2.3.2.1 Правила выбора направления силы закрепления

1. Сила зажима должна быть направлена перпендикулярно поверхности установочных элементов, чтобы обеспечить контакт с ними технологической базы заготовки.

2. При базировании по нескольким базовым поверхностям сила зажима должна быть направлена на тот установочный элемент, с которым заготовка имеет наибольшую площадь контакта. Если один из установочных элементов – плоскость, силу закрепления направляют на плоскость.

3. Направление силы зажима должно совпадать с направлением веса заготовки; это облегчает работу зажимного устройства.

4. Направление силы зажима ·должно совпадать с направлением силы резания.

В практике редко можно выбрать направление силы зажима, удовлетворяющее всем правилам. В этих случаях необходимо искать оптимальные решения. При обработке легких заготовок в первую очередь следует учитывать силы резания, а при обработке тяжелых заготовок – их вес.

Выбору рационального направления силы зажима способствует введение упоров в силовую схему закрепления заготовки. Упоры воспринимают действующие на заготовку силы и позволяют уменьшить необходимую величину силы зажима или изменить ее направление. Упоры применяют в двух случаях:

1. В процессе обработки действуют большие силы сдвига, действующие параллельно поверхности установочных элементов. Например (на рисунке 2.31 а – выбор направления и точки приложения силы закрепления), ступенчатый вал 1 установлен на призмах 2. Сила резания Р действует параллельно плоскости призмы. Без осевого упора 3 для равновесия заготовки потребуется большая сила Q, которая может привести к смятию базовых поверхностей заготовки. При использовании осевого упора 3, воспринимающего силу резания, сила Q может быть значительно уменьшена, а при необходимости можно изменить и ее направление на Q'.

2. При обработке без упора заготовка не имеет поверхности, способной воспринять силу зажима. Например (на рисунке 2.31 б – выбор направления и точки приложения силы закрепления), призматическую деталь обрабатывают сверху. Без упора единственно возможное направление силы зажима Q' не может быть осуществлено, так как вся верхняя плоскость должна быть обработана. Применение упора позволяет выбрать направление зажимной силы Q и надежно закрепить заготовку.

2.3.2.2 Правила выбора точки приложения силы закрепления

1. Сила зажима не должна опрокидывать ·или сдвигать заготовку по установочным элементам. Для этого необходимо, чтобы точка приложения силы зажима: а) проецировалась на установочный элемент, по возможности ближе к его центру, или в многоугольник, образованный линиями, соединяющими установочные элементы (на рисунке 2.311 в – выбор направления и точки приложения силы закрепления); б) лежала на участке поверхности заготовки, параллельной поверхности установочного элемента, воспринимающего силу зажима (на рисунке 4.1 г – выбор направления и точки приложения силы закрепления).

2. Сила зажима с реакциями опор не должна создавать изгибающих моментов во избежание деформаций заготовки и появления погрешности закрепления (на рисунке 4.1 д – выбор направления и точки приложения силы закрепления).

3. Точка приложения силы зажима должна быть расположена ближе к месту обработки, особенно для нежестких заготовок.

Рисунок 2.31 – выбор направления и точки приложения силы закрепления

2.3.2.3 Пример расчета силы зажима.

На рисунке 2.32 – схема для расчета силы закрепления, приведена схема базирования корпуса на операции растачивания отверстия. Необходимо определить условия закрепления заготовки в приспособлении и силу зажима. Смещающее воздействие на заготовку при обработке оказывают силы резания. Особенностью рассматриваемого примера является тот факт, что на каждом обороте борштанги силы резания Р_Z и Р_Y не только меняют место приложения (вместе с вершиной резца), но изменяют и направление действия на противоположное. На рисунке 2.32 – схема для расчета силы закрепления приведены положения борштанги, когда вершина резца последовательно находится в точках 1–4. При расположении резца в точках 1 и 2 сила Р_Z отрывает заготовку от опорной точки О₁, проворачивая ее вокруг точки О₂; когда резец находится в точке 4, та же сила Р_Z отрывает заготовку от опорной точки О₂, проворачивая ее вокруг точки О₁. В связи с этим возникает необходимость определить такой момент обработки, когда силы резания оказывают максимальное сдвигающее воздействие на заготовку.

Следуя приведенным выше правилам, принимаем точки приложения и направления сил зажима так, как показано на рисунке 2.32 – схема для расчета силы закрепления. Тогда условие равновесия заготовки может быть описано уравнением моментов относительно опорной точки О₂:

(2.47)

где

	Рисунок 2.32 - Схема для расчета силы закрепления
	Рисунок 2.33 - Схема для расчета сил зажима, препятствующих смещению заготовки

Тогда из уравнения необходимую величину Q с учетом коэффициента запаса можно определить из следующего выражения:

(2.48)

Используя формулу можно для различных положений бортштанги определить необходимую силу Q. Максимальное значение Q, полученное в этих расчетах, необходимо использовать для проектирования зажимного механизма.