Расчет силы зажима при различных схемах установки
Сила зажима, предотвращающая поступательное перемещение заготовки, показана на рисунке 2.33 а–г – Схемы для расчета сил зажима, препятствующих смещению заготовки. Для схемы на рисунке 2.33 - Схемы для расчета сил зажима, препятствующих смещению заготовки, условие равновесия заготовки с учетом коэффициента запаса можно записать так (весом здесь и в следующих случаях пренебрегаем):
(2.49)
где: f1, f2 - коэффициенты трения.
Откуда (2.50)
Для схемы на рисунке 2.33 б - Схемы для расчета сил зажима, препятствующих смещению заготовки условие равновесия можно записать уравнением
(2.51)
Откуда (2.52)
Для схемы на рисунке 2.33 в - Схемы для расчета сил зажима, препятствующих смещению заготовки, условие равновесия
Откуда (2.53)
Для более общего случая (рисунке 2.33, г - Схемы для расчета сил зажима, препятствующих смещению заготовки); когда к заготовке приложены силы резания P1 и Р2 (с применением упора) и учитывается вес заготовки G, определение силы зажима ведем, пользуясь следующими рассуждениями. Для упрощения считаем, что коэффициенты трения одинаковые. Под действием сил резания P1 и Р2 заготовка стремится повернуться против часовой стрелки вокруг точки О. При этом возникает реакция R1, сила трения fR1, сила трения fQ. Повороту будут препятствовать моменты от силы трения fR1, веса заготовки, силы трения fQ силы зажима Q. Вес G действует на плече 0,5d от точки О.
Определим сумму проекций всех сил на вертикальную ось
(2.54)
и составим уравнение моментов относительно точки О
(2.55)
В это уравнение подставим выражение для R1:
(2.56)
Отсюда (2.57)
Сила зажима, предотвращающая провертывание заготовки под действием момента резания Мрез, показана на рисунке 2.34 – Мхемы для расчета сил при многоинструментальной обработке
На заготовку, закрепленную в трехкулачковом патроне, действует момент резания Мрез (рисунке 2.33 - Схемы для расчета сил зажима, препятствующих смещению заготовки). Заготовка удерживается от проворота моментом трения между кулачками и заготовкой. Условие равновесия можно записать в виде уравнения
(2.58)
откуда
(2.59)
Рисунок 2.34 - Схемы для расчета сил зажима, препятствующих повороту заготовки | Рисунок 2.35 - Схемы для расчета сил при многоинструментальной обработке |
Если осевая сила Рх велика и заготовка не имеет упора торцом, необходима дополнительная сила трения, которая будет препятствовать осевому сдвигу заготовки. Тогда сила зажима
(2.60)
Заготовка установлена на палец и прижата к трем точечным опорам несколькими прихватами (рисунке 2.34 б - Схемы для расчета сил зажима, препятствующих провороту заготовки). При действии Мрез заготовка удерживается от проворота моментами трения на опорах и между прихватами и заготовкой. Считая реакции на опорах равными, условия равновесия можно записать в виде уравнения
(2.61)
откуда
(2.62)
Заготовка установлена на оправку и удерживается от проворота моментами трения на кольцевой площадке бурта оправки и между зажимом и заготовкой (рисунке 2.34 в - Схемы для расчета сил зажима, препятствующих провороту заготовки). Условие равновесия будет (при равномерном распределении силы по кольцевой площадке) выражено уравнением
(2.63)
откуда
(2.64)
Заготовка установлена на призму с углом a (рисунке 2.34 г - Схемы для расчета сил зажима, препятствующих провороту заготовки). Если на торце заготовки нет сил трения, условие равновесия будет выражено уравнением
(2.65)
где:
(2.66)
Следовательно,
(2.67)
При действии значительной осевой силы Рх (кроме Мрез) и отсутствии упора сила зажима
(2.68)
Сила зажима, предотвращающая смещение заготовки под действием нескольких одновременно действующих моментов, показана на рисунке 2.35 – Схемы для расчета сил при многоинструментальной обработке.
Такая схема сил резания характерна для многошпиндельных агрегатных и расточных станков, при обработке отверстий мерным инструментом. При малой радиальной жесткости инструмента на заготовку действует момент, равный сумме моментов, действующих на отдельные инструменты (рисунок 2.35 а – Схемы для расчета сил при многоинструментальной обработке). Под действием этого суммарного момента заготовка стремится провернуться вокруг той оси, где момент трения наименьший. Если заготовка прикреплена хвостовиком к призме, то для расчета силы зажима можно применить формулу, полученную нами для случая закрепления на рисунке 2.34 г - Схемы для расчета сил зажима, препятствующих повороту заготовки. Если заготовка установлена на торец и удерживается моментом трения на торцах, то в зависимости от схемы установки можно воспользоваться формулами для схем на рисунке 2.34 б или 2.34 в - Схемы для расчета сил зажима, препятствующих повороту заготовки.
На рисунке 2.35 б, в - Схемы для расчета сил при многоинструментальной обработке, показана схема растачивания нескольких отверстий одновременно однорезцовыми оправками. В зависимости от взаимного углового положения резцов может возникнуть максимальная сдвигающая сила Р = Р1 + Р2 + Р3 + Р4 (рисунок 2.35 б - Схемы для расчета сил при многоинструментальной обработке) или максимальный суммарный момент М = P1l1 + P2l2 + Р3l3 + P4l4 (рисунок 2.35 б - Схемы для расчета сил при многоинструментальной обработке). для данной схемы установки расчет силы зажима необходимо вести по двум схемам, а для дальнейших расчетов будем использовать максимальную из них.
Если отверстия на рисунке 2.35 в - Схемы для расчета сил при многоинструментальной обработке, растачивают многорезцовыми головками, суммарный крутящий момент стремится повернуть деталь вокруг точки О. В этом случае в основу расчета может быть положена схема на рисунке 2.35 г - Схемы для расчета сил при многоинструментальной обработке. При расчете силы зажима ориентируются на самую неблагоприятную фазу изменения сил резания.
Дата добавления: 2016-01-03; просмотров: 4499;