Лекция 6 силовой расчет приспособления

Задачей силового расчета приспособления является определение зажимного усилия Р_з, необходимого для обеспечения надежного закрепления заготовки и исходного усилия Р_и, действующего на силовой механизм приспособления со стороны привода.

Силовой расчет станочных приспособлений можно разбить на следующие этапы:

− определение сил и моментов резания.

− выбор коэффициента трения f заготовки с опорными и зажимными элементами.

− составление расчетной схемы и исходного уравнения для расчета зажимного усилия Р_з .

− расчет коэффициента надежности закрепления К.

− составление расчетной схемы и исходного уравнения для расчета исходного усилия Р_и .

− расчет диаметров силовых цилиндров пневмо- и гидроприводов.

6.1. Определение сил и моментов резания

Величину сил резания и их моментов определяют по формулам теории резания металлов или выбирают по нормативным справочникам.

6.2. Выбор коэффициента трения заготовки с опорными и зажимными элементами

Таблица 6

Значения коэффициента трения для некоторых сочетаний контактных поверхностей

Характеристика контактируемых поверхностей	Значение f
Обработанная поверхность заготовки контактирует с плоскостью опорных элементов (пластин, магнитной плиты и т.п.) или плоскостью контактных элементов зажимных устройств.	0,1− 0,15
Обработанная поверхность заготовки контактирует с опорным элементом (базирование на призму или на опорный штырь со сферической головкой).	0,18 − 0,3
Необработанная поверхность заготовки контактирует и закаленным напеченным элементом (базирование на штыри с насеченной головкой).	0,5 − 0,8
Контактный элемент при закреплении соприкасается с цилиндрической поверхностью заготовки (при установке в кулачках, в цанге и т.п.) и имеет: острые рифления, гладкую поверхность, кольцевые канавки, крестообразные канавки	0,7−1,0 0,25 0,35 0,45
Контактный элемент соприкасается необработанной поверхностью и имеет: кольцевые канавки насечку	0,4− 0,5 0,5 − 0,3

При закреплении в приспособлениях заготовки и собираемые детали удерживаются от смещения и поворота силами и моментами трения, возникающими в местах контакта заготовки с опорными и зажимными элементами.

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

Для составления расчетной схемы необходимо изобразить на схеме базирования заготовки все действующие на нее силы и моменты (резания, зажимные усилия, реакции опор и силы трения в местах контакта заготовки с опорными и зажимными элементами). После этого составить уравнения статического равновесия заготовки:

Расчетную схему следует составлять для наиболее неблагоприятного случая с точки зрения опасности смещения заготовки в приспособлении.

Примеры расчета зажимного усилия Р_з

Пример 1. Фрезерование плоскости при данном способе базирования и закрепления заготовки (рис. 5.1)

Рис. 5.1. Фрезерование плоскости.

Из уравнения равновесия:

,

где .

Введем коэффициент надежности закрепления К:

П ример 2. Сверление отверстия в заготовке, закрепленной в 3-х кулачковом патроне (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Сверление отверстия.

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

Тогда

.

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

,

откуда

.

При условии недопустимости провертывания заготовки в кулачках

или

,

откуда

.

Окончательно имеем

Пример 3. Сверление отверстия в скальчатом кондукторе (рис. 5.3.)

При сверлении на заготовку 2 действует осевая сила резания Р_о и крутящий момент от сил резания М.

От поворота, результате действия момента М, заготовка удерживается силами трения на поверхностях между заготовкой 2 и установочным элементом 1, а также между заготовкой 2 и втулкой 3.

Из рассмотрения равновесия заготовки 2 получим:

ΣМ_тр – суммарный момент трения

Рис. 5.3. Сверление в кондукторе

Имея ввиду, что

получим:

После подстановки значения ΣМ_тр получим:

Откуда:

После введения коэффициента надежности закрепления К получим:

Решая это уравнение, получим расчетную формулу для определения необходимого Р_з:

Пример 4. Сверление четырех отверстий в скальчатом кондукторе

При одновременном сверлении четырех отверстий на заготовку от каждого сверла действует осевая сила Р_о и крутящий момент М. Заменяя воздействие от четырех сверл на М_рез=4М и Р_рез=4Р_о и проведя аналогичные рассуждения как в примере 3, сила зажима заготовки определится по формуле: