Методика расчета сил зажима.

Расчёт сил зажима может быть сведен к решению задачи статики на равновесие твердого тела (заготовки) под действием системы внешних сил.

Исходными данными для расчета сил зажима являются:

– схема установки заготовки;

– силы и моменты резания, действующие на заготовку;

– силы закрепления заготовки;

– реакции установочных элементов;

– силы и моменты трения в местах контакта заготовки с установочными элементами и зажимными устройствами.

1. Проверка заготовки на сдвиг под действием силы Р_рез.:

.

2. Проверка заготовки на поворот под действием момента М_рез.:

.

3. Проверка заготовки на опрокидывание под действием момента от силы резания Р_рез.:

,

где k – коэффициент запаса закрепления.Р_рез – сила резания, действующая на заготовку; М_рез. – крутящий момент сил резания, действующий на заготовку; F_тр – сила трения в направлении, противоположном направлению сдвига; М_тр – момент сил трения в направлении, противоположном направлению поворота заготовки; l₁ и l₂ – кратчайшее расстояние от точки опрокидывания до линии действия сил Р_рез и W соответственно (плечо сил).

Силу трения F_тр определяют по формуле

,

где f – коэффициент трения по поверхностям контакта заготовки с элементами приспособления; N – реакция поверхности, по которой осуществляется трение.

Установка на магнитных и электромагнитных плитах, основной характеристикой которых является величина удельного прижатия заготовки q. Сила закрепления W в данном случае будет соответствовать силе прижатия заготовки к поверхности плиты, а ее величина рассчитывается по формуле

,

где q – величина удельного прижатия заготовки плитой, МПа; S – активная площадь контакта заготовки с зеркалом плиты, мм².

Сила закрепления заготовок в вакуумных приспособлениях, основной характеристикой которых является значение вакуума, создаваемого под установочной поверхностью заготовки, определяется по формуле

,

где Ра – атмосферное давление, Мпа; Рв – вакуумируемое давление, Мпа; q – сила упругости уплотнительного элемента, Н; S – активная площадь контакта заготовки с вакуумируемой полостью, мм².

 

29.Выбор точки приложения зажимной силы(примеры)

Одним из основных факторов, определяющих надежность работы приспособления не зависимо от его конструкции, является правильное расположение точек приложения сил зажима. Для устойчивого положения детали в момент установки ее в приспособление необходимо, чтобы центр тяжести всегда вписывался в треугольник, образованными основными опорами.

 

30.Коэффициент запаса зажимной силы(определение и способ расчета)

В расчёт сил закрепления вводят коэффициент запаса k. Он необходим для обеспечения сил надёжности зажимающих устройств, т.к. вырыв или смещение заготовки при обработке недопустимы. Коэффициент k учитывает неточность расчётов, непостоянство условий обработки и установки заготовки.

К = К₀ * К₁ * К₂ * К₃ * К₄ * К₅ * К₆,

где К₀ – гарантированный коэффициент запаса, (К₀ =1,5);

К₁ — учитывает состояние технологической базы (при черных базах К₁ = 1,2, при чистых K₁ = 1,0);

К₂ - учитывает затупление инструмента;

K₃ - учитывает ударную нагрузку на инструмент (при обработке прерывистых поверхностей Кз =1,2);

K₄ - учитывает стабильность силового привода (при ручном приводе K₄ = 1,3, при механизированном K₄ = 1,0);

К₅ - характеризует зажимные механизмы с ручным приводом (при удобном зажиме К₅ = 1, при неудобном К₅ =1,2);

К₆ - учитывает определенность расположения опорных точек при смещении заготовки моментом сил. При установке на опоры с ограниченной поверхностью контакта (штыри, пластинки) K₆ =1, при установке на опоры с неограниченной в пределах базы зоной контакта (опоры-шайбы) К₆ = 1,5.

32. классификация зажимных механизмов
По степени механизации зажимные механизмы делят на:
1) ручные – требующие применения мускульной силы и утомляющие рабочего; их применяют в единичном и мелкосерийном производствах;
2) механизированные – работающие от силового привода, в связи с этим их нередко называют механизмами-усилителями; их применяют в серийном и массовом производствах;
3) автоматизированные – приводящиеся в действие перемещающимися частями станков, силами резания или центробежными силами вращающихся масс; осуществляют зажим и раскрепление заготовки без участия рабочего; их применяют в крупносерийном и массовом производствах.

Винтовые зажимы

Винтовые зажимы применяются в приспособлениях с ручным и механизированным закреплением заготовок, а также на автоматических линиях при использовании приспособлений–спутников. Эти зажимные устройства просты, компактны и надежны в работе. При проектировании винтовых зажимов выполняются расчеты номинального диаметра винта и момента на рукоятке.
Винтовые механизмы используют как для непосредственного зажима, так и в сочетании с другими механизмами. Непосредственный зажим осуществляется либо винтом при неподвижной резьбовой втулке, либо гайкой при неподвижной шпильке

34. клиновые механизмы
Клин очень широко используют в зажимных механизмах приспособлений, этим обеспечивается простота и компактность конструкции, надежность в работе. Клин может быть как простым зажимным элементом, действующим непосредственно на заготовку, так и входить в сочетание с любым другим простым при создании комбинированных механизмов.
Назначение клиновых механизмов: увеличение исходной силы привода, перемену направления исходной силы, самоторможение механизма (способность сохранять силу зажима Q при прекращении действия силы W, создаваемой приводом). Если клиновой механизм применяют для перемены направления силы зажима, то угол клина обычно равен 45º, а если для увеличения силы зажима или повышения надежности, то угол клина принимают равным 6 – 15º (углы самоторможения).

 

 

35. клино- плунжерные механизмы
Клиноплунжерные механизмы применяются с одним, двумя и большим числом плунжеров. Одно- и двухплунжерные обычно используются в качестве усилителей привода; многоплунжерные — в качестве центрирующих механизмов патронов и оправок.
Плунжер представляет собой промежуточную деталь нажимного действия (обычно цилиндрический валик), служащую для передачи усилия от одного элемента механизма к другому или воздействующею непосредственно на зажимаемую заготовку. Конструкция и размеры плунжеров стандартизованы.

 

36 Эксцентриковый зажим является зажимным элементом усовершенствованных конструкции. Эксцентриковые зажимы (ЭЗМ) используются для непосредственного зажима заготовок и в сложных зажимных системах.
Эксцентриковый зажим хотя и отличается быстродействием, но не обеспечивает большой силы зажима детали, поэтому его применяют лишь при сравнительно небольших силах резания.
Преимущества:
-простота и компактность конструкции;
-широкое использование в конструкции стандартизованных деталей;
-удобство в наладке;
-способность к самоторможению;
-быстродействие (время срабатывания привода около 0.04 мин).
Недостатки:
-сосредоточенный характер сил, что не позволяет применять эксцентриковые механизмы для закрепления нежестких заготовок;
-силы закрепления круглыми эксцентриковыми кулачками нестабильны и существенно зависят от размеров заготовок;
-пониженная надежность в связи с интенсивным изнашиванием эксцентриковых кулачков.

Рис. 113. Эксцентриковый зажим: а - деталь не зажата; б - положение при зажатой детали
Круглый эксцентрик 1, представляющий собой диск со смещенным относительно его центра отверстием, показан на рис. 113, а. Эксцентрик свободно устанавливается на оси 2 и может вращаться вокруг нее. Расстояние е между центром С диска 1 и центром О оси называется эксцентриситетом.

37 Рычажный механизм механизм, состоящий из звеньев, соединённых между собой в низшие кинематические пары (См. Кинематическая пара). Р. м. бывают плоские и пространственные. В плоских Р. м. звенья соприкасаются по окружности (шарниры, вращательные пары) и по линии (поступательные пары). В пространственном Р. м. звенья соединяются по цилиндрическим или сферическим поверхностям (вращательные пары) и по плоскости (поступательные пары). Часто в технической литературе Р. м. называют стержневыми шарнирными механизмами. К ним относят также кулисные и кривошипно-ползунные механизмы. Р. м. проще в изготовлении, прочнее и более износостойки, чем кулачковые и зубчатые механизмы, поэтому Р. м. применяют для передачи больших усилий в прессах, ковочных машинах, двигателях внутреннего сгорания, погрузчиках и т. п.

 

38 пружинный зажим - это современная конструкция для замены системы.

Прост в использовании и универсален.

Предназначен для использования с арматурой или проволокой диаметром 6-10 мм.

Бывает обычный и усиленный.

Обычный выдерживает 2 тонны,усиленный 3.

39 Многократные зажимы приводятся в действие от одного силового источника и зажимают одновременно несколько или одну деталь в нескольких точках одновременно. Применение многократных зажимов позволяет сократить вспомогательное время на операции. Основным требованием, предъявляемым к многократным зажимам, является равенство зажимных сил. Для того, чтобы обеспечить равенство сил зажима, ведомые звенья механизма должны составлять сблокированную «плавающую» систему, развивающую силу зажима независимо от колебаний размеров заготовок.
Известно много конструкций многократных зажимов приспособлений, которые можно распределить на группы, приняв за классификационный признак направление сил зажима. Можно выделить следующие группы: последовательного действия, передающие силу зажима в одном направлении от заготовки к заготовке (закрепление пакета заготовок); параллельного действия, зажимающие детали в нескольких параллельных направлениях; со встречными силами зажима; с пересекающимся направлением сил; комбинированные механизмы, представляющие собой соединение механизмов первых групп.

40. Принципы положенные в основу самоцентрирующихся механизмов
Самоцентрирующие механизмы различаются между собой формой рабочей поверхности подвижных элементов и конструкцией механизма, обеспечивающего взаимосвязанное их движение. По первому признаку различают призматические и кулачковые механизмы, а по второму признаку – винтовые, реечно-зубчатые, спирально-реечные, клиновые (клиноплунжерные и клиношариковые), с упругодеформируемыми элементами (цанговые, мембранные, гидропластовые). Границы применимости различных по конструкции механизмов определяются двумя их характеристиками – величиной присущей им погрешности центрирования и величиной создаваемой силы зажима.
Принципиальная схема винтового самоцентрирующего механизма приведена на рис. 2.48. Такие механизмы имеют большую погрешность центрирования (0,3-0,5 мм). В то же время с помощью этого механизма можно создать большую силу зажима, легко скомпоновать с механизированным приводом, поэтому их широко применяют на черновых и получистовых операциях.