АНАЛИЗ ТОЧНОСТИ РАСЧЕТА СИЛ ЗАЖИМА Г-ОБРАЗНЫМ ПРИХВАТОМ

Скрынников В. С. (ДонГТУ, г. Донецк, Украина)

Скрынников В. С. Анализ точности расчета сил зажима г-образным прихватом./ Современные металлорежущие системы машиностроения/ Материалы Всеукраинской студенческой конференции. - Донецк: ДонГТУ, 2001. - 100 с.; ил

This paper presents the analysis of the fize divergences in the definishing of force pressing with figurative fasterner – “J” using previously knoun formular and the new one. and the possibilities of the force pressing increasing are also discussed.

В инструментальной промышленности широкое распространение получили узлы крепления режущей пластины при помощи Г-образного прихвата.

Г-образный прихват используется для крепления режущей пластины с поворотной подкладкой в универсально-сборном резце (рис. 1). Резец состоит из державки 1, подкладки 4 в гнездо которой установлены режущая пластина 5 и стружколом 6, Г-образного прихвата 7, зажимного винта 8 и штифта 3 с гайкой 2. Несовпадение оси отверстия в подкладке 4 с осью отверстия под штифт 3 обеспечивает поджатие подкладки 4 к боковой поверхности гнезда державки 1.

Для определения технологических возможностей резца необходимо знать момент сил трения при закреплении режущей пластины с подкладкой, который создается затяжкой штифта и Г-образного прихвата.

Вместе с тем, в формуле, приведенной в литературе [1], для расчета сил прижима Г-образным прихватом имеет ряд некорректных допущений.

Проанализируем вывод формулы для расчета силы прижима Г-образным прихватом, изложенный в работе [1].

Как следует из первоисточника, зависимость между силой зажима Р (рис. 2) и осевой силой Q определяют из равенства моментов относительно точки О, т. е.

.                                       (1)

В этом равенстве нормальные силы (реакции) N представляют собой равнодействующие сил, стремящихся перекосить прихват под действием осевой силы Q.

По закону силовых треугольников равнодействующие N приложены к прихвату на расстоянии, равному  от вершины треугольника.

Таким образом, из указанного равенства следует . С другой стороны, сила , где F - сила трения, относящаяся к направляющей части прихвата.

В рассматриваемом случае , где f - коэффициент трения на направляющей поверхности прихвата. Подставляя в это равенство значение N, получают , но , следовательно,

.                                                (2)

Как видно из рис. 2, приведенное уравнение (1) равно нулю, т. к. плечо l относительно точки О равно нулю.

Для проверки формулы (2), используя приведенную схему, выведем формулу для определения силы Р.

Введем систему координат, совпадающую с осью отверстия, с центром в точке О.

Условие равновесия прихвата описывается системой уравнений:

или

: ,                                    (3)

: .                                  (4)

Сила трения F в выражении (3) определяется зависимостью

.                                                      (5)

Нормальные силы (реакции) N найдем из уравнения (4)

.                                                 (6)

Подставим это равенство в выражение (5) и получим

.                                              (7)

Подставим (7) в выражение (3) и получим

.                                (8)

После преобразования выражения (8) имеем зависимость между сило зажима Р и осевой силой Q

.   (9)

Оценим величину расхождения в определении силы прижима Р, определенной по формулам (2) и (9).

Для этой цели выполним расчеты силы прижима Р для различных значений отношения  и величины коэффициента трения f.

График сил прижима Р при различных соотношениях геометрических параметров ,рассчитанных по формулам (2) и (9) представлен на рис. 3.

Из графика (рис. 3) видно, что при увеличении отношения  сила Р, найденная по формуле (2) снижается и при  становится равной нулю, а при  - отрицательной, чего не может быть.

Сила Р, рассчитанная по формуле (9) при увеличении отношения  так же снижается, но не принимает отрицательных значений, а только стремится к нулю, например при  . Тем не менее, формулы (2) и (9) при значениях  дают почти равнозначные результаты.

Коэффициент трения также влияет на величины расхождения значений силы Р, рассчитанной по формулам (2) и (9). График изменения сил прижима Р при различных значениях коэффициента трения f, определенный по формулам (2) и (9) представлен на рис. 4. Как видно из приведенных зависимостей, с увеличением f сила Р снижается, причем рассчитанная по формуле (2) более резко.

На основании выполненных исследований можно сделать следующие выводы. Для увеличения сил прижима Р при неизменном значении осевой силы Q необходимо стремится к уменьшению коэффициента трения f в месте сопряжения прихвата и корпуса, что можно достичь уменьшением параметров шероховатости контактирующих поверхностей. Аналогичных результатов можно достичь уменьшением соотношения геометрических параметров .

Список литературы: 1.Горошкин А. К. Приспособления для металлорежущих станков: Справочник. — 7-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1979. — 303 с., ил.