13. Методика расчёта сил закрепления.

На заготовку при обработке в приспособлениях действуют силы резания, объемные силы (вес, центробежные и инерци­онные силы) и силы закрепления.

Задача силового расчета состоит в определении всех действующих на заготовку сил и обеспечении их рав­новесия, т.е. обеспечении неподвижности заготовки путем уравновешивания сдвигающих заготовку сил силами закреп­ления с достаточным по их величине запасом.

При выполнении силового расчета вначале определяются силы, действующие на поверхность заготовки, и силы реза­ния в их наиболее неблагоприятных направлениях по отно­шению к заготовке. Определяются точки приложения и на­правления сил закрепления. Затем составляются уравнения равновесия сил, по которым вычисляются силы закрепления заготовки. С учетом величины сил закрепления ведется рас­чет зажимных механизмов и их приводов том случае, когда заготовка имеет значительные разме­ры, является массивной, устанавливается ее вес, который учитывается при определении силы закрепления. Масса заго­товки обычно приводится в технической документации.

Исходными данными при этом яв­ляются сведения о виде обработки, инструменте, режимах резания, материале заготовки.

Коэффициент запа­са является комплексной величиной, представляемой в виде произведения

К = К₀К₁К₂К₃К₄К₅К₆, (3.13)

где К₀ = -гарантированный коэффициент запаса;

К₁- учитывает степень затупления инструмента.

К₂ - коэф­фициент, учитывающий неравномерный припуск.

К₃ -коэффициент, учитывающий прерывистость резания;

К₄ —коэффициент, учитывающий непостоянство сил закрепления.

К₅ - коэф­фициент, учитывающий непостоянство сил закрепления при ручном зажиме,

К₆—коэф­фициент, учитывающий непостоянство положения сил на поверхностях контакта установочных элементов с заготовкой:

При определении сил закрепления примем следующие допущения:

• влиянием жесткостей зажимных и опорных устройств на распределение сил будем пренебрегать;

• силы, распределенные по площадке ограниченных раз­меров, будем считать сосредоточенными в центре тяжести этой площадки;

• силы, распределенные по кольцевой площадке малой ширины, будем считать распределенными вдоль средней окружности кольца;

• весом заготовки будем пренебрегать;

• будем руководствоваться принципом независимости дей­ствия сил.

14. Расчёт сил закрепления призматических заготовок при базировании по одной, двум или трем плоскостям.

П ризматическая заготовка базируется по одной, двум или трем плоскостям. Сила резания Р извес­тна и направлена перпендикулярно к одной из базовых плоскостей, сила закрепления W прижимает заготовку к этой плос­кости и направлена по направлению силы Р (рис. 3.1). Этот случай имеет место при протягивании. Требуется определить силу закрепления заготовки W.

Нетрудно видеть, что при Р = const

W = 0

Если же сила Р являет­ся нестабильной, т. е. когда имеют место вибрации, то следует принять W > 0 для предупреждения вибра­ций и выборки возможно су­ществующих первоначаль­ных зазоров между базовы­ми поверхностями заготов­ки и установочными элементами приспособления. Значение W выбирается на основе анализа изменения сил резания и условий осуществления процесса в конкретных условиях.

Заготовка базируется по одной, двум или трем плоскостям. Силы Р и W направлены навстречу друг другу (рис. 3.2). Этот случай может быть реализован, например, в приспособлении при сверлении. Требуется определить силу закрепления заготовки W.

Составив условие си­лового равновесия заго­товки,

Y = -P + W = 0, получим

W = P,

а с учетом коэффициента запаса К, мож­но принять

W = КР