2. Силовой расчет комбинировавных зажимных механизмов приспособлений с ручным приводом

2.1. Основные виды зажимных механизмов

В этой работе необходимо определить усилие, которое приводит в действие зажимной механизм приспособления.

Зажимные механизмы обеспечивают непрерывный контакт заготовки с установочными элементами приспособления на время обработки заготовки.

Они бывают простые, или элементарные, и комбинированные. Элементарный - это один зажимной механизм, например: винтовой, клиновой, рычажный (см. рис.2.4). Комбинированный зажим включает два и более простых.

В зависимости от источника энергии, которая приводит их в действие, различают ручные и механизированные зажимные механизмы. Ручные механизмы перемещаются от мускульной силы человека. Механизированные - от специального силового привода. Определите самостоятельно принадлежность механизмов, изображенных на рис.2.4, к той или другой группе.

Ручные механизмы просты и надежны при малых и средних силах зажима, но требуют больших затрат времени на закрепление и открепление. Поэтому они эффективны чаще всего в индивидуальном и мелкосерийном производстве.

Механизированные зажимы дороже, но обеспечивают большие и стабильные силы, быстродействие, что важно при больших размерах партий деталей в серийном производстве.

В контрольной работе предлагается методика и варианты заданий для расчета комбинированных зажимов с ручным приводом.

2.2. Значение умения выполнять силовой расчет зажимных механизмов

Специалист в области технологии машиностроения умеет проектировать технологию изготовления детали. В структуру этого комплексного умения входит проектирование специальных или выбор универсальных приспособлений для установки заготовки на операциях. Умея выполнять силовой расчет зажима, Вы сможете принять грамотное решение по выбору зажимного механизма при проектировании или выборе приспособления.

3. Место силового расчета в структуре технологических умений

При проектировании или выборе приспособления к силовому расчету зажима приступают после того, как выбраны или определены следующие исходные данные:

- схема базирования заготовки;

- одна из двух сил: усилие, которое приложено к зажиму со стороны привода, или требуемая сила зажима заготовки;

- принципиальная схема зажимного механизма;

- размеры механизма, влияющие на усилия.

В свою очередь силовой расчет, т.е. определение усилий в звеньях зажимного механизма, позволяет выбрать или проверить размеры звеньев из условия их прочности, а также выбрать и приступить к расчету привода.

2.4. Задание на контрольную работу

Заготовка крепится в приспособлении или к столу металлорежущего станка с помощью зажимного механизма (одного или нескольких), схема которого представлена ниже для каждого варианта. Общее число креплений заготовки 2 указано в таблице 2.1.

Зажим заготовки выполняют вручную гаечным ключом или рукояткой.

Известно требуемое усилие W закрепления заготовки всеми зажимами (табл. 2.1).

Проверьте, позволяет ли ручной зажим обеспечить заданную силу (W*) закрепления детали при тех конструктивных параметрах, которые заданны в таблице 2.1 для Вашего варианта.

При отрицательном результате расчета определите, какими должны быть исходные размеры зажима, позволяющее обеспечить усилие зажима/

Таблица 2.1. – Исходные данные к заданию

№ пп	Сила зажима, W*Н	Число зажимов, Z	Диаметр резьбы d, мм	Длина рукоятки, L мм	Диаметр эксцентрика, D, мм	Размеры рычага
						L1, мм	L2, мм
1	2000	2	М20			60	50
2	3000	2	М22			70	70
3	4000	1		100	60	80	50
4	5000	2	М10	80		90	40
5	2500	1	М12			70	40
6	6000	2		100	50	100	50
7	16000	2	М24			80	40
8	10000	2	М20			100	50
9	3800	1	М16			90	90
10	7000	2	М16			120	60
11	5800	1	М20			90	50
12	2500	1	М12	80		60	45
13	2400	2		120	70	70	40
14	3200	1		100	40	50	25
15	6500	2	М30			70	30
16	20000	4	М24			25	40
17	18000	3	М24			60	70
18	2400	2	М16	80		30	25
19	18000	4	М24			40	25
20	11000	2	М20			30	30
21	5500	2		60	40	40	25
22	3500	1		50		50	20
23	8000	2	М20			60	30

Схемы закрепления заготовки комбинированными зажимами к задаче. Прихваты резьбовые и эксцентриковые отводные (схемы 1, 2, 3, 4) и качающиеся.

Численные значения исходных данных выберите из таблицы 2.1 в соответствии с номером варианта.

Далее приводим название параметров, заданных в таблице; символы, использованные в расчетах и указания на приложения для справочных величин:

- d, мм - диаметр резьбы винтового зажима;

- L, мм - длина рукоятки или гаечного ключа. Она составляет 12... 15 диаметров резьбы болта (d) для гаечного ключа, для рукоятки задана в таблице;

- Q, Н - усилие, приложенное к рукоятке приспособления или гаечного ключа; оно должно принимать значение из интервала 25... 150 Н для ручных зажимов;

- W*,Н - требуемое усилие зажима заготовки всеми прихватами;

- Z - число точек крепления заготовки;

- L₁ и L₂, мм - длины плеч рычага; .

- D, мм- диаметр эксцентрикового зажима;

-  = tg, ₁ = tg₁ - коэффициенты трения между контактирующими поверхностями зажимов и заготовки. Значение коэффициентов трения приведены в Приложении 2.

- , ₁ - град - углы трения. Их находят из выражения  = arctg .

Необходимые в расчетах размеры стандартных элементов винтовых и рычажных зажимов приведены в приложениях.