Приспособления для закрепления цилиндрической детали на токарном станке. Расчет необходимого усилия зажима

2.  КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ.

2.1.  Приспособления   для   закрепления   цилиндрической   детали  на   токарном станке.

2.1.1.  Назначение принцип действия и описание работы.

Универсальный трёх кулачковый патрон, приводимый в действие механизированным приводом.

Трех кулачковый самоцентрирующийся механизированный патрон, используется для обработки заготовок на станках токарно-револьверной группы и многошпиндельных полуавтоматах.

В пазах корпуса установлены три кулачка, к которым винтами и сухарями прикручены кулачки. Втулка винтом и тягой, размещённой в отверстии шпинделя станка, соединена со штоком привода. В нем предусмотрены три паза с углом 15° , в которые входит наклонные выступы кулачков, образуя клиновые сопряженные пары.

Заготовка зажимается в патроне при перемещении штока привода влево. При этом через тягу и винт, движение передаётся на втулку, которое смещает выступы кулачков по контактным позам к оси патрона. Сменные кулачки так же перемещаются к центру патрона и зажимают обрабатываемую заготовку. Открепление заготовки происходит при движении штока привода вправо и втулку. Выступы кулачков смещаются по наклонным пазам втулки в направлении от оси патрона, сменные кулачки расходятся, а заготовка открепляется.

2.1.2.  Расчет необходимого усилия зажима.

Зажимные механизмы (ЗМ) предупреждают перемещение заготовка относительно опор СП. Силу закрепления Р_з определяют из условия равновесия силовых факторов, действующих на заготовку. При расчете Р_з всегда учитывают силы резания, реакции опор, силы трения (или соответствующие моменты). Дополнительно учитывают силу тяжести (при обработки массивных или не вертикально установленных заготовка), силы инерции (при обработке в быстровращающихся СП, работающих с резким ускорением  и торможением, с реверсом).

Рисунок – 1 Расчётная схема.

Заготовка с диаметром базы D_з закреплена в самоцентрирующем зажимном приспособлении. На неё действуют радиальные силы, число которых равно n, и крутящий момент М.

Сила закрепления определяется по следующей формуле:

К – коэффициент запаса;

М – крутящий момент;

D_з – диаметр обрабатываемой заготовки; D_з=22 мм.

n – количество радиальных сил действующих на заготовку; n=3

f – коэффициент трения соответственно в местах контактазаготовки с опорами и с ЗМ; f=0.16

Коэффициент запаса К вводят в формулы при вычислении силы Р_з для обеспечения надёжного закрепления заготовки:

К₀ – коэффициент гарантируемого зазора; К₀=1,5

К₁ – коэффициент учитывающий увеличение сил резания из-за случайных неровностей на обрабатываемых поверхностях; К₁=1

К₂ – коэффициент характеризующий увеличение сил резания вследствие затопления режущего инструмента; К₂=3,05

К₃ – коэффициент учитывающий увеличение сил резания при прерывистом точении; К₃=1,2

К₄ – коэффициент характеризующий постоянство силы закрепления в ЗМ; К₄=1,3

К₅ – коэффициент характеризует эргономику ручных ЗМ;  К₅=1

К₆ – коэффициент используется в том случае если заготовку пытается повернуть момент стоящую плоской поверхность на постоянной опоре. К₆=1

Определим значение коэффициента трения f:

В данном случае заготовка контактирует с опорами и с ЗМ приспособления поверхностями. После чего данные поверхности контакта так же будут в дальнейшем обрабатываться. f=0.16.

Крутящий момент М связан напрямую с силой резания Р_{z, y, x} которая в свою очередь вычисляется по формуле:

t – глубина резания; t=1.5 мм

s – подача; s=0.16

v – скорость резания; определяется по эмпирической формуле: