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LABORATORIO A CASA
Copia primavera. Laboratorio domestico
Al giorno d'oggi, puoi facilmente acquistare quasi tutti i prodotti per la casa di cui hai bisogno nei negozi. Allo stesso tempo, l'attenzione e gli sforzi creativi dei designer dilettanti sono sempre più diretti verso oggetti tecnicamente complessi: trattori, veicoli fuoristrada, automobili e persino aeroplani. Sta cambiando anche l'approccio dei fai-da-te alla realizzazione dei progetti pianificati; non temono la necessità di produrre in modo indipendente parti complesse e precise, che possono anche essere soggette a severi requisiti di resistenza. Uno di questi elementi tipici, presente in quasi tutte le strutture ad alta intensità energetica, sono le molle elicoidali in tensione o compressione. A questo proposito, offriamo una tecnica che aiuterà a produrre molle critiche con la qualità e la precisione richieste. Il metodo proposto per l'avvolgimento di molle elicoidali viene implementato su un tornio a vite utilizzando un dispositivo speciale costituito da un mandrino e una fotocopiatrice. Un mandrino con un gancio a forma di foro all'estremità della flangia è fissato al mandrino della macchina per fissare l'inizio del filo della molla. Nel portautensile è installato un supporto con una fotocopiatrice. La fotocopiatrice è un albero con una scanalatura elicoidale tagliata a passo variabile, che ruota liberamente su due cuscinetti. Le scanalature all'inizio e alla fine della fotocopiatrice assicurano l'avvolgimento delle spire precaricate della molla, e la parte centrale garantisce l'avvolgimento delle spire funzionanti con il passo e il diametro richiesti. Il supporto della fotocopiatrice è una struttura saldata da una piastra di acciaio da 40 mm, rinforzata con una nervatura da un nastro da 10 mm e due alloggiamenti dei cuscinetti. Il corpo destro è saldato alla piastra, quello sinistro è fissato con bulloni M12 (per consentire la sostituzione della fotocopiatrice). Non vengono forniti disegni specifici del supporto in quanto dettati dal tipo di tornio e dalle dimensioni della molla elicoidale. La produzione della molla viene eseguita nella seguente sequenza. Innanzitutto, un pezzo da lavorare, un pezzo misurato di filo con un'estremità piegata a 90°, lungo 4 - 5 d, viene fatto passare dal basso sotto la fotocopiatrice e installato nel foro del gancio del mandrino. Quindi la fotocopiatrice viene ruotata manualmente finché l'inizio della scanalatura non coincide con la posizione del filo. La sua tensione e il contatto costante con la scanalatura elicoidale della copiatrice sono assicurati dalla notevole resistenza alla flessione dell'acciaio per molle del pezzo. Il processo di formazione della molla inizia accendendo il mandrino della macchina alla velocità minima. Il filo viene avvolto su un mandrino e il passo viene regolato dalla scanalatura elicoidale della fotocopiatrice che ruota su cuscinetti.
Di seguito è riportato un metodo per calcolare i parametri del mandrino e della fotocopiatrice per garantire le dimensioni della molla richieste. Designazioni accettate nei calcoli. Dati iniziali (dimensioni della molla): n - numero di giri di lavoro; n1- numero totale di giri; t - fase della parte di lavoro; Do - diametro interno; DSposare- diametro medio. Parametri della copiatrice: l - lunghezza della parte di lavoro; Dpoliziotto.- diametro interno della scanalatura; Dnl.- diametro della linea neutra di spire avvolte sul mandrino; k = Dnl./Dpoliziotto.- fattore di correzione; T - passo dell'elica della parte lavorante; Тn- passo dell'elica delle parti di ingresso e di uscita. Mandrino: ddef.- diametro. Valori di progetto intermedi: L - la lunghezza di una spira della molla senza tener conto del passo; Dcfr.def.- il diametro medio delle spire della molla avvolta sul mandrino; X - coefficiente tabellare per determinare la linea neutra durante la flessione; β - coefficiente che tiene conto delle proprietà elastiche del filo; ndef.- il numero di giri di lavoro della molla avvolta sul mandrino, tenendo conto dell'elasticità del filo; L1- la lunghezza del filo che passa attraverso la parte di lavoro della fotocopiatrice; l2- la lunghezza del filo delle spire di lavoro della molla avvolta sul mandrino; L3- la lunghezza del filo avvolto sul mandrino, tenendo conto delle spire precaricate; L4- lunghezza del filo della molla secondo il disegno. Il valore decisivo nel calcolo è il valore che tiene conto dell'elasticità del filo durante la piegatura. Viene utilizzato per determinare il diametro del mandrino e il numero di giri del filo. Per determinare il valore di questo valore, si consiglia la seguente sequenza. In prima approssimazione viene realizzato un mandrino di diametro Dо. Su un tornio a vite, 5-10 giri di filo vengono avvolti sul mandrino con un passo di avanzamento approssimativamente uguale al passo della molla. In questo caso, nel portautensile è installato un rullo speciale con scanalatura. Dopo l'avvolgimento, viene determinato l'angolo di svolgimento di tutte le spire della molla ±, viene calcolato l'angolo per giro e, infine, il coefficiente B = ±1/360°/, tenendo conto dell'elasticità di un filo di un dato materiale.
