загрузка...
загрузка...
На головну

Вказівки до визначення сили закріплення заготовки

  1. II. Методичні вказівки для студентів по виконанню індивідуальних завдань
  2. II. ОРГАНІЗАЦІЙНО-МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
  3. III. Методичні вказівки для студентів заочної форми навчання з виконання контрольної роботи
  4. Питання 1. Характеристика підходів до визначення сутності капіталу
  5. Питання 1. Характеристика підходів до визначення сутності ринку
  6. Вибір вихідної заготовки і її конструювання
  7. Діагностичні вказівки.

Розрахунок сили закріплення в першому наближенні зводиться до вирішення задачі статики на рівновагу твердого тіла (заготовки) під дією системи зовнішніх сил.

До заготівлі з одного боку докладено сили тяжіння і сили, що виникають в процесі обробки, з іншого - шукані сили закріплення і реакції опор. Під дією цих сил заготовка повинна зберегти рівновагу. При розрахунках слід орієнтуватися на таку стадію дії сил, що зсувають і моментів, при якій сили закріплення повинні бути найбільшими.

Вихідними даними для розрахунку сил закріплення є: схема базування заготовки; величина, напрямок і місце докладання зусиль, що виникають при обробці; схема закріплення заготовки, тобто напрямок і точка прикладання сили закріплення.

Складання вихідних даних для розрахунку необхідних сил закріплення є найважливішим моментом проектування затискних механізмів, так як помилка цього етапу може призвести до створення пристосування, який не забезпечує надійне закріплення заготовки.

В процесі обробки, крім сили закріплення, на заготовку діють: сили різання, тертя, вага заготовки, відцентрові і інерційні сили. Сили і моменти різання при розрахунках сили закріплення збільшують, вводячи коефіцієнт запасу К. Величина сили закріплення в значній мірі залежить від її напрямки. Тому при виборі напрямку сили закріплення необхідно враховувати наступні правила:

а) сила закріплення повинна бути спрямована перпендикулярно поверхні настановних елементів, щоб забезпечити контакт з ними технологічної бази заготівлі;

б) при базуванні по декількох базових поверхонь сила закріплення повинна бути спрямована на той інсталяційний елемент, з яким заготівля має найбільшу площу контакту;

в) напрямок сили закріплення повинен співпадати з напрямом сили різання і з напрямком ваги заготовки.

У практиці рідко можна вибрати напрямок сили закріплення, яке задовольняє всім правилам. Тому необхідно шукати оптимальні рішення. При обробці легких заготовок в першу чергу слід враховувати сили різання, а при обробці важких заготовок - їх вага. Вибору раціонального напрямку сили закріплення сприяє введення упорів в силову схему закріплення заготовки.

Правила вибору місця прикладання сили закріплення:

а) сила закріплення не повинна перекидати або зрушувати заготовку; необхідно щоб вона проектувалася в центр установочного елемента або в багатокутник, утворений лініями, що з'єднують установчі елементи;

б) сила закріплення з реакціями опор не повинна створювати згинальних моментів, щоб уникнути деформації заготовки та появи похибки закріплення;

в) точка прикладання сили закріплення повинна бути розташована ближче до місця обробки, особливо для нежорстких заготовок.

 
 

При проектуванні схем установки і закріплення заготовок необхідно забезпечувати такі умови: заготівля повинна займати на опорах стійке положення, в процесі закріплення заготовки не повинно відбуватися порушення, якого може бути при установці положення; зусилля, що виникають при обробці, не повинні зміщувати заготовку.

Мал. 3.11

Нехай на операції розточування отворів прийнята схема базування, показана на рис.3.11а.

Дотримуючись вимог, що пред'являються до схеми закріплення заготовок, приймаємо напрямок і місце прикладання сили закріплення Q. Потрібно визначити величину сили Q.

Особливістю даного прикладу є те, що отвори розточуються одночасно однорезцовимі борштанг при однаковому напрямку їх обертання. Отже, сили різання Р на кожному обороті Борштанги змінюють місце прикладення і направлення дії. Тому для розрахунку сили Q необхідно орієнтуватися на саму несприятливу фазу зміни сил різання, коли вони надають максимальне зсувне або перекидний дію на заготовку.

В даному випадку можна очікувати появи максимальної зрушує сили (рис.3.11а) Або найбільшого сумарного моменту, під дією якого заготовка може обернутися щодо опорної точки О (рис.3.11б). розрахунок сили Q необхідно виконати для кожного умови окремо і прийняти найбільше значення величини Q.

