Расчет сил, необходимых для закрепления заготовок

Приложенные к заготовке силы должны предотвратить возможный отрыв заготовки от установочных элементов, сдвиг или поворот ее под действием сил резания и обеспечить надежное закрепление в течении всего времени обработки.

Расчет сил закрепления обычно направлен на обеспечение равновесия заготовки под действием приложенных к ней внешних сил. Внешними силами являются силы резания, силы закрепления, реакции опор и силы трения. Поэтому для расчета нужно знать условия обработки в проектируемом приспособлении. Величину сил резания и их моментов определяют по формулам теории резания или по нормативным справочников. Так как в процессе обработки условия резания изменяются, то для обеспечения надежности закрепления силы резания рассчитываются с учетом коэффициента запаса «k»

Обычно коэффициент запаса (после подсчета всех первичных коэффициентов) получают равным 2,5 и более.

Рассмотрим некоторые типичные случаи закрепления заготовок и расчета сил закрепления.

Токарная операция. Заготовка закреплена в трехкулачковом патроне.

Силу зажима W обычно рассчитывают из условия непроворачивания заготовки.

Рисунок 4.2 – Схема закрепления заготовки в трехкулачковом патроне

где W_сум. - суммарная сила зажима всеми кулачками, Н;

f - коэффициент трения;

r - радиус заготовки в месте закрепления, мм;

k - коэффициент запаса;

M_рез –момент резания, Н*мм;

где P_z - тангенсальная составляющая силы резания, Н;

r₁ - радиус обработанной поверхности, мм

Отсюда

Сверлильная операция. Заготовка установлена на кольцевой опоре и закреплена с помощью тяги под действием силы W.

Рисунок 4.3 – схема установки заготовки на кольцевой опоре

Потребная сила зажима определяют из формулы

гдеW и P_x – соответственно силы зажима и подачи, Н;

f - коэффициент трения;

r – плечо на которое приложена сила трения, мм, в упрощенном виде (D и D₁ смотри рисунок 4.3);

k – коэффициент запаса;

Mсв. – момент сверления,Н*мм;

r1 – радиус, на котором расположены отверстия, мм;

d – диаметр сверла,мм

Фрезерная операция. Плоская поверхность заготовки обрабатывается в приспособлении с помощью цилиндрической фрезы. На заготовку действуют силы Р_z и Р_y, стремящиеся повернуть ее относительно точки О. Повороту противодействует сила и сила трения.

Условие равновесия заготовки может быть представлено в виде суммы моментов относительно точки О.

где a – плечо силы зажима,мм;

P_z и P_y – окружная и радиальная составляющая силы резания,Н;

b –плечо силы Р_z,мм;

l – плечо силы Р_y и силы F (длина заготовки),мм

Рисунок 4.4 – Схема фрезерования плоской поверхности заготовки

Так как сила трения , где f - коэффициент трения, то после подстановки получим следующее выражение:

Контрольные вопросы:

1.С какой целью применяют станочные приспособления?

2.Классификация приспособления.

3.Что относится к установочным элементам?

4.Какие бывают виды призм?

5.Классификация зажимных устройств

6.Где применяются приспособления – кондуктор?

7.Что такое цанга?

8.Коэффициент запаса, закрепления заготовки в приспособлении

Лекция 5 -