Una fotocopiatrice che prevede l'avvolgimento di molle con spire funzionanti al centro e pretensionate all'inizio e alla fine della molla (clicca per ingrandire): 1 - la parte centrale della fotocopiatrice per l'avvolgimento delle spire funzionanti; 2 - parte terminale della fotocopiatrice per l'avvolgimento delle spire precaricate; 3 - pin 08 (4 pz.); 4 - Vite M8 (4 pz.) Di seguito è riportato un metodo per calcolare le dimensioni di una fotocopiatrice e un mandrino per avvolgere una molla in acciaio 60S2A-V-1-HN GOST 14963-78 con parametri: n = 9; N1= 11; t= 14 mm; Dо= 42 ± 0,9 mm; d = 8 mm; DSposare=50 mm. Per date dimensioni della molla, utilizzando il metodo sopra descritto, è stato sperimentalmente stabilito, dopo estrazione da un mandrino del diametro di 30 mm, un aumento dell'arco circolare di un giro di 42°, che corrisponde ad un aumento della lunghezza della molla. girare di 1,083 volte (β = 30° 360° = 0,083). Su questa base, Dcfr.def.= (L - βL)/ π = L (1 - β)/π = 157x0,917/3,14 = 46 mm, dove L = π DSposare= 3,14x50 = 157 mm; ddef.= Dcfr.def.- d = 46 - 8 = 38 mm ndef.= 1,083n + 0,25 = 1,083 + 0,25 = ~10, dove 0,25 è la parte aggiuntiva della bobina, tenendo conto della tolleranza del numero di bobine di lavoro. Il diametro della linea neutra della spira sul mandrino (Fig. 2) è calcolato dalla formula: Dnl.=ddef.+ 2dX.X - determinato dalla Tabella 1 in base al rapporto ddef./2d (nel nostro caso 38/ (2x8) = 2,375) Utilizzando il metodo dell'interpolazione, calcoliamo X = 0,458 e arrotondiamo a 0,46. Quindi Dnl = 45,36 mm. Tabella 1 Dcop in prima approssimazione è preso uguale a Dо= 42 mm. Allora il coefficiente k = Dnazione./Dpoliziotto.= 45,36/42 = 1,08 Lunghezza della parte lavorante della fotocopiatrice: = t·n = 14x9 = 126 mm. Passo stimato della parte operativa della fotocopiatrice: T = l/(ndef.k) = 126 / (10x1,08) = 11,67 mm. Il passo calcolato risultante della parte di lavoro della fotocopiatrice viene arrotondato al passo di avanzamento più vicino del tornio per viti (T = 12 mm) per garantire la possibilità di tagliare una scanalatura della vite. Per mantenere un dato passo della molla, il diametro interno della scanalatura della fotocopiatrice viene ricalcolato in base alla condizione del passo della fotocopiatrice selezionato: k = l/(T ndef.) = 126/(12x10) = 1,05. Quindi Dpoliziotto.= Dnl./k = 45,36/1,05 = 43,2 mm. Il numero di giri delle parti di ingresso e di uscita della fotocopiatrice è scelto pari a 1,5. Il passo della scanalatura di queste parti è determinato dalla formula stabilita sperimentalmente: T = 0,875d = 0,875x8 = 7 mm, ed è considerato uguale al passo di avanzamento più vicino sulla macchina (7 mm).Le parti di ingresso e di uscita sono saldate a all'asse della fotocopiatrice oppure fissato con due perni di diametro 8 mm e due viti M8. L'accoppiamento delle scanalature delle parti di ingresso e di uscita della fotocopiatrice con la scanalatura della parte di lavoro viene elaborato manualmente con un file appropriato, garantendo una transizione graduale. Materiale della copiatrice - acciaio 45, trattamento termico - indurimento alla durezza HRC38...42. Per verificare i calcoli, viene determinata la lunghezza del filo: L1= Dpoliziotto.π 1/T = 43,2x3,14x126/12 = 1425 mm e rispetto alla lunghezza del filo: L2= Dnl.ndef.= 45,36x3,14x10 = 1425 mm. Viene confrontata anche la lunghezza del filo: L3= Dnl.π(ndef.+ 2x1,083) = 45,36x3,14(10+2x1,083) = 1733 mm con lunghezza filo:L4= (dо+2d X) π n = (42 + 2x8x0,46) x14x11 = 1705 mm. Se calcolato correttamente, l'errore λ non dovrebbe superare il 2,5%. Nel nostro caso:λ = (L3- L4) 100%/l4= (1733 - 1705)100/1705= 1,6%. Autore: V. Vinichenko
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