du diamètre requis. Le corps de la pince présente des découpes spéciales qui assurent le mouvement des lames de verrouillage lors de l'installation ou du retrait de l'outil. La force de compression assure la rotation de l'écrou.
La figure ci-dessous montre une pince de serrage (1), une fraise à tige droite (2) et un mandrin à pince (3).
Cet élément de fixation est destiné à être installé dans une pince de serrage, qui, le plus souvent, est un élément distinct de l'équipement d'une machine à couper les métaux. La cartouche elle-même est installée à l'aide d'un cône Morse sur le siège de la cartouche. Il peut également faire partie intégrante de la machine.
Les pinces sont largement utilisées dans les machines modernes de coupe des métaux - tournage, perçage et fraisage. Le principal avantage de ce type de fixation est la grande rapidité d'installation ou de retrait de l'outil. Les inconvénients incluent la nécessité de correspondre strictement aux tailles standard du mandrin et de la pince.
Types de pinces
Dans le travail des métaux moderne, différents types de pinces sont utilisés, différant par leur taille et leur conception. Les fixations à usage général sont divisées en :
- Traversant et aveugle. Grâce à eux, on peut fixer une pièce de taille illimitée et on les utilise, par exemple, pour fixer une tige à tourner.
- Une ou deux zones de serrage. La fixation la plus rigide est assurée par des pinces à deux zones de serrage, éliminant complètement les écarts par rapport à l'axe de la broche.
- Pinces pour tarauds et autres outils à tige carrée ou hexagonale. La conception de ce type de pince permet une compensation axiale.
Application de pinces dans les tours
La pince de serrage et le mandrin à pince sont utilisés comme équipement de fixation principal lorsqu'un traitement longitudinal de pièces de petit diamètre est nécessaire. Ces appareils peuvent être équipés d'inserts en céramique ou en carbure pour augmenter la résistance à l'usure et empêcher le collage du métal.
Pour travailler avec des pièces sur des tours automatiques, des pinces d'avance et de serrage sont utilisées. L'alimentateur est utilisé conjointement avec le dispositif de serrage et assure un serrage suffisant de la pièce pour un mouvement dans la direction axiale, avec le deuxième équipement de fixation en position ouverte. Ce type de pince a un raccord fileté au tuyau d'alimentation. Lorsque la pièce est maintenue par la tige de serrage, l'alimentateur revient à sa position d'origine. Avant l'alimentation, la machine de serrage libère la pièce et l'alimentateur la fait avancer avec elle.
La pince de serrage assure le serrage automatique de la barre et est située dans la partie avant de la broche. Sur les tours à tourelle, les pinces à cône inversé sont le plus souvent utilisées, ce qui offre une rigidité plus élevée en raison d'une force de serrage accrue lors de la coupe axiale.
Normes GOST
GOST 17201-71 s'applique aux pinces de serrage destinées aux tiges cylindriques. D'autres normes couramment utilisées définissent les dimensions principales et de connexion des pinces. Pour les pinces de serrage, GOST 2876-80 s'applique, pour les alimentateurs - GOST 2877-80. Parmi les normes internationales, les plus généralement applicables sont DIN 6499, ISO 15488, qui réglementent les paramètres des pinces ER - avec deux zones de serrage et un trou traversant.
3. Pinces d'alimentation et de serrage de la barre
Dans les tours automatiques, l'extension (avance) et le serrage de la barre sont réalisés à l'aide d'un mécanisme dont les maillons essentiels sont les pinces d'avance et de serrage.
Figue. 91. Pince pour rallonger la tige.
La pince d'alimentation est un manchon fendu dont les mâchoires étaient comprimées lors du traitement thermique (Fig. 91). L'élasticité de ses mâchoires doit assurer le serrage de la tige avec une force suffisante pour la déplacer dans le sens axial lorsque la pince de serrage est ouverte. Dans le même temps, la force élastique des mâchoires de la pince d'alimentation ne doit pas être trop importante, car la pince d'alimentation doit glisser le long de la barre, se déplaçant vers sa position d'origine, tandis que la barre est maintenue par la pince de serrage.
La pince d'alimentation et le tuyau d'alimentation ont un raccord fileté. Lorsque la barre est serrée par la pince de serrage, la pince d'alimentation, en reculant, glisse vers sa position d'origine. Avant l'alimentation, la pince de serrage libère la barre et la pince d'alimentation avance avec elle, la saisissant avec la force de précharge de la pince.
Récemment, des pinces d'alimentation avec inserts remplaçables ont été utilisées, ce qui leur offre plus de utilisation rationnelle, car ils permettent d'utiliser la même pince pour alimenter des barres de diamètres et profils différents.
En raison des conditions de fonctionnement, les pinces d'alimentation doivent avoir une résistance élevée à l'usure, c'est pourquoi elles sont généralement fabriquées en acier de cémentation ou en acier à haute teneur en éléments d'alliage.
Le serrage automatique d'une barre sur les tours automatiques s'effectue à l'aide d'une pince de serrage placée à l'extrémité avant de la broche.
Figue. 92. Pince pour fixer la tige: a - d'un diamètre allant jusqu'à 5 mm ; b - d'un diamètre de 6 à 36 mm.
