Исходные данные для работы
Общие
данные.
Операция
– фрезерование плоскости в размер
у цилиндрических заготовок диаметром
(см. рис. 1) и длиной
.
Материал
заготовки
– сталь 45 незакаленная,
,
шероховатость поверхности
.
Приспособление
– зажимное, установка на призмах, угол
призмы
,
длина
.
Сила
закрепления
.
Значения погрешностей:
,
,
,
,
.
Программа выпуска деталей
тысяч штук в год (производство массовое).
Определение силы закрепления и диаметра пневматического цилиндра
Пневматические приводы в станочных приспособлениях являются распространенным и эффективным средством повышения производительности труда. Для них характерны быстрота срабатывания и постоянство силы зажима.
При
проектировании приспособления и выборе
технических характеристик пневматического
цилиндра для обеспечения надежного
закрепления заготовки под действием
приложенных к ней внешних сил определяется
коэффициент запаса надежности закрепления
.
Рис. 1 Схема закрепления при фрезеровании
Для
рассматриваемой схемы закрепления
(рис. 1), пренебрегая трением на опорах
и весом заготовки, можно записать условие
равновесия, как сумму моментов относительно
точки
:
,
(1)
где
– сумма активных моментов, стремящихся
повернуть заготовку;
– сумма моментов, противодействующих
повороту заготовки;
;
.
(2)
После преобразований уравнение (1) примет следующий вид:
(3)
Отсюда сила закрепления
(4)
где
и
– составляющие силы резания,
;
– коэффициент трения между заготовкой
и штоком пневматического цилиндра;
– длина заготовки,
;
– плечо силы
относительно точки опоры
,
;
– плечо составляющей силы резания
относительно точки опоры
,
;
– коэффициент запаса.
Значение коэффициента можно представить как произведение нескольких первичных коэффициентов, значения которых выбирают для каждого конкретного случая:
(5)
где
– минимальный коэффициент запаса,
учитывающий надежность расчетов,
;
– коэффициент,
учитывающий наличие случайных неровностей
на поверхности заготовки,
(черновая обработка),
(чистовая обработка);
– коэффициент,
учитывающий увеличение силы резания
вследствие затупления режущего
инструмента,
(фрезерование стали),
(фрезерование чугуна);
– коэффициент,
учитывающий увеличение силы резания
при прерывистом резании,
;
– коэффициент,
учитывающий непостоянство силы
закрепления,
(ручное зажимное устройство),
(пневматическое или гидравлическое
зажимные устройства);
(пневмокамера, пневморычажная система,
мембранный патрон);
– коэффициент,
который учитывается, если допуск на
размер заготовки влияет на силу
закрепления,
(при угле поворота рукоятки меньше 90),
(при угле поворота рукоятки больше 90);
– коэффициент,
который учитывается, при наличии
возможности поворота заготовки под
действием силы резания,
(заготовка установлена на опоры с
ограниченной поверхностью контакта),
(заготовка установлена на планки с
большой поверхностью контакта).
2. Находят расчетное значение диаметра пневматического цилиндра:
,
(6)
где
– КПД пневматического цилиндра;
– давление сжатого воздуха,
.
3. Полученное по формуле (4) расчетное значение диаметра округляют до ближайшего большего нормального размера из ряда: 50, 60, 75, 100, 125, 150, 200, 300 и др., рекомендуемого по ГОСТ.
4.
Определяют
уточненное значение силы закрепления
с учетом выбранного нормального диаметра
цилиндра:
.
(7)