Методика расчета силы зажима при различных случаях обработки и установки заготовок

I.Зажимное устройство предупреждает смещение заготовки в поступательном направлении

1.

P<Q

P=const Q=0

Введем к

Q=k·N

Сила зажима Q и сила, возникшую при обработке Р прижимают заготовку.

Если сила Р =const, Q=0. Если обработка сопровождается возникновением второстепенной силы N, направленной против зажимного устройства Q=k·N. Соответствует обточкам в центрах, потягивание отверстий, цекование бобышек.

2.

- 1 группа

- 2 группа

3.

Силы резания стараются сместить заготовку от установочных элементов. Схема применима при маятниковом фрезеровании замыкающих контуров. Смещению заготовки препятствуют силы трения в местах контакта заготовки с установочными и зажимными элементами

- коэффициенты трения в местах контакта

4.

Силы обработки направлены против опор и стремятся сдвинуть заготовку в боковом направлении.

- зажимное устройство 2-го типа.

В приспособлениях с зажимным устройством 1-го типа составляющая может вызвать изменение первоначально установившихся реакции со стороны зажимных и опорных элементов.

Реакция опорных элементов

Сила трения препятствует сдвигу заготовки

=0,3÷0,4

=0,6÷0,7

5. Силы обработки направлены против зажимных элементов и стремятся сдвинуть заготовку в бок направлении. Сила зажима должна быть достаточной для обеспечения контакта заготовки с опорами и должна предупреждать сдвиг заготовки в боковом направлении.

- контакт

- сдвиг

Из этих двух условий выбирают большее и принимают за Q

- контакт

- сдвиг

6. Плечо а силы Q должно быть таким, чтобы заготовка плотно прижималась к установочным элементам приспособления. До обработки на заготовку действует кроме силы Q реакция опор R и R₁ и силы трения F , F₁ , F₂ – эти силы препятствуют повороту заготовки по часовой стрелке от действующей силы Q.

Для установившегося процесса сила Q определяется из уравнения моментов относительно точки О.

II. Зажимное устройство, предупреждающее провертывание заготовки от воздействия момента.

1.

Заготовка закрепляется в трех кулачковом патроне и находится под действием осевой силы Р и момента М.

f- коэффициент трения заготовки о кулачки при провертывании

При больших значениях Р могут возникнуть дополнительные силы трения между торцем заготовки и уступами кулачка.

-средний радиус расположения площадок контакта

Если сила Р направлена в противоположную сторону, то значить Q необходимо проверить на невозможность осевого сдвига.

2.

Заготовка центруется по выточке и прижимается к трем опорам 3-мя или несколькими прихватами. При обработке возникает момент и осевая сила Р. При наличии жесткой установке зажимного устройства 2-го типа и достаточной жесткости зажима в тангенциальном направлении (касательно к поверхности зажима) в месте приложения силы Q.

(1)

При незначительной тангенциальной жесткости зажима силы трения м-ду заготовкой и прихватом можно не учитывать

(2)

(3)

Для зажимных устройств 1-го типа сила Р вызывает реакцию опор

При незначительной тангенциальной жесткости зажима силы трения м-ду заготовкой и прихватом можно не учитывать

3.

Заготовка устанавливается на торцевую кольцевую поверхность

для устройств 2-го типа

Если тангенциальная жесткость незначительна

для устройств 1-го типа

Если тангенциальная жесткость незначительна

4.

Цилиндрическая заготовка закрепляется в призме с углом α

5.

При обтачивании длинной консольно закрепленной в трехкулачковом патроне заготовки

f=0,2 – для гладких кулачков

f=0,3 ÷0,4 – для кулачков с кольцевыми канавками

f=0,4 ÷0,5 – для кулачков с взаимноперпендикулярными канавками

f=0,5 ÷0,6 – с рифлениями

Q противодействует выворачиванию заготовки из патрона, которое происходи вокруг линии О-О. При закреплении коротких заготовок момент силы , выворачивающий заготовку имеет малую величину. При закреплении заготовки в 4-х кулачковом патроне силу зажима на 1-ом кулачке можно определить из условия равновесия моментов на первом кулачке

6. Установка в центрах

7.Поводковый патрон

Вардашкин том 1 стр. 376-382

III. Зажимное устройство предупреждает смещение заготовки от нескольких одновременно действующих моментов.

1. В заготовке одновременно обрабатываются несколько отверстий мерным инструментом с параллельно расположенными осями.

При малой радиальной жесткости инструмента (удлиненная оправка или без кондукторной втулки ) момент равен сумме моментов на инструменте. Под действием этих моментов заготовка стремится повернуться вокруг оси, где момент трения наименьший (см. 4 )II). При восприятии момента М моментом трения по торцевой поверхности формула для расчета ((2) , (3) II). При большой радиальной жесткости инструмента и равномерным припуском на обработку провертывание заготовки от суммарного момента предупреждается силами инструмента.

2. В заготовке одновременно растачивается несколько отверстий с параллельными осями однорезцовым инструментом.

Возможны два варианта неблагоприятного действия сил и моментов в зависимости от углов положения резцов.

а)

б)

Расчет ведут по 1-му из этих условий, при котором требуется приложения максимальной силы Q.

IV. Зажимное устройство предупреждает провёртывание заготовки на базовой плоскости

от воздействия боковых сил.

Заготовка устанавливается на три опоры и базируется по боковым поверхностям.

Сила Р стремится повернуть заготовку вокруг т.О, этому препятствуют силы трения. Если сила Q приложена к центру тяжести т.М опорного треугольника, образованного опорами, то условие равновесия :

Если точка М₁ приложения силы зажима не совпадает с центром тяжести опорного треугольника, то равенство реакции опор нарушается

где a,b,c- в сумме составляют 1 или 100%, находятся из условий статики.