Совершенствование методики расчёта потребных сил зажима заготовок в изменяющихся условиях обработки

Изменяющиеся условия характерны для современных многофункциональных станков с ЧПУ при обработке в рамках выполнения одной технологической операции с одного установа закреплённой в приспособлении заготовки различными инструментами в нескольких её позициях. В процессе обработки заготовка претерпевает существенные изменения своих геометрических размеров, её жёсткость также изменяется. В результате возникают упругие деформации, приводящие к снижению точности обрабатываемых поверхностей. С целью получения требуемой точности при изготовлении детали необходимо управлять силой зажима. Но для этого сначала должна быть определена потребная сила, которая затем обеспечивается механизмом зажима. В типовой для станков с ЧПУ правой системе координатных осей предложен обобщённый вид уравнений равновесия действующих в пространстве на абсолютно твёрдую заготовку активных сил и моментов сил, в которых направления их действия выражены переменными направляющими косинусами, а реакция опоры является потребной силой зажима. В отличие от существующих в настоящее время представлений учитывается, что согласно закону независимости действия сил каждая из них вносит свой вклад в величину искомой силы зажима. Сила зажима является результирующей силой, составленной как из полной реакции опоры, так и из пар сил, возникающих от действия на опору моментов сил. На примере фрезерной и токарной обработки заготовки, закреплённой соответственно в машинных тисках и в трёхкулачковом патроне, приведена общеизвестная, но не применяемая в полном объёме при расчёте приспособлений методика, связанная с особенностями определения действующих на заготовку сил резания, трения, зажима и места их приложения. При этом показано, что в ряде случаев целесообразно для упрощения решения действующую на обрабатываемую заготовку систему сил заменять эквивалентной системой. В расчётную схему и в уравнения равновесия введены не только расстояния от места приложения активных сил до места закрепления заготовки, но и (в зависимости от условий обработки) размеры, относящиеся либо к зажимным элементам приспособления, либо к закрепляемым поверхностям заготовок. Соотношения между этими размерами оказываются вполне определёнными коэффициентами при силах резания, являющимися частью (или одним из сомножителей, зависящим от несовершенства расчётной схемы) субъективно назначаемого и изменяющегося в широких пределах коэффициента запаса.