Расчет усилия зажима заготовки в приспособлении

На заготовку при обработке в приспособлении действуют:

· силы резания,

· объёмные силы (вес, центробежные и инерционные силы),

· силы зажима.

Под действием этих сил заготовка должна находиться в фиксированном положении и равновесии.

2.4.1 Расчёт режимов резания

Расчёт производим по формулам используя методику применительно к конкретному виду обработки.

При назначении элементов режимов резания учитываем характер обработки, тип и размеры инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования. Данные заносим в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 - Исходные данные для расчета режимов резания

На основании таблицы 2.1 производим расчет режимов резания на сверление отверстий диаметром 12 мм используя методику [8]

Определяем глубину резания. При сверлении глубина резания определяется по формуле (стр. 276)

t=0,5∙D мм; (2.4)

где:D – диаметр обрабатываемого отверстия,

t = 0,5∙10 = 5 мм;

Выбираем максимально допустимую на прочность сверла подачу. При D = 10 мм и HB≤ 229, подача 0,1 мм/об. По паспортным данным станка модели 2Н125 принимаем подачу равную 0,1 мм/об.

По эмпирической формуле определяем скорость резания (стр.276)

(2.5)

– коэффициент зависящий от обрабатываемого материала;

D – диаметр обрабатываемого отверстия, мм;

Т – период стойкости инструмента, мин;

S – подача при сверлении, мм/об;

– общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания;

q, m, y – показатели степени.

Значения коэффициентов и показателей степени выбираем из таблицы 28, стр. 278: Т=25.

Значение периода стойкости выбираем из таблицы 30. Выбираем T = 25 мин.

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания

(2.6)

– коэффициент на обрабатываемый материал (см. табл. 1),

– коэффициент на инструментальный материал (см. табл. 6)

– коэффициент, учитывающий глубину сверления (см. табл.31).

= ^nv, (2.7)

где: n_v– показатель степени; n_v = -0,9; ; ;(табл. 2 стр. 359)

= ^-0,9=0,78,

По выбранным данным выбираем скорость резания:

Определяем частоту вращения шпинделя станка и корректируем по паспортным данным

(2.8)

Принимаем из паспортных данных станка модели 2Н125: n = 355 об/мин, которые соответствуют действительным данным.

2.4.2 Расчёт сил резания

Находим крутящий момент и осевую силу .

(2.9)

– крутящий момент, Н·м

– коэффициент зависящий от крутящего момента;

D – диаметр обрабатываемого отверстия, мм;

S – подача при сверлении, мм/об;

– коэффициент, учитывающий фактические условия обработки;

q, y – показатели степени.

Значения коэффициентов и показателей степени выбираем из табл. 32.

Выбираем .

Коэффициент, учитывающий фактические условия резания

;

–коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости (табл. 9);

Тогда

(2.10)

– коэффициент зависящий от силы резания;

D – диаметр обрабатываемого отверстия, мм;

S – подача при сверлении, мм/об;

– коэффициент, учитывающий фактические условия обработки;

q, y - показатели степени. .

Тогда

Определяем мощность резания по формуле:

(2.11)

Определяем мощность на шпинделе станка

(2.12)

где: - мощность электродвигателя станка, кВт;

- КПД станка.

=2,24 кВт.

0,34 2,24

Условие выполняется.

Определяем время, затрачиваемое на резание:

(2.13)

Где:l_р.х.- длина рабочего хода, мм; = 6 мм.

- длина перебега инструмента, мм; = 10,5 мм.

n - частота вращения шпинделя, об/мин; n = 1000 об/мин

S – откорректированная подача, мм/об; S = 0,1 мм/об

i – число рабочих ходов; i = 8

мин;

Определяем штучное время обработки детали по формуле:

Т_шт. = φ_о∙Т_о , (2.14)

где: Т_о – основное время, мин;

Тшт= 1,72∙ 0,98 =1,68 мин.

2.4.3 Расчёт усилия зажима

Коэффициент запаса К, учитывающий нестабильность силовых воздействий на заготовку, вводят при вычислении силы Рз для обеспечения надежного закрепления:K = K₀,K₁,K₂,K₃,K₄,K₅,K₆. Коэффициенты: К₀ = 1,5 гарантированный коэффициент запаса; К₁ учитывает увеличение сил резания из-за случайных неровностей на обрабатываемых поверхностях заготовок, при черновой обработке К₁ = 1,2, при чистовой и отделочной К₁ = 1,0; К₂ учитывает увеличение сил резания вследствие затупления режущего инструмента (табл. 2). Коэффициент К₃ учитывает увеличение сил резания при прерывистом резании. При прерывистом точении и торцевом фрезеровании К_з – 1,2; если резание является прерывистым, то К₃ = 1,0. Коэффициент к4 характеризует постоянство силы, развиваемой ЗМ. Для ЗМ с немеханизированным приводом, а так же с пневмо- и гидроцилиндрами одностороннего действия к₄ – 1,3. Если на силу закрепления влияют отклонения размеров заготовки, что имеет место при использовании пневмокамер, пневморычажных систем, приспособлений с упругими элементами (мембранных, гидропластмассовых и др.). К₄ – 1,2. При использовании пневматических, гидравлических двухстороннего действия, магнитных, вакуумных и других ЗМ К₄ – 1,0. Коэффициент К₅ характеризует эргономику немеханизированного ЗМ. При неудобном расположении рукоятки и угле ее поворота более 90°. К₅ – 1,2; при удобном расположении рукоятка и малом угле ее поворота К₅ – 1,0. Коэффициент К₆ учитывают только при наличии моментов, стремящихся повернуть заготовку, установленную плоской поверхностью. При установке заготовки плоской поверхностью на опорные штыри, расположение точек контакта постоянное (и известное) и К₆ = 1,0. Если заготовка установлена на опорные пластины, то точки контакта расположении неопределенно и К₆ = 1,5. Если в результате расчета коэффициент запаса К окажется меньше 2,5 принимают к = 2,5. Коэффициент трения f между заготовкой, упорами и зажимным механизмом СП см. табл. 3.

К=1,5∙1,2∙1,0∙1,0∙1,3∙1,0∙1,0=2,34;

Принимаем К = 2,5.

Усилие зажима заготовки определяем из условий равновесия сил, которые суммируются на основе рассмотрения схемы действия всех сил на заготовку, включая силы трения на поверхностях контакта заготовки с установочными и зажимными элементами.

Для составления уравнения моментов вычерчиваем эскиз заготовки, как показано на рисунке 2.1, на котором изображаем места приложения и направления сил, действующих на заготовку в процессе обработки.

Рисунок 2.1 – Схема усилия зажима.

Сила закрепления для данной схемы определяется по формуле:

W= (2.15)

где:k– коэффициент запаса,

++++++++++++++++++

W= =6994 H.

Так как усилие зажима больше силы резания, то будет обеспечен надежный зажим заготовки в приспособлении.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: