Проектування технологічного оснащення та вимірювального інструменту (стр. 4 из 5)
I – схема установчих елементів пристрою (нерухомі призми α=90°)
II – схема затискних елементів пристрою (рухомі призми α=90°)
III – схема передачі зусиль від пневмоциліндра до установчо-затискних елементів пристрою.
Рисунок 3.2 – Принципова схема пристрою.
3.3 Точнісний розрахунок пристрою
Точність обробки заготовок на фрезерних верстатах залежить в основному від способу орієнтації пристрою відносно стола верстату та методу налагодження різального інструменту відносно заготовок.
Фрезерні пристрої на верстаті орієнтують за допомогою напрямних шпонок або центруючи пальців. Елементи для орієнтації пристрою прикріплюють до корпуса з боку його опорної площини і встановлюють у Т-подібний паз стола. Цим досягається паралельність установчих поверхонь пристрою в напрямі поздовжньої подачі стола верстата.
У цьому маємо загальний випадок, коли пристрій встановлений на напрямних шпонках або центруючи пальцях, має забезпечити автоматичне отримання розмірів заданої точності без вивірки. Інструмент встановлений за допомогою кутового установа і щупа, тому умова забезпечення заданої точності розміру матиме загальний вигляд:
При виконанні операції необхідно забезпечити паралельність оброблюваних поверхонь 0,2мм, тому Тз=0,2мм.
Заготовку в пристрої встановлюють на циліндричну поверхню та торець, який перпендикулярний до неї. Тому схема базування така: зовнішній циліндричний діаметр і торець.
Пристрій встановлюється на верстаті без додаткового налагодження, а ріжучий інструмент встановлюють на розмір з допомогою спеціального елемента – установа.
Основні розміри пристрою:
m – налагоджувальний розмір;
a – паралельність оброблюваних поверхонь між собою.
Призначаємо допуски на основні розміри пристрою:
1) номінальне значення налагоджувального розміру
2) відхилення на розмір m дістаємо використовуючи співвідношення
Отже, маємо розмір m=3,5(±0,04)мм;
Рисунок 3.3 – Ескіз установки заготовки у пристрої.
3) допуск непаралельності обробляємих поверхонь між собою за рекомендаціями вибирається – 0,04мм на 100мм довжини.
Виконуємо перевірочний розрахунок на точність.
Маємо пристрій з установом, за допомогою якого швидко налагоджується різальний інструмент відносно заготовки і пристрою. Тому розрахунок на точність виконується за формулою:
де Тз=0,16мм (з креслення де талі),
Кс=0,6 [2,с.59].
1) похибка базування ωб=0, тому що пристрій самоцентруючий і самозатискний;
2) похибка встановлення заготовки ωв.з.
де похибка центрування заготовки ωц, здійснюється самоцентруючими призмами:
ωц=0,02мм за рекомендаціями [2,с.179].
Враховуємо допуск на зношування установчих елементів призм ωзн:
ωзн = 0,02мм за рекомендаціями [2,с.59].
3) похибка пристрою ωп складається з двох частин:
де ωп1 – відхилення на розмір m, який визначає положення установа відносно установчих призм:
ωп1=0,04мм;
ωп2 – розраховується згідно умови непаралельності осі шпонки пристрою відносно установчих елементів пристрою. Приймаємо цю величину з умови, що а=0,02мм на 100мм довжини.
тоді
4) похибка встановлення інструмента ωн.і.:
ωн.і.=0,03мм за рекомендаціями [2,с.75].
Отже, умова точності обробки в даному верстатному пристрої виконується.
3.4 Силовий розрахунок пристрою
Технологічна схема встановлення і закріплення заготовки є самоцентруючий пристрій у вигляді призм.
Розрахуємо режими різання для фрезерування чотирьох лисок:
Глибина фрезерування 8мм, ширина фрезерування 2,5мм, довжина фрезерування 12,