Расчет теоретической силы закрепления W. Стадия 1 – Определение лимитирующего силового параметра.

При сверлении отверстия на заготовку действует осевая сила и крутящий момент резания .

Осевая сила прижимает заготовку к установочному элементу 1 и поворачивает ее относительно т.О.

Крутящий момент резания вызывает поворот заготовки относительно оси сверла в горизонтальной плоскости.

Анализ возможных поворотов заготовки при обработке показывает, что для рассматриваемых случаев наиболее вероятен поворот заготовки под действием . При этом полагаем, что отрицательное действие в вертикальной плоскости компенсируется уменьшением плеча поворота заготовки при конструировании.

Стадия 2. Разработка расчетной схемы

Принимаем, что условием сдвига (поворота) заготовки является действие – лимитирующего силового параметра (при допущении ).

Закрепление заготовки при обработке осуществляется силой W. Условием удеражиня заготовки является .

Расчетная схема разработана при следующих допущениях:

1. При обработке на 3г. Действует только крутящий момент резания ( ).

2. Действие всех сил на 3г имеет точечный характер.

3. Наиболее вероятным смещением 3г при обработке является ее поворот от момента крутящего ( ), образующегося при резании.

Расчетная схема для определения теоретической силы W

Определим силу на штоке:

(3.77)

где – давление воздуха, Па; ;

– диаметр поршня, м;

– диаметр штока, м.

(3.78)

где – передаточное отношение рычажного механизма;

– КПД зажимного устройства.

.

Подсчитаем D при .

; (3.79)

.

Принимаем, .

Тогда .

; (3.80)

.

Увеличение диаметра незначительно и поэтому результаты расчетов позволяют принять стандартное значение диаметра цилиндра , диаметр штока .

3.2.3 Приспособление протяжное

Общие сведения об операции: Материал заготовки Сталь45, станок (С) – вертикально–протяжной 7Б510, включение станка, установка и снятие Зг, ее закрепление и раскрепление осуществляет рабочий, выполняющий эту операцию; режущий инструмент (РИ) – протяжка на винтовые шлицы 4х заходная из быстрорежущей стали Р18. Схемой простановки опор предусмотрена установка Зг на жесткую плоскую поверхность и на цилиндрический длинный палец.

Схемой простановки зажима предусматривается: направление действия силы перпендикулярно плоской установочной поверхности, форма контактной поверхности - плоская; силовой привод – пневматический.

Процесс протягивания поверхностей обеспечивается перемещением протяжки с подачей (Sz) ползуна.

Для реализации теоретической схемы базирования предусматривается схема установки Зг на плоскую площадку лишающую Зх трех степеней свободы и на цилиндрический палец лишающий Зг двух степеней свободы. При разработке схемы закрепления будем использовать в конструкции СП пневматический силовой привод (СПр) и рычажный силовой механизм (СМ). На основе анализа возможных схем зажимного устройства (ЗУ) выбрана схема, приведенная на рисунке 3.

В структуре ЗУ предусматривается прижимной клин 1 (СМ рычажного типа) и пневматический силовой цилиндр 3 (СПр) и корпус приспособления 2.

Используя результаты разработки схемы установки и схемы закрепления (ЗУ) и соединив их в одно целое элементами корпуса (Ксп), получаем принципиальную схему СП.

При повороте Зг будет воздействовать только на тот клин с сторону которого она будет поворачиваться. Поэтому силы зажима и трения будут действовать только на него. Появляются силы трения.

Составим расчетные уравнения:

SМуд.=kSМсдв;

SМуд.= FN1∙r1+ F_N2∙r1+ F_N2∙r1++F_w∙r2∙sina +W∙cosa∙r2; (3.81)

F_N1= N1∙f_N; F_N2= N2∙f_N; F_N3= N3∙f_N; F_w= W∙f_W; (3.82)

N= N1+N2+N3; (3.83)

åX= N+ F_w∙cosa-W∙sina=0; (3.84)

Þ N= W∙f_W ∙cosa-W∙sina. (3.85)

SМуд.= (W∙fW∙cosa-W∙sina)∙ fN∙r1+ W∙f_W ∙r2∙sina +W∙cosa∙r2; (3.86)

SМсдв.=Pz∙r3; (3.87)

Pz= {(W∙f_W ∙cosa-W∙sina)∙f_N ∙r1+ W∙f_W ∙r2∙sina +W∙cosa∙r2}/r3; (3.88)

W=k∙ Pz ∙r3{(f_W ∙cosa-sina)∙ f_N∙r1+f_W ∙r2∙sina +cosa∙r2}, (3.89)

где k- коэффициент надежности закрепления;

f_N ,f_W – коэффициенты трения;

a- угол клина.

