Этап III. Результаты определения условий закрепления заготовки (Зг) в сп

Цель этапа — определение параметров зажимного устройства (ЗУ) с учетом его структуры, полученной при разработке принципиальной схемы.

Стадия 1. Результаты определения лимитирующего силового параметра. При решении этой задачи необходимо из множества силовых параметров — сил и моментов резания — определить тот из них, который оказывает наиболее неблагоприятное действие на заготовку, закрепленную в СП.

Рис.3.1. Результаты определения лимитирующего силового параметра

Сила Pz стремится повернуть Зг вокруг оси по установочной цилиндрической поверхности;

сила Pх стремится сдвинуть Зг в продольном направлении;.

По действию сил резания устанавливаем:

• действие силы Pz является положительным, при этом создается наибольший крутящий момент, стремящийся повернуть Зг на УЭ.

• смещение Зг под действием силы Pх маловероятно, так как Зг упирается в упор, а ее величина составляет: Pх

Таким образом делаем допущения о том, что лимитирующей здесь является сила Pz, а силы Px = 0.

Стадия 2. Результаты разработки расчетной схемы. При решении этой задачи разрабатывается расчетная схема при наиболее неблагоприятном действии силовых параметров (сил и моментов резания) обработки на заготовку.

1. Условие сдвига заготовки при обработке.

Рис.3.2,а. Условия сдвига (поворота) заготовки

2. Условие удержания заготовки при обработке.

Рис.3.2,б. Условия удержания заготовки

3. Расчетная схема.

Рис.3.2,в. Расчетная схема для определения силы W

Стадия 3. Результаты определения расчетного уравнения.

Стадия 4. Результаты определения параметров, входящих в расчетное уравнение. При решении этой задачи необходимо определить четыре группы параметров, входящих в расчетные уравнения:

1. Результаты определения коэффициента надежности закрепления K.

Установили значения коэффициентов:

- гарантированный коэффициент;

- коэффициент учитывающий условия обработки;

- коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при колебаниях припусков на Зг;

– коэффициент, учитывающий изменение сил резания при обработке прерывистых поверхностей;

– коэффициент, учитывающий непостоянство сил при закреплении;

– коэффициент, учитывающий непостоянство сил зажимных устройств;

– коэффициент, учитывающий неопределенность контакта плоских базовых и установочных поверхностей

Подставляя значения коэффициентов в формулу, получим:

2. Результаты определения значений сил и моментов резания.

Pz = Cpz •tXpz •SYpz •Kpz,

и показателей степеней и

Поправочные коэффициенты на измененные условия работы:

KpZ = KmPz•K•Pz•K•Pz•KvPz•KhPz•KrPz,

где KmPz – поправочный коэффициент на PZ в зависимости от механических свойств обрабатываемого материала:

KmPz = (σв/75)0,35 = (80/75)0,35 = 1,023;

- поправочный коэффициент на PZ в зависимости от переднего угла.

KvPz – поправочный коэффициент на PZ в зависимости от скорости резания. Предположим, что скорость резания будет в пределах 0 – 50 м/мин, тогда KvPz = 1;

KhPz – поправочный коэффициент на PZ в зависимости от износа фрезы.

Принимаем износ фрезы по задней поверхности h3 = 1,4 мм, тогда KhPz = 1,05;

KrPz – поправочный коэффициент на PZ в зависимости от радиуса при вершине лезвия фрезы. При r = 1,0 мм, KrPz = 0,93;

Ку – коэффициент, учитывающий ударную нагрузку Ку=0.6

KPz = 1,023•1•1•1,05•0,93·0,6 =0,596.

Подставляем вышеприведенные значения в формулу

Pz = 10 • 300 • 0,51,0 • 0,220,75• 86,6-0,15 ·0,596 = 287,2 Н.

3. Результаты определения коэффициентов трения-сцепления.

Принимаем коэффициенты трения-сцепления равными f1 = 0,1 и f2 = 0,1

4. Результаты определения конструктивных размеров.

Рис.3.3. К определению конструктивных размеров

Стадия 5. Результаты расчетов конкретного значения теоретической силы закрепления W. При решении этой задачи необходимо определить расчетное значение теоретической силы закрепления W.

K = 2,25; Pz = 287.2 Н; f1 = 0,1; d3 = 70 мм; D = 55 мм.

Стадия 6. Результаты разработки расчетной схемы зажимного устройства (ЗУ). При решении этой задачи устанавливается связь между теоретической силой закрепления W и параметрами силового привода (СПр).

Рис.3.4. Расчетная схема для определения параметров зажимного устройства (ЗУ)

Стадия 7. Результаты определения расчетных уравнений. При решении этой задачи необходимо получить расчетное уравнение (уравнения) для расчета параметров зажимного устройства (ЗУ).

Уравнение силового замыкания

С другой стороны пневмоцилиндр должен развить тяговое усилие (Q), равное:

где – давление воздуха;

S – площадь пневмоцилиндра.

Дальнейшие расчеты связаны с направлением действия тягового усилия (Q), так как от этого зависит вычисление площади S. В рассматриваемом случае S = 0,785 • (D2 - d2), где d – диаметр штока. В итоге имеем:

откуда получаем зависимость для определения расчетного диаметра:

Стадия 8. Результаты определения параметров, входящих в расчетные уравнения. При решении этой задачи необходимо определить параметры:

1. Параметры рабочей среды — qв = 0,4 МПа

2. Коэффициент полезного действия —0,95

3. Передаточные отношения силового (СМ) механизма — 1 (передаточный механизм отсутствует)

Стадия 9. Результаты определения параметров зажимного устройства (ЗУ). При решении этой задачи необходимо выполнить расчеты параметров зажимного устройства (ЗУ) и на их основе выбрать по ГОСТам или нормалям параметры силового привода (СПр).

При определении диаметра пневмоцилиндра D по уравнению (8.4) неизвестен диаметр штока d. Следовательно, выход из ситуации следует искать, используя метод последовательности приближения. Вначале определим приближенное значение диаметра D, приняв d = 0:

Учитывая, что диаметр D пневмоцилиндра должен увеличиться из-за уменьшения рабочей площади под диаметр штока d, примем стандартное значение диаметра D = 130 мм и для него диаметр штока d = 32 мм.