2020-10-11
99
Кочин А.Н., Тудакова Н.М. Основы конструирования и расчета деталей станочных приспособлений. Нижегород. гос. техн. университет им. Р.Е. Алексеева. Н.Новгород, 2015.
Кочин А.Н., Фролова И.Н., Тудакова Н.М. Технологическая оснастка Часть 1 Комплекс учебно-методических материалов для студентов заочной и дистанцинной форм обучения. Нижегород. гос. техн. университет им. Р.Е. Алексеева. Н.Новгород, 2010.
Нижегородский Государственный технический университет Р.Е.Алексеева
Институт промышленных технологий машиностроения
Кафедра «Технология и оборудование машиностроения»
Дисциплина «Технологическая оснастка»
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5
РАСЧЕТ СИЛЫ ЗАЖИМА ОБРАБАТЫВАЕМОЙ ДЕТАЛИ
В ПРИСПОСОБЛЕНИИ
г. Нижний Новгород 2017
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
Рассчитать необходимую силу зажима обрабатываемой на технологической операции детали в заданном приспособлении.,
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:
Технический чертеж станочного приспособления и полностью оформленные и принятые отчеты по лабораторным работам №1, №2, №3 и №4. Дополнительные данные: φ – коэффициент трения скольжения, режим обработки (t, S, n), необходимые для лабораторной работы, выбираются студентом из справочной литературы самостоятельно.
РАСЧЕТ СИЛЫ ЗАЖИМА ДЕТАЛИ НА
ПРИСПОСОБЛЕНИИ
Для расчета силы зажима «W» необходимо:
- рассчитать или определить основные силы, действующие на обрабатываемую деталь при её обработке. К основным силам относятся; вес детали - mg и сила резания – Р;
-установить наиболее неустойчивое (опасное) положение детали, в котором возможно образование её поворота или сдвига от действия силы резания или её составляющих;
- определить производные от основных силы (силы трения), действующие в местах контакта детали с опорами приспособления и с деталями механизма зажима;
- составить уравнения равновесия детали от действия всех приложенных к ней сил;
- решить полученные уравнения и определить необходимую силу зажима с учетом коэффициента запаса «К».
Последовательность расчета силы зажима W рассматривается на основании результатов анализа приспособления из работы № 4. Исходными данными для расчета берутся:
- схема сил, действующих на деталь;
- направление предполагаемого перемещения детали под действием силы резания;
- размеры расстояний между опорами;
- размеры самой детали.
Размеры расстояний между опорами берутся непосредственно из чертежа приспособления, а размеры детали – из чертежа детали. Если имеется в наличии само приспособление и деталь – все необходимые размеры измеряются и используются в расчетах как исходные данные.
С учетом того, что ранее были установлены два направления вероятного смещения детали от влияния силы резания, поворот детали относительно горизонтальной оси симметрии и смещение детали от влияния силы резания вдоль горизонтальной оси симметрии.
Поворот детали относительно горизонтальной оси симметрии
| W |
| PX |
| N4 |
| N2 |
| N3 |
| N1 |
| с,в |
| O |
| б1 |
| б |
| а1 |
| а |
| mg |
| Рис.1 Схема сил, действующих на деталь. |
| FN4тр |
| Направление предполагаемого поворота детали |
| n |
| FN3тр |
| FN2тр |
| FN1тр |
| FW |
| α |
| X |
| Y |
1-го случая показана на рис.1. Направление возможного поворота показано на рис.1 стрелкой.
Затем, на схеме основных сил определяются силы, которые образуются при возможном смещении детали – силы трения между деталью и опорами и сила трения между деталью и звеном механизма зажима. После этого, при наличии всех необходимых для расчета сведений составляются уравнения всех действующих на обрабатываемую деталь сил, обеспечивающих её заданное положение, необходимое для получения заданных размеров: Σ X = 0; Σ Y = 0; Σ Z = 0; Σ м0 = 0.
На основании анализа рис.1 получаются следующие уравнения равновесия детали под действием всех действующих на неё сил:
1. 
;
2. 
= 
;
3. 
.
При составлении уравнений равновесия приняты следующие допущения:
1. N1 = N2 = N3 = N4 = N;
2. FN1тр= FN2тр=FN3тр = FN4тр= FNтр=N*f;
3. FW=W*f. 
На этом основании, исходя из уравнения сил, действующих на деталь по оси Y, получается:
или 
.
C учетом принятых допущений, уравнение моментов относительно горизонтальной оси симметрии детали, установленной в призмах и обрабатываемой на шпоночно-фрезерном станке записывается в следующем виде:
В уравнении суммы моментов неизвестной величиной является сила закрепления W, остальные величины берутся из чертежа обрабатываемой детали (R и r), рассчитываются в зависимости от физико-механических обрабатываемого и обрабатывающего материалов и режима обработки (Рх) или из справочной литературы – коэффициент трений «f».
Окончательно, сила закрепления W1 для первого случая определяется зависимостью:
Смещение детали вдоль горизонтальной оси симметрии детали.
| FW |
| n |
| W |
| 1 |
| 2 |
| 3 |
| 4 |
| 5 |
| N1 ≡ N2 |
| N3 ≡ N4 |
| Рис.2 Силы, действующие на деталь в процессе фрезерования шпоночного паза. |
| mg |
| Z |
| Y |
| O |
| Px |
| FN1тр≡FN2тр |
| FN3тр≡FN4тр |
С учетом принятых ранее допущений, что FN1тр = FN2тр=FN3тр= FN4 тр= Nf, а так же то, что 
, вышеприведенное уравнение принимает следующий вид:
.
Решение уравнения относительно W2 дает следующий результат:
.
Для выбора в дальнейших расчетах необходимого сравнить значения сил зажима полученные расчетом в первом и втором случаях. Определяющим фактором будет служить величина силы закрепления, выбрав которую можно быть уверенным, что неподвижность обрабатываемой детали будет обеспечена независимо от направления действия силы резания Рх:
Анализ результатов расчета показывает, что в значительной степени величина силы зажима зависит от радиуса обрабатываемой детали. Поэтому, для дальнейших расчетов предпочтительным значением можно считать силу W1 .
