Обработка точениемНа рис. 2. показана расчетная схема для определения усилия закрепления при обработке наружной цилиндрической поверхности на токарном станке. Заготовка устанавливается в трехкулачковом самоцентрирующем патроне.
Рисунок 2 – Расчетная схема для определения усилия закрепления при точении наружной цилиндрической поверхности.
Описание действия сил на заготовку для схемы на рис.1 будет следующим. На заготовку со стороны инструмента действуют силы: тангенциальная Pz, осевая Px, радиальная Py. В трех точках контакта заготовки с кулачками патрона приложены усилия закрепления Q. Осевая сила Px стремится сдвинуть заготовку в осевом направлении (вдоль направления подачи). Этому противодействуют силы трения Fтр, которые возникают в точках приложения усилий закрепления. Тангенциальная сила Pz создает крутящий момент с плечом D 1/2, который стремится повернуть заготовку вокруг оси. Этому противодействует момент сил трения Fтр2, которые возникают в точках приложения усилий закрепления Q, и имеют плечо D 2/2. Радиальная сила Py создает крутящий момент с плечом L, который стремится повернуть заготовку относительно точки О. Этому противодействуют моменты сил трения Fтр1 и силы Px. Силы трения Fтр1 возникают в точках приложения усилий закрепления в двух нижних кулачках и имеют плечо l. Момент силы трения возникающей в верхнем кулачке не рассматривается, так как сила проходит через точку поворота и имеет плечо равное 0. Сила Px создает момент с плечом (D 1+ D 2)/2. На рис. 3. показана расчетная схема для определения усилия закрепления при растачивании внутренней цилиндрической поверхности на горизонтально-расточном станке. Заготовка устанавливается на плоскость.
Рисунок 3 – Предварительная расчетная схема для определения усилия закрепления при растачивании внутренней цилиндрической поверхности
На заготовку со стороны инструмента, как и в предыдущем случае, действуют силы: тангенциальная Pz, осевая Px, радиальная Py. Усилия закрепления Q приложены в двух точках и направлены перпендикулярно установочной поверхности. В процессе обработке точка приложения сил резания меняет свое положение в пространстве. Необходимо проанализировать возможные варианты и выбрать наихудший, с точки зрения обеспечения неподвижности заготовки при обработке. На рис. 3 эти точки обозначены 1, 2, 3 и 4. Анализ показывает, что в точках 2 и 3 одна ил сил резания (в т.2 - Pz, в т.3 - Py) направлена в стороны установочной поверхности и уменьшает усилие закрепления. Такой вариант не является наихудшим и рассматриваться не будет. В точках 1 и 4 одна из сил резания направлена вверх, другие стремятся сдвинуть заготовку. Действие сдвигающих сил будет парироваться силами трения. Исходя из этого принимаем в качестве наихудшего варианта приложение сил в точке 1, так как одной из сдвигающих сил является сила Pz, которая из трех сил резания имеет наибольшую величину. Окончательный вариант расчетной схемы приведен на рис.4.
Рисунок 4 - Расчетная схема для определения усилия закрепления при растачивании внутренней цилиндрической поверхности
Сила Py стремится оторвать заготовку от установочной поверхности. Этому противодействуют усилия закрепления Q. Осевая сила Px стремится сдвинуть заготовку вдоль оси обрабатываемого отверстия. Этому противодействуют силы трения Fтр1, которые возникают в точках приложения усилий закрепления Q, а также сила трения F’тр1, которая возникает в точке возникновения реакции R на установочной поверхности. Тангенциальная составляющая силы резания Pz стремится сдвинуть заготовку в направлении перпендикулярном оси обрабатываемого отверстия. Этому противодействуют силы трения Fтр, которые возникают в точках приложения усилий закрепления Q, а также сила трения F’тр, которая возникает в точке возникновения реакции R на установочной поверхности.
|
