Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Розрахунок сил затиску у цанговому патроні

Методичні вказівки до лабораторної роботи №7

з дисципліни "Технологічне обладнання підприємств та його проектування"

(електронний варіант)

Завідувач кафедри МРВіОАВ

_____________проф. Р.Д. Іскович-Лотоцький

Протокол засідання кафедри МРВіОАВ

№від20р.

Вінниця, 2009
Лабораторна робота №7

Тема. Цангові затискні механізми

Мета роботи. Дослідити залежність осьової сили затягування цанги для затиску заготовки від частоти обертання цангового патрона.

Методичне забезпечення – методичні вказівки до виконання лабораторної роботи.

Обладнання для виконання роботи:

а) Персональний комп'ютер з таким програмним забезпеченням:

1) операційна система Windows XP або їй подібна;

2) текстовий редактор Microsoft Word;

3) табличний процесор Microsoft Excel;

4) система наукових обчислень MathCAD або MATLAB;

б) Принтер.

в) Цанговий затискний механізм (пристрій) або його макет чи фотографія.

Теоретичні відомості

На рис. 1.1 показаний цанговийзатискний пристрій, що центрує заготовку по зовнішньому діаметру. Заготовку 4 закріплюють при затягуванні цанги 3 осьовою силою S, що прикладена до тяги 1. При цьому конічна поверхня цанги ковзає по конічному отвору в корпусі цангового патрона 2 і пелюстки 5, сходячись до центру, створюють силу затискання W. До початку закріплення між цангою і заготовкою передбачено невеликий зазор δ, що забезпечує більший контакт із заготовкою при прикладанні осьової сили Q в зоні торцевої поверхні цанги.

Цангові затискні пристрої бувають різних конструкцій: для закріплення пруткового матеріалу і штучних заготовок, для центрування заготовок як по зовнішній, так і по внутрішній поверхнях.

Розрахунок сил затиску у цанговому патроні

Під час проектування затискного механізму (ЗМ) необхідно забезпечувати силу затиску. Для цього потрібні такі вихідні дані, як вид заготовок, їх граничні розміри та допустимі відхилення розмірів, матеріал, прийнятий технологічний процес обробки та діючі при цьому сили різання, вимоги до точності обробки, особливості компоновки та конструкції верстата.

Для заготовок що обертаються під час обробки та мають велику жорсткість необхідну силу затиску Т_Σ визначають із таких умов:

а) момент закріплення М_пр, що утримує заготовку від прокручування, повинен бути більшим від крутячого моменту М_р від складових сил різання, що намагаються провернути заготовку навколо осі обертання (М_пр > М_р);

б) при відсутності упора сумарна осьова сила зціплення Р_пр повинна бути більша сумарної осьової сили Р_о (Р_пр> Р_о);

в) момент затиску М_в від сили зціплення, який утримує заготовку від вириву, повинен бути більшим згинаючого моменту М_и від складових сил різання, які намагаються вивернути заготовку відносно точки опори (М_в > М_и).

При закріпленні заготовок що не обертаються силу Т_Σ можна визначити із останніх двох умов.

В схемі обробки заготовки, затиснутої у цанговому патроні зі значною базою затиску (рис. 1.2), момент та осьова сила різання, що діє на заготовку, при діаметрі обробки d_о

Р_Х, Р_Z — складові сил різання при точінні; М_СВ та Р_СВ — момент та осьова сила різання при свердлінні.

При багаторізцевій обробці

Мінімальні сили, що утримують заготовку від обертання та осьового зміщення,

Повна розрахункова сила на поверхні затиску діаметром d

а сумарна радіальна сила затиску, що притискає губки цанги до заготовки, з урахуванням коефіцієнта запасу К_зап

де μ — коефіцієнт зчеплення між губками цанги та заготовкою, значення якого залежить від типу насічок на губках, матеріалу заготовки та схеми дії сил і вибирається із довідкових таблиць [2] в залежності від схеми дії сил.

