Порядок розрахунку сили затиску - Студопедія
1.Обчислити сили та моменти різання, силу тяжкості заготівлі, інерційні сили, що діють у процесі обробки.
2.Скласти розрахункову схему сил, що діють на заготівлю. Для цього:
2.1.Зобразити заготівлю з опорними точками (за потреби у кількох проекціях).
2.2.Зобразити (нанести на схему) всі активні сили, що діють на заготівлю (сили різання, інерції, тяжкості та затиску). При цьому сили тяжкості та сили інерції слід враховувати у тому випадку, коли їх величини становлять понад 10% від сил різання.
2.3.Умовно відкинути опори та замінити їх дію реакціями зв'язків, які мають бути спрямовані за нормаллю до поверхні заготівлі.
2.4.Зобразити сили тертя, які визначаються як Fтр=f R або Fтр=f W (де R – реакція опори, W – сила затиску, f – коефіцієнт тертя ковзання).
Їх напрямок протилежний можливому зміщенню заготовки по опорах. У випадку силу тертя слід розкладати на складові по координатним осям.
2.5.Перевіритися, що це завдання є статично визначеною, тобто число алгебраїчних невідомих (сил реакції опор і сил затиску) – трохи більше шести.
2.6.Вибрати систему осей декартових координат так, щоб найбільше можливе число сил було паралельно або перпендикулярно до цих осей (що зменшить кількість складених рівнянь для проекцій сил) і щоб лінії дії невідомих сил перетинали ці осі.
2.7.Розрахункову схему сил слід скласти для найбільш несприятливого варіанта розташування ріжучого інструменту по довжині оброблюваної поверхні, при якому для утримання заготовки від переміщення і повороту під дією сили різання потрібно прикласти найбільше затискне зусилля.
3.Скласти системурівнянь статики, тобто рівняння сил і моментів з умови рівноваги заготівлі (кількість рівнянь має дорівнювати кількості невідомих у розрахунковій схемі).
4.Визначити величину сили затиску W, вирішуючи цю систему рівнянь сил та моментів. Типові схеми розрахунку W наведені у довідниках.
5.Отримане значення затискного зусилля W збільшити, помножуючи його на коефіцієнт запасу:
П'ять характерних випадків взаємодії сил різання та затиску. Розрахунки сил затиску.
1.Сили затиску W та різання Р мають однаковий напрямок і діють на опору.
В цьому випадку сила затиску мінімальна (Wmin).
2.Сили мають протилежний напрямок.
3.Сили спрямовані взаємноперпендикулярно, і силі різання протидіють сили тертя на опорі та у точці затиску.
де f1 та f2 – коефіцієнти тертя.
4.Заготівля, що обробляється в трикулачковому патроні, знаходиться під впливом моменту Мрез і осьової складової сили різання Рх.
де Мрез - момент сили різання;
Wсум - сумарна сила затиску всіма кулачками;
K – коефіцієнт запасу.
Знайдене значення Wсум перевіряється на неможливість осьового зсуву заготівлі
5.Заготівля, закріплена на цанговій оправці, як і у разі затискання в патроні, піддається впливу моменту різання, якому протистоїть момент сили тертя, що дорівнює WсумfR.
Дійсні сили затиску, що розвиваються силовими механізмами, повинні дорівнювати або трохи більше розрахункових.
Вибір напряму затискної сили.
Для задоволення вимог до затискних елементів велике значення має вибір спрямування затискної сили. Величина затискної сили значною мірою залежить від її спрямування.
При виборі напрямку затискної силинеобхідно дотримуватися наступних правил:
1) Затискна сила повинна бути спрямована перпендикулярно поверхні настановних елементів, щоб до них притиснути настановну базу.
2) При встановленні на кілька базових поверхонь сила затиску повинна бути спрямована на той настановний елемент, з яким заготовка має найбільшу площу контакту.
3)Напрямок сили затиску має збігатися з напрямком ваги заготівлі; це полегшує роботу затискного пристрою.
4)Напрямок сили затиску має збігатися з напрямом сили різання.
Насправді рідко можна опрацювати напрям сили затиску, задовольняє всім правилам. У таких випадках необхідно шукати оптимальні рішення.
Вибору оптимального напрямку затискної сили сприяє введення в силову схему закріплення заготовки упору. Упори сприймають сили, що діють на заготівлю, і дозволяють зменшити необхідну величину затискної сили або змінити її напрямок.
Упори, як правило, застосовують у двох випадках:
1) коли при обробці діють великі зсувні сили, напрямок яких паралельно поверхні основних настановних елементів;
2)коли при обробці без упору заготівля немає поверхні, здатної сприйняти силу затиску.
Вибір точки застосування затискної сили.
