Зажимное устройство, предотвращающее провертывание изделия от действия момента

3.11.3. Зажимное устройство, предотвращающее провертывание изделия от действия момента А. Заготовка установлена в трехкулачковом патроне и находится под действием момента M и осевой силы P (рис. 43). Рис. 43. Схема закрепления в трехкулачковом патроне Сила зажима при закреплении заготовки в трехкулачковом патроне Q = K M / (3 f R), Н, (71) где M – момент резания, Н∙мм; R – радиус заготовки, мм; f – коэффициент трения, f = 0,12–0,18. При закреплении тонкостенного кольца в трехкулачковом патроне (рис. 44) возникают погрешности формы цилиндрической поверхности. При закреплении в обычных (узких) кулачках наибольшие прогибы кольца возникают в местах приложения сил (в сечении 1-1), а наибольшие выпучивания в сечениях симметрии между кулачками (в сечении 2-2). Рис. 44. Схема закрепления кольца в узких кулачках В табл. 5 приведены значения наибольших прогибов δ1, выпучиваний δ2 и погрешностей формы ∆ф при закреплении тонкостенных колец в трехкулачковом патроне. Перемещение С = Q Rср3 / E J, мм, (72) где Rср – средний радиус кольца, мм; E – модуль упругости материала кольца, Н/мм2, E = 2,1 ∙ 105, Н/мм2; J – момент инерции сечения кольца, мм4. Таблица 5 Значения погрешностей формы кольца Схема закрепления Наибольший прогиб, мм Наибольшее выпучивание, мм Погрешность формы, мм Наибольший прогиб, мм Наибольшее выпучивание, мм Погрешность формы, мм При Q = const При M = const 0,016 C –0,014 C 0,06 C 0,011 C –0,009 C 0,04 C Погрешность формы ∆ф ∆ф = 2[|δ1| + |δ2|]. (73) Сечение кольца имеет форму прямоугольника. Момент инерции прямоугольного сечения J = b h3 / 12, мм4, (74) где b – ширина кольца, мм; h – высота сечения кольца, мм. Если в результате расчетов установлено, что обработать кольцо при закреплении в обычных тонких кулачках невозможно (расчетная погрешность формы ∆фр больше заданной ∆фз), необходимо проверить возможность его закрепления в широких охватывающих кулачках (рис. 45). При наличии широких кулачков деформация колец снижается. В табл. 6 приведены перемещения в характерных сечениях и погрешности формы колец, закрепленных в трехкулачковом патроне, в зависимости от ширины охватывающей части кулачков. Рис. 45. Схема закрепления кольца в широких охватывающих кулачках Таблица 6 Погрешности формы кольца при закреплении в широких охватывающих кулачках α° Перемещения, см при С = 1 см Погрешность формы ∆фш, см δ1 δ2 δ3 10 0,030 0,029 –0,027 0,057 20 0,026 0,022 –0,024 0,050 30 0,019 0,014 –0,019 0,040 40 0,012 0,007 –0,014 0,028 50 0,004 0,003 –0,007 0,012 Б. Цилиндрическая заготовка закреплена в призме с углом α (рис. 46). Рис. 46. Схема закрепления заготовки в призме Сила зажима при закреплении заготовки в призме с углом α Q = K M / [f1 R + (f2 R / sin α / 2)], (75) где f1 и f2 – коэффициенты трения между заготовкой установочными и зажимными элементами; α – угол призмы. Практическая работа Задача 1 Определить возможность обработки тонкостенного кольца размерами Dн = 110 мм, dотв = 100 мм и b = 25 мм в трехкулачковом патроне при чистовом растачивании отверстия, если Мрез = 30 Н∙м, а допустимая погрешность формы не должна превышать ∆фз=0,1 мм. Решение Сила зажима при закреплении заготовки в трехкулачковом патроне Q = K M / (3 f R), Н, (71) где M – момент резания, Н∙мм; R – радиус заготовки, мм; f – коэффициент трения, f = 0,12–0,18. К – коэффициент запаса. К= ……. Перемещение С = Q Rср3 / E J, мм, (72) где Rср – средний радиус кольца, мм; E – модуль упругости материала кольца, Н/мм2, E = 2,1 ∙ 105, Н/мм2; J – момент инерции сечения кольца, мм4. Момент инерции прямоугольного сечения J = b h3 / 12, мм4, (74) где b – ширина кольца, мм; h – высота сечения кольца, мм. Погрешности формы цилиндрической поверхности из табл. 5 ∆ф = 0,06 C, мм Сравниваем расчетное значение погрешности формы ∆ф с заданным (по условию задачи). Если ∆ф больше заданной, то обработка тонкостенного кольца в обычных узких кулачках невозможна. Проверим возможность обработки тонкостенного кольца в широких охватывающих кулачках. Для этого определим допустимую погрешность формы при закреплении кольца в широких охватывающих кулачках. ∆фш =0,1∙ ∆фз∙ 1/С, см Обратите внимание, то данные в табл. 6 приведены в сантиметрах, поэтому ∆фш определяем в см. Сравниваем ∆фш со значениями в последней графе табл. 6 и выбираем угол α°, соответствующий этому ∆фш. Задача 2 Самостоятельно В цилиндрической заготовке диаметром 60 мм, закрепленной в призме с углом α = 90°, сверлят отверстие вдоль оси. Заготовка закреплена винтом с плоским опорным торцем. Определить силу зажима Q и подобрать форму рукоятки винта, если Мрез = 30 Н∙м, f1 = f2 = 0,12. Рис. 8. Схема закрепления заготовки в призме.