При проектуванні ЗМ та їх обслуговуванні необхідно для певних розмірів заготовки та режимів обробки знати сили затиску, що визначаються за заздалегідь складеними графіками, які знаходяться в інструкції з експлуатації верстата і будуються на основі точного розрахунку сил затиску або за результатами експериментальних даних.

Сумарна осьова сила затиску у цанговому патроні S_Σ=z(S₁+S₂), де z — кількість пелюсток цанги; S₁=Rk_п1 — осьова сила, необхідна для вибирання зазору Δ між губкою цанги та заготовкою; R=R_у+R_ц; R_у=СΔ — сила пружності; С — згинальна жорсткість пружної частини цанги в місті контакту; R_ц=G_мR_мω²/g — відцентрова сила неврівноваженого елемента; G_м та R_м — відповідно сила тяжіння та координата затискного елемента (пелюстки та губки цанги); ω — кутова швидкість обертання шпинделя; g — прискорення вільного падіння; k_п1 — коефіцієнт підсилення передатної ланки патрона; S₂ — осьова сила, що припадає на один затискний елемент і необхідна для натягу системи, тобто забезпечення радіальної сили затиску Т_Σ.

Формули розрахунку осьової сили для однієї пелюстки S₂, яка створює силу Т_Σ, для різних схем цангових патронів наводиться в довідникових таблицях [2]. Для найпростішої конструкції цангового патрона

де φ_зв — зведений кут тертя в конічному спряженні цангового патрона; α — половина кута конуса цанги.

Для не цангових патронів приймають S₁=0. При затиску заготовок, що не обертаються R_ц=0. Для спрощення розрахунків приймають

k_п1=k_п=Т/S=T₂/S₂.

Хід роботи

2.1 Отримати у викладача параметри затискного пристрою що підлягає дослідженню.

2.2 Скласти алгоритм дослідження залежності осьової сили затягування цанги для затиску заготовки від частоти обертання цангового патрона.

2.3 Скласти програму дослідження за допомогою комп'ютера в залежності від наявного програмного забезпечення.

2.4 Зафіксувати усі параметри пристрою крім частоти обертання цангового затискного пристрою і виконати розрахунки за складеною програмою з виводом необхідних графіків.

2.5 Роздрукувати отримані результати, включно з графіками.

2.6 Проаналізувати отримані результати і зробити за ними висновки.

2.7 У висновках сформулювати рекомендації конструктору цангових затискних пристроїв щодо оптимізації параметрів конструкції.

2.8 Показати отримані попередні результати викладачеві і в разі недопустимих похибок у розрахунках виправити недоліки.

2.9 Оформити звіт з лабораторної роботи, який має містити:

а) Номер і назву лабораторної роботи, тему та її мету;

б) Протокол ходу виконання роботи де:

1) Навести алгоритм дослідження;

2) Викласти аналіз результатів дослідження;

3) Викласти висновки за результатами дослідження.

2.10 Завізувати звіт підписом викладача;

2.11 Захистити звіт з лабораторної роботи викладачеві на наступному лабораторному занятті.

Список літератури

1. Кузнецов Ю.И., Маслов А.Р. Бойков А.Н. Оснастка для станков с ЧПУ: Справочник. — 2-е изд. пере раб. и доп. — М.: Машиностроение, 1990. — 512 с.

2. Самонастраивающиеся зажимные механизмы: Справочник/ Ю. Н. Кузнецов, А.А. Вячев, С.П.Сяров, А.Й. Цървенков, под ред. Ю.Н. Кузнецова. — "Тэхника"; София: Гос. Изд-во "Техника", 1988. — 222 с.

3. Станочные приспособления: Справочник. Т. 1 /Под ред. Б.Н. Вардашкина, 1984. — 592 с.

4. Конспект практичних занять з технологічного обладнання підприємств та його проектування (за поточними заняттями).

5. Методичні вказівки з лабораторної роботи №7.