Методика расчета потребных сил зажима.

Величину потребных сил зажима определяют решая задачу статики на равновесие твердого тела под действием всех приложенных к нему сил и моментов.

Расчет сил зажима производится в 2-х основных случаях:

1) при использовании имеющихся универсальных приспособлений с зажимными устройствами, развивающими определенную силу;

2) при конструировании новых приспособлений.

В первом случае расчет зажимной силы носи проверочный характер. Найденная из условий обработки необходимая зажимная сила должна быть меньше или равна той силе, которую развивает зажимное устройство используемого универсального приспособления. Если это условие не выдерживается, то производят изменение условий обработки в целях уменьшения необходимой зажимной силы с последующим новым проверочным расчетом.

Во втором случае методика расчета зажимных сил заключается в следующем:

1) Выбирается наиболее рациональная схема установки детали, т.е. намечается положение и тип опор, места приложения сил зажима с учетом направления сил резания в самый неблагоприятный момент обработки.

2) На выбранной схеме стрелками отмечаются все приложенные к детали силы, стремящиеся нарушить положение детали в приспособлении (силы резания, силы зажима) и силы, стремящиеся сохранить это положение (силы трения, реакции опор). При необходимости учитываются и силы инерции.

3) выбирают уравнения равновесия статики, применимые к данному случаю и определяют искомое значение величины сил зажима Q₁.

4) Приняв коэффициент надежности закрепления (коэффициент запаса), необходимость которого вызывается неизбежными колебаниями сил резания в процессе обработки, определяется фактически потребная сила зажима:

Коэффициент запаса К рассчитывается применительно к конкретным условиям обработки по формуле:

,

где К₀ = 1,5 – гарантированный коэффициент запаса для всех случаев;

К₁ – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовок:

К₁ = 1,2 – для черновой поверхности;

К₁ = 1 – для чистовой поверхности;

К₂ – коэффициент, учитывающий увеличение сил резания от прогрессирующего затупления инструмента (К₂ = 1,0 – 1,9 – См. табл.83, стр 164, Антонюк В.Е. Минск, 1975)

К₃ – коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при прерывистом резании (К₃ = 1,2).

К₄ – коэффициент, учитывающий постоянство силы зажима, развиваемой силовым приводом приспособления.
К₄ = 1 – для механизированных силовых приводов (пневматических, гидравлических);
К₄ =1,3 – для ручного привода с удобным расположением рукояток;
К₄ =1,6 – для ручного привода с неудобным расположением рукояток (угол поворота рукояток более 90°, неудобное для работы расположение);

К₅ – данный коэффициент учитывается только при наличии крутящих моментов, стремящихся повернуть обрабатываемую деталь.
К₅ = 1 – при установке детали базовой плоскостью на опоры с ограниченной поверхностью контакта (штыри);
К₅ = 1,5 – если деталь устанавливается на планки и др. элементы с большой поверхностью контакта.

Укрупненный алгоритм расчета зажимных устройств:

 

Примеры расчета зажимных усилий.