Схема сил, що діють на заготовку в першому випадку, показана на рис.3.11в. Зміщення заготовки перешкоджають сили тертя Qf1 и Qf2, де f1 и f2 - Коефіцієнти тертя. Силу ваги заготовки враховувати не будемо, вважаючи, що заготовка невеликих розмірів. З метою спрощення розрахунків й думати враховувати складові сили різання Px и Py.

Запишемо умови рівноваги заготовки з урахуванням коефіцієнта
запасу К:

.

Звідси і визначимо силу затиску заготовки:

 (3.1)

Умова рівноваги для другого випадку (ріс.3.11б):

,

звідки

 . (3.2)

Аналіз формул (3.1) і (3.2) дозволяє уточнити місце прикладання сили закріплення. Якщо за формулою (3.1) величина Q не залежить від місця її застосування, то за формулою (3.2) Q зменшується зі збільшенням l3. Отже, величину l3 слід прийняти максимально можливої. З двох отриманих величин Q для розрахунку затискного механізму приймаємо найбільшу.

Діючі на заготовку сили і моменти різання можна визначити за формулами, наведеними в довідниках і в нормативах по режимам різання стосовно певного виду обробки (точіння, свердління, фрезерування, шліфування і т. Д.).

В процесі обробки дійсні сили різання можуть істотно відрізнятися від розрахункових внаслідок коливання механічних властивостей самого матеріалу, наклепу і поверхневої кірки заготовок, притуплення різального інструменту, нерівномірності припуску, що знімається і в силу інших причин. Крім того, при прийнятій схемі розрахунку потрібної сили закріплення можливі різні стану контакту (смятие поверхонь, наявність мастила, різна шорсткість і т. П.) Між опорними поверхнями пристосування і заготівлею, заготівлею та затискачем.

Всі ці зміни сил різання і стану контакту розрахунковим шляхом врахувати неможливо. Тому в практичних розрахунках величину сили закріплення, знайдену розрахунковим шляхом, множать на коефіцієнт надійності закріплення К (Коефіцієнт запасу).

Таким чином, розрахунок потрібної сили закріплення заготовки виробляють з урахуванням коефіцієнта надійності закріплення.

наприклад

1. Щоб в процесі обробки заготовка не повернулася (див. Рис. 3.12) щодо настановних елементів пристосування, приймають

,

де Мзак - Реквізит момент закріплення (тертя);

Мрез - Момент сили різання.

2. Щоб у процесі обробки заготовка не зрушила з установочного положення (див. Рис. 3.13), приймають

Qf = КР0 ,

де Q - Потрібна сила затиску; f - коефіцієнт тертя ; Р0- Сила різання, що викликає осьове переміщення або зсув заготовки.

3. Щоб в процесі обробки заготовку не вирвало з затискного пристрою (див. Рис. 3.14), приймають

,

де Мз - Момент сили різання, що викликає виривання або перекидання заготовки.

У деяких випадках на надійність закріплення, крім сили різання, можуть впливати і інші сили (вага заготовки, сили інерції), які враховуються в розрахунковій силовій схемі. Значення цих сил встановлюються розрахунковим шляхом.

Значення коефіцієнта надійності закріплення К слід вибирати диференційовано в залежності від конкретних умов виконання операції і способу закріплення заготовки. ГОСТ 12.2.029-77 обумовлює запас надійності закріплення. Для чорнових етапів обробки рекомендується приймати К = 2,0 ... 2,5, для чистових, оздоблювальних і для обробки заготовок з кольорових металів К = 1,2 ... 1,5.

приклад 1. На операції фрезерування площини (рис. 3.15) при прийнятому способі базування і схемою закріплення заготовки під дією сил різання вона може повертатися щодо точки О і зрушуватися в осьовому напрямку.

Мал. 3.15

З умови рівноваги заготовки рівняння моментів має вигляд

Qa + Tl = Pzb + Prl,

де Т - сила тертя; Т = fQ.

після підстановки Т = fQ і введення коефіцієнта надійності К рівняння має

вид Qa + fQl = K (Pzb + Prl),

звідки ,

де f - Коефіцієнт тертя між заготовкою і затискними пристроями.

осьова сила Р0 прагне зрушити заготівлю. Утримувати її в пристосуванні будуть сили тертя між заготовкою і опорними елементами пристосування (Т ') і між заготівлею і затискними пристроями. Рівняння сил з урахуванням коефіцієнта надійності закріплення має вигляд

,

звідки ,

де f '- Коефіцієнт тертя між заготовкою і опорними елементами пристосування.

