Технологический процесс изготовления корпуса приспособления для крепления оправок с хвостовиком HSK-63 (стр. 7 из 19)
Тв – вспомогательное время на установку и снятие заготовки, управление станком, контроль размеров определяется по [1]. Тв = 1,05 мин.
2 Переход
Основное время То - время непосредственно на обработку, определяется исходя из схемы обработки [2]:
То = 0,52*d*l = 0,52*6*14 = 0,044 мин.
где d – диаметр обрабатываемого отверстия; l - длина обрабатываемого отверстия.
Тв – вспомогательное время на установку и снятие заготовки, управление станком, контроль размеров определяется по [1]. Тв = 0,17 мин.
20 Токарная
1 Переход
Основное время То - время непосредственно на обработку, определяется исходя из схемы обработки [2]:
То = 0,18*d*l = 0,18*30*12 = 0,065 мин.
где d – диаметр обрабатываемого отверстия; l - длина обрабатываемого отверстия.
Тв – вспомогательное время на установку и снятие заготовки, управление станком, контроль размеров определяется по [1]. Тв = 0,8 мин.
2 Переход
Основное время То - время непосредственно на обработку, определяется исходя из схемы обработки [2]:
То = 0,63*(D2 – d2) = 0,63*(502-302) = 1 мин.
где d – диаметр обрабатываемого отверстия; l - длина обрабатываемого отверстия.
Тв – вспомогательное время на установку и снятие заготовки, управление станком, контроль размеров определяется по [1]. Тв = 0,8 мин.
Штучное время - время на выполнение операции, определяется суммированием основного и вспомогательного времени.
Вспомогательное время - время на установку и снятие заготовки, управление станком, подвод и отвод режущего инструмента, контроль размеров, определяется по справочным нормативам [1] или экспериментально.
В общем случае для сверлильной операции штучное время определим по формуле:
Тшт = То + Тв = 0,087 + 0,044 + 1,05 + 0,17 =1,35 мин.
В общем случае для токарной операции штучное время определим по формуле:
Тшт = То + Тв = 0,065 + 1 + 0,8 + 0,8 =2,7 мин.
Найденные значения режима резания заносим в операционные карты, а так же в наладки.
8 Проектирование кулачкового самоцентрирующего патрона
Исходные данные:
Операционный эскиз.
Вид и материал заготовки – отливка СЧ32-52 НВ 220.
Вид обработки – черновая.
Материал и геометрия режущей части резца – резец сборный со сменной четырёхгранной неперетачиваемой пластиной из ВК 4. γ = - 2°, λ = - 3°, φ = 45°.
Режимы резания: t = 2 мм, подача S = 0,5 мм/об, скорость резания V = 102 м/мин.
Тип приспособления – одноместное универсальное наладочное (УНП) со сменными кулачками.
Металлорежущий станок 16К20 ( наибольший диаметр патрона – 400 мм, внутренний конус шпинделя – Морзе 6 [5], основные размеры концов шпинделя по ГОСТ 12595-72 [6].
8.1 Расчёт сил резания
Расчет сил резания выполним по методике изложенной в [4]. При продольном и поперечном точении составляющие Рz, Рy, Рx силы резания рассчитываются по формуле:
Pz, y, x = 10 * Cp * tx * Sy * Vn * Kp
где Cp, x, y, n – постоянная и показатели степени для конкретных условий обработки, выбираются по таблице. При обработке серого чугуна резцом, оснащённым пластиной из твёрдого сплава, они равны:
для расчёта Pz – Cp = 92; x = 1; y = 0,75; n = 0;
для расчёта Py – Cp = 54; x = 0,9; y = 0,75; n = 0;
для расчёта Px – Cp = 46; x = 1; y = 0,4; n = 0.
Поправочный коэффициент Кр представляет собой произведение ряда коэффициентов, учитывающих фактические условия резания:
Кр = Кмр* Кφр* Кγр* Кλр,
где Кмр =
- коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости (np = 1 - для расчёта Py; np = 0,4 - для расчёта Pz; np = 0,8 - для расчёта Px) [4];Кφр – коэффициент, учитывающий влияние угла в плане резца на силы, равный при φ = 45°, для расчёта PzКφp = 1; для расчёта PyКφp = 1; для расчёта PxКφp = 1 [4];
Кγр - коэффициент, учитывающий влияние переднего угла резца на силы, равный при
γ = -2°, для расчёта PzКγp = 1,1; для расчёта PyКγp = 1,4; для расчёта PxКγp = 1,4 [4];
Кλр - коэффициент, учитывающий влияние угла наклона режущей кромки резца на силы, равный при λ = -3°, для расчёта PzКλp = 1; для расчёта PyКλp = 0,75; для расчёта PxКγp = 1,07 [4]. Подставим все данные в формулы:
для расчёта Pz - Кр = 1,02 * 1 * 1,1 * 1 =1,122;
для расчёта Py - Кр = 1,05 * 1 * 1,4 * 0,75 =1,103;
для расчёта Px - Кр = 1,04 * 1 * 1,4 * 1 =1,46;
Pz= 10 * 92 * 21 * 0,50,75 * 1020 * 1,122 = 1228 Н.
