Расчёт усилия зажима

9.3 Расчёт усилия зажима

В процессе обработки заготовки на неё воздействует система сил. С одной стороны действуют составляющие силы резания, которые стремятся вырвать заготовку из кулачков, с другой – сила зажима препятствующая этому. Из условия равновесия моментов данных сил и с учётом коэффициента запаса определяются необходимые зажимное и исходное усилия. В данной схеме принимаем консольное закрепление заготовки, так как  [22], [23]. Суммарный крутящий момент от касательной составляющей силы резания стремится провернуть заготовку в кулачках, и равен для данного примера:

. (9.3)

Повороту заготовки препятствует момент силы зажима, определяемый следующим образом [22], [24]:

, (9.4)

где W – суммарное усилие зажима, приходящееся на три кулачка, Н;

f – коэффициент трения на рабочей поверхности постоянного кулачка;

d₁ – диаметр обрабатываемой поверхности;

d₂ – диаметр поверхности, за который крепится заготовка.

Из равенства моментов М_Р^” и М_з^” определим необходимое усилие зажима, препятствующее провороту заготовки в кулачках.

. (9.5)

Значение коэффициента запаса К, в зависимости от конкретных условий выполнения технологической операции определяется по формуле [22].

, (9.6)

где К₀ = 1,5 – гарантированный коэффициент запаса;

К₁ – коэффициент учитывающий увеличение сил резания из-за случайных неровностей на обрабатываемых поверхностях заготовки. При чистовой обработке К₁ = 1,0;

К₂ - коэффициент учитывающий увеличение сил резания вследствие затупления режущего инструмента (выбираем по таблице в зависимости от метода обработки и материала заготовки [22]: К₂ = 1,0;

К₃ - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при прерывистом резании: для непрерывного резания К₃ = 1,0;

К₄ - коэффициент характеризующий постоянство силы, развиваемой зажимным механизмом: для механизированных приводов К₄ = 1,0;

К₅ - коэффициент, характеризующий эргономику немеханизированного зажимного механизма (удобство расположения органов зажима и т. д.): для механизированных приводов К₅ = 1.

К₆ – вводится в расчёт только при наличии моментов, стремящихся повернуть заготовку, установленной плоской ТБ на опоры – штыри.

В данном случае коэффициент К равен:

.

Коэффициент трения f между заготовкой и сменными кулачками зависит от состояния их рабочей поверхности (выбирается по таблице [22]): примем форму рабочей поверхности кулачка с кольцевыми канавками f = 0,5.

Подставим в формулу (9.5) все исходные данные:

.

Сила P_yстремится вывернуть заготовку из кулачков относительно оси, создавая момент:

М_р^''= P_y^'· l^' (9.7)

9.4 Расчет зажимного механизма патрона

Приступая к расчету зажимного механизма необходимо определиться с его конструкцией. В данном патроне применим конструкцию клинорычажного зажимного механизма. Данный механизм выбран не случайно. Он позволяет, во-первых, создать необходимое усилие зажима заготовки при определенном усилие на штоке гидроцилиндра, а во-вторых, сама конструкция патрона предопределяет применение именно этого зажимного механизма.

Клинорычажный механизм представляет собой клин с определенным углом, который упирается в неравноплечие угловые рычаги, смонтированные в корпусе патрона на неподвижных осях. При расчете клинорычажного зажимного механизма определяется усилие Q, создаваемое силовым приводом, которое зажимным механизмом увеличивается и передается постоянному кулачку [22]:

, (9.8)

где i_c – передаточное отношение по силе зажимного механизма (выигрыш в силе), i_с = А/Б;

А и Б – плечи рычага, А = 80 мм, Б = 40 мм.

W – усилие зажима на кулачках; W = 9487,3 Н;

h - КПД рычажного зажимного механизма, h = 0,9;

a - угол скоса клина, a = 20°;

j - угол трения, j = 5°.

Передаточное отношение для клинорычажного механизма равно:

, (9.9)

Согласно формуле (9.8):

Клинорычажный зажимной механизм рекомендуется применять в патронах, наружный диаметр которых менее 200 мм, при больших диаметрах предпочтение отдается рычажному зажимному механизму.

На этапе расчета наружный диаметр патрона можно определить по формуле:

Д_п @ d₂+2H_к, (9.10)

где Н_к – длина постоянного кулачка.

Д_п @ 10+2*62 = 134 мм.

Похожие работы

Технологический процесс изготовления корпуса цилиндра типа Г29-3

Скачать

106132

18

17

... поверхность, на остальные поверхности назначить припуски в соответствии с ГОСТ 26645-85; 5. Выбрать оборудование, приспособления, режущий инструмент, средства контроля; 6. Произвести нормирование технологического процесса изготовления корпуса гидроцилиндра; 7. Рассчитать и спроектировать станочное приспособление для токарной операции и приспособление контроля биения отверстия; 8. Рассчитать и ...

Совершенствование технологического процесса изготовления фрез

Скачать

164206

16

29

... ремонт оборудования. Защита от шума Борьба с шумом посредством уменьшения его в источнике является наиболее рациональной. Уменьшение механического шума может быть достигнуто путем совершенствования технологических процессов и оборудования. Расчет допустимого уровня шума Расчетная формула для определения уровня шума, если источник шума находится в помещении, будет иметь вид: , (4.1) где В ...

Технологический процесс изготовления корпуса клиноплунжерного патрона

Скачать

55414

17

1

... наружной поверхности назначаем с учетом рекомендаций - Rz=100, Т=150мкм. Рабочий чертеж корпуса клиноплунжерного патрона представлен на листе 1 проекта, чертеж заготовки не прилагается, т.к. заготовкой является прокат. 4. Разработка технологического маршрута и плана изготовления   4.1 Выбор методов обработки поверхностей корпуса Выбор методов обработки поверхностей детали резанием выполним ...

Проект участка цеха с детальной разработкой единичного технологического процесса изготовления детали Картер

Скачать

164909

49

264

... выпусков изделий изготовление их ведется путем непрерывного выполнения на рабочих местах одних и тех же постоянно повторяющихся операций. Определим тип производства при изготовлении детали "картер" массой 6 кг. При разработке новых технологических процессов, когда технологический маршрут механической обработки детали не определен, используют коэффициент серийности , (3.5.1) где tв - такт выпуска ...