Проектирование станочного приспособления для фрезерного станка (стр. 2 из 3)
= 
(1.9)где l1 - расстояние от оси фрезы до оси приложения усилия прижима.
l2, l3 - расстояния от оси фрезы до осей установочных призм. И равны:
l1 = 110 мм; l2 = 13 мм; l3 = 199 мм.
Dф - диаметр фрезы.
При обработке паза:
= 
Из двух значений усилия прижима выбираем для дальнейшего расчёта максимальное:
=964 Н. 1.5 Расчет силового привода
Для закрепления заготовки будем использовать рычажный зажимной механизм. В зажимных механизмах обычно применяются пневматические, гидравлические и смешанные типы приводов.
Пневматический привод при своей простоте и удобстве эксплуатации имеет ряд недостатков: во-первых, воздух сжимаем и при переменных нагрузках пневмопривод не обеспечит достаточной жёсткости закрепления. Во-вторых, данный вид привода развивает меньшее усилие, нежели гидропривод; и в третьих, из-за мгновенного срабатывания пневмопривода прижим будет резко ударять по детали, что отрицательно скажется и на заготовке, и на зажимном механизме, и на условиях труда рабочего. Соответственно, применим в нашем приспособлении гидравлический привод. Диаметр поршня гидроцилиндра находим по формуле:
Dп=1,13·
, (1.10)где P - рабочее давление масла, принимаемое в расчетах равным 1 МПа, Q - усилие на штоке силового привода, определяется для выбранного нами механизма по формуле:
, 
, (1.11),где W- усилие зажима,
- передаточное отношение по силе зажимного механизма. Отсюда: 
Н.Dп=1,13·
=23мм. Вывод:
Конструктивно с учетом обработки других заготовок принимаем Dп=60 мм, SQ=30 мм.
Разработка конструкции корпуса приспособления.
Для приспособлений данного типа могут применяться литые, сварные и сборные корпуса. Ввиду того, что наша конструкция проста по конфигурации, а также из условий максимальной прочности и точности примем в качестве базового варианта литой корпус (рис.1.5).
Расчет точности приспособления
Сборка шпоночных соединений производится по методу полной взаимозаменяемости без дополнительной доработки шпонки или паза.
Точность паза определяется точностью размеров.
Рис.1.6
При работе на настроенном оборудовании точность размеров d-t и t зависит от точности настройки режущего инструмента и от точности выполнения элементов приспособления.
Рис.1.7
Точность элементов приспособления в направлении размера d-t рассчитывается по формуле:
(1.12)где Тd-t - операционный допуск на размер d-t, мм;
КТ - коэффициент, учитывающий отклонение рассеяния значений составляющих величин от закона нормального распределения, КТ=1;
КТ1 - коэффициент, учитывающий уменьшение погрешности базирования при работе на настроенном оборудовании, КТ1=0,8;
εб - погрешность базирования в направлении операционного размера;
εз - погрешность закрепления;
εу. э - погрешность, зависящая от точности изготовления установочного элемента (призмы) по размеру В;
εи - погрешность износа установочного элемента;
ω - экономическая точность обработки, равна допуску на размер в;
КТ2 - коэффициент, учитывающий долю погрешности обработки в суммарной погрешности метода, вызываемой факторами не зависящими от приспособления, КТ2=0,6.
При установке в призму нарушается принцип единства баз и по размеру d-t появляется погрешность (см. п.1.1):
В данном приспособлении зажим совпадает с направлением оси углового паза заготовки и величина εз рассчитывается по формуле:
εз 
(1.13)
где ΔW- непостоянство силы зажима.
Для механизированных приводов ΔW=0,1×W=75,6 Н; СМ - поправочный коэффициент, учитывающий вид материала заготовки, для стали СМ=0,026.
εз 
εу. э 
(1.14)
Погрешность ΔВ=0,05 мм.
εу. э 
Погрешность износа установочного элемента рассчитывается:
εи=
(1.15)где И0-средний износ установочного элемента при усилии зажима Р=10 кН и при базовом числе установок N=100000, И0=115 мкм;
К1 - коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки, К1=0,97;
К2 - коэффициент, учитывающий вид оборудования, К2= 1;
К3 - коэффициент, учитывающий условия обработки, К3= 0,94;
К4 - коэффициент, учитывающий число установок заготовки (NФ), отличающееся от принятого (N), К4=2,4.
εи=115*0,97*1*0,94*2,4*0,1=25,17мкм≈0,025мкм.
Определим погрешность по (1.12):
мм.
Несимметричность паза относительно оси вала зависит от погрешности изготовления половины угла паза призмы.
sinΔα=
(1.16)sinΔα=
α= 0,038° = 2’
Отсюда угол α=45°±2’
Погрешность формы в продольном направлении зависит от перекоса призм совместно с корпусом приспособления относительно паза станка, вследствие наличия зазора между пазом и шпонками корпуса.
Величина угла перекоса корпуса рассчитывается по формуле:
tg αпер=
(1.17)Перекос паза Δф. п. определяется:
Δф. п. =LП* tg αпер=
(1.18)где Lшп -расстояние между базовыми шпонками, мм;
Lп - расстояние от края обрабатываемого шпоночного паза до наиболее удаленной направляющей шпонки.
Lшп =315 мм.
Lп =175 мм.
Заданный перекос паза Δф. п. =0,05 мм.
Определим максимальный зазор Smax:
мм. 
Рис.1.8 Схема полей
Подбираем подходящую посадку в сопряжении шпонка - паз станка:
Посадка в системе отверстия H7/е8 обеспечивает
Smaxф=0,027+0,059=0,086мм.
Отсюда запас точности:
Smaxр - Smaxф = 0,090 - 0,086 = 0,004 мм.
Описание конструкции приспособления.
Приспособление предназначено для базирования и закрепления вала при фрезеровании шпоночных пазов шпоночной фрезой на вертикально - сверлильном станке 6Р12.
Приспособление содержит корпус поз.2, к которому жёстко прикреплены винтами призмы поз.4. Также на корпусе закреплена шпилька поз.3, к которой в свою очередь прикреплены прихват поз.7; гидроцилиндр поз.1. На нижней части корпуса закрепляются винтами направляющие шпонки поз.6, с помощью которых приспособление базируется на столе станка. Закрепление приспособления на столе осуществляется с помощью болтов поз.16.
Приспособление работает следующим образом. При подаче масла под давлением 1 МПа в нижнюю полость гидроцилиндра поз.1, поршень вместе со штоком движется вверх, давят на прихват поз.7, который, прижимает с необходимым усилием заготовку к призмам поз.4; таким образом осуществляется зажим заготовки. Для разжима масло подаётся в верхнюю полость гидроцилиндра, толкатель отходит назад, тянет за собой прихват и отжимает вал.
Заключение
В результате проделанной работы нами разработано приспособление для обработки шпоночных пазов на вертикально - фрезерном станке 6Р12. Простота конструкции, использование типовых и стандартных деталей и узлов существенно облегчает изготовление приспособление, а использование гидравлического силового привода облегчает труд рабочего, уменьшает вспомогательное время и увеличивает точность изготовления детали. Всё это в совокупности приводит к снижению себестоимости изготовления детали при повышению её качества.
Решение задач по расчету точности элементов приспособления.
Задача №1.65. Определить исполнительный размер цилиндрического установочного пальца d, обеспечивающий заданную точность выполнения размера А1 при фрезеровании поверхностей втулки (рис.2.1).