Расчет сил зажима приспособлений

Расчет сил зажима сводится, как правило, к решению задач статического равновесия заготовки находящейся в приспособлении под действием приложенных к ней сил и моментов.

Эффективность зажима в значительной степени зависит от направления и места приложения силы. При выборе ее направления необходимо учитывать следующее правило:

1. сила зажима должна быть направлена перпендикулярно плоскостям установочных элементов, чтобы обеспечить контакт с опорами базовых поверхностей и исключить при зажиме сдвиг заготовки.

2. при базировании заготовки по нескольким поверхностям сила зажима должна быть направлена к тому установочному элементу, с которым заготовка имеет наибольшую площадь контакта.

3. направление силы зажима и силы тяжести заготовки должны совпадать. Это обеспечит работу зажимного устройства.

4. направление силы зажима по возможности должно совпадать с направлением сил обработки.

Схемы действия сил зажима и резания при различной установке заготовки:

а) сила зажима Q и сила резания Pz действуют на опору приспособления в 1-ом направлении, что требует минимальной силы зажима. Эта схема характерна при фрезеровании, цековании.

б) силы Q и Pz действуют на заготовку в противоположных направлениях.

Требуемая сила зажима Q=k∙Pz, k-коэффициент запаса.

в) сила зажима Q и сила резания Pz действуют на обрабатываемую заготовку во взаимно перпендикулярных направлениях. Силе резания противодействуют силы трения между заготовкой и зажимами и заготовкой и опорными штырями.

f1*Q+f2*Q=k*Pz.

Эта схема имеет место при фрезеровании замкнутых контуров, маятниковом фрезеровании.

 

Расчет сил зажима при установке заготовки цилиндрической поверхностью в призме и 3-х кулачковом патроне:

а) При установке заготовки цилиндрической поверхности в призме с углом а необходимо усилие закрепления Q. Повороту заготовки вокруг своей оси противодействуют силы трения на поверхностях контакта заготовки с установленными зажимными элементами приспособления. Пренебрегая трением на торце заготовки можно записать:

б) Заготовка установленная в 3-х кулачковом патроне подвергается действию составляющих Pz и Px сил резания. Сила Pz создает момент стремящийся повернуть заготовку вокруг ее оси. Сила Px стремится сместить заготовку вдоль ее оси.

Суммарная сила зажима заготовки в 3-х кулачковом патроне Qсумм=КМ/f*R, где R-радиус заготовки, f-коэффициент между заготовкой и кулачками.

Сила зажима 1-им кулачком Q1=Qсумм/z, где z-кол-во кулачков.

в) Схема, предусматривающая обработку заготовки установленной на центрированный жесткий палец приспособления с прижимом торцовой плоскостью к 3-ем опорным штырям несколькими прихватами. При обработке резанием на заготовку действует сдвигающий момент М и осевая сила Px. Удерживается заготовка от смещения силами трения между поверхностью заготовки и поверхностью установочных и зажимных элементов приспособления. Q=(KM-f2*R*Pz)/(f1*R1+f2*R2).