Определим значения параметров входящих в расчетное уравнение.

Коэффициент k для протягивания k=2,5-4,5 [4]

Конструктивно принимаем k=3,5; f_N =0,25; f_W=0,20; r1=0,044 r2=0,055; r3=0,01; угол наклона клина a-=25°.

Теперь расчитаем значение W.

W=k∙ Pz ∙r3/((fW∙cosa-sina)∙f_N ∙r1+f_W ∙r2∙sina +cosa∙r2); (3.90)

W=3,5∙1983000∙0,01/((0,25∙0,91-0,43)∙0,25∙0,04+0,25∙0,0550,43+

+0,91∙0,055)= 1,286∙10⁶ Н.

Определим параметры ЗУ.

Q=2W∙sina; (3.91)

Q=Pв∙S_D= Pв∙0,785 D²; (3.92)

Pв∙0,785 D²=2W∙ sina, (3.93)

где Рв - давление;

D- диаметр поршня;

Рв=0,4-0,6 Мпа.

Примем Рв=0,5 Мпа.

ЗУ- сложное, КПД h=0,90, то h∙Pв∙0,785∙D²=2W∙ sina;

Примем рекомендуемое D=250 мм.

Проведем расчет точности обработки. Анализ технологического эскиза показывает, что от конструкции СП зависит выполнение размера 49±0,31.

Лимитирующим параметром является допуск Т=0,62.

Точностные расчеты, таким образом, сводятся к выполнению условий этого параметра точности.

Определим расчетные уравнения:

1) по предельным значениям:

DS= K1∙Dм.о.∙Dс.+ Dи. + Dизм.+ Dр.п + Dн.п. + Dу.п.; (3.94)

2) вероятностным методом:

DS= . (3.95)

Определим параметры, входящие в расчетное уравнение:

Dм.о. – погрешность применяемого метода обработки, Dм.о.=0 т.к. выполнение заданного технического требования практически не зависит от метода обработки;

Dс. – погрешность от неточности станка; Dс.=0,02 мм;

Dи. – погрешность изготовления и износа режущего инструмента;

Dи.=0 т.к. инструмент предварительно настраивается.

Dизм. – погрешность измерения; Dизм.= 0,3∙ ТА = 0,3∙0,62=0,186 мм;

Dр.п – погрешность расположения; Dр.п= 0,10мм;

Dн.п.– погрешность пространственного расположения установочных поверхностей СП по отношению к посадочным поверхностям станка. Dн.п.=0,25∙ ТА=0,155 мм;

Dу.п. – погрешность установки;

Dу.п. = , (3.96)

где Dб.п. – погрешность базирования; Dб.п=0 т.к. Зг установлена на плоские контактные поверхности;

Dз.п – закрепления Зг. Dз.п=0,11 так как сила действует в направлении параметра точности;

Dизм.п. – примем 0;

Dу.п.=0,11.

Результаты расчетов.

Dс=0,02 мм, Dизм.=0,186 мм; Dр.п=0,10мм; Dн.п.=0,155 мм, Dу.п.=0,11;

1) по предельным значениям:

DS= 0,02+0,186+0,10+0,155+0,11=0,571 мм;

2) вероятностным методом:

DS= =0,284 мм.

Так как допуск Т=0,62. > чем суммарная погрешность DS по любому из расчетов данное СП будет давать требуемое техническое требование.

Приспособление предназначено для обработки детали на 025 протяжной операции, для протягивания паза.

Заготовка устанавливается на цилиндрический палец с упором в торец. При помощи рукоятки заготовка установленная на палец вводиться в рабочую зону. Закрепление заготовки производиться с помощью пневматического цилиндра. На штоке пневмоцилиндра смонтированы два клина.

Шток, воздействуя на клинья прижимает заготовку к торцу. Разжим и снятие заготовки происходит в обратном порядке.

В приспособлении имеются два отверстия для закрепления его на рабочем столе станка.

4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