Порядок расчета силы зажима.

1.Вычислить силы и моменты резания, силу тяжести заготовки, инерционные силы, действующие в процессе обработки.

2.Составить расчетную схему действующих на заготовку сил. Для этого:

2.1.Изобразить заготовку с опорными точками (при необходимости в нескольких проекциях).

2.2.Изобразить (нанести на схему) все активные силы, действующие на заготовку (силы резания, инерции, тяжести и зажима). При этом силы тяжести и силы инерции следует учитывать в том случае, когда их величины составляют более 10% от сил резания.

2.3.Условно отбросить опоры и заменить их действие реакциями связей, которые должны быть направлены по нормали к поверхности заготовки.

2.4.Изобразить силы трения, которые определяются как F_тр=f R или F_тр=f W (где R – реакция опоры, W – сила зажима, f – коэффициент трения скольжения).

Их направление противоположно возможному смещению заготовки по опорам. В общем случае силу трения следует раскладывать на составляющие по координатным осям.

2.5.Убедиться, что данная задача является статически определенной, то есть число алгебраических неизвестных (сил реакции опор и сил зажима) – не более шести.

2.6.Выбрать систему осей декартовых координат так, чтобы наибольшее возможное число сил было параллельно или перпендикулярно этим осям (что уменьшит число составляемых уравнений для проекций сил) и чтобы линии действия неизвестных сил пересекали эти оси.

2.7.Расчетную схему сил следует составить для наиболее неблагоприятного варианта местоположения режущего инструмента по длине обрабатываемой поверхности, при котором для удержания заготовки от перемещения и поворота под действием силы резания требуется приложить наибольшее зажимное усилие.

3.Составить систему уравнений статики, то есть уравнения сил и моментов из условия равновесия заготовки (количество уравнений должно быть равно количеству неизвестных в расчетной схеме).

4.Определить величину силы зажима W, решая данную систему уравнений сил и моментов. Типовые схемы расчета W приведены в справочниках.

5.Полученное значение зажимного усилия W увеличить, умножая его на коэффициент запаса:

.

Пять характерных случаев взаимодействия сил резания и зажима. Расчеты сил зажима.

1.Силы зажима W и резания Р имеют одинаковое направление и действуют на опору.

В этом случае сила зажима минимальна (W_min).

2.Силы имеют противоположное направление.

W=kP.

3.Силы направлены взаимноперпендикулярно, и силе резания противодействуют силы трения на опоре и в точке зажима.

Wf₁ + Wf₂ = kP;

.

где f₁ и f₂ – коэффициенты трения.

4.Заготовка, обрабатываемая в трехкулачковом патроне, находится под воздействием момента М_рез и осевой составляющей силы резания Р_х.

;

; ;

где М_рез – момент силы резания;

W_сум – суммарная сила зажима всеми кулачками;

K – коэффициент запаса.

Найденное значение W_сум проверяется на невозможность осевого сдвига заготовки

; .

5.Заготовка, закрепленная на цанговой оправке, как и в случае зажатия в патроне, подвергается воздействию момента резания, которому противостоит момент силы трения, равный W_сумfR.

.

Действительные силы зажима, развиваемые силовыми механизмами, должны быть равны или несколько больше расчетных.