Перед расчетом величины сил зажима определяется схема установки и закрепления заготовки в приспособлении, место приложения и направление действия сил и их моментов. Расчет сил зажима сводится к решению задачи статики на равновесие заготовки, находящейся под действием приложенных к ней всех внешних сил, а также моментов, возникающих в результате действия этих сил (сил резания, зажима, веса, инерционных сил, центробежных сил, реакции опор, сил трения) [2, 3, 6, 7].
В общем виде можно указать следующую методику расчета сил закрепления в приспособлениях.
1. Выбрать наиболее рациональную схему установки заготовки. При этом опоры следует располагать так, чтобы сила закрепления и сила резания были направлены нормально к установочным поверхностям опор. На выбранной схеме отметить стрелками все приложенные к заготовке силы, которые стремятся нарушить приданное заготовке положение (силы резания, силы закрепления), и силы, стремящиеся сохранить это положение (силы трения, реакции опор).
2. Из шести уравнений статики выбрать те, которые могут быть применимы к рассматриваемому случаю и, пользуясь этими уравнениями, определить искомые силы зажима.
3. Приняв коэффициент запаса, определить требующуюся силу закрепления и сравнить силу с той, которую обеспечивает выбранное зажимное устройство.
Рассмотрим основные случаи воздействия на заготовку сил резания, сил зажима и их моментов.
1. Сила зажима Q и сила резания Р действуют в одном направлении и прижимают заготовку к опорам приспособления (рис. 3, а). Если сила Р не вызывает сдвига заготовки, то Q=0, это наиболее благоприятный случай расположения сил.
2. Действия сил зажима Q и силы резания Р взаимно противоположны (рис. 3, б). Величины силы зажима определяются из равенства
Q =kзР , (15)
где kз– коэффициент запаса.
3. Заготовка базируется на установочных элементах приспособления и прижимается к ним силой зажима Q, а сила резания Р действует в перпендикулярном направлении (рис. 3, в). Силе резания Р противодействуют силы трения между опорной поверхностью приспособления и нижней базовой плоскостью заготовки, а также между верхней плоскостью заготовки и поверхностью зажима. Требуемая сила зажима Q определяется по формуле:
Qfтр1+Qfтр2 =kзР . (16)
Отсюда
(17)
где fтр1 и fтр2 — коэффициенты трения заготовок в местах зажима и на опорах.
Рис.3. Схема взаимодействия сил резания и сил зажима на обрабатываемую заготовку 1.
При выполнении сверлильной операции на обрабатываемую заготовку действуют различно направленные силы и моменты. Рассмотрим наиболее характерные случаи.
Сила зажима и сила подачи действуют в одном направлении, прижимая заготовку 1 к опорной поверхности основания 3 приспособления. Заготовка 1 фиксируется в приспособлении с помощью торцевого зажима 2 (рис. 4). Заготовка 1 базируется по нижней торцевой поверхности и по центральному отверстию. Возникающая сила резания Р создает осевую силу Po и момент М, который стремится повернуть заготовку вокруг оси О-О сверла 4. Этому моменту противодействует момент трения, создаваемый силой зажима Q и осевой силой на сверле Ро. Для упрощения примем коэффициент трения fтр1=fтр2=fтр.
Рис. 4. Схема установки заготовки и расположения сил при сверлении с торцевым зажимом: 1 – заготовка; 2– торцевой зажим; 3 – основание; 4 – сверло.
Для определения усилия зажима Q(Н) составим уравнение моментов относительно оси О-О сверла 4:
,
(18)
откуда
, (19)
где fтр — коэффициент трения;
P0 – осевая сила, создаваемая сверлом, Н;
kз — коэффициент запаса;
М — крутящий момент, создаваемый сверлом, Н*м;
Rд — расстояние от оси О-О сверла до оси заготовки, м;
Dоп – наружный диаметр опорной поверхности приспособления, м;
Dц – диаметр центрального отверстия в заготовке, м;
D – диаметр сверла, м.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.