23

Практична работа № 3

Тема: Розрахунок сили затиску заготовок в пристосуванні. Визначення основних параметрів затискного механізму.

Мета роботи: Вивчити методику розрахунку сили затиску заготівлі в пристосуванні.

Наочні приладдя: Плакати операційних ескізів, пристосування в металі, креслення деталей, технологічні процеси механічної обробки.

Теоретичні відомості

1. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ЩО ДО РОЗРАХУНКУ СИЛИ ЗАТИСКУ

Призначення затискних механізмів верстатних пристосувань складається в надійному закріпленні заготівлі, що попереджає вібрацію й зсув заготовки щодо опор пристосування при обробці.

Оброблювана деталь перебуває в рівновазі в наслідку дії сил як виникаючих у процесі обробки, так і затиску й реакцій опор. Основними силами процесу обробки є сили різання. Іноді при розрахунку сил затиску "W" ураховуються сили ваги, відцентрові й інерційні , виникаючі за певних умов обробки.

Величина сил затиску розраховується виходячи з умови рівноваги всіх перерахованих сил при повнім збереженні контакту базових поверхонь оброблюваної деталі з настановними елементами пристосування й при виключенні зрушення в процесі обробки. У загальному випадку сила затиску "W" розраховується як добуток сил різання " Р" на коефіцієнт запасу "К" . Коефіцієнт запасу "К" визначається як добуток семи первинних коефіцієнтів, що враховують конкретні умови обробки, базування й типи затискних механізмів пристосування. Величина значення коефіцієнта запасу "К" не може бути менше 2,5.

2. Затискні елементи пристосування

Затиск верстатного пристосування необхідне для надійного закріплення заготовка в пристосуванні в положенні, що задається установчими елементами. У сучасних верстатних пристосуваннях використаються затиски найрізноманітніших конструкцій з ручним і механізованим приводом. Вибір типу затиску потрібно проводити з техніко - економічної й соціальної точки зору, щоб прийнятий варіант виявився оптимальним для даних виробничих умов.

Важливо вміти визначати затискну силу, що розвиває пристроєм. Так, для різьбових (гвинтових) затисків справедлива формула:

Wрз = FL / [0,5d_ср · tg(α+φ) + K ] ( 1 )

де

F - сила, що прикладає до кінця рукоятки гайкового ключа Н;

L ≈12d - довжина ключа або рукоятки (плече сили F), мм;

dcp - середній діаметр різьби,мм;

α - кут підйому різьблення (у стандартних метричних різьб із великим кроком

α = 2...3°);

φ - кут тертя в нарізному сполученні (для метричних різьб φ =5°34');

К - коефіцієнт, що залежить від форми й розмірів поверхні зіткнення затискного елемента з поверхнею, що затискається:

для гвинта із сферичним опорним торцем (рис. 1,а)

K = 0;

для гвинта з плоским опорним тор­цем (рис. 1,б)

K=0,3/fd; (1)

для гвинта із сферичним опорним торцем, дотичного з конусним поглибленням (мал. 1,в)

K = Rf ctg(β/2); (2)

для гвинта з кільце­вим опорним торцем або для гайки (рис. 1,г, д):

К = 0,33f(D³_нар-D³_вн)/(D²_нар-D²_вн) (3)

Де f = 0,1 - коефіцієнт тертя на торці гвинта або гайки;

β =120°.

Рисунок 1.

Для спрощення й прискорення розрахунків в інженерній практиці користуються таблицями, наприклад табл. 1.

Табл.1.

Діаметр різьби d, мм	Сила, що прикладена до ключа, Н	Сила затиску, кН
		Гвинт із сферичним торцем	Гвинт з плоским торцем	Гвинт із сферичним торцем, що дотичний та має конусне поглиблення	Гайка
10 12 16 20 24	25 35 65 100 130	3,9 5,3 10,5 16,0 21,4	2,9 3,9 7,6 12,0 15,8	2,5 3,3 6,5 10,0 13,0	2,06 2,75 5,4 8,5 10,9

У верстатних пристосуваннях застосовують комбінацію різьбового затиску із планкою, що грає роль важеля й утворить механизм - прихват. Сила затиску, що розвиває прихватом (мал. 2, а, б), розраховується по формулі:

F_заж=Wαη/b, ( 4 )

де

W- затискна сила гвинта або гайки прихвата;

а и b - розміри плечей прихвата;

η = 0,8...0,95 - коефіцієнт корисної дії, що враховує втрати на тертя в опорі прихвата.

Рисунок 2. Рисунок4.

Затискна сила, що розвиває Г - образним прихватом (рис.4), розраховується по формулі:

F_заж = W(1-0,3l/H), ( 5 )

де: l и Н— розміри по рис. 4;

Силу W може створювати пневматичний або гідравлічний циліндр (тоді W=F_штока)

Затискна сила, що розвиває ексцентриком (рис. 3) визначається за формулою:

FL

W_э = ( 6 )

ρ[tg(α+φ)+tgφ₁]

де ρ ≈ 0,5D - радіус эксцентрика в точці дотику;

α – кут підйома эксцентрика.

У кругових ексцентриків кут а міняється в- залежності від кута повороту γ ексцентрика так:

γ…0 90º 180º

α…0 arctg(2e/D) 0

Для того щоб ексцентрик був самогальмуючийся, кут підйому α не повинен перевищувати кута тертя, отже α_max= arctg 0,1; звідки α_max= 5°47'.