 Приклад 2. При свердлінні отвору в заготівлі (рис. 3.16), закріпленої в трикулачні патроні, вона може переміщатися уздовж кулачків під дією сили різання Р0 і провертивается в кулачках під дією моменту різання М. Необхідно докласти таке зусилля затиску, щоб не було ні переміщення, ні прокручування заготовки щодо кулачків. Залежно від форми насічки на кулачках опір переміщенню і прокручування може бути різним, так як при цьому можуть бути різними коефіцієнти тертя.

 Припустимо, що при переміщенні заготовки в кулачках уздовж осі коефіцієнт тертя буде f1 а при прокручування - f2.

Сили тертя між кулачком і заготівлею становитимуть: при переміщенні T1 = f1Q; При прокручування T2 = F2Q.

 Мал. 3.16
 Визначимо величину затискного зусилля за умови неприпустимість переміщення заготовки в кулачках. Користуючись прийнятими позначеннями і маючи на увазі, що у патрона три кулачка, складемо рівняння сил: 3 Т1 = Р0 .

Після підстановки значення Т1 і введення коефіцієнта К, рівняння набуде вигляду

3f1Q = KP0,

звідки Q = ,

Тепер визначимо величину затискного зусилля за умови неприпустимість прокручування заготовки в кулачках. Так як заготівля затиснута в трьох кулачках, рівняння моментів матиме такий вигляд:

3T2 r = M,

де r - Радіус зовнішньої циліндричної поверхні заготовки на ділянці закріплення її в кулачках. Після підстановки значення T2 і введення коефіцієнта К рівняння набуде вигляду 3f2Qr = KM,

звідки .

З отриманих двох значень зусилля закріплення вибирають найбільше.

 Приклад 3. Заготівля встановлюється в призмі при операції свердління (рис. 3.17). При цьому заготовка знаходиться під дією моменту М і осьової сили Р0.

Під дією моменту заготовка може провернутися. Умова рівноваги заготовки запишеться у вигляді (без урахування тертя на торці)

звідси .

Якщо заготовка зсувається під дією осьової сили Р0 вздовж призми, то .

 Приклад 4. При фрезеруванні паза (рис. 3.18) заготівля встановлюється на столі верстата і кріпиться двома прихватами.

Рівняння сил можна записати таким чином:

.

Після введення коефіцієнта надійності К рівняння має вигляд

,

звідки ,

де п - Кількість прихватів; f - Коефіцієнт тертя при зсуві заготовки щодо столу; f1 - Коефіцієнт тертя при зсуві притиску щодо заготовки.

Мал. 3.17 Ріс.3.18

Рівняння моментів щодо точки О матиме вигляд

,

де а - Відстань від точки О до точки прикладання сили Q;

L - Відстань між прихватами;

А - Операційний розмір.

Звідки маємо

.

У пристроях сили тертя виникають на поверхнях контакту заготовки з опорними елементами, а також в місцях контакту затискних пристроїв з поверхнею заготовки. Величина коефіцієнта тертя залежить від багатьох факторів. При використанні пристосувань його визначення пов'язане з додатковими труднощами. У пристроях в ряді випадків є тертьові поверхні, на яких навмисно виконана насічка різної форми і спрямованості. При закріпленні зубці насічки вдавлюються в тіло оброблюваної заготовки, причому величина вдавлення залежить від величини нормальної реакції в місцях контакту. Виникаючі на таких поверхнях сили, що перешкоджають повороту або переміщення заготовки, строго кажучи, не можна називати силами тертя. Більш правильно їх називати силами опору переміщенню. Однак для простоти і стислості надалі будемо застосовувати термін «коефіцієнт тертя» і позначати його f.

У пристроях зустрічаються багато різних поєднань контактних поверхонь, що розрізняються за формою, станом поверхні, твердості і т. Д. Значення коефіцієнта тертя для деяких сполучень контактних поверхонь наведені в табл.3.1

Таблиця 3. 1




Вступ | Загальні методичні вказівки | У пристосуванні | Методичні вказівки | Методичні вказівки | Методичні вказівки | Інструменту і пристосувань | Тема 5.1Методіка розрахунку економічної ефективності застосування технологічної оснастки | Подальшого вдосконалення оснащення. | Вказівки до визначення похибки базування |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати