4.5.4 Выбор точки приложения зажимной силы

При выборе места приложения силы зажима необходимо руководствоваться следующими правилами:

1) Сила зажима не должна опрокидывать или сдвигать заготовку по установочным элементам. Для этого необходимо, чтобы точка приложения зажимной силы:

а) проектировалась на установочный элемент, по возможности ближе к его центру, или в многоугольник, образованный линиями, соединяющими установочные элементы (рис. 4.59,а);

б) лежала на участке поверхности заготовки, параллельной поверхности установочного элемента (рис. 4.59,б).

а) б)

в)

Рис. 4.59. Схемы расположения сил зажима на заготовке.

2) Сила зажима с реакциями опор не должна создавать изгибающих моментов во избежание деформаций заготовки и связанных с этим дополнительных погрешностей выполняемых размеров (рис. 4.59, в).

3) Точка приложения зажимной силы должна быть расположена ближе к месту обработки, особенно для заготовок малой жесткости.

4.5.5 Расчеты зажимной силы при различных схемах установки и закрепления

4.5.5.1 Определение зажимной силы, предупреждающей поступательное перемещение заготовки

а) Сила резания Р действует параллельно опорной плоскости (рис. 4.60).

Рис. 4.60. Схема действия сил.

Весом заготовки пренебрегаем.

∑F_x=0;

Тогда kP – f₁W – f₂W = 0;

;

б) Сила резания Р действует под углом к опорной плоскости (рис. 4.61.).

Рис. 4.61. Схема действия сил.

∑F_x=0; kP₁ – f₁W – (W+P₂)f₂= 0;

Отсюда

;

в) Сила резания Р действует под углом от опорной плоскости (рис. 4.62).

Рис. 4.62. Схема действия сил.

∑F_x=0; kP₁ – f₁W – (W-P₂)f₂= 0;

Отсюда ;

г) Сила резания Р действует под углом от опорной поверхности при наличии упора (рис. 4.63).

Рис. 4.63. Схема действия сил.

Считаем, что коэффициент трения заготовки об упор и основание приспособления одинаковы: f₁=f₂=f.

Под действием сил резания Р₁ и Р₂ заготовка стремится повернуться против часовой стрелки вокруг точки О. При этом возникают: реакция R₁, сила трения f R₁, сила трения f W. Повороту будут препятствовать моменты сил от: силы трения f R₁ (плечо h₁), силы трения f W (плечо l) и зажимной силы W (плечо h₃).

Определим сумму проекций всех сил на вертикальную ось:

∑F_z=0; R₁ + kP₁ – G – fW = 0;

Отсюда ;

Сумма моментов относительно точки О: ;

;

Подставив R₁ из первого уравнения, получим:

;

Тогда .

4.5.5.2 Определение зажимной силы, предупреждающей провертывание заготовки под действием момента резания

а) Заготовка закреплена в трехкулачковом патроне и находится под воздействием момента резания М_рез. Удерживается от проворота моментом трения мужду кулачками и заготовкой (рис. 4.64).

Рис. 4.64. Схема действия сил.

Условие равновесия будет: ∑М_о=0;

;

В общем случае:

;

где n – число кулачков.

Если имеется значительная осевая сила Р_х и заготовка не имеет упора торцом, необходима сила трения, которая будет препятствовать осевому сдвигу заготовки.

;

Тогда .

Из двух рассчитанных сил зажима W выбирают большую.

б) Заготовка центрируется на пальце и прижимается к трем точечным опорам несколькими прихватами. При действии М_рез заготовка удерживается от проворота моментами трения на опорах и между прихватами и заготовкой (рис. 4.65).

Рис. 4.65. Схема действия сил.

Считая реакции на опорах равными, условие равновесия можно записать:

;

;

Отсюда .

в) Заготовка центрируется на оправке и удерживается от проворота моментами трения на кольцевой площадке бурта оправки и между зажимом и заготовкой (рис. 4.66).

Рис. 4.66. Схема действия сил.

Условие равновесия будет (при равномерном распределении силы по кольцевой площадке):

;

где ;

откуда:

.

г) Заготовка закреплена в призме с углом α (рис. 4.67).

Рис. 4.67. Схема действия сил.

Если на торце заготовки нет сил трения, условие равновесия будет:

;

;

Откуда:

.

При действии значительной осевой силы Р_х (кроме М_рез) и отсутствии упора сила зажима должна также удовлетворять условию:

.