ИССЛЕДОВАНИЕ СИЛ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ПОВОРОТНОЙ ПОДКЛАДКИ УНИВЕРСАЛЬНО-СБОРНОГО РЕЗЦА.

 

Матюха П. Г., Скрынников В. С., Гринёв Ю. А. (ДонГТУ, г. Донецк, Украина)

 

Матюха П. Г., Скрынников В. С., Гринев Ю. А. Исследование сил закрепления поворотной подкладки универсально-сборного рез-ца./ ИНЖЕНЕР: студенческий научно-технический журнал/ Донецк, ДонГТУ, 2000. -№1. - 116 стр

В условиях единичного производства, а также ремонтных организаций часто возникает необходимость обработки деталей различной формы, что требует использование резцов с различными углами в плане. Применение переналаживаемых резцов позволяет сократить номенклатуру, уменьшить металлоемкость инструментального обеспечения, сократить площади для хранения редко используемого инструмента. Универсализация резцов достигается за счет установки режущей пластины на поворотном базирующем элементе.

Резец (рис. 1) состоит из державки 2, подкладки 3 в гнездо которой установлены режущая пластина 7 и стужколом 8, Г-образного прихвата 4, зажимного винта 6 и штифта 5 с гайкой 1. Несовпадение оси отверстия в подкладке 3 с осью отверстия в которой установлен штифт 5 обеспечивает поджатие подкладки 3 к боковой поверхности гнезда державки 2.

При закреплении подкладки штифтом и прихватом (рис. 2) возникают силы закрепления от штифта Р2г и Р2в,

,                                                (1)

,                                                (2)

реакции Р3г и Р3в,

                                                    (3)

,                                            (4)

 появляется активная сила от прихвата Wп,

,                                                         (5)

 которые вызывают 3 реакции N5, расположенных под углом  по окружности с радиусом r4 [1]

,                                                       (6)

где  dп - диаметр описанной окружности пластины;

dо.д - диаметр отверстия в державке под штифт (рис. 1.5).

Допустимое усилие в стержне штифта из условия прочности на разрыв и прочности резьбы на срез [1]:

,                                                        (7)

,                                              (8)

где d1ш - внутренний диаметр резьбы штифта;

[s] - допускаемое напряжение растяжения.

D1 - внешний диаметр резьбы гайки;

[tср] - допускаемое напряжение на срез;

Нг - высота гайки;

k - коэффициент полной резьбы;

kн - коэффициент неравномерности нагружения.

Аналогично допустимое усилие в стержне винта из условия прочности на разрыв и прочности резьбы на срез [1]:

,                                                          (9)

,                                             (10)

где d1в - внутренний диаметр резьбы винта.

D1 - внешний диаметр резьбы винта;

Нд - длина резьбы в державке, с которой контактирует винт.

Введем систему координат XYZ с центром О, совмещенную с основанием подкладки и с осью поворота подкладки.

Условие равновесия подкладки описывается системой уравнений:

                                                             (11)

Составим уравнения равновесия поворотной подкладки:

: ,                                                          (12)

: ,                                    (13)

Из уравнения (12) определим реакцию N5:

.                                                            (14)

Силы трения в уравнении (13) определяются по зависимостям:

;                                                      (15)

;                                                                     (16)

;                                               (17)

.                                                                     (18)

После подстановки (15), (16), (17) и (18) в (13) и преобразовав получаем статический тормозной момент:

.                      (19)

Расчеты статического тормозного момента по формуле (19) были проведены на ПЭВМ и их результаты приведены в таблице 1.

 

Таблица 1 - Результаты расчета статического тормозного момента подкладки УСР, оснащенного минералокерамической пластиной с диаметром вписанной окружности

 

Сила затяжки винта, Н

Сила затяжки штифта, Н

0.2Qв=

678.87

0.4Qв=

1357.7

0.6Qв=

2036.6

0.8Qв=

2715.4

1.0Qв=

3394.3

 

Статический тормозной момент Мст , Н/м

0.2Qш=289.5

1.24

1.60

1.95

2.31

2.66

0.4Qш=579.0

2.13

2.48

2.84

3.19

3.55

0.6Qш=868.5

3.01

3.37

3.72

4.08

4.44

0.8Qш=1158.1

3.90

4.25

4.61

4.97

5.32

1.0Qш=1447.6

4.79

5.14

5.50

5.85

6.21

 

Разработанная методика расчета сил закрепления поворотной подкладки универсально-сборного резца является первым этапом методики расчета сил закрепления в процессе точения и, после экспериментальной проверки, позволит уточнить значения коэффициента трения, который впоследствии будет использоваться при определении ограничивающих глубин резания резца.

 

Список литературы: 1. Решетов Д. Н. Детали машин: Учебник для студентов машиностроительных и механических специальностей вузов.-4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1989.-496 с.