Силовой расчет приспособления

⇐ ПредыдущаяСтр 9 из 11Следующая ⇒

В качестве зажимного устройства используется самоцентрирующий трехкулачковый патрон [49, c.163-170] тип 1, исполнение 2 по ГОСТ 2675-80 обеспечивающий минимальное суммарное усилие зажима 65 кН.

Для расчета требуемого сечения специального кулачка, определим требуемое усилие зажима обеспечивающего статическое равновесие заготовки при механической обработке, для чего необходимо определить все силы возникающие при обработке.

Рассмотрим силы резания возникающие при фрезеровании торцевой фрезой. При симметричной схеме фрезерования торцовой поверхности, торцовой фрезой, возникают следующие составляющие сил фрезерования (рис. 24): радиальная – Р_r; осевая – Р_у; тангенциальная, главная составляющая – Р_z; сила подачи – Р_p; горизонтальная – Р_g.

Рисунок 24 – Составляющие сил резания

Главная составляющая силы резания при фрезеровании – окружная сила Р_z определяется по формуле:

(39)

где, значения коэффициента С_р и показатели степени, принимаем по табл. 83 [47, с.412]: С_р = 218; х = 0, 92; у = 0, 78; u = 1, 0; q = 1, 15; w = 0.

Поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала по табл. 9 [47, с.362]:

К_мр = (σ _в / 750)ⁿ = (550/750)^{0, 3/0, 3} =0, 73,

где n = 0, 3/0, 3 – показатель степени при определении окружной силы резания при фрезеровании.

Определим окружную силу резания Р_z по формуле (39):

= 1528 Н

Окружная сила Р_z, рассчитанная по табличным данным, соответствует работе фрезой без затупления. При затуплении фрезы до допускаемой величины износа сила возрастает в 1, 75…1, 9 раза [47, с.412], с учетом затупления, окружная сила:

Р_z = 1528 ∙ 1, 9 = 2900 Н.

Величины остальных составляющих силы резания, устанавливаем из соотношения с главной составляющей Р_z по табл.84 [47, с.413]:

· радиальная – Р_r = Р_z ∙ 0, 32 = 930 Н;

· осевая – Р_у = Р_z ∙ 0, 55 = 1595 Н;

· сила подачи – Р_p = Р_z ∙ 0, 4 = 1160 Н;

· горизонтальная – Р_g = Р_z ∙ 0, 95 = 2755 Н.

Из схемы действующих сил (рис. 24), можно сделать вывод, что для обеспечения статического равновесия необходимо чтобы силы трения в точках контакта поверхности кулачка с поверхностью заготовки превосходили радиальную силу резания при фрезеровании стремящуюся повернуть заготовку. Следовательно, при коэффициенте трения [30, с.156] f = 0, 25, получим:

65000 ∙ 0, 25 = 16250 > Р_r = 930 Н.

Исходя из полученного неравенства, следует, что трехкулачковый патрон при минимальной силе зажима обеспечивает статическое равновесие заготовки при механической обработке.

Проведем расчет опасного сечения кулачка. Конструкция накладного специального кулачка и реакции сил, возникающие в результате зажима, схематично представлены на рисунке 25.

Реакции опор в точках контакта поверхности заготовки с кулачком определим составив уравнение статического равновесия для сил представленных на рис. 24 относительно оси Х:

Σ F_x = 0: N_A ∙ cos45° + N_Af ∙ cos45° + N_B ∙ cos45° + N_Bf ∙ cos45° - F/3 = 0

Откуда, при N_A = N_В = N:

2N ∙ cos45°∙ (1 + f) = F/3

Так как минимальное суммарное усилие зажима в трехкулачковом патроне F=65 кН, то минимальное усилие создаваемое одним кулачком F/3. Следовательно:

N = F / [3 ∙ 2 ∙ cos45° ∙ (1 + f)] = 65000 / [3 ∙ 2 ∙ cos45° ∙ (1 + 0, 25)] = 12256, 5 Н

Рисунок 25 – Конструкция кулачка и схема сил действующих

в результате зажима заготовки. Вид кулачка в опасном сечении.

