Слайд 1Принцип действия и конструкцию зажимного устройства конструктор выбирает исходя из
конкретных условий выполнения операций:
типа производства;
величин сил резания, действующих на заготовку
при выполнении операций;
конструктивных особенностей заготовки;
типа станка.
Зажимные устройства приспособлений
Слайд 2Во вторую группу входят зажимные устройства, состоящие из силового механизма,
который приводится в действие непосредственно рабочим, прилагающим исходное усилие Ри
на плече l.
К первой группе относятся зажимные устройства, имеющие в своем составе силовой механизм (СМ) и привод (П), который обеспечивает перемещение контактного элемента (К) и создает исходное усилие Ри , преобразуемое силовым механизмом в зажимное усилие Рз.
Слайд 3К третьей группе относятся зажимные устройства, которые в своем составе
не имеют силового механизма, а используемые приводы лишь условно можно
назвать приводами, так как они не вызывают перемещений элементов зажимного устройства и только создают зажимное усилие Рз , которое в этих устройствах является равнодействующей равномерно распределенной нагрузки q, непосредственно действующей на заготовку и создаваемой либо в результате атмосферного давления, либо посредством магнитного силового потока.
К этой группе относятся вакуумные и магнитные устройства.
Слайд 5Рычажный механизм
Особенности:
Простота конструкции;
Постоянство силы зажима;
Удобство эксплуатации;
Надежность;
Возможность закрепления заготовки в труднодоступном
месте;
Слайд 6Приспособление с рычажным зажимом
Слайд 7
Для первого варианта (а) уравнение равновесия будет
где η – обобщенный коэффициент
учитывающий, потери на трение.
Тогда
Для второго варианта (б) уравнение равновесия
будет
Откуда
Для третьего варианта (в) уравнение равновесия будет
Откуда
Расчетные схемы рычагов
Слайд 8Смагин А.С. 2011
Конструкции рычагов в приспособлениях
Слайд 9Условие равновесия рычажного механизма:
(1)
Расчет рычажного механизма
Слайд 11Резьбовой зажим
Особенности:
Просты;
Компактны;
Надежны в работе.
Применяются:
в приспособлениях с ручным закреплением заготовки;
в приспособлениях
механизированного типа; автоматических линиях при использовании приспособлений-спутников.
Смагин А.С. 2011
Слайд 12Смагин А.С. 2011
Конструкции резьбовых зажимов
Слайд 13dср – средний диаметр резьбы
α – угол подъема резьбы;
t –
шаг резьбы;
f – коэффициент трения на плоскости;
Расчет резьбового зажима
β –
половина угла при вершине профиля витка резьбы. Для треугольной резьбы β=30˚, для трапециидальной резьбы β=15˚.
Слайд 15С = 1,4 для основной метрической резьбы;
W – сила зажима
заготовки, Н;
Ϭ – напряжение растяжения (сжатия). Для винтов
из стали 45 Ϭ = 80 – 100Н/мм2
Расчёт диаметра резьбы
Слайд 16Клиновой зажим
Особенности:
Прост в изготовлении;
Компактен;
Легко размещается в приспособлении;
Позволяет увеличивать исходное усилие;
Позволяет
изменить направление исходного усилия.
Слайд 17Приспособление с клиновым зажимом
Слайд 18Расчет клинового зажима
Q – исходное усилие;
W – сила зажима;
F –
сила трения;
N – реакция опоры;
P – сила обратного действия;
α –
угол наклона
клина.
Слайд 19Условия равновесия клина:
(1)
Из рисунка определяем:
(2)
(3)
Подставляем найденные параметры в формулу
(1):
Слайд 21Эксцентриковый зажим
Особенности:
Быстродействующие;
Обладают свойством самоторможения;
Сила зажима невелика;
Сила зажима зависит от колебания
расстояния между эксцентриком и заготовкой.
Слайд 22Конструкции кулачков в приспособлениях
Слайд 23е – эксцентриситет
R – радиус эксцентрика;
ρ – радиус вращения эксцентрика;
Расчет
эксцентрикового зажима
l - расстояние от линии приложения усилия до оси
вращения эксцентрика
Слайд 24Условия равновесия эксцентрика:
(1)
Из рисунка определяем:
Подставим полученную силу трения в формулу
(1):
Слайд 25ρ – расстояние от оси вращения эксцентрика до точки
соприкосновения эксцентрика с зажимаемой поверхностью;
R – радиус эксцентрика;
β –
угол поворота эксцентрика при зажима детали;
е - эксцентриситет;
α – угол подъёма эксцентрика
Слайд 26Г - образный прихват
(ГОСТ 14733-69).
Особенности:
Конструкция Г-образного прихвата обеспечивает автоматический
поворот зажимного элемента в рабочее положение и его отвод в
исходное положение до упоров действием момента закрепления.
По закону силовых треугольников, равнодействующие N приложены к прихвату на расстоянии, равном H/3 от вершины треугольника.
Слайд 27Г – образные прихваты
Т – образный прихват
Слайд 28Приспособление с Г-образными прихватами
Слайд 29Схема сил и моментов, действующих на прихват
Слайд 30Рычажно-клиновой зажим
1 – заготовка,
2 – рычаг,
3 – плунжер,
4 –
клин,
5 – пневмоцилиндр.
Слайд 31Расчет комбинированного зажима:
На клиновой механизм (4) воздействует шток пневмоцилиндра (5)
с усилием Q. Клин толкает плунжер (3) с силой Q1.
- формула для клинового механизма с роликами на опорах. Из этой формулы выразим Q1
Через плунжер сила Q1 воздействует на рычаг. Для рычага составляем уравнение моментов относительно т.O.
