Гипотезы раскрепления заготовки. Уравнение статического равновесия заготовки. Расчет необходимого диаметра пневмо – гидроцилиндра, страница 2

,                            (3)

где  усилие на штоке пневмо (гидро) цилиндра, ;  - общий КПД механизма;  передаточное отношение механизма передачи усилия от штока непосредственно к прихвату, зажимающему заготовку (рычажный механизм, клиновый, клино - рычажный, эксцентриковый, зубчатый и др.).  может быть как больше единицы, так и меньше нее (в зависимости от типа механизма). С другой стороны

,                (4)

где  давления сжатого воздуха в заводской сети,  (для расчетов рекомендуется принимать );  площадь рабочего отверстия цилиндра, ;диаметр цилиндра, м.

Приравнивая выражения (3 и 4) запишем, что:

Отсюда окончательно имеем:

              (5)

Полученное расчетное значение  корректируется в ближайшую большую сторону по табл. 17 /1,т2,с.91).

1.5. Рекомендуемое содержание расчетной части.

В дипломном проектировании рекомендуется следующее содержание раздела (А):

А. РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ СПЕЦИАЛЬНОГО СТАНОЧНОГО ПРИСПОСОБЛЕНИЯ

А1. Назначение и описание принципа работы приспособления;

А2. Силовой расчет приспособления;

А3. Расчет приспособления на точность;

А4. Расчет наиболее опасных элементов приспособления на прочность.

2. РАСЧЕТ СПЕЦИАЛЬНЫХ СТАНОЧНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ ДЛЯ СЛУЧАЕВ ОБРАБОТКИ ВАЛОВ И ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

2.1.  Применительно к шпоночно-фрезерной операции

Данное приспособление призматического типа предназначено для установки заготовки (вала) согласно теоретической схеме базирования с последующим закреплением на вертикально фрезерном станке при обработке шпоночного паза. Для предотвращения возможности раскрепления заготовки в процессе фрезерования шпоночного паза ее необходимо надежно закрепить. Произведем расчет в (общем виде) необходимого усилия зажима заготовки и диаметра пневматического цилиндра. Схема базирования заготовки и сил, действующих на нее, представлены на рис.1.

Рис.1. Общая схема сил, действующих на заготовку.

Рассмотрим возможные гипотезы раскрепления заготовки.

Гипотеза 1. Проворот заготовки вокруг оси под действием главной составляющей силы резания . При работе двузубой шпоночной фрезой такой вариант возможен. Силу зажима при этом обозначим как .

Гипотеза 2. Опрокидывание заготовки под действием составляющей силы резания . Поскольку заготовка в призме установлена консольно, то такая возможность имеется. Силу зажима при этом обозначим как

Гипотеза 3. Сдвиг заготовки вдоль оси под действием составляющей силы резания. Гипотеза отбрасывается, если заготовка устанавливается с упором в торец, а действие этой силы направлено на упор. В учебных целях предположим, что упора в данном случае нет или сила  направлена от него. Силу зажима при этом обозначим как

Таким образом, все гипотезы являются рабочими и должны быть приняты к рассмотрению.

Рассчитаем необходимые усилия зажима заготовки и усилие на штоке цилиндра.

Расчет ведем по [7].

Запишем уравнение равновесия заготовки (уравнение моментов):

Коэффициент запаса определяем по формуле (с.85)

где     К₀-гарантированный коэффициент запаса;

-коэффициент состояния поверхности заготовки;

-коэффициент, учитывающий затупление инструмента;

-коэффициент, учитывающий прерывистость резания;

- коэффициент, учитывающий постоянство зажима;

-коэффициент, учитывающий эргономичность ручных зажимных механизмов;

-коэффициент, учитывающий наличие моментов, стремящихся повернуть заготовку.

Следует отметить, что если в результате расчета , то при дальнейших вычислениях необходимо принимать.

Гипотеза 1. Момент резания (рис.2) , (6)

В свою очередь ,

где  силы трения в местах установки и зажима заготовки соответственно, а  соответствующие им коэффициенты трения. Тогда имеем, что:

.

Рис.2. Расчетная схема.

В нашем случае . Тогда  (7). Приравнивая уравнения (6) и (7) получим:  или:

                      (8)

Гипотеза 2.Уравнение статического равновесия относительно точки опрокидывания  (см. рис.3.) имеет вид: ,