Расчет сил закрепления заготовок

Назначение зажимных механизмов (ЗМ) станочных приспособлении состоит в надежном закреплении, предупреждающем вибрации и смещения заготовки относительно опор приспособления при обработке.

Основные требования к ЗМ. 1. Силы закрепления заготовок должны соответствовать силам резания, а в некоторых случаях силам тяжести (при обработке массивных заготовок, установленных консольно или наклоном) и силам инерции (при обработке с резким торможением, реверсом или в быстровращающихся СП). Предпочтительны самотормозящие ЗМ.

2. Сокращение вспомогательного времени и повышение производительности труда достигается мини-

3. Сокращение вспомогательного времени и повышение производительности труда достигается минимальным временем срабатывания ЗМ, которое обеспечивает быстро-действующий привод. При ручном приводе конструкция ЗМ должна соответствовать требованиям эргономики. Сила закрепления рукой не более 145—195 Н, в смену должно быть не более 750 закреплений.

4. Повышение точности обработки достигается при стабильных силах закрепления, что уменьшает погрешность закрепления. При изготовлении точных деталей необходимо избегать чрезмерных сил закрепления, вызывающих большие деформации заготовок или повреждения их поверхностей.

5. Ответственные детали ЗМ должны быть прочными и износостойкими. Необходимо защищать ЗМ от загрязнения и попадания стружки.

6. Конструкция ЗМ должна быть удобной в наладке и эксплуатации, ремонтопригодной, включать возможно большее число стандартных деталей и сборочных единиц.

При конструировании нового СП силу закрепления Р3 находят из условия равновесия заготовки под действием сил резания, тяжести, инерции, трения; реакций в опорах и собственно силы закрепления. Полученное значение силы закрепления проверяют из условия точности выполнения операции. В случае необходимости изменяют схему установки, режим резания и другие условия выполнения операции.

При использовании имеющегося приспособления с ЗМ, развивающим известную силу закрепления, расчет носит поверочный характер: требующаяся сила закрепления должна быть не больше известной; в противном случае изменяют решим резания, число проходов и другие условия обработки.

При расчетах силы закрепления следует учитывать упругую характеристику ЗМ. Самотормозящие ЗМ (винтовые, клиновые, эксцентриковые и т. п.) имеют линейную зависимость между приложенной силой и упругим перемещением (тип I).

Пневматические, гидравлические, пневмогидравлические ЗМ прямого действия имеют сложную зависимость между приложенной силой и упругими перемещениями (тип II).

Силы закрепления определяют из условия равновесия заготовки (табл. 1).

Коэффициент запаса К, учитывающий нестабильность силовых воздействий па заготовку, вводят при вычислении силы _Р3 для обеспечения надежного закрепления: К = K₀K₁K₂K₃K₄K₅K₆.

Коэффициенты: K₀ =1,5 — гарантированный коэффициент запаса; K₁ учитывает увеличение сил резания из-за случайных неровностей на обрабатываемых поверхностях заготовок, при черновой обработке K₁=l,2, при чистовой и отделочной K₁ = l,0; К₂ учитывает увеличение сил резания вследствие затупления режущего инструмента.

Коэффициент K₃ учитывает увеличение сил прерывистом резания при прерывистом резании. При прерывистом точении и торцовом фрезеровании К₃=l,2; или резание не является прерывистым, то К₃=1,0.

Коэффициент К₄ характеризует постоянство силы, развиваемой ЗМ. Для ЗМ с немеханизированным приводом, а также с пневмо- и гидроцилиндрами одностороннего действия К₄=1,3. Если на силу закрепления влияют отклонения размеров заготовки, что имеет место при использовании пневмокамер, пневморычажных систем, приспособлений с упругими элементами (мембранных, гидропластмассовых и др.), К₄=1,2. При использовании пневматических, гидравлических, пневмогидравлических двустороннего действия, магнитных, вакуумных и других ЗМ К₄=1,0.

Коэффициент К₅ характеризует эргономику немеханизированного ЗМ. При неудобном расположении рукоятки и угле ее поворота более 90° К₅=1,2; при удобном расположении рукоятки и малом угле ее поворота К₅=1,0.

Коэффициент К₆ учитывают только при наличии моментов, стремящихся повернуть заготовку, установленную плоской поверхностью.

Литература:

1. Ансеров М. А. Приспособления для металлорежущих станков. Изд-е 4-е, исправл. и доп. Л., «Машиностроение» (Ленингр. отд-ние), 1975 г. - 656 с.

2. Станочные приспособления: Справочник. В 2-х т. /Ред. совет: Б. Н. Вардашкин (пред.) и др. — М.: Машиностроение, 1984. — Т. 1 /Под ред. Б. Н. Вардашкина, А. А. Шатилова, 1984. - 592с.