Теоретичні відомості про розрахунок сил затискання

Затискач верстатного пристосування служить для надійного закріплення заготовки у пристосуванні в положенні, яке задається установочними елементами. Положення деталі на верстаті відносно ріжучого інструменту може бути порушене під дією сил різання, які при визначених видах обробки можуть досягати значних величин. При проектуванні затискних пристроїв необхідно забезпечити відповідний напрямок сил закріплення та спосіб їх прикладання, тобто скласти раціональну розрахункову схему установки заготовки в пристосуванні.

Загальна методика розрахунку сил закріплення в пристосуваннях:

· вибрати найбільш раціональну схему установки заготовки – опори слід розташувати так, щоб сила закріплення і сила різання були спрямовані по нормалі до установчих поверхонь опор;

· на вибраній схемі відмітити стрілками всі прикладені до заготовки сили, які прагнуть порушити задане їй положення (сили різання, сили закріплення) і сили, які прагнуть зберегти це положення (сили тертя, реакції опор);

· із шести рівнянь статики вибрати ті, які можуть бути застосовані до розглянутого випадку і користуючись цими рівняннями, визначити сили затискання;

· прийнявши коефіцієнт запасу, визначити потрібну силу затискання і порівняти цю силу з тою, яка забезпечує вибраний затискний пристрій.

Коефіцієнт запасу при розрахунках необхідний у зв’язку з коливанням сил різання у процесі механічної обробки. Силу затискання заготовки у пристосуванні визначають з урахуванням методу обробки, стану оброблюваного матеріалу, системи верстат – пристосування – інструмент – деталь [17].

Гвинтові затискачі є найбільш універсальними для верстатних пристосувань. Вони використовуються для закріплення заготовок або виконують функцію проміжних ланок у складних затискних системах.

Гвинтові затискачі застосовуються у пристосуваннях з ручним закріпленням заготовок, у пристосуваннях механізованого типу, а також на автоматичних лініях.

Види опорних поверхонь гвинтових затискачів зображені на рис. 7.1.

Рис. 7.1. Види опорних поверхонь гвинтових затискачів

Визначення затискної сили, що створює затискний пристрій виконується згідно методики, яка наведена у табл. Д.7.2. Так для гвинтових затискачів справджується формула:

(7.1)

де F – сила, що прикладена до кінця рукоятки гайкового ключа, Н;

L – довжина ключа або рукоятки (плече сили F), мм;

d _ср – середній діаметр різьби, мм;

a – кут підйому різьби (для стандартних метричних різьб з крупним кроком a = 2…3°);

f – кут тертя в різьбовому з’єднанні (для метричних різьб f=5°34¢);

К – коефіцієнт, який залежить від форми і розміру поверхні притискання затисненого елемента з затисненою поверхнею: для гвинта зі сферичним опорним торцем (рис. 7.1, а) ; для гвинта з плоским опорним торцем (рис. 7.1, б) ; для гвинта зі сферичним опорним торцем, притиснений до конусного отвору (рис. 7.1, в), ; для гвинта з кільцевим опорним торцем або гайки (рис. 7.1, г, д) (якщо – коефіцієнт тертя на торці гвинта або гайки; β = 120).

 

У верстатних пристроях використовують комбінацію різьбового затискача з планкою, що служить важелем і утворює механізм-прихват (рис. 7.2). Сила затискання розраховується за формулою:

(7.2)

де W – сила затискання гвинта або гайки прихвата;

а і b – розміри плечей прихвата;

h = 0,8…0,95 коефіцієнт корисної дії, що враховує втрати на тертя в опорі прихвата.

Рис. 7.2. Розрахункова схема для визначення сили затискання з гвинтовим прихватом

 

Рис. 7.3. Розрахункова схема для визначення сили затискання з Г-подібним прихватом

Сила затискання, створювана Г-подібним прихватом розраховується за формулою (рис. 7.3):

(7.3)