Проектування верстатного пристрою для встановлення та базування деталі

Визначення стійкості  інструмента за нормативами. Т_р=20 хв.

Розрахунок швидкості  різання υ в м/хв. по (4.2)

 

.

 

Розрахунок числа обертів шпинделя верстату по (4.3)

 

 

Корегуємо за паспортними  даними верстату n=624 об/хв..

Уточнення швидкості різання  за прийнятим числом обертів шпинделя по (4.4)

 

 

 

Розрахунок основного  часу обробки t_м, хв. по (4.5)

 

 

 

Визначаємо осьову силу різання  Р_о в кГ по (4.6)

 

 

 

 

 

Перевірка сили різання по припустимому зусиллю верстату по (4.8)

 

h;

 

.

Умова виконана обробка можлива.

Розрахунок крутного моменту, М_кр по (4.9) 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Вибір і  обгрунтування схеми базування

 

Для забезпечення точності обробки деталі та виконання технічних  вимог креслення, необхідно вірно  обрати бази.

Бази повинні забезпечити  відсутність неприпустимих деформацій деталі, а також простоту конструкції  верстатного приладдя зі зручною  установкою, кріпленням та зняттям  оброблюваної деталі.

При виборі настановних (технологічних) баз слід дотримуватися двох основних вимог:

-суміщення технологічних  баз з конструкторською;

-постійність баз.

 Потрібно позбавити заготовку  шести степеней свободи. Це дозволить обробити деталь з більшою точністю та звести похибку базування до мінімуму. Похибку базування можна звести до нуля поєднавши технологічну та конструкторську бази. Схема базування деталi зображена на рис. 5.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 5.1 Схема базування  деталi.

 

 

 

 

 

Розшифровуємо точки позбавлення  переміщень:

т. 1,2,3 – запобігає переміщенню  вздовж вісі Z, обертанню навколо вісі X та Y.

т. 4,5 – запобігає переміщенню  вздовж Y та обертанню навколо вісі Z.

т. 6 – запобігає переміщенню  вздовж X.

 

Базування пристосування 

Схема базування пристосування  зображена на рис 5.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 5.2 Схема базування пристосування

Розшифровуємо точки позбавлення  переміщень:

т. 1,2,3 – запобігає переміщенню  вздовж вісі Z, обертанню навколо вісі X та Y.

т. 4 – запобігає переміщенню  вздовж Y.

т. 5 – запобігає переміщенню  вздовж X.

т. 6 – запобігає обертанню  вздовж Z.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 ВИЗНАЧЕННЯ ПОХИБКИ БАЗУВАННЯ

 

Визначимо похибку базування  для кожного розміру. Схема розташування вимірювальних та технологічних баз представлена на рис. 6.1.

 

Рис. 6.1 – Схема базування деталі

 

Згідно рис. 6.1:

ВБ 9, 40, 95 – вимірювальна база для розмірів 9, 40 та 95 мм;

технологічна база для розмірів 9, 40 та 95 мм – т. 1,2,3;

Похибка базування для  розмірів 9, 40, 95 мм дорівнює нулю, так як вимірювальна та технологічна бази співпадають.

Похибку базування вісі отворів ø18 та ø12 мм розраховуємо за формулою

 

де ТL – допуск на радіус 20мм, TL = 0,52 мм.

 

Виходячи з отриманих  результатів бачимо, що похибка базування не перевищує поле допуску на кожен з розмірів.

Пристосування базуэться на пальцях. Схема базування зображена на рис.6.2

Рисунок 6.2 – Схема базування пристосування

 

Максимальну похибку базування  пристосування визначаємо за формулою

 

 

 

де S_{1 max}, S_{2 max} – максимальний зазор. Так як використані пальці мають

     однакові розміри та поля допуску

 

 

7 ВИБІР СХЕМИ ЗАКРІПЛЕННЯ  І РОЗРАХУНОК ЗУСИЛЬ ЗАТИСКУ

 

Розглянемо схему закріплення  деталі в пристосуванні. Заготовка  затискається за допомогою прихватiв. Схема закріплення деталі представлена на рис. 7.1.

 

 

Рисунок 7.1 – Схема закріплення деталі.

 

          Найбільший момент виникає на  деталі при обробці чотирьох  отворів ø12мм.

