20. Влияние центробежных сил на силу зажима 3-х кулачкового патрона.

Динамическая сила зажима и допустимая частота вращения шпинделя станка.

Современный режущий инструмент, оснащенный пластинами из ТВердых сплавов или сверхтвердых материалов допускает увеличение скорости резания, поэтому для увеличения производительности обработки современные МХ станки обеспечивают высокие частоты врашения шпинделя (от 6 до 10 тыс об/мин). Однако, с увеличением частоты вращения шпинделя станка, увеличивается действивие на кулачки центробежной сил, которые уменьшают силу зажима кулачков почти в квадр зависимости, лимитируя реж резания, что снижает производительность станков и сокращает возможность максимального использования их мощности.

Ц/б сила опр-ся по ф-ле:

, где

М-масса кулачков

R-расст-ие от оси патрона до центра тяжести кулачка

ω-углавая ск-сть

G-сила тяжести кулачка

g-ускорение свободного падения

n-час-та вр-ния шп-ля

Т.о. при высоких частотах вращения шпинделя св 2тыс об/мин фактической силы зажима заготовки будет не статическая сила Q_ст, а динамическая Q_дин. Для определения при заданной частоте вращения шпинделя требуемой статической силы зажима Q_ст необходимо алгебраически Суммировать динамическую силу зажима с ц/б силой F_ц: Q_ст=Q_дин+F_ц

Знак «+» относится к заготовке, зажимаемой по наружной поверхности, знак «-» относится к заготовке, зажимаемой по внутренней поверхности. Q_дин=Q_ст F_ц.

1,2-коэффициент, учитывающий влияние осевой Р_х и рад-ной Р_у составляющих сил рез-ия

к-коэффициентт надежности (запаса)=2-2,5

d-диаметр обработки

d₁-диаметр заг-ки в месте закрепления её кул-ми

f-коэффициент трения м/у заг-кой и кул-ми. При закреплении стальных заготовок глад-ми кулачками этот коэффициент 0,1-0,15; кулачками с мелкими зубьями: 0,12-0,2; кул-ми с круп-ми зубьями: 0,25-0,35. Учитывая, что Р_х≈Р_у=0,25Р_z

Допустимую частоту вр-ния шпинделя можно определить по фор-ле:

ΣM хR-суммарный ц/б момент 3х кулачкового патрона

Если расчетная сила зажима превышает силу зажима, обеспечиваемую конкретным патроном (указан в его тех хар-ке), то нужно либо уменьшить глубину резания и подачу, либо снизить частоту вращения шпинделя, уменьшив тем самым ц/б силу, но более эффективно - снижение частоты вращения шпинделя, поскольку из-за квадратного увеличения Ц\Б Силы, влияние её на допустимую частоту вращения, явл-ся доминирующим. Лимитирующим числом оборотов патрона считается не абсолютное число оборотов, а то, при котором динамическая сила зажима сост-ет ⅓ статической. Принято считать надёжной частоту вращения патрона, при которой для удержания загот-ки стандартными кулачками, остается ⅓ от максимально достижимой статической силы зажима. Эта частота вращения для стандартных патронов с кулачками, не выступающими за наружный диаметр патрона, указывается в тех хар-ке патрона.

21. Поводковые патроны. Три способа передачи крутящего момента заготовкам через 3-х кулачковые патроны.

Для обработки деталей типа валов применяют поводковые патроны, которые должны обеспечить передачу макс-го крут-го мом-та при черновой обработке, возможность обработки заготовки с одной установки, обработку на высоких частотах вращения шп-ля, возможность базирования заготовки по торцу, возможностьсть быстрой переналадки с центровой на патронную обаботку. Для установки валов на МХ токарных станках применяют несколько способов базирования заготовки и передачи крут-го мом-та.

Первый сп-б передачи крутящего мом-та - заготовкам, установленным в центрах станков, применяют 3х кул патроны с самоустанавливающимися кул-ми. При этом центрирование заготовок осуществляется передним и задним центрами, а кул-ки патрона выполняют плавающими. Поэтому они не центрируют заготовку, а явл-ся поводковыми, передающими заготовке кр мом-т. При необходимости базирования заготовки по торцу, применяют передний подпружиненный (плавающий) центр.

Второй сп-б передачи кр мом-та-заготовкам в центрах - прим-ние поводковых патронов с 2 или с 3 эксцентриковыми кул-ми с рифлеными на раб поверхности. В процессе обработки заготовки под действием Fрез кулачки самозатягиваются, передавая заготовке кр мом-т. Чем больше силы резания, тем с большей силой кул-ки зажимают загот-ку.

Третий сп-б передачи кр мом-та – заготовкам- применение поводковых патронов с торцевыми самоустанавливающимися зубьями или штырьками. В процессе резания под действием осевой сост-ей силы рез-я Р_х зубья патрона дополнительно вдавливаются в торец заготовки. Благодаря самоустановке зубьев по торцу заготовки они вдавливаются в заготовку на одинаковую величину, независимо от неперпендикулярности торца заготовки, её оси. Надёжность и долговечность штырьковых патронов определяется материалом штырьков и подшипниками вращающими центра, устанавливаемого в пиноле задней бабки. Поскольку при поджиме заготовки к штырькам для их врезания в торец заготовки возникает значительная осевая нагрузка на подшипники вращающегося центра. Штырьки должны иметь повышенную Твердость и одновременно должны быть вязкими.