Размер сечения специального кулачка (задан конструктивно) в опасном сечении, которым является плоскость симметрии, образуемая поверхностями призмы на кулачке, определим из выражения:

σ _из_. = М_из_./W = [N ∙ cos45° ∙ (1 + f) ∙ a] / W (40)

где σ _из. – напряжение при изгибе (по табл. П28, допускаемое напряжение для стали 45 после улучшения [σ _из.] = 175 МПа [30, c.295]); N – реакции опор кулачка в местах контакта с заготовкой N = 12256, 5 Н; а – плечо спец. кулачка до места приложения реакций сил а = 134, 3 мм; b – ширина опасного сечения прихвата; h – высота сечения прихвата; W - момент сопротивления сечения специального кулачка (рис. 25), в качестве которого принимаем момент сопротивления корытного сечения [41, с.46]:

W_х = J_x / (h + h₁ – v₀), мм³. (41)

где мм

мм⁴

Тогда по формуле (41)

W_х = 113370, 57 / (18 + 18 –14, 45) = 5260, 82 мм³

Определим напряжение при изгибе (40) для опасного сечения:

σ _из. = [12256, 5 ∙ cos45° ∙ (1 + 0, 25) ∙ 52] / 5260, 82 = 107, 1 МПа.

Следовательно, для обеспечения прочностных параметров специального кулачка, для разработанного конструктивно сечения, принимаем изготовление специального кулачка из материала – сталь 45. Допускаемое напряжение для стали 45 [30, с.295], после нормализации [σ _из.] = 155 МПа, для статической нагрузки.

Разработка документации

Разработка сборочного чертежа приспособления

В результате проведенных расчетов создаем сборочный чертеж приспособления. Сначала наносим в штриховых тонких линиях, проекции корпуса, которые в дальнейшем считаем прозрачными. Далее прочерчиваем установочные элементы: специальные накладные кулачки, установочную призму, палец цилиндрический, для установки в паз стола; палец цилиндрический для установки в центральное отверстие стола, штифты цилиндрические определяющие положение трехкулачкового патрона относительно установочных элементов приспособления. После чего прочерчиваем паз, под шлиц установочной призмы, предназначенный для обеспечения необходимых параметров точности – угловое положение оси патрубка относительно оси кулачка, и расстояние оси патрубка от оси корпуса, положение которой обеспечивается накладными кулачками. С учетом всех геометрических параметров: размером специальных накладных кулачков, установочной призмы, присоединительных размеров деталей, установочных размеров поворотного стола станка, окончательно прочерчиваем корпус приспособления.

На сборочный чертеж приспособления наносим три типа размеров: габаритные, крепежные и присоединительные.

Технические условия на изготовление и эксплуатацию

1. Допускается отклонение от параллельности поверхности под установку трехкулачкового патрона, относительно поверхности поворотного стола станка – 0, 03/100 мм/мм.

2. Установку приспособления осуществлять только в предварительно установленную в центральное отверстие поворотного стола втулку с отверстием обработанным на этом же станке с параметром точности Ø 36Н7.

3. Сверление и развертывание отверстий под установочные штифты и установочные пальцы а так же фрезерование пазов в присоединительном фланце, закрепленном на корпусе патрона, произвести на станке относительно, центрального отверстия стола и оси паза под основание установочного кулачка.

4. Окончательную отладку приспособления выполнять после обработки пробной заготовки.

5. Контроль точности приспособления по обеспечению параллельности поверхности под установку патрона к поверхности поворотного стола станка, производить каждые 2 месяца.

6. Присоединительный фланец красить эмалью ПФ-133 фисташкового цвета (ГОСТ 926-82) по грунтовке ГФ-21, после полного высыхания грунтовки, методом пневмораспыления.

7. В период хранения приспособления, поверхности не покрытые эмалью смазывать солидолом синтетическим марки С по ГОСТ 4366-76.

⇐ Предыдущая 2 3 4 5 6 7 8910 11 Следующая ⇒