Расчет приспособления

Расчет приспособления сводится к расчету и определению силы зажима заготовки. Зажимные устройства приспособлений разделяются на про­стые (элементарные) и сложные (комбинированные), состоя­щие из нескольких простых. Простые зажимные устройства представляют собой элементарные механизмы (винтовые, кли­новые, рычажные, эксцентриковые и т. п.), сложные состоят из комбинации простых, соединенных в определенном порядке. Любое зажимное устройство приспособления включает в себя ведущее звено, на которое действует исходная (приводная) си­ла, и ведомые звенья (зажимные элементы) в виде кулачков, прихватов, непосредственно зажимающие заготовки. В зависи­мости от числа ведомых звеньев зажимные устройства под­разделяются на одно- и многозвенные.

В зависимости от источника привода зажимные устройства подразделяются па ручные, механизированные и автоматизированные.

При проектировании зажимных приспособлений необходимо по най­денной из ТУ(технических условий) зажимной силе W определить основные размеры зажимного устройства и исходную силу (момент) для приведе­ния устройства в действие.

Винтовые зажимные устройства применяются в приспособлениях с ручным закреплением заго­товок. Они просты и надеж­ны в работе.

Расчет винтовых зажимных устройств проводится в следую­щей последовательности.

1. Момент М_тр, на торце опорной шайбы исключающий проворачивание заготовки под действием силы резания Р_1z, должен быть больше момента М_z, возникающего в результате действия силы резания, т.е:

М_тр М_z, (8.1)

М_z=P_z R₁ (R₁ – радиус от центра приспособления до оси фрезы).

М_тр= F_тр R₂ (R₂– радиус от центра приспособления до опорного стакана), F_тр- сила трения между заготовкой и опорным стаканом.

F_тр= P₃ К_тр, (8.2)

где: P₃ – потребная сила зажима;

К_тр – коэффициент трения (0, 2)

Отсюда получаем формулу для расчета потребной силы зажима:

, (8.3)

Находим значение скорости фрезы:

, (8.4)

Значения коэффициента С_V и показателей степени находим из (табл. 39 [3]).

С_V =145; q=0, 44; x=0, 24; y=0, 26; u=0.1, p=0.13; m=0, 37; Т среднее значение периода стойкости (принимаем 80 мин).

D – диметр фрезы;

t – продолжительность контакта зуба фрезы с заготовкой;

В – ширина фрезерования;

S_z – подача на зуб;

z – число зубьев фрезы.

, (8.5)

0, 7 учитывает влияние материала заготовки;

учитывает состояние поверхности (прокат);

1, 15 – учитывает состояние материала инструмента;

Определим значение силы резания при фрезеровании концевой фрезой:

Главная составляющая силы резания при фрезеровании – окружная сила, Н

, (8.6)

где S_я– подача на зуб (0, 24 мм);

z – число зубьев фрезы (3);

D – диаметр фрезы (10мм);

В – ширина срезаемого слоя (равна D фрезы).

Значения показателей степени определяем из таблиц (табл. 41[3]).

C =12, 5; x=0.85; y=0.75; q=0.73; W= -0, 13; u=1.

Отсюда сила резания Р_z равна:

Рассчитываем потребную силу зажима:

Н.

Т. к. в приспособлении две точки зажима

p_з=P₃/2, (8.7)

p_з=314/2=157Н

Т.к. потребная сила зажима не велика, то применяем винтовые зажимные устройства.

Определяется номинальный (наружный) диаметр резьбы винта по формуле:

, (8.8)

где С — коэффициент, для основной метрической резьбы С=1, 4; 47 — потребная сила зажима, Н; [а] — допускаемое напряжение растяжения (сжатия), для винтов из стали 45 с учетом износа резьбы можно принимать [а] = 80...100 МПа.

Полученное значение d округляется до ближайшего больше­го стандартного значения. Обычно в приспособлениях применяются резьбы от М6 до М48. С учетом коэффициента запаса принимаем d=20мм

Далее определяем момент на винте для обеспечения заданной зажимной силы Q

M=r Q tg +M , (8.9)

где г_ср – средний радиус резьбы (можно принимать г_ср = 0, 45d);

α – угол подъема резьбы (для резьб от М8 до М52 а изменяется от (3° 10' до 1° 51');

φ – угол трения в резьбе;

М_тр – момент трения на опорном торце гайки или в месте контакта торца нажимного винта:

М_Тр = Q f г_пр, (8.10)

где: г_пр – приведенный радиус кольцевого торца винта.

, (8.11)

мм.

М_Тр=157*0.15*10.85=255, 5 H.

M=0.45*20*157*0.21+255, 5=552, 2 H/мм.

Для обеспечения надежного закрепления заготовки в приспособлении необходимо развить на ключе усилие равное М. Для контроля данного усилия желательно пользоваться динамометрическим ключом.