4. «Силовой расчет приспособления».

4.1. Принципиальная схема приспособления. Схематично, но с соблюдением пропорций указать: заготовку, установочные элементы, элементарный или комбинированный зажим, привод, потребную силу зажима, усилие на штоке привода.

Рис. 6. Схема для расчёта комбинированного зажимного устройства приспособления

На рис. 6 показана расчётная схема для определения силы Q на приводе приспособления. Производим последовательный расчёт следующих простых зажимных элементов приспособления: рычага 3, серьги 7 и рычага 10 .

1. Расчёт рычага 3

Силу зажима заготовки W тарелкой 1 приводим к оси тарелки. Силу на противоположном плече рычага 3 обозначаем Q₁. Обозначаем на чертеже приспособления плечи l1 и l2 рычага относительно точки 5. В практических расчётах величины силы Q₁ рычагов может быть применена приближённая и общая для всех случаев формула, в которую введён коэффициент η, учитывающий потери от трения на оси и на участке, воспринимающем и передающем силы W и Q_1. Уравнение моментов относительно 5 будет иметь следующий вид:

Wl₁ = Q_1*l2* η (1)

где: W – сила зажима заготовки. В нашем примере W₁ = 3020.049Н. ;

W₂ = 3800Н. ; W₃ = 7826,25Н.

l1 и l2 – плечи рычага. Плечи рычага можно измерить прямо на чертеже или проекте проектируемого приспособления. Масштаб изображения приспособления, на котором составляется расчётная схема, можно не учитывать, так как при подстановке значений длин плеч в уравнения моментов масштаб изображения в этих уравнениях сокращается. В нашем примере l₁=81.92, l₂=140.12 мм.

Коэффициент η можно принять по таблицам А и Б (стр. 175 [6]).

Значения коэффициента потерь от трения η в шарнирах и на участках рычагов, воспринимающих и передающих силы Q и W

Принимаем η = 0,95.

Из уравнения (1): Н

Подставляем известные величины в эту зависимость:

1. Расчёт серьги 7

Для расчёта силы Q₂ строим треугольник сил с углом α = 34°35’, действующих на серьгу 7. Уравнение сил для серьги имеет вид:

Q₂ =2Q₁tg(α) (2)

где: α – угол наклона серьги в зажатом положении заготовки, град. Согласно чертежу приспособления в нашем примере угол наклона серьги равен 34°35’ .

Значение силы Q₁ удваиваем, так как в нашем приспособлении две одинаковых и симметрично расположенных серьги 3 и 4 и для дальнейших расчётов комбинированного зажима мы будем использовать суммарное значение двух сил Q₁.

Подставляем известные значения в зависимость (2):

Q₂ =3342,53 tg (34°35’) = 2284,39 H

Q₂ =4205,15 tg (34°35’) = 2873,93 H

Q₂ =8664 tg (34°35’) = 5921,26 H

Здесь мы видим, насколько эффективно применение комбинированного зажима в приспособлении, позволившего так существенно снизить силу зажима заготовrb. Следовательно, мы сможем выбрать более экономичный привод приспособления.

Таким образом, для обеспечения неподвижности заготовки в процессе резания сила на приводе приспособления должна быть не менее 4568,78 Н.

4.2. Расчёт характеристик механизированного привода приспособления. Выбор механизированного привода приспособления.

Для закрепления детали рабочее тело поступает в штоковую полость цилиндра, поэтому соотношение между силой на штоке привода приспособления, давлением рабочего тела в цилиндре привода приспособления и главными размерными параметрами цилиндра выражается следующей зависимостью:

Н, (1)

где: Q – рассчитанная сила на штоке привода приспособления, Н;

p – давление рабочего тела в цилиндре, МПа;

D – диаметр поршня цилиндра, см;

d - диаметр штока цилиндра, см.

При проектировании привода приспособления по конструктивным соображениям был принят цилиндр с диаметром поршня 80 мм (8 см). Согласно стандарту ИСО 6020/2 DIN 24554 (приложение 12) этому диаметру поршня соответствуют диаметры поршня 36, 45 и 56. Принимаем диаметр штока d = 36 мм (3,6 см).

Из зависимости (1):

МПа

В эту зависимость силу Q подставляем в Н, поэтому для получения результата в МПа в знаменатель вводим делитель 100 (1МПа = 100Н/см²). Решаем это уравнение:

МПа

Расчёт давления в цилиндре показал, что привод приспособления должен быть пневматическим. Поэтому выбираем гидроцилиндр.