Силовой расчет приспособления. Силовой расчет заключается в определении диаметра поршня пневмоцилиндра обеспечивающего надежное закрепление заготовки в процессе обработки

Силовой расчет заключается в определении диаметра поршня пневмоцилиндра обеспечивающего надежное закрепление заготовки в процессе обработки. Для этого необходимо провести расчет цангового зажима (рис. 2.4).

Условие неподвижности детали на оправке определяется уравнением моментов [6]:

, (2.16)

где - суммарный момент резания от всех лепестков цангового зажима;

, (2.17)

где z – число лепестков цангового зажима;

Q – сила от одного лепестка;

f_тр – коэффициент трения на рабочей поверхности оправки;

d – рабочий диаметр цангового зажима;

k_з – коэффициент запаса;

, (2.18)

где М_рез – момент резания, действующий на деталь (М_рез=М_пр);

P_z – окружная сила при обработке;

D – диаметр обработки.

Предварительно определим окружную силу резания, возникающую в процессе обработки [2]:

, (2.19)

где Ср, x, у, q, - коэффициент и показатели степени окружной силы [2];

t – глубина резания, мм;

s_z – подача на один зуб, мм;

В – ширина фрезерования, мм;

z – число зубьев фрезы;

D – диаметр фрезы, мм;

n – частота вращения фрезы, об/мин;

K_мр – поправочный коэффициент.

.

Рисунок 2.4 - План действующих cил в цанговом зажиме

.

Требуемая сила закрепления детали от одного лепестка цанги определяется по формуле:

. (2.20)

Для создания этой силы от лепестков на деталь необходимо преодолеть силу упругого сопротивления лепестков в пределах радиального зазора между цангой и отверстием.

Сила упругого сопротивления одного лепестка цанговой втулки:

, (2.21)

где Е – модуль упругости материала цанги (для стали Е=2,1·10⁶ МПа);

S – диаметральный зазор до закрепления, мм;

ℓ - длина лепестка цанги до места заделки, мм;

J – момент инерции сечения сектора лепестков цанги:

, (2.22)

где h – толщина лепестка цангового втулки, мм;

α – половина угла конуса цанговой втулки;

α₁ – половина угла сектора лепестка.

мм⁴;

.

Сила тяги на штоке определяется по формуле:

, (2.23)

где φ₁=arctg f_тр1, φ₂=arctg f_тр2 – углы трения на конусе и на рабочей поверхности цанговой втулки.

Н.

Требуемая сила на штоке пневмоцилиндра определяется по формуле:

, (2.24)

где ℓ₁ и ℓ₂ – плечи рычага;

η – коэффициент, учитывающий трение в опоре рычага;

q_пр – сила пружины возврата привода.

Н.

Диаметр цилиндра определяем по формуле:

, (2.25)

мм.

где ρ – давление воздуха;

η – коэффициент полезного действия привода;

По ГОСТ 6540-68 принимается диаметр цилиндра D=160 мм.