Целью силового расчета приспособления является определение величины сил зажима заготовки.

Исходными данными для расчета сил зажима являются:

· режимы резания при обработке заготовки;

· величина, направление и место приложения сил, сдвигающих заготовку;

· схема установки и закрепления заготовки;

· сведения о жесткости технологической системы;

· коэффициенты запаса;

· коэффициенты трения (определяются по материалам опор и заготовки).

К заготовке приложены силы резания, зажимные силы и реакции опор, при этом заготовка должна оставаться неподвижной. При расчетах определяется наибольшая величина силы зажима.

Сила зажима (Q) должна быть достаточной для предупреждения смещения установленной в приспособлении заготовки.

Силы зажима рассчитываются в следующей последовательности:

1) составляется расчетная схема, на которой изображается заготовка в масштабе и показываются все силы, действующие на нее в процессе обработки (силы резания, зажима, реакции опор, веса, силы трения в местах контакта детали с установочными и зажимными элементами). Схема составляется для наиболее неблагоприятного варианта расположения режущего инструмента по длине обрабатываемой поверхности, при котором для удержания детали требуется наибольшее зажимное усилие;

2) составляется уравнение сил и моментов из условия равновесия деталей под действием сил:

;                   .

Для составления уравнения сил необходимо установить направление возможного перемещения детали под действием сил резания и определить величину проекций всех сил на направление возможного перемещения. Для составления уравнения моментов необходимо определить точку, вокруг которой возможен поворот детали под действием силы резания, и определить относительно этой точки моменты сил резания и моменты удерживающих сил;

3) вводится коэффициент запаса (k), учитывающий условия обработки (иначе говоря, учитывающий возможное увеличение в процессе обработки сил резания). В зависимости от конкретных условий построения технологической операции значения k следует выбирать дифференцированно:

,

где  = 1,5 – гарантированный коэффициент запаса;  – коэффициент, учитывающий колебание припуска при черновой обработке заготовок ( = 1,2 – для черновой обработки;  = 1,0 -для чистовой и отделочной обработки);  – коэффициент, учитывающий увеличение сил резания вследствие затупления режущего инструмента ( = 1,0 – 1,9 в зависимости от метода обработки и допускаемого затупления инструмента);  – коэффициент, учитывающий увеличение сил резания (при прерывистом резании  = 1,2, при стационарном – 1,0);  – коэффициент постоянства сил зажима, зависящий от характера зажима ( = 1,3 – для ручных зажимов;  = 1,0 –

для зажимных устройств, имеющих механический привод;  – коэффициент, характеризующий удобство расположения рукояток в ручных зажимных устройствах ( = 1,0 – при удобном положении рукоятки и малом диапазоне угла ее поворота;  = 1,2 – при большом диапазоне угла поворота рукоятки (более 90°) и при неудобном расположении рукоятки);  – коэффициент, учитывающий наличие моментов, стремящихся провернуть заготовку ( = 1,0 – если заготовка установлена базовой плоскостью на опоры с ограниченной поверхностью контакта,  = 1,5 – если заготовка установлена на планки или другие элементы с большой поверхностью контакта).

Таким образом, коэффициент запаса может колебаться в пределах k = 1,5…8,0.

Наиболее часто применяемые схемы закрепления заготовок показаны в справочниках и в таблице 4.1. Коэффициент трения (f) можно определить из таблицы 4.2.

Таблица 4.1 Расчетные схемы и формулы для вычисления силы закрепления Р_з

Продолжение таблицы 4.1

Таблица 4.2 Значения коэффициента трения f