 |
Расчет сил зажима детали в приспособлении
|
|
|
|
Сила зажима Q, прижимает деталь к установочной базе. Необходимо определить надежность закрепления детали. При сверлении отверстия возникает осевая сила резания Р0, действующая по направлению сверления под углом. Величину необходимого зажимного усилия определяют на основе решения задачи статики, рассматривая равновесие заготовки под действием приложенных к ней сил. При закреплении учитываются все силы, действующие на заготовку. Они могут быть представлены как сумма сил, стремящихся сместить заготовку в процессе обработки и суммы сил, препятствующих этому смещению.
Исходные данные для расчета сил зажима:
Рисунок 1 Схема приложения сил, действующих на заготовку.
Расчет коэффициента запаса прочности [2, с. 85]
Коэффициент запаса прочности для определения силы закрепления:
К=Ко х К1 х К2 х К3 х К4 х К5 х К6=1 х 1.15x 1 х 1.2 x 1 х 1=2.07,
где К0 = 1.5 - коэффициент гарантированного запаса [2, с. 85]
К1 = 1 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания из-за случайных неровностей на обрабатываемых поверхностях по [2, с. 85]
К2 = 1.15 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания вследствие затупления режущего инструмента [2, с. 84: табл. 9]
К3 = 1 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при прерывистом резании [2, с. 85]
К4 = 1.2 - коэффициент, характеризующий постоянство силы закрепления [2, с. 85]
К5 = 1 - коэффициент, характеризующий эргономику зажимных механизмов
К6 = 1 - коэффициент, учитывающий тип постоянной опоры по [2, с. 85]
Принимаем коэффициент запаса прочности Кр=2 [2, с. 85].
Определение силы резания и крутящего момента сверления.
На заготовку при сверлении действует сила резания, которую определяем по формуле:
|
|
|
Р0 =Ср х Dqp x SYp x Kp, где
Ср =68, D =2 мм, S =0,18 мм/об, Yp =0,7, qp =1, Kp = 2. значеня показателей выбираем из справочника технолога-машиностроителя т. 2 [3] табл. 34 стр. 281 тогда Р0 =68 х 21 x 0,180,7 x 2 =81,9 кГс
Также на заготовку при обработке действует крутящий момент Мкр, который определяем по формуле:
Мкр = См х Dqм x Syм x Kр, где
См =0,0345, D =2 мм, S =0,18 мм/об, yм =0,8, qм =2, Kp = 2
тогда Мкр =0,0345 х 22 x 0,180,8 x 2 =0,07 кГм
Определение силы закрепления
Схема действия на заготовку сил представлена на рисунке 2. Центральным отв.Æ22,5+0,023 заготовка базируется на жесткую цилиндрическую оправку. Зажим заготовки производится за счет прижимания ее к опорной поверхности с помощью резьбы М12.
Сила закрепления Q рассчитывается по формуле [4 стр. 203]:
, где
Кр =2 - к-т запаса прочности
Мкр = 70 кГмм - крутящий момент при сверлении
f=0,15 - коэффициент трения
D=34 мм - диаметр расположения отверстий относительно оси заготовки
Откуда силу закрепления Q определим:
=538,6 Н
В качестве силового механизма выбираем центральный винтовой зажим с помощью гайки по резьбе М12. Номинальный диаметр резьбы Æ12 мм.
Момент кручения Mкр воспринимается трением гайки по торцевой поверхности.
Момент затяжки М = 0,1dQ = 0,1×12×538,6 =646,3 Н×мм
Момент открепления М’ = 0,125×12×538,6 = 807,9 Н×мм
Расчет силового элемента конструкции на прочность
Рассчитываю на прочность установочную оправку, на которую устанавливается деталь, которая зажимается гайкой через прижимную шайбу, для чего на её конце нарезана резьба М12. Произведем расчет резьбы на растяжение. Материал оправки - Сталь 45, предел прочности [s] = 16 кН/см 2.
При этом необходимо выполнение условия прочности:
, где:
Предел текучести для Стали 45 равен sт=300 МПа=300 Н/см2 [2].
[s]р=0,6sт [s]р=0,6×300 = 180 МПа = 18×103 Н/см2
F = 538,6Н - максимальная осевая сила, действующая на растягивание резьбы.
Опасным является сечение, ослабленное нарезкой.
|
|
|
Расчетный диаметр резьбы определяется по формуле: dр=d - 0,94×p, где:
d - внешний диаметр резьбы, p=1,75 мм - крупный шаг резьбы М12.
Тогда dр=12 - 0,94×1,75 = 10,355 мм = 1,0355 см
Н/см 2
Следовательно, выбранная резьба удовлетворяет условию прочности.
|
|
|
