Расчёт усилия зажима и зажимного механизма

Рисунок 2.1– Схема действующих сил на заготовку при сверлении отверстия с использованием кондуктора

Зажимной элемент приспособления предназначен для надежного закрепления заготовки после ее базирования.

Рассчитаем усилие зажима.

В процессе сверления отверстиямомент резания и окружное усилиена сверле стремятся сместить заготовку, чему препятствует усилие зажима.

Для расчета усилия зажима составим уравнение моментов сил [12]:

где – коэффициент запаса ( );

– крутящий момент силы резания, действующей при сверлении, Н·м;

–момент трения, Н·м.

Крутящий момент силы резания при сверлении заготовки определяется по формуле:

где – сила, создающая крутящий момент при сверлении, Н;

– радиус сверла, м;

– межцентровое расстояние (расстояние между центром заготовки и центром сверла), м.

Сила, создающая крутящий момент при сверлении, определяется по формуле:

где – крутящий момент, создаваемый сверлом при сверлении отверстия.

Определим силу :

Определим крутящий момент :

Уравнение моментов силпримет вид:

где –момент трения по буртику, Н·м;

–момент трения по отверстию, Н·м;

– усилие зажима, Н;

–приведенный радиус, м;

–радиус отверстия, м;

– коэффициенты трения;

Выразим из уравнения :

Найдем коэффициенты трения и по справочным таблицам: [12]

Приведенный радиус находим по формуле:

(2.6)

Определим приведенный радиус:

Определим усилие зажима по формуле (2.5):

Винт изготавливается из стали 45 с применением отжига. Следовательно . На винте используется стандартная резьба.

Зная усилие зажима определим диаметр резьбы ( ) по формуле:

Подставив значения в формулу 2.7 получим:

Конструктивно примем диаметр резьбы равным 8 мм.

Определим момент кручения приложенный к винту, для обеспечения усилия зажима . Так как резьба является стандартной, то момент кручения, приложенный к винту будет определяться по формуле:

Подставив значения в формулу 2.8, получим:

Примем длину рукоятки L=100мм =0,1 м. Определим нужную силу прикладываемую рукой оператора, для обеспечения требуемого усилия зажима , по формуле:

Подставив значения в формулу 2.9, получим:

Таким образом, данное усилие руки является приемлемым.

Расчет экономического эффекта от использования

Приспособления

Годовой экономический эффект от использования специального приспособления формируется за счет повышения производительности труда на операции, оснащенной специальным приспособлением. Определенную долю в экономию от использования специальной оснастки вносит снижение заработной платы основных рабочих.

Экономический эффект за год определяется по формуле:

где экономия от использования приспособления

– затраты на его изготовления за год

Экономия от использования приспособления определяется по формуле (2.10):

где и – соответственно штучное время на операцию без приспособления и с приспособлением, мин;

– часовой тарифный расход, руб/ч;

– годовой выпуск изделия, шт.

Расходная тарифная ставка находится, как:

где и – часовая тарифная ставка и коэффициент часовых затрат.

Из таблиц выбираем часовую тарифную ставку и коэффициент часовых затрат [13]:

При использовании оснастки ( тарифный разряд 2):

Без оснастки ( тарифный разряд 3) :

Рассчитаем расходную тарифную ставку:

Найдем экономию от использования приспособления за операцию:

Рассчитаем годовой расход от использования приспособления:

где – себестоимость приспособления, руб;

– коэффициент амортизационных отчислений;

– коэффициент учитывающий затраты на эксплуатацию и хранение.

Из таблиц выбираем коэффициент амортизационных отчислений (при окупаемости в 2 года) и коэффициент учитывающий затраты на эксплуатацию и хранение [3]:

Себестоимость приспособления рассчитывается по формуле:

где – количество деталей в приспособлении, шт.;

– удельная себестоимость приспособления, руб.

Разработанное специальное приспособление состоит из 17деталей, удельная себестоимость (так как приспособление относится к 3 группе сложности) [13].

Определим себестоимость приспособления:

Определим годовой расход от использования приспособления:

С учётом устаревания данных (1980 – 2013) данное значение необходимо умножить на коэффициент пересчета :

Определим экономический эффект за год:

Экономический эффект от использования приспособления существенный, из этого следует целесообразность применения данной оснастки при технологической операции.

Заключение

В данной курсовой работе был разработан технологический процесс изготовления детали «Втулка». Заготовка детали была получена литьем по выплавляемым моделям из Стали 35л и далее была обработана резанием. В результате проведения анализа конструкции детали, заданных квалитетов точности и параметров шероховатости сделан вывод о необходимости механической обработки детали. Для этих целей использовались токарно-винторезный станок 1П611, токарно – револьверный станок 1Д316П, настольный сверлильный станок 2Н106П. Также составлена маршрутно–операционная карта изготовления детали.

Для обработкиповерхности6 (отверстия Ø7,6 мм)был произведен расчет межоперационных припусков на механическую обработку.

Для сверления 4 отверстий Ø4 мм на вертикально-сверлильном станке было сконструировано специальное приспособление –кондуктор. Для данного приспособления был произведен расчет усилия зажима, а также была доказана эффективность применения приспособления.