Py = 10 * 54 * 20,9 * 0,50,75 * 1020 * 1,103 = 661 Н.
Px = 10 * 46 * 21 * 0,50,4 * 1020 * 1,46 = 1018 Н.
8.2 Расчёт усилия зажима
В процессе обработки заготовки на неё воздействует система сил. С одной стороны действуют составляющие силы резания, которые стремятся вырвать заготовку из кулачков, с другой – сила зажима препятствующая этому. Из условия равновесия моментов данных сил и с учётом коэффициента запаса определяются необходимые зажимное и исходное усилия. В данной схеме принимаем консольное закрепление заготовки, так как
. Суммарный крутящий момент от касательной составляющей силы резания стремится провернуть заготовку в кулачках, и равен для данного примера: 
Повороту заготовки препятствует момент силы зажима, определяемый следующим образом:
где W – суммарное усилие зажима, приходящееся на три кулачка, Н;
f – коэффициент трения на рабочей поверхности сменного кулачка.
Из равенства моментов МР” и Мз” определим необходимое усилие зажима, препятствующее провороту заготовки в кулачках.
где d1 – диаметр обрабатываемой поверхности; d2 – диаметр поверхности за который крепится заготовка.
Значение коэффициента запаса К, в зависимости от конкретных условий выполнения технологической операции определяется по формуле [7].
где К0 = 1,5 – гарантированный коэффициент запаса; К1 – коэффициент учитывающий увеличение сил резания из-за случайных неровностей на обрабатываемых поверхностях заготовки: при черновой обработке К1 = 1,2; К2 - коэффициент учитывающий увеличение сил резания вследствие затупления режущего инструмента (выбираем по таблице в зависимости от метода обработки и материала заготовки [9]: К2 = 1; К3 - коэффициент учитывающий увеличение сил резания при прерывистом резании: для непрерывного резания К3 = 1; К4 - коэффициент характеризующий постоянство силы, развиваемой зажимным механизмом: для механизированных приводов К4 = 1; К5 = коэффициент характеризующий эргономику немеханизированного зажимного механизма (удобство расположения органов зажима и т. д.): для механизированных приводов К5 = 1. Коэффициент К6 вводится в расчёт только при наличии моментов, стремящихся повернуть заготовку, установленной плоской ТБ на опоры – штыри.
В данном случае коэффициент К равен:
Коэффициент трения f между заготовкой и сменными кулачками зависит от состояния их рабочей поверхности (выбирается по таблице [9]): примем форму рабочей поверхности кулачка с кольцевыми канавками f = 0,3.
Подставим в формулу все исходные данные:
Сила Pyстремится вывернуть заготовку из кулачков относительно оси, создавая момент:
Мр''= Py'· l'
Данному моменту препятствует момент от силы зажима:
Необходимая сила зажима равна:
Для дальнейших расчетов принимаем наихудший случай:
W=9578,4Н.
Величина усилия зажима W1 прикладываемая к постоянным кулачкам несколько увеличивается по сравнению с усилием W и рассчитывается по формуле:
где lk- вылет кулачка, расстояние от середины рабочей поверхности сменного кулачка до середины направляющей постоянного кулачка;
Нк – длина направляющей постоянного кулачка, мм;
f1 – коэффициент трения в направляющих постоянного кулачка и корпуса
( f1=0,1 для полусухого трения стали по стали).
Значения lk и Нк для расчетов принимаются на основе анализа разработанных раннее конструкций. В данном расчете примем: толщину сменного кулачка вс =30мм, постоянного вк+lз =20+30=50мм, ширину направляющей постоянного кулачка Вк =40мм, ширину сменного кулачка В1=25мм, длину кулачка Нк=80мм, вылет lк=62мм.
В процессе конструирования патрона, данные размеры могут несколько измениться, но это, как показывает практика, не вносит существенных изменений в расчеты усилий.
Подставив исходные данные в формулу, получим: