Проектирование станочного приспособления (стр. 3 из 3)
Расчет на прочность штифтового соединения на срез:
Условие прочности на срез
,где F – сила действующая на штифт, Н;
dш – диаметр штифта, мм;
z – количество штифтов.
МПа 
допускаемое напряжения, 
110<160МПа, сопротивление детали срезу обеспечивается
Штифтовое соединение рассчитывается на смятие
Условие прочности на смятие
где
- напряжение смятия, МПа 
где F – сила действующая на штифт, Н;
dш – диаметр штифта, мм;
δ – толщина стенки, мм.
[
] – допустимое напряжение смятия, [ 
] = 150 МПа. 
МПа, сопротивление детали смятию обеспечивается.Эпюра нагружения
Расчет на прочность шлицевого соединения
Схема к расчету шлицевого соединения
Расчет шлицевого соединения на смятие
Условие смятие
Мк=87,67Нмм
где z – число шлицев z=8;
h – высота поверхности контакта
D – наружный диаметр втулки, мм
D – внутренний диаметр отверстия, мм
[
] – допустимое напряжение срезаΨ – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения
нагрузки по шлицам ψ=0,7-0,8
Нмм, сопротивление детали смятия обеспечивается.На срез не будет считаться, так как действующая сила на шлицы действует равномерно по всей поверхности.
6. Расчет приспособления на точность
Расчет точности станочного приспособления
где δ – допуск на размер, δ=0,52мм
Δ – экономически достижимая точность, Δ=0,052мм
к – коэффициент пропорциональности, к=0,5
εб – погрешность базирования, мм εб=0,62мм
εз – погрешность закрепления, мм
сosα=0, так как угол между формируемым размером и силой зажима 900.
Схема расположения размерной цепи по оси ОХ.
А1=11(-0,43)мм, А2=12(-0,43)мм, А3=6(-0,3)мм, АΔ=32мм
Решаем прямую задачу вероятностным методом
А1, А2, А3 – уменьшающие звенья;
АΔ – увеличивающее звено.
Рассчитаем число единиц допуска
В зависимости от а.с.=50,3 назначаем 10-й квалитет
АΔ=32h10(-0,1)мм
Найдем среднее отклонение звеньев
Принимаем среднее отклонение звеньев А1,А2 ЕСА1=ЕСА2=-0,175мм
Схема расположения размерной цепи по оси OZ
А1=6(-0,3)мм, А2=18(-0,43)мм, А3=6(-0,3)мм, АΔ=30мм
Решаем прямую задачу вероятностным методом
А1, А2, А3 – уменьшающие звенья;
АΔ – увеличивающее звено.
Рассчитаем число единиц допуска
В зависимости от а.с.=111,12 назначаем 12-й квалитет
АΔ=32h12(-0,25)мм
Найдем среднее отклонение звеньев
Принимаем среднее отклонение звеньев А3 ЕСА3=-0,2мм
7. Техническое описание приспособления
Разработанное приспособление используется в серийном производстве для закрепления заготовок, которые обрабатываются на обрабатывающем центре. Приспособление перенастраивается для закрепления деталей типа вал различного диаметра с помощью съемной насадки. Приспособление состоит из цанговой насадки, корпуса, шпинделя, штока, гидроцилиндр и других деталей.
В статическом положении детали взаимодействуют друг с другом в такой последовательности.
Лопастной гидроцилиндр установлен на левом конце шпинделя токарного обрабатывающего центра и вращается вместе с ним. Гидроцилиндр состоит из корпуса (статора) 2 с упором, крышками 5 и 6 и однолопастного ротора 19 с лопастью 7, закрепленного шпонками 25 на гайке 8. Гайка установлена в статоре на конических роликоподшипниках 21 и связана с винтовой втулкой 9, в правый его конец ввинчена тяга 10, которая через промежуточные звенья перемещает цанговую насадку при зажиме и разжиме детали. При подаче масла в одну из полостей статора 2 ротор 19 с лопастью 7 проворачивается до упора и вращает гайку 8, которая перемещает винт с тягой 10 вправо или влево. Винтовая втулка, перемещаясь в шлицевом отверстии крышки 6, не вращается. Масло из резиновых шлангов подается через отверстие в приемную невращающуюся муфту 1, установленную на шарикоподшипниках 22, сидящих на валу, который запрессован в крышку 5. Вал имеет каналы для прохода масла в одну из полостей статора. Гидроагрегат с электродвигателем и насосом включают только во время остановки станка, а сила зажима детали цанговой насадкой сохраняется при обработке детали вследствие самоторможения винтовой пары: гайки и винтовой втулки.
Шпинделю станка передается возвратно-поступательное и вращательное движение. Сухарики 17, которые подпружинены пружиной 23 перемещается по шпинделю и поднимает втулку 15, которая в свою очередь сжимает цанговую насадку 3, соединяющаяся через шлицевое соединение. Происходит зажим детали. Для раскрепления детали из гидроцилиндра высасывается масло из полостей статора, происходит обратное действие винтовой пары, сухарик опускается и опускается втулка. Замена насадки производится при необходимости при раскрепления детали. Подача поршня контролируется датчиком FESTO, который находится на корпусе гидроцилиндра.
Схема работы гидравлического привода.
При перемещения рукоятки 5 в крайнее положение переключается золотник 4 и включается электродвигатель насоса 2. Масло из бака 1 по трубопроводу через лопастной насос 2, работающий от электродвигателя, и трубопроводу 3 под давлением 6,5МПа подается в золотник 4. Из него масло по трубопроводам 7 поступает в правую или левую полость лопастного цилиндра 8. При подаче масла в правую полость цилиндра лопасть с ротором 9 поворачивается до упора 10 и вытесняет масло из левой полости. Масло через левый трубопровод 7, золотник 4 по трубопроводу 14 стекает в бак 1. При переключении рукоятки 5 золотника 4 в другую сторону масло поступает в левую полость цилиндра 8, а из его правой полости и золотника 4 по трубопроводу 14 сливается в бак 1. Масло, которое просочилось из золотника 4 отводится по трубопроводу 13 в бак. Необходимое давление масла в гидросистеме регулируется клапаном 12 и определяется манометром 6.
Список литературы
1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3т. – 8-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроения, 2001.
2. Болотин Х.Л., Костромин Ф.П. Станочные приспособления. Изд. 5-е, перераб. и доп. М., «Машиностроение», 1973, 344с.
3. Антонюк В.Е. Справочник конструктора по расчету и проектированию станочных приспособлений, 1969г.
4. Станочные приспособления: Справочник. В 2-х т./Ред. Совет: Б.Н. Вардашкин (пред.) и др. – М.: Машиностроение,/ Под ред. Б.Н. Вардашкина, В.В. Данилевского., 1984 – 656с., ил.
5. Боженко Л.И. Технология машиностроения. Проектирования технологического приспособления: Учебник. – Львов, 2001. – 296с.,ил.