Составление расчетной схемы и исходного управления для расчета зажимного усилия Рз

5. Составление расчетной схемы и исходного управления для расчета зажимного усилия Рз

Закрепление заготовки производится с помощью зажимных устройств различных конструкций. Принцип действия и конструкцию зажимного устройства конструктор выбирает исходя из конкретных условий выполнения операций: типа производства, величин сил резания, действующих на заготовку при выполнении операций, конструктивных особенностей заготовки, типа станка.

Методика силового расчета станочных приспособлений в некоторой степени определяется применяемыми зажимными устройствами, которые разделяются на три группы.

К первой группе относятся зажимные устройства (рис. 5.1а), имеющие в своем составе силовой механизм (СМ) и привод (П), который обеспечивает перемещение контактного элемента (К) и создает исходное усилие Ри , преобразуемое силовым механизмом в зажимное усилие Рз .Используемые приводы достаточны разнообразны: пневматические, гидравлические, пневмогидравлические, электрические и т.д. Применяются в серийном, крупносерийном производствах.

Во вторую группу (рис. 5.1б) входят зажимные устройства, состоящие лишь из силового механизма, который приводится в действие непосредственно рабочим, прилагающим исходное усилие Ри на плече l. Эти устройства иногда называют зажимным устройством с ручным приводом (единичное и мелкосерийное производство).

К третьей группе относятся зажимные устройства, которые в своем составе не имеют силового механизма, а используемые приводы лишь условно можно назвать приводами, так как они не вызывают перемещений элементов зажимного устройства и только создают зажимное усилие Рз , которое в этих устройствах является равнодействующей равномерно распределенной нагрузки q, непосредственно действующей на заготовку и создаваемой либо в результате атмосферного давления, либо посредством магнитного силового потока. К этой группе относятся вакуумные и магнитные устройства (рис. 5.1в). Применяются во всех видах производства.

Силовой расчет станочных приспособлений можно разбить на следующие этапы:

Действующие на заготовку силы и моменты резания можно рассчитать по формулам, приводимым в справочниках и нормативах по режимам резания применительно к определенному виду обработки.

5.2. Выбор коэффициента трения заготовки с опорными и зажимными элементами

В приспособлениях силы трения возникают на поверхностях контакта заготовки с опорными и зажимными элементами. Величина коэффициента трения ( зависит от многих факторов. При использовании приспособлений его определение связано с определенными трудностями. В приспособлениях встречается много различных сочетаний контактных поверхностей, различающихся по форме, состоянию поверхности, твердости и т.д. Значения коэффициента трения для некоторых сочетаний контактных поверхностей приведены в табл. 5.1.

5.3. Составление расчетной схемы и исходного уравнения для расчета зажимного усилия Рз

Величину необходимого зажимного усилия определяют на основе решения задачи статики, рассматривая равновесие заготовки под действием приложенных к ней сил. Для этого необходимо составить расчетную схему, то есть изобразить на схеме базирования заготовки все действующие на нее силы: силы и моменты резания, зажимные усилия, реакции опор и силы трения в местах контакта заготовки с опорными и зажимными элементами.

Расчетную схему следует составлять для наиболее неблагоприятного местоположения режущего инструмента по длине обрабатываемой поверхности.

По расчетной схеме необходимо установить направления возможного перемещения или поворота заготовки под действием сил и моментов резания, определить величину проекций всех сил на направление перемещения и составить уравнения сил и моментов:

Примеры расчета зажимного усилия Рз

Пример 1. Фрезерование плоскости при данном способе базирования и закрепления заготовки (рис. 5.2)

Из уравнения равновесия:

Введем коэффициент надежности закрепления К:

Пример 2. Сверление отверстия в заготовке, закрепленной в 3-х кулачковом патроне (рис. 5.3).

При перемещении заготовки в кулачках вдоль оси имеем коэффициент трения f1 , а при поворачивании f2 .

Определим величину зажимного усилия при условии недопустимости перемещения заготовки в кулачках. Предположим, что в патроне 3 кулачка. Тогда 3 Т1 = Ро . Введем К:

При условии недопустимости провертывания заготовки в кулачках

Окончательно имеем

5.4. Расчет коэффициента надежности закрепления К

Так как в производственных условиях могут иметь место отступления от тех условий, применительно к которым рассчитывались по нормативам силы и моменты резания, возможное увеличение их следует учесть путем введения коэффициента надежности (запаса) закрепления К и умножения на него сил и моментов, входящих в составленные уравнения статики.

Значение коэффициента надежности К следует выбирать дифференцированно в зависимости от конкретных условий выполнения операции и способа закрепления заготовки. Его величину можно представить как произведение частных коэффициентов, каждый из которых отражает влияние определенного фактора:

К0 – гарантированный коэффициент запаса надежности закрепления, К0 = 1,5;

К1 – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания из-за случайных неровностей на заготовках;

К1 = 1,2 – для черновой обработки;

К1 = 1,0 – для чистовой обработки;

К2 – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания вследствие затупления инструмента (табл. 5.2);

К3 – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при прерывистом резании, К3 = 1,2;

К4 – учитывает непостоянство зажимного усилия;

К4 = 1,3 – для ручных зажимов;

К4 = 1,0 – для пневматических и гидравлических зажимов;

К5 – учитывает степень удобства расположения рукояток в ручных зажимах;

К6 – учитывает неопределенность из-за неровностей места контакта заготовки с опорными элементами, имеющими большую опорную поверхность (учитывается только при наличии крутящего момента, стремящегося повернуть заготовку);

Величина К может колебаться в пределах 1,5…8,0. Если К < 2,5, то при расчете надежности закрепления ее следует принять равной К = 2,5 (согласно ГОСТ 12.2.029-77).

В таблице 5.3 приведены схемы для определения силы зажима Рз заготовок для различных видов механической обработки.

Таблица 5.3 Схемы для определения зажимного усилия Рз

На какие группы делятся зажимные устройства?

Этапы силового расчета станочных приспособлений.

Как составить расчетную схему и исходное уравнение для расчета зажимного усилия Рз.

Как определить коэффициент надежности закрепления «К»?

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23