Расчет сил зажима с учетом упругой характеристики зажимных элементов.

Расчет сил зажима в первом приближении может быть сведен к задаче статики на равновесие сил и моментов, приложенных к заготовке. К обрабатываемой заготовке приложены силы, возникающие в процессе резания, искомые зажимные силы, в ряде случаев реакции опор. Расчет сил зажима проводится в 2-х основных случаях:

а)При конструировании новых специальных приспособлении

б)При использовании универсальных и переналаживаемых приспособлений (обратимых). Делается проверочный расчет.

Рассчитывая силы зажима необходимо в ряде случаев учитывать упругую характеристику зажимного устройства.

Применяемые в приспособлениях зажимные устройства можно разделить на две группы:

1. - у этих устройств упругие отжимы прямопропорциональные приложенным

к ним силам.

К ним относятся зажимные механизмы самотормозящего типа (винтовые, клиновые, экцентриковые ) не зависимо от характера привода. Если к зажимному устройству этого типа приложить дополнительную силу, то упругий отжим этого элемента в направлении приложенной силы будет изменяться по линейному закону или близкому к нему закону от величины этой силы.

2. К устройствам второй группы относятся пневматические, гидравлические и пневмо-гидравлические механизмы прямого действий. Если к зажимающему элементу этих устройств (шток гидроцилиндра) приложить возрастающую по величине силу, то в начальный момент никакого перемещения штока не произойдет. Когда приложенная сила превысит противодействующую силу от давления сжатого воздуха (масла) шток может сразу переместиться на большую величину. У устройств этого типа с промежуточными звеньями, не обладающими свойствами самоторможения, отжим зажимающего элемента в начале протекает по линейному закону из-за упругих деформаций звеньев, а при достижении определенного значения силы этот элемент получает сразу большое перемещение.

Рассмотрим деталь в приспособлении

Сила Q воспринимается всеми элементами системы, состоящей из зажимного устройства 1, заготовки 2, установочного элемента 3, корпуса 4.

Усилие обработки Р направлено противоположно зажимному усилию Q и зависимость смещения заготовки у от силы Р будет определяться упругой характеристикой этого устройства.

Прямые 1 и 2 выражают смещение заготовки при наличии зажимных устройств соответственно 1-ой и 2-ой групп при условии, что все звенья системы кроме зажимного абсолютно жесткие.

Рассмотрим случай, когда все звенья системы обладают податливостью. Под влиянием силы зажима Q элементы – звенья системы деформируются.

-сила соответствующая моменту отрыва заготовки от установочных элементов приспособления с зажимным устройством 1-ой группы.

-сила соответствующая моменту отрыва заготовки от установочных элементов приспособления с зажимным устройством 2-ой группы.

В результате приложения к заготовке силы Р звенья разгружаются и упруго восстанавливаются, это приводит к дополнительному смещению заготовки Δy соответствующему полному упругому восстановлению предварительно деформированных звеньев системы- часть корпуса приспособления с установочными элементами и часть заготовки, которая расположена ниже точки приложения силы Q. Дальнейшее увеличение силы Р приведет отрыву заготовки от установочных элементов.

Сопоставляя характеристики 1 и 2 видно, что при одинаковых упругих свойствах системы этот момент наступает раньше приспособления с зажимным устройством 2 группы.

ВЫВОД: при проектировании станочных приспособлений следует по возможности совмещать механизированный привод с передающими элементами, которые обладают свойствами самоторможения