Проектирование приспособлений для базирования и закрепления деталей (стр. 3 из 5)

1. При высоких требованиях к точности обработки в качестве технологической базы следует использовать точно обработанную поверхность заготовки и принять такую схему базирования, которая обеспечивает наименьшую погрешность установки.

2. Одним из самых простых способов повышения точности базирования является соблюдение принципа совмещения баз.

3. Для повышения точности обработки следует соблюдать принцип постоянства баз. Если это невозможно по каким-либо причинам, то необходимо, чтобы новые базы были обработаны точнее предшествующих.

4. В качестве баз следует использовать простые по форме поверхности (плоские, цилиндрические и конические), из которых при необходимости можно создать комплект баз. В тех случаях, когда поверхности заготовки не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к базам (т.е. по своим размерам, форме и расположению не могут обеспечить заданную точность, устойчивость и удобство обработки), на заготовке создают искусств венные базы (центровые отверстия, технологические отверстия, платики, выточки и др.).

Основные требования к закреплению заготовок в приспособлениях следующие.

1. Закрепление должно обеспечить надежный контакт заготовки с опорами приспособлений и гарантировать неизменность положения заготовки относительно технологической оснастки в процессе обработки или при отключении энергии.

2. Закрепление заготовки необходимо применять только в тех случаях, когда сила обработки или другие силы могут сместить заготовку (например, при протягивании шпоночного паза заготовку не закрепляют).

3. Силы закрепления не должны вызывать больших деформаций и смятия базы.

4. Закрепление и освобождение заготовки должны выполняться с минимальной затратой времени и усилий со стороны рабочего. Наименьшую погрешность закрепления обеспечивают зажимные устройства, создающие

постоянную силу закрепления (например, приспособления с пневматическим или гидравлическим приводом).

5. Для уменьшения погрешности закрепления следует использовать базовые поверхности с низкой шероховатостью; применять приспособления с приводом; устанавливать заготовки на опоры с плоской головкой или на точно обработанные опорные пластины.

По пункту 4. Рассчитать силы и моменты резания по назначенным вами параметрам режима резания (t, S, V).

Отличительной особенностью торцовой фрезы от цилиндрической является наличие зубьев на одном из торцов. При этом, как и при цилиндрическом фрезеровании, срезаемый слой будет характеризоваться глубиной фрезерования t (рис.2), т. с. проекцией дуги контакта зубьев с заготовкой на направление, перпендикулярное движению подачи. Ширина фрезерования В на заготовке измеряется в направлении оси вращения фрезы. Отмстим, что в некоторых справочных материалах для расчета режимов резания эти обозначения меняются местами, что следует учитывать при их использовании. В зависимости от расположения торцовой фрезы относительно обрабатываемой поверхности различают симметричное и асимметричное фрезерование(рис.2 б).

Рис.2. Элементы режима резания и срезаемого слоя при торцевом точении: а - сравнение элементов срезаемого слоя цилиндрической и торцевой фрезой; б - ассиметричное фрезерование торцевой фрезой.

Скорость резания при торцовом фрезеровании определяется на наибольшем диаметре контакта фрезы с заготовкой D _ф:

= м/мин

или в системе СИ

= м/с,

где n_ф,п - частота вращения фрезы соответственно в об/мин, и в с^-1;

Dф, D - диаметр фрезы соответственно в мм и в м.

Подача при фрезеровании подсчитывается на один оборот фрезы s₀ мм/об, или на один зуб фрезы s _z - мм/зуб, или в одну минуту s_М,мм на один оборот.

Органы управления подачей на фрезерных станках имеют таблицы подачи S мм/мин.

Силы имощность при фрезеровании. Для осуществления процесса фрезерования необходима мощность N _v, затрачиваемая на вращение фрезы, и N_s - на перемещение заготовки со столом:

N_рез = N _v+ N_s

На фрезерных станках обычно вращение фрезы и подача стола кинематически взаимно не связаны. Следовательно, для вращения фрезы необходима мощность

^N _v=

где М - крутящий момент от сил сопротивления резанию при фрезерова-нии; п - частота вращения фрезы.

Если предположить, что сила сопротивления резанию приложена в одной точке режущего лезвия, то ее можно разложить на три взаимно перпендикулярные составляющие: радиальную Р_у, окружную P_zи осевую Р_х. Крутящий момент относительно оси фрезы

М =

,

так как Р_упроходит через ось фрезы, а Р_хпараллельна ей.

