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.