19.4. Расчет сил для закрепления заготовок

Силы Р, необходимые для закрепления заготовки, должны предотвратить возможный отрыв заготовки от установоч­ных элементов приспособления, сдвиг или поворот ее под дей­ствием сил R резания и обеспечить надежное закрепление в про­цессе обработки. Силы резания и их моменты (М) определяют по формулам теории резания или по данным нормативных справоч­ников. Сила резания зависит от твердости обрабатываемого мате­риала, режимов резания, инструментов и других факторов. Силы закрепления должны быть достаточными с некоторым коэффи­циентом запаса К, который рассчитывают как произведение коэф­фициентов, учитывающих условия обработки [8, 22].

При конструировании приспособлений необходим расчет сил зажима. Расчетные силы являются исходными данными для проведения расчетов на прочность элементов зажимных устройств и силовых приводов.

Требуемые силы зажима определяются исходя из анализа взаимодействия сил резания, закрепления и их моментов.

Рассмотрим шесть характерных случаев такого взаимодей­ствия (рис. 19.7).

На рис. 19.7, а силы закрепления Р и резания R имеют одина­ковое направление и действуют на опору (опорная база). В этом случае Р будет минимальна. Она не должна превышать R.

На рис. 19.7, б силы имеют противоположное направление, тогда Р = КР, где К — коэффициент запаса; R — сила реза­ния, Н.

На рис. 19.7, в силы направлены взаимно перпендикулярно, и силе резания противодействуют силы трения на опорах Pf₂,а в точке закрепления — Pf_t. В этом случае Pf_x -f- Pf₂ = KR, откуда Р — KR/(h + /₂)> ^гД^е /1 и /₂ — коэффициенты трения.

На рис. 19.7, г показана заготовка, закрепленная в трех-кулачковом самоцентрирующем патроне и находящаяся под дей­ствием момента резания М и осевой составляющей сил резания R_a. Момент М стремится повернуть заготовку вокруг оси, а осевая сила R_x — сдвинуть ее вдоль оси. Силу закрепления Р рассчи­тывают по формуле Р = KM/(3fr), где К — коэффициент запаса; М—момент силы резания, Н-мм; / — коэффициент трения; г — радиус заготовки, мм.

После расчета силы Р проверяют, возможен ли осевой сдвиг заготовки.

На рис. 19.7, д заготовка закреплена на цанговой оправке, сила закрепления Р = KMjif, г).

На рис. 19.7, е заготовка закреплена на кольцевой опоре и просверливаемое отверстие имеет диаметр d. Сила закрепления Р = K2M_CBr/(dfL). Здесь М_св — момент сверления, Н-мм; г — радиус, мм (в данном случае г — D/2, где D — диаметр заготовки); d — диаметр сверла; / — коэффициент трения; L — пле­чо, мм.

При установке заготовки на предварительно обработанную поверхность / принимают равным 0,1—0,15, на необработанную поверхность — 0,2—0,3, а при установке на штыри с рифленой поверхностью 0,5—0,7.

19.5. Устройства для направления

И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ РЕЖУЩИХ

ИНСТРУМЕНТОВ

Устройства для направления и определения положения режущих инструментов способствуют повышению жесткости тех­нологической системы, снижению потерь времени за счет увеличе­ния параметров режимов резания и снижения времени на наладку, а также повышают точность обработки в среднем на 50%.

Классификация устройств приведена на рис. 19.8.

При выполнении сверления, зенкерования, растачивания и дру­гих операций жесткость режущего инструмента, расточных опра­вок, борштанг и технологической системы в целом часто оказы­вается недостаточной. Для устранения упругих отжимов инстру­мента применяют направляющие элементы в виде кондукторных и направляющих втулок (рис. 19.9). Кондукторные втулки стан­дартизованы.

Сменные втулки 6 (рис. 19.9, в) и быстросменные втулки 3 (рис. 19.9, г) устанавливают в промежуточные втулки 4 и закреп­ляют винтами /. Их применяют в условиях крупносерийного и массового производства.

Направляющие втулки применяют для направления расточных оправок. Они могут быть неподвижными и вращающимися (рис. 19.9, д, е). Вращающиеся втулки имеют шпоночный паз, с помощью которого через шпонку расточной оправки или бор-штанги обеспечивается принудительное вращение втулки.

Кондукторные втулки при обработке отверстий диаметром до 25 мм изготовляют из стали У10А, У11А и закаляют до твер­дости 60—65 НРХ_Э.

К направляющим устройствам относятся кондукторные плиты. Плиты служат для установки кондукторных втулок.