Векторная сумма радиальной и окружной составляющих Р лежит в торцовой плоскости фрезы и может быть разложена на вертикальную Р_v и горизонтальную P_sсоставляющие. P_vстремится оторвать заготовку от стола при встречном фрезеровании; а Р _sопределяет мощность N_sна перемещение заготовки со столом.

Для определения составляющих силы резания Rиспользуют в качестве меры окружную силу Р_:,а все другие составляющие определяют в ее долях. Силу

Р _zнаходят по эмпирической формуле

P_z=

k_p, Н

где t - глубина резания, мм; S_{Z -} подача на зуб, мм/зуб; В - ширина фрезерования, мм; Z - число зубьев фрезы; D - диаметр фрезы; n - частота вращения фрезы, об/мин; х_р, у_р, u_р, r_p, q_p, w_p - показатели степени, приведенные в справочниках; С_р~ постоянная, учитывающая условия эксперимента, не вошедшие в формулу в явном виде (также находится в справочниках); к_р - коэффициент, учитывающий отличие конкретных условий работы от экспериментальных при выводе данной формулы.

Расчеты по формуле для разных условий фрезерования сведены в таблицы справочников по режимам резания, поэтому обычно не требуют громоздких вычислений.

Мощность при фрезеровании может быть также определена по справочнику или по вышеприведенной формуле.

Следует иметь в виду, что у прямозубой фрезы в зависимости от ее диаметра, числа зубьев и глубины резания в контакте с заготовкой находится различное число зубьев, а каждый зуб срезает изменяющееся по площади сечение. Это приводит к колебаниям усилия резания Rи потребляемой мощности и вызывает волнистость обработанной поверхности. Во избежание этого применяют фрезы с винтовым зубом, обеспечивающие более равномерное фрезерование.

Крутящий момент при фрезеровании рассчитывают по формуле M = P_ZD/2, где М - крутящий момент на фрезе, Н*м; n - частота вращения фрезы.

Мощность (кВт) фрезерования N =

, где М - крутящий момент на фрезе, Нм; n- частота вращения фрезы.

Таблица. Формула для определения касательной силы

Типы фрез из быстрорежущей стали	Материал заготовки	Сила P Z, Н
Цилиндрические и концевыеТорцовыеЦилиндрические, концевые и дисковыеТорцовые	СтальΣ σ в =750 МПаЧугун серый(НВ 190)	PZ = 682 PZ = 825 PZ = 300 PZ = 500

По пункту 5. Предварительный выбор конструкции приспособления с учетом направления сил резания.

Подобрать конструкцию приспособления с учетом размещения базирующих установочных элементов, определить предварительную схему зажимного устройства (по справочным данным)

Основные требования к закреплению заготовок в приспособлениях следующие.

1. Закрепление должно обеспечить надежный контакт заготовки с опорами приспособлений и гарантировать неизменность положения заготовки относительно технологической оснастки в процессе обработки или при отключении энергии.

2. Закрепление заготовки необходимо применять только в тех случаях, когда сила обработки или другие силы могут сместить заготовку (например, при протягивании шпоночного паза заготовку не закрепляют).

3. Силы закрепления не должны вызывать больших деформаций и смятия базы.

4. Закрепление и освобождение заготовки должны выполняться с минимальной затратой времени и усилий со стороны рабочего. Наименьшую погрешность закрепления обеспечивают зажимные устройства, создающие постоянную силу закрепления (например, приспособления с пневматическим или гидравлическим приводом).

5. Для уменьшения погрешности закрепления следует использовать базовые поверхности с низкой шероховатостью; применять приспособления с приводом; устанавливать заготовки на опоры с плоской головкой или на точно обработанные опорные пластины.

По пункту 6. Расчет сил закрепления заготовки. При фрезеровании заготовки обрабатывается плоская поверхность в приспособлении с помощью цилиндрической фрезы. На заготовку действуют силы Рz и Рy, стремящиеся повернуть ее относительно точки О (рисунок 3). Повороту противодействуют сила зажима W и сила трения F (трением на опорах пренебрегаем). Условие равновесия заготовки может быть представлено в виде суммы моментов относительно точки О: