5.2. Силовой расчет станочного приспособления

Определяем величину силы закрепления, необходимую и достаточную для удержания заготовки в процессе резания:

Рис. 5.1.Расчетная схема установки заготовки и действующие

на неё силы.

Сумма крутящих моментов в процессе обработки корпуса относительно точки О (рис. 5.1) должна быть равна нулю, то есть:

∑М_о = 0, М_рез. = М_тр.оп.+ М_тр.заж. (5.1)

где М_тр.заж. – момент трения зажима элемента, находится по формуле:

, (5.2)

где h₁ – плечо, h₁ = 32 мм.

Т₁ – сила трения опор,

где Q – усилия закрепления;

f₁ – коэффициент трения, f₁ = 0,16;

М_тр.оп – момент трения опор, находится по формуле:

, (5.3)

где N – реакция опор, N = Q;

f₂ – коэффициент трения, f₂ = 0,16.

D – диаметр базы, L = 57 мм.

М_рез. – момент резания, находиться по формуле:

М_рез. = P_z∙h₂ + P_y∙h₃,

где P_z – сила резания, P_z = 510 Н (из пункта 3.8.);

P_у – 0,3 ∙ P_z = 0,3 ∙ 510 = 153 мм;

h₂ – плечо, h₂ = 49,5 мм;

h₃ – плечо, h₂ = 18 мм;

,

следовательно

, (5.4)

где к – коэффициент запаса, находится по формуле:

К = К₀∙ К₁∙ К₂∙ К₃∙ К₄∙ К₅∙ К₆, (5.5)

где к₀ – гарантированный коэффициент запаса, к₀ = 1,5;

к₁ – учитывает возможные колебания припуска на обработку, к₁ = 1;

к₂ – учитывает возрастания силы резания от затупления режущего инструмента, к₁ = 1,15;

к₃ – учитывает прерывистость резания, к₃ = 1;

к₄ – учитывает постоянства величины силы закрепления, к₄ = 1;

к₅ – учитывает удобства расположения рукоятки приспособления, к₅ =1;

к₆ – учитывается, когда на заготовку действует момент резания, к₁ = 1;

к = 1,5∙ 1∙ 1,15∙ 1,2∙ 1∙ 1∙ 1 = 2,07;

2. Определяем конструктивные параметры силового механизма приспособления, обеспечивающие нужную величину усилия закрепления.

Т. к. максимальное усилие закрепление Q = 6612Н по [4, табл. 18, с. 91], выбираем диаметр цилиндра D = 160 мм.

Сила на штоке мембранного пнемоцилиндра P = 7200 Н

Основные параметры пнемоцилиндра:

• ход штока при выпуклой диафрагме,

L = 2∙h, (5.6)

где h – стрела выпуклости, h = 5мм;

L = 10мм.

• s – толщина диафрагмы, определяется по формуле

, (5.7)

где р – давление сжатого воздуха, р – 0,4МПа;

σ_max – наибольшее допустимое напряжение в резиновой основе σ_max ≤50МПа;

мм

• d – диаметр опорной шайбы штока, для резиновых мембран

d = D – 2s – (2÷4) = 144 мм.

Таким образом, определены размеры мембранного пнемоцилиндра, обеспечивающего надежное закрепление заготовки.