5 Расчет усилия закрепления детали

При вычислении силы зажима W для обеспечения надёжного закрепления вводится коэффициент запаса К, который учитывает нестабильность силовых воздействий на заготовку.

Расчет зажимного усилия

(12)

где К - коэффициент надёжности закрепления;

f₁ = 0,2 - коэффициент трения между заготовкой и зажимом;

f₂= 0,10 - коэффициент трения между заготовкой и установочными

элементами;

M_k - крутящий момент, Н·м;

d - диаметр фрезы, мм.

Крутящий момент

(13)

где - сила резания, Н

r - радиус фрезы, м.

Коэффициент надёжности закрепления

(14)

где К₀ = 1,5 - гарантированный коэффициент запаса;

К₁ = 1,0 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания из-за

ислучайных неровностей на обрабатываемой поверхности

заготовки;

К₂ = 1,2 - коэффициент, учитывающий увеличения сил резания

вследствие затупления режущего инструмента;

К₃ = 1,0 - коэффициент, учитывающий изменение сил резания при

прерывистом резании;

К₄ = 1,0 - коэффициент, учитывающий непостоянство зажимного

усилия;

К₅ = 1,0 - коэффициент, учитывающий удобство расположения

рукояток у ручных зажимов;

К₆ = 1,0 - коэффициент, учитывающий определенность расположения

опорных точек при смещении заготовки моментом сил.

K меньше 2,5 по ГОСТу принимается K равным 2,5

6 Расчет исходного усилия зажимного устройства

Рисунок 3 - Схема для определения силы зажима

Расчёт исходного усилия Q

, (15)

где W - сила зажима, Н;

l, l₁ - длины плеч прижимного рычага, мм.

7 Расчет пневматического привода

Диаметр пневмоцилиндра

(16)

где р = 0,4 - давление воздуха в пневмосистеме, МПа;

Q - исходное усилие, Н;

q = 45 - сопротивление возвратной пружины, Н;

η = 0,85 - КПД силового пневмопривода.

По ГОСТ 15608-81 диаметр пневмоцилиндра D_Ц принимается равным 50мм, диаметр штока d равным 18мм

Тянущая сила (сила действующая при давлении сжатого воздуха на поршень)

(17)

где D - диаметр цилиндра, мм;

d - диаметр штока, мм;

р = 0,4 – давление воздуха в пневмосистеме, МПа;

η = 0,85 - КПД силового пневмопривода;

q = 45 - сопротивление возвратной пружины, Н.

По ГОСТ 15608-81 тянущая сила Q_шт принимается равной 1000 Н

Проверка диаметра штока на прочность и устойчивость

(18)

где [σ] = 340 - допустимое напряжение материала штока на растяжение

(сжатие), МПа.

Q_шт - тянущая сила, Н.

20 ≥ 1,92∙10^-3

Диаметр штока d удовлетворяет условию прочности и устойчивости, так как диаметр штока больше минимально возможного диаметра штока.