Il existe différentes conceptions de pinces de serrage et, par conséquent, des méthodes de serrage. Sur les machines automatiques tournantes, des pinces à cône inversé ont été utilisées (Fig. 92). Ce type de fixation de la tige offre une plus grande rigidité, puisque la force de coupe axiale augmente la force de serrage de la tige par la pince.
La pince de serrage peut reposer contre la broche de la machine avec sa partie avant (Fig. 22, c). Dans ce cas, pour serrer la tige sur la pince, on trouve un manchon sur lequel il faut appliquer une force de compression. Cette fixation garantit une alimentation précise de la tige, car pendant le processus de serrage, la pince reste immobile dans la direction axiale, tandis que le manchon se déplace.
Le principal inconvénient de ce système de fixation de tige est l'augmentation comparative des dimensions du mécanisme de serrage.
Trois fentes sont pratiquées dans les pinces pour les matériaux ronds et hexagonaux, et quatre pour les matériaux carrés.
Les pinces de serrage sont généralement en aciers U8, 9ХС ; après durcissement, ils doivent avoir une dureté de la partie active RC ~ 58-60 et la dureté de la partie queue - RC ~ 38-50.
Récemment, des pinces avec des mâchoires remplaçables de transition, qui sont fixées au corps principal de la pince à l'aide de vis, ont été utilisées. En pratique, de telles pinces s'avèrent très pratiques, car elles serrent des tiges de différents diamètres avec des mâchoires. Ainsi, un jeu de pinces pour différents diamètres de tige est remplacé par un jeu de mors. De plus, les conditions s'améliorent traitement thermique pince, puisque les mâchoires remplaçables sont traitées thermiquement indépendamment.
L'inconvénient des pinces à mâchoires remplaçables est la complexité de la conception et une rigidité légèrement réduite.
Les pinces utilisées pour le traitement de pièces qui entraînent de faibles forces de coupe ont généralement un trou rectifié, de sorte que la surface de la tige au niveau des points de serrage ne se détériore pas. À grandes forces coupe, pour augmenter la friction entre la tige et la pince, la surface de serrage est rendue ondulée.
Les principales dimensions des pinces d'alimentation et de serrage indiquées sur la Fig. 91 et 92 sont donnés dans le tableau. 35.
Tableau 35 Dimensions principales(en mm) pinces d'avance et de serrage utilisées sur les machines automatiques tournantes(Fig. 91 et 92)
Un dispositif tel qu'une pince de serrage est un type de mécanisme de serrage utilisé pour la fixation outil de coupe, tournant avec grande vitesse. Contrairement aux mandrins à dégagement rapide, les mandrins à pinces ne nécessitent pas l'utilisation de dispositifs supplémentaires tels que des vis, des broches ou des éléments de verrouillage, c'est pourquoi ces dispositifs sont souvent appelés auto-serrage.
Les éléments de serrage à pince sont équipés de mandrins pour tour, dans lesquels les pièces sont fixées pendant le traitement. De tels mandrins, en fonction des paramètres géométriques de la pièce à usiner, peuvent différer à la fois par leurs dimensions et par la forme des éléments de serrage. Les plus courantes de toutes celles utilisées aujourd'hui sont les pinces de serrage de type ER.
Principales variétés
Pour compléter les machines modernes de travail des métaux (tours, fraisage et perçage), on utilise des mandrins autocentrants, équipés de deux, trois ou quatre mors. Les éléments de serrage de ces mandrins peuvent être actionnés manuellement ou à l'aide d'un entraînement mécanique. Si nous parlons des domaines d'application de tels mécanismes de serrage, les mandrins à deux mors sont principalement utilisés pour fixer les pièces moulées en forme pendant leur traitement et, à l'aide de mécanismes de serrage à trois mors, pour la fixation fiable des pièces et des tiges d'outils rondes, les formes coniques et hexagonales sont assurées. Les mécanismes de serrage équipés de quatre mâchoires sont utilisés dans les cas où le traitement nécessite la fixation d'une pièce asymétrique ou d'une pièce rectangulaire.
En général, tous les mécanismes de fixation d'un outil ou d'une pièce pendant le traitement sont répartis dans les catégories suivantes :
- appareils à pinces;
- dispositifs à levier;
- dispositifs de type serrage rapide (BZP);
- dispositifs de serrage à coin;
- mandrins hydrauliques;
- pinces à membrane;
- cartouches thermiques;
- dispositifs de serrage à deux, trois et quatre mors.
Des mandrins auto-serrants, utilisant un mécanisme à pinces, sont nécessaires pour équiper les machines spécialisées et universelles. L'avantage de l'utilisation de mandrins de ce type est que leur conception fournit une force de serrage suffisante même avec une faible valeur de couple, ce qui ne peut pas être dit à propos de dispositifs similaires d'autres types. Lors du choix d'un mandrin à pince, vous devez faire attention au fait que les principaux éléments de sa conception sont en acier trempé. Dans ce cas, cela peut durer beaucoup plus longtemps.
Comment fonctionne le mécanisme de serrage à pince ?