Тому потрібно забезпечити  необхідне зусилля затиску на даній операції.

Виходячи із схеми та зображених на ній сил, проводимо розрахунок зусиль затиску.

Спочатку визначимося  з гіпотезою розкріплення заготовки. На неї діють осьова сила різання  та момент різання. Момент буде впливати на проворот деталі навколо точок 1,2,3. Осьова сила різання впливатиме на перекидання деталі навколо вісі точкових опор 4 та 6.

Складемо розрахункову схему  силового впливу на заготовку

 

 

де Р_о – осьова сила різання, Р_о = 9310 Н;

к – коефіцієнт запасу;

a – відстань між точкою  прикладання осьової сили різання Р_о та віссю точкових опор 4 та 6, a = 45мм;

Q – зусилля затиску;

b – відстань між точкою прикладання зусилля затиску Q та віссю точкових опор 4 та 6, b = 50 мм.

  Обчислюємо коефіцієнт запасу

 

де к₀ – гарантований коефіцієнт запасу для нормальних умов обробки,    к₀ = 1,3;

к₁ – коефіцієнт, що враховує можливість збільшення сил різання через нерівномірність припуску на обробку, к₁ = 1,2;

к₂ – коефіцієнт, що враховує можливість збільшення сил різання при затупленні інструменту, к₂ = 1,15;

к₃ – коефіцієнт, що враховує можливість підвищення сили різання при ударному характері обробки, к₃ = 1;

к₄ – коефіцієнт, що враховує можливість зменшення сили затиску при ручному затисканні, к₄ = 1;

к₅ – коефіцієнт, що враховує можливість зменшення сили затиску при незручному доступі до рукояток, к₅ = 1;

к₆ – коефіцієнт, що враховує невизначеність розрахункової схеми, к₆ = 1.

Підставивши значення отримаємо

 

Отримавши всі невідомі величини, підставляємо їх в розрахункову формулу, з якої знаходимо необхідне зусилля затиску

 

 

Дане  значення сили затиску потрібно забезпечити  в пристосуванні для запобігання  розкріплення заготовки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 ВИБІР ТИПУ ТА РОЗРАХУНОК  ЗАТИСКНИХ МЕХАНІЗМІВ 

І ПАРАМЕТРІВ ПРИВОДУ

 

В даному пристосуванні затискним  механізмом є прихвати. Зусилля, яке притискає заготовку, розвивається із зусилля на штоку гідроциліндра. Тому необхідно розрахувати цю силу та відповідно до неї прийняти діаметр штока гідроциліндра.

Розглянемо принцип дії  пристосування, який представлено на рис. 8.1.

 

 

 

Рис. 8.1 – Кінематична схема пристосування.

 

При подачі рідини в гідроциліндр створюється тиск p, який діє на шток, який при цьому зміщується та діє на клин із зусиллям W. Клин, у свою чергу, передає зусилля Q на плунжер, з яким плунжер затискає заготовку.

На рис. 8.2 представлена структурна схема, елементарні механізми та їх силові взаємозв’язки.

Рис. 8.2 – Структурна схема.

Визначимо зусилля :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розраховуємо зусилля  приводу

 

 

 

де α – робочий кут клину, α = 8°;

φ_пр – кут тертя на похилій поверхні, φ_пр = 2,86°;

φ – кут тертя на плоскій поверхні, φ = 5,71°.

Н

Визначаємо основні розміри гідроциліндра

 

 

де p – тиск рідини; p = 6,3 МПа;

 

Приймаємо діаметр штока гідроциліндра згідно з ГОСТ 19899-74     

       D = 150 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9 ОБГРУНТУВАННЯ КОМПОНОВКИ  ПРИСТРОЮ ТА ВИКОНАННЯ РОЗРАХУНКІВ  НА МІЦНІСТЬ

 

Найбільше навантаження в  пристосуванні отримує різьба . Фактором, що впливає на роботу різьбових зєднань є міцність різьби. Найбільш характерний вид руйнування кріпильної різьби - зріз її витків.

Відомі величини:

=48000Н

=44200н

15082Н

Знаючи навантаження проводимо  розрахунок вісі на зріз.

 

де [t_зр] – межа міцності на зріз, для сталі 35 [t] = 245 МПа;

       d – діаметр гвинта, d = 12 мм.

