3.3 Расчет силы зажима
В процессе обработки силы резания и силы инерции стремятся сдвинуть заготовку с установочных элементов, или изменить её положение, достигнутое при базировании. Для того, чтобы сохранить это положение необходимо заготовку закрепить, т. е. к одной из её поверхностей приложить силу зажима W. Но предварительно нужно определить величину силы резания и направление её действия.
По величине, направлению и месту приложения силы резания являются переменными факторами. При неустановившемся режиме (врезании инструмента) сила резания возрастает от нуля до максимума и уменьшается от максимума до нуля (сход инструмента).
При установившемся режиме она также не постоянна и изменяется в определенных пределах. Амплитуда колебаний силы резания в этом случае достигает 0, 1 ее номинальной величины. Точка приложения силы резания в процессе обработки непрерывно перемещается по обрабатываемой поверхности, поэтому её влияние на процесс резания имеет не статический, а динамический характер. При обработке прерывистых поверхностей динамичность резания еще более возрастает. С затуплением инструмента сила резания увеличивается на 10…70% и боле Таким образом, при расчетах силы зажима, величину сил резания увеличивают, вводя коэффициент запаса К, что гарантирует надежность закрепления заготовки. Сила зажима должна быть достаточной, чтобы не допустить смещения заготовки при обработке, и не должна быть чрезмерно большой, чтобы не вызывать перекосов и деформации заготовки при её закреплени. Для расчета силы зажима W вычерчивается эскиз обрабатываемой на операции заготовки, на котором отображается принятая схема базирования с расположением выбранных опор. Расстояния между опорами принимаются конструктивно, исходя из размеров поверхностей, принятых за технологические базы. Одним из основных условий правильного определения силы зажима является анализ траектории движения режущего инструмента в процессе обработки поверхности или поверхностей заготовки, предусмотренные содержанием технологической операции. В ходе анализа устанавливаются критические точки траектории, в которых возникают наиболее опасные для стабильного положения заготовки моменты, стремящиеся сдвинуть или повернуть заготовку из положения, достигнутого при базировании.
| Рис. 95 Фрезерование уступа заготовки торцевой фрезой:
а) схема сил, действующих на заготовку при обработке; б) схема обработки
|
| Направление предполагаемого поворота
|
Пример расчета силы зажима при фрезеровании. На рис. 95 показан пример схемы базирования заготовки при обработке уступа торцевой фрезой. На схеме базирования нанесены силы, действующие на заготовку в процессе обработки и размеры между опорами. Для более полного представления о процессе обработки на рис. 95 «б» показан рисунок обработки уступа.
Расчет силы закрепления W начинается с анализа содержания технологической операции, на которой обрабатывается заготовка. Это прежде всего принятая схема базирования, данные о режущем инструменте, режиме обработки, самой заготовки и особенностях обработки. Если в описании технологической операции отсутствуют некоторые сведения об операции, для расчета допустимо воспользоваться ими из технологической операцииописания обработки подобной заготовки, или из справочной технической литературы.
После расчета силы резания и её составляющих определяется положение режущего инструмента, в котором наиболее вероятно смещение заготовки при обработке. В случае обработки уступа (рис. 97) таким положением, по всей вероятности, будет начало обработки во время врезания фрезы в заготовку. При врезании фрезы в заготовку образуется крутящий момент относительно опоры «5»под действием вертикальной составляющей Py окружной силы РZ, которая может изменить положение заготовки.
После определения силы резания и предполагаемого смещения заготовки, вызванное направлением её действия, на схему базировании наносятся все действующие в процессе обработки силы. Их разделяют на известные, которые задаются согласно техническому заданию, производные от известных сил, и силы, которые необходимо определить расчетом.
Прежде всего это сила зажима. Согласно схемы базирования (рис. 95) сила зажима (сила закрепления) W действует на поверхность «А» заготовки в сторону направляющей технологической базы (опорные точки 4 и 5). Эту силу нужно рассчитать.
Масса обрабатываемой заготовки тg. Масса заготовки или детали задается техническими требованиями в чертеже заготовки.
Сила резания РZ и её составляющие определяются расчетом по расчетным формулам из справочной технической литературы.
Силы трения
FN1 в точках контакта поверхностей заготовки с поверхностями, принятыми за технологические базы и в точке контакта звена механизма закрепления с поверхностью заготовки.
Как уже отмечалось, расстояния между опорами задаются конструктивно.
Для определения силы зажима составляются уравнения статического равновесия обрабатываемой заготовки от действия всех приложенных к ней сил . ∑ Х = 0; ∑ Y = 0; ∑ Z = 0; ∑ М5 = 0.
Воспользуйтесь поиском по сайту:
