Расчет клинового крепления ножей

Из анализа конструкции сборной фрезы с клиновым креплением ножа (см. рис. 58) можно заключить, что режущий элемент данной фрезы удерживается в процессе вращения исключительно силами трения.

При вращении фрезы на клин и нож действуют центробежные силы F_ки F_н (рис. 60).

Рис. 60. Схема к расчету клинового крепления ножа

Под действием проекции F_н на ось Y нож стремится выдвинуться из паза корпуса. Этому препятствуют силы трения ножа о стенку паза и о поверхность клина.

Силы трения возникают в результате сил нормального давления со стороны прижимных винтов F_в. Проекции сил на ось Х F_вх и F_кх создают силы трения об обе поверхности, а F_нх только о стенку паза. С учетом сказанного условие равновесия ножа можно записать так:

, (98)

где f – коэффициент трения, f = 0,12 … 0,18.

Выразив проекции сил через углы, образуемые векторами центробежных сил клина и ножа, а также силы от прижимных винтов с осями X и Y, получим

(99)

Отсюда необходимое усилие затяжки всеми винтами

(100)

Усилие от затяжки одного винта, 4

(101)

где Т – усилие на ключе, Н;

l – длина ключа, мм;

d_ср – средний диаметр резьбы, мм;

β – угол подъема резьбы, град;

ρ – угол трения, град.

Очевидно, что количество необходимых для крепления винтов может быть найдено путем деления F_в на F_в1.

Пример. Дано: диаметр сборной фрезы D = 180 мм, ширина – 170 мм. Частота вращения n = 4500 мин^–1. Масса ножа m_н = 0,16 кг, масса клина m_к = 0,5 кг; угол приложения сил от прижимных винтов φ_в = 20°. Углы действия центральной силы и радиусы центра масс клина и ножа соответственно φ_к = 29°, τ_к = 73 мм; φ_н = 38°, τ_н = 74 мм. Крепежный винт – М10×1; d_ср = 9,35; усилие на ключе Т = 20 Н, плечо ключа l = 70 мм, β = 2° 30', ρ = 8° 30'. Углы действия центробежных сил ножа и клина φ_н = 38°, φ_к = 28°.