1.13 Вибір і розрахунок зусиль затиску верстатного пристрою, його робота

В пояснювальній записці необхідно викласти призначення спроектованого пристрою, принцип роботи і склад, його переваги й ефект від упровадження. При описанні роботи пристрою необхідно опиратися на номера позицій, які вказані на кресленні. Крім опису пристрою необхідно розрахувати зусилля закріплення деталей. Розрахунок зусиль закріплень деталей у пристрої в більшості випадків проводяться з метою переконання в тім, що сили тертя або моменти, викликані зусиллям закріплення, більші, ніж сили різання або моменти різання, що прагнуть здвинути або повернути деталь під час роботи.

Приклад

В дипломному проекті для встановлення деталі на токарному верстаті з ЧПК мод СТ161CNC використовується цанговий пристрій.

Цанги відносяться до самоцентрувальних затискних пристроїв і застосовуються для установки заготівки по зовнішнім і внутрішнім циліндричним поверхням.

Цанги представляють собою розрізні пружинні гільзи. Для того, щоб уникнути самозаклинювання цанги, кут нахилу цанги вибирають у межах 30^о-40^о. Число пелюстків цанги, у залежності від умов закріплення заготівки і її розмірів, коливається від 3 до 6.

У даному курсовому проекті застосовуємо цангу для закріплення по внутрішніх поверхнях, (цанга працює на розтискання). Змінна цангова оправка за допомогою гвинта 1, що приводиться в зворотно-поступальний рух приводом верстата, через конусну втулку 3 фіксує заготівку. Для обмеження переміщення заготівки і забезпечення її торцевих розмірів призначений змінний упор.

Для того щоб визначити силу затиску, що діє на заготівку необхідно розрахувати рівняння статики, тобто рівноваги твердого тіла, що знаходиться під впливом різних сил моментів, пружних деформацій, впливу режимів різання, вага заготівлі; реакцію опор, відцентрових сил і інших несприятливих факторів. Для того щоб сила затиску була достатня необхідно врахувати всі несприятливі фактори. Тоді в рівняння вводиться коефіцієнт запасу k2,5.

На рисунку 9 показана принципова схема цангового патрона для визначення сумарної сили затиску.

Необхідна сумарна сила затиску розраховується по формулі 1.17:

, (1.17)

де М_кр- крутильний момент.

Крутильний момент знаходимо по по формулі

(1.18)

де Pz=728н - тангенціальна сила різання;

Px=0,7·P_z=0,7·728=509,6н - осьова сила різання ;

f=0,16- коефіцієнт зачеплення між робочими поверхнями і заготівкою.

(1.19)

Визначаємо силу стиску пелюстків цанги до зіткнення їх із заготівкою:

, (1.20)

де s=0,08 мм - зазор між заготівкою і цангою; [6,с.289]

h=3 мм - товщина пелюстка цанги;

D=67,5мм - діаметр цанги в місці контакту з заготівкою;

l=32мм - виліт пелюстка цанги від місця закладення до середини конуса.

Сила привода цанги для забезпечення необхідної сили затиску заготівки визначається по по формулі

, (1.21)

де i=1,03 – передаточне відношення цангового механізму.

Визначаємо діаметр пневмоцилиндру:

(1.22)

де, η=0,9 – коефіцієнт корисної дії;

р=0,6 МПа – тиск повітря в системі.

Приймаємо діаметр циліндра D=200мм; діаметр штока d=40 мм. [6,с.139]

Дійсна сила на штоку:

З розрахунків видно що сила затиску привода дорівнює 16956н , а необхідна сила затиску 14300 н, а так як сила затиску привода більше сили затиску з якою потрібно закріпити деталь, то пневмоцилиндр обраний вірно.