Слайд 32
Подставляем в формулу значение параметра Q1:
Слайд 33Рычажно-эксцентриковый зажим
1 – заготовка,
2 – рычаг,
3 – эксцентрик,
4 –
пневмоцилиндр.
Слайд 34Расчет комбинированного зажима:
На эксцентрик (3) воздействует пневмоцилиндр (4) с усилием
Q. Эксцентрик толкает рычаг (2) с силой Q1
Формула для эксцентрикового
зажима.
Для рычага составляем уравнение моментов относительно т.O:
Подставляем в формулу значение параметра Q1:
Слайд 35Конструктивной разработке зажимных элементов должен предшествовать выбор основных параметров зажима:
а)
направление и точка приложения зажимного усилия;
б) величина необходимого зажимного усилия;
Назначение
зажимного устройства
Обеспечивать контакт при установке.
Поддерживать неизменное положение детали во время обработки.
Слайд 36Требования к зажимным устройствам приспособлений
а) При зажиме не должно
нарушаться положение детали, достигнутое установкой.
б) Сила зажима должна надёжно обеспечить
неизменное положение детали во время обработки.
в) Смятие опорных поверхностей детали и её деформация в целом при зажиме должны быть минимальными и сила зажима должна быть оптимальной.
г) Закрепление детали при установке должно быть рациональным.
Слайд 37Первое требование - при зажиме не должно нарушаться положение детали,
достигнутое установкой.
Слайд 38Второе требование – сила зажима должна надёжно обеспечить неизменное положение
детали во время обработки
Деталь во время обработки находится под воздействием
нескольких сил:
а) сил резания, стремящихся сдвинуть и повернуть деталь;
б) сил, удерживающих деталь – зажимное усилие, реакция опор, силы трения, вес детали.
Слайд 39Величину зажимного усилия, необходимого для надёжного закрепления детали, можно определить
на основании решения уравнения статики, рассматривая равновесие детали под действием
приложенных сил резания.
Порядок расчёта зажимного усилия
1. Составить расчётную схему.
2. Составить уравнение сил и моментов из условия равновесия детали.
Слайд 40Уравнение сил:
Уравнение моментов:
Слайд 413. Ввести коэффициент надёжности закрепления K.
Слайд 42Значение коэффициента надежности К следует выбирать дифференцированно в зависимости от
конкретных условий выполнения операции и способа закрепления заготовки.
К0 – гарантированный
коэффициент запаса надежности закрепления, К0 = 1,5;
К1 – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания из-за случайных неровностей на заготовках;
К1 = 1,2 – для черновой обработки;
К1 = 1,0 – для чистовой обработки;
К2 – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания вследствие затупления инструмента;
К3 – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при прерывистом резании,
К3 = 1,2;
К4 – учитывает непостоянство зажимного усилия;
К4 = 1,3 – для ручных зажимов;
К4 = 1,0 – для пневматических и гидравлических зажимов;
К6 = 1,0 – для опорного элемента, имеющего ограниченную поверхность контакта с заготовкой;
К6 = 1,5 – для опорного элемента с большой площадью контакта
Слайд 444. Определить величину зажимного усилия при закреплении детали из полученных
уравнений сил и моментов, исходя из условия равновесия.
Для уменьшения величины
зажимного усилия при закреплении детали выбирают такой метод её установки, при котором сила резания и сила зажима были бы направлены в одну сторону на какой – либо из установочных элементов, расположенных по линии действия этих сил.
Слайд 45Вообще существуют четыре характерные схемы расположения сил резания и сил
зажима:
а) силы направлены в одну сторону;
б) силы направлены навстречу друг
другу;
в) силы действуют по нормали друг к другу;
г) схема установки в которой необходимо учитывать силу тяжести.
Слайд 46В случае, когда силы направлены в одну сторону зажимное усилие
не требуется:
Q = 0
Когда силы направлены навстречу друг другу зажимное
усилие равно силе резания
Q = Pp
В случаях, кода силы действуют по нормали друг к другу, зажимное усилие определяется по следующей формуле:
Q = Pp·f,
где f коэффициент трения.
Слайд 48
Пример: Деталь зажата в трёх кулачковом патроне и производится расточка
отверстия с усилием резания Pz.
Слайд 50Пример 2: На операции фрезерования паза при принятом методе установки
и схеме закрепления, деталь под действием силы резания может перемещаться
вдоль
опорных пластин.
1. Составляющая силы резания, вызывающая перемещение детали равна Ру.
2. Реакция опоры.
3. Сила трения:
Т1 – в местах контакта зажимного устройства и детали.
Т2 – с установочными элементами и детали.
Слайд 51f1 – коэффициент трения между деталью и зажимным устройством;
f2 –
коэффициент трения между деталью и установочными элементами.
Слайд 52Пример 3: На операции фрезерования плоскости при принятом методе установки
и схеме закрепления - деталь под действием сил резания может
повернуться относительно точки 0.
Слайд 53Пример 4: При сверлении отверстия в детали, закрепленной в трёх
кулачковом патроне, она может перемещаться вдоль оси под действием силы
Рх и проворачиваться в кулачках под действием момента резания Мкр.
Уравнение сил
Уравнение моментов
Слайд 54Пример 5: Необходимо просверлить отверстие диаметром d. Базирование производится в
призме с закреплением при помощи винтового зажима.
Слайд 55Третье требование – деформации самой детали и её опорных поверхностей
должны быть минимальными.
При зажиме детали возникают деформации, которые являются
составной частью деформаций упругой системы станок – обрабатываемая деталь - инструмент – станок.
Деформацию детали необходимо учитывать тогда, когда деталь является не жёсткой (тонкостенной).
Слайд 56Пример: при растачивании кольца в трёх кулачковом патроне происходит его
смятие при зажиме кулачками.