     - сумарне осьове зусилля, яке сприймає різьба

   - коефіцієнт повноти різьб: для трикутної = 0, 87;

   - коефіцієнт нерівномірності розподілу навантаження між витками; km = 0,6 ... 0,7;

 

 

Умова міцності виконана.

Гвинт М12 витримає осьове навантаження

 

 

 

 

 

 

 

10 ВИЗНАЧЕННЯ ПОХИБКИ  УСТАНОВКИ ТА КОРЕКЦІЯ ПАРАМЕТРІВ  ПРИСТРОЮ

 

Розрахуємо похибки установки  заготовок у пристосування.

Похибку установки деталей  у затискних механізмах e_у в загальному випадку визначається по виразу

 

де e_б – похибка базування. Враховуватимемо значення найбільшої похибки базування e_б = 0,52 мм;

e_з – похибка закріплення (зсув  деталі  під дією сил затиску). Похибка закріплення ε_з = 0, тому що затискне зусилля постійне;

e_пр – похибка пристосування. Похибка пристосування e_пр визначається за формулою

 

де ε_зн – похибка, зумовлена зносом базуючих елементів пристосування, ε_зн = 0,015 мм;

ε_виг – похибка, пов'язана з неточністю виготовлення деталей пристосування і його складання. ε_виг = 0, так як при використанні одного установочно-затискного пристосування для обробки однієї й тієї ж деталі, похибка являється систематичною і може бути компенсована відповідним налагодженням верстата;

ε_вс – похибка, що виникає при встановленні пристосування на стіл верстата. Похибка e_вс визначається за формулою

 

де ε_бп – похибка, що виникає при базуванні пристосування на обертово-ділильному столі верстату, ε_бп = 0,072 мм;

ε_зп – похибка, що виникає при закріпленні пристосування на обертово-ділильному столі верстату, ε_зп = 0;

ε_зн.бп – похибка зносу базуючих поверхонь пристосування. ε_зн.бп = 0, так як використовуємо затиски з твердих сплавів в базуючих отворах пристосування.

 

 

 

 

 

Корекція параметрів пристосування  непотрібна, оскільки похибка не виходить за межі, враховані при проектуванні.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11 ПЕРЕВІРКА ГЕОМЕТРИЧНОЇ  ТОЧНОСТІ ПРИСТРОЮ

 

Для того, щоб виготовлена  деталь була необхідного нам розміру  і форми, потрібно правильно налагодити пристосування, в якому вона закріплена. Для цього необхідно перед  тим як почати обробку, перевірити пристосування  на геометричну точність. При цьому визначаються відхилення елементів пристосування та його поверхонь відносно робочих органів. Проводиться перевірка осей пристосування та силового агрегату на паралельність та перпендикулярність. Перевірка проводиться за нормативами, вказаними у ГОСТ 22267-76.

На рис. 11.1 показана схема перевірки пристосування на перпендикулярність напряму переміщення робочого органу і площини або осі.

 

Рис. 11.1 – Схема перевірки пристосування.

 

На шпинделі 1 рухомого робочого органа встановлюють колінчату оправку 2. Повірочну лінійку 4 за допомогою двох регулюємих опор 5 встановлюють на нерухомій частині верстата 6 вздовж напрямку переміщення робочого органа. Вимірювальний пристрій 3 встановлюють на колінчатій оправці на заданій відстані від її осі так, щоб його вимірювальний наконечник торкався робочої лінійки і був перпендикулярний їй.

 

 

 

 

12. Заходи  по зберіганню та обслуговуванню  пристрою.

 

Зовнішні елементи конструкції  верстатних пристроїв (ВП) не повинні  мати поверхонь з нерівностями (гострі краї, кути та ін), які є джерелом небезпеки, якщо їх наявність не зумовлена  функціональним призначенням. Радіуси  заокруглень, розміри фасок зовнішніх  поверхонь повинні бути не менше  1 мм (якщо вони не обумовлені окремо).

Конструктивні елементи ВП, що виходять за габарити столу верстата, не повинні перешкоджати роботі верстата і доступу до органів управління.

Спосіб з'єднання ВП з верстатом і зі змінними налагодженнями повинен виключати можливість ослаблення кріплення, а також зміщення ВП і змінних налагоджень в процесі експлуатації.