Un mandrin de fraisage ou de tournage, dont la base est une pince de serrage, fonctionne selon le principe suivant :
- Un écrou auto-serrant, qui est serré, crée une pression sur l'extrémité du mécanisme à pince.
- Sous l'influence de la pression, la pince se déplace dans un trou en forme de cône, ce qui entraîne une compression des pétales qui composent sa partie active.
- En se contractant, les lames de pince fixent solidement la tige de l'outil ou la pièce à usiner.
Ainsi, pour retirer un outil ou une pièce d'un tel mandrin, il est nécessaire de desserrer l'écrou auto-serrant, réduisant ainsi la pression qu'il exerce sur la pince.
Le gros avantage des pinces de serrage pour fraiseuse(ou équipements de tournage), par rapport aux dispositifs similaires d'autres types, est que l'outil ou la pièce qui y est fixée est parfaitement centré, ce qui garantit leur faux-rond radial minimal. De plus, pour utiliser un mandrin de fraisage ou de tour à pince, il n'est pas nécessaire d'utiliser des clés spéciales qui, en règle générale, sont souvent perdues.
Les mandrins à pinces peuvent être utilisés pour maintenir des pièces dont la configuration transversale ne correspond pas à la forme de leur trou d'entrée. Afin de fixer une telle pièce dans la pince de serrage, des cartouches spéciales sont utilisées, fournies avec l'appareil.
Caractéristiques de conception
Les principaux éléments de conception de tout mandrin à pince sont l'écrou de serrage et le mécanisme de serrage à pince, qui peuvent être rétractables, rétractables ou fixes. Selon leur objectif, les mécanismes à pince peuvent être de serrage ou d'alimentation. Des mécanismes de type pince sont également utilisés pour fixer les pièces le long de la surface de leur trou interne. Cette fixation est assurée par un dispositif spécial – un mandrin à pince. En plus de fixer les pièces pendant le traitement, un mandrin à pince peut être utilisé pour y fixer des fraises de type accessoire.
Les mécanismes à pince d'alimentation sont utilisés dans les cas où la pièce qui y est fixée pendant le traitement doit être périodiquement retirée du dispositif de serrage. La conception d'une telle pince se compose d'une douille en acier, sur la surface latérale de laquelle trois coupes sont pratiquées, formant des pétales de serrage à ressort, ainsi que d'un tube à travers le trou intérieur duquel la pièce est introduite dans la zone de traitement. Avant d'utiliser un tel mécanisme, le manchon de serrage est vissé dans un trou fileté du tube et l'extrémité de la pièce est passée entre les lames du mécanisme de serrage. Une tige spéciale entraînée par une came ou un mécanisme hydromécanique est chargée d'alimenter la pièce dans la zone de traitement.
La pince de serrage, qui se présente également sous la forme d'un manchon à pétales à ressort, assure uniquement la fixation de la pièce, sans l'introduire dans la zone de traitement. En fonction du diamètre de la tige de l'outil ou de la pièce à usiner, qui sont fixés à l'aide d'un mécanisme à pince, le nombre de pétales peut varier. Ainsi, pour la fixation d'outils et de pièces d'un diamètre n'excédant pas 3 mm, on utilise des pinces à trois lobes, d'un diamètre de 3 à 80 mm - des pinces à quatre lobes, et d'un diamètre supérieur à 80 mm - six- pinces à lobes.
Pour fixer des outils et des pièces du plus petit diamètre, des pinces de serrage fendues sont nécessaires, dont la conception contient des ressorts spéciaux chargés d'ouvrir les mâchoires. Les pinces de ce type peuvent être en outre équipées d'inserts sélectionnés en fonction du diamètre de l'outil ou de la pièce.
Les mandrins à pinces, dont la conception est complétée par un autre écrou, peuvent être utilisés pour fixer des outils de petit diamètre à tige en forme de cône Morse. L'inconvénient de ce type de pince est que pour les outils de diamètres différents, il est nécessaire d'utiliser un mécanisme de serrage séparé.
Le tournage de pièces de petit diamètre, effectué sur des machines de type longitudinal, peut également être effectué à l'aide de mécanismes de serrage à pinces. Les mandrins à pinces utilisés dans de tels cas diffèrent par leur conception des modèles conventionnels.
La première chose à laquelle vous devez faire attention lors du choix d'un mandrin à pince est la manière dont l'appareil est fixé à la broche de l'équipement que vous utilisez. Il peut y avoir deux options pour une telle fixation : utiliser un adaptateur spécial ou visser le mandrin sur l'extrémité filetée de la broche. Si un mandrin de fraisage ou de tour à pince doit être connecté à la broche de la machine à l'aide d'une bride ou d'un cône Morse, vous devez d'abord connaître leurs paramètres exacts (diamètre de la courroie et paramètres de cône).
Comme mentionné ci-dessus, en fonction du diamètre de la tige de l'outil ou de la pièce à usiner, le nombre d'éléments de serrage dont la pince est équipée est sélectionné. De plus, vous devez faire attention au matériau à partir duquel ces éléments sont fabriqués : plus il est dur, plus la cartouche vous servira longtemps.
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