При виборі місця застосування сили затиску необхідно керуватися такими правилами:
1.Сила затискання не повинна перекидати або зрушувати заготівлю за настановними елементами. Для цього необхідно, щоб точка застосування затискної сили:
а) проектувалася на настановний елемент, по можливості ближче до його центру, або на багатокутник, утворений лініями, що з'єднують настановні елементи;
б) лежала на ділянці поверхнізаготовки, паралельної поверхні настановного елемента.
2.Сила затиску з реакціями опор не повинна створювати згинальних моментів, щоб уникнути деформацій заготівлі та пов'язаних з цим додаткових похибок виконуваних розмірів.
3.Точка застосування затискної сили має бути розташована ближче до місця обробки, особливо для заготовок малої жорсткості.
Розрахунки затискної сили при різних схемах встановлення та закріплення.
1.Визначення затискної сили, що запобігає поступальному переміщенню заготівлі.
Вагою заготівлі нехтуємо.
Вважаємо, що коефіцієнт тертя заготовки про упор і основу пристосування однакові: f1=f2=f.
Під дією сил різання Р1 і Р2 заготівля прагне повернутися проти годинникової стрілки навколо точки О. При цьому виникають: реакція R1, сила тертя f R1, сила тертя f W. Повороту перешкоджатимуть моменти сил від: сили тертя f R1 (плечо h1), сили тертя f W (плечо l) та затискної сили w (плечо h3).
Визначимо суму проекцій усіх сил на вертикальну вісь:
2.Визначення затискної сили, що запобігає перевірці заготівлі під дією моменту різання.
Заготівля закріплена в трикулачковому патроні та знаходиться під впливом моменту різання Мрез. Утримується від повороту моментом тертя між кулачками і заготівлею.
Умова рівноваги буде:
де n - Число кулачків.
Якщо є значна осьова сила Рх і заготівля не має упору торцем, необхідна сила тертя, яка перешкоджатиме осьовому зсуву заготовки.
Заготівля центрується на пальці і притискається до трьох точкових опор кількома прихватами. При дії Мрез заготовка утримується від повороту моментами тертя на опорах і між прихватами і заготовкою. Вважаючиреакції на опорах рівними, умову рівноваги можна записати:
в) Заготівля центрується на оправці та утримується від провороту моментами тертя на кільцевому майданчику бурта оправки та між затискачем та заготівлею.
Умова рівноваги буде (при рівномірному розподілі сили по кільцевому майданчику):
Заготівля закріплена у призмі з кутом α. Якщо на торці заготівлі немає сил тертя, умова рівноваги буде:
При дії значної осьової сили Рх (крім Мрез) та відсутності упору сила затиску повинна також задовольняти умову:
3.Визначення сили затиску, що запобігає зміщенню заготівлі під дією декількох одночасно діючих моментів.
Така схема сил різання характерна для багатошпиндельних агрегатних та розточувальних верстатів, при обробці отворів мірним інструментом.
При малій радіальній жорсткості інструменту на заготівлю діє момент, що підсумовується від окремих інструментів (рис. а). Під впливом цього сумарного моменту Мрез заготівля прагне повернутися навколо тієї осі, де момент тертя найменший. Якщо заготівля кріпиться хвостовиком до призми, то розрахунку сили затиску можна застосувати формулу, отриману нами для випадку закріплення на рис. 2, р.
Якщо заготовка встановлена на торець і утримується моментом тертя на торцях, то залежно від схеми установки можна скористатися формулами для схем на рис. 2, б або 2, ст.
На рис. 3, б і показані схеми розточування декількох отворів одночасно однорізцевими качалками.
Залежно від взаємного кутового положення різців може виникнути максимальна зсувна сила Р=Р1+Р2+Р3+Р4 (рис. 3, б) або максимальний сумарний момент M=P1l1+P2l2+P3l3+P4l4 (рис. 3, в). Для даної схеми установки розрахунок сили затиску необхідно вестиодному найбільш несприятливому з цих умов.
Якщо отвори на рис. 3 б розточуються багаторізцевими головками, сумарний крутний момент прагне повернути деталь навколо точки О. У цьому випадку в основу розрахунку може бути покладена схема розрахунку на рис. 1, м. При розрахунку сили затиску орієнтуються на несприятливу фазу зміни сил різання. Так, при одночасному обробленні деталі з двох протилежних сторін на агрегатних верстатах, розрахунок сил затиску слід вести орієнтуючись на дію сил і моментів різання, що діють з одного боку. Це визначається тим, що в загальному випадку окремі інструменти починають і закінчують обробку в різні моменти часу, а також тим, що при поломці інструменту з одного боку, система СНІД повинна залишатися в рівновазі.
Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком:
Вимкніть adBlock! і оновіть сторінку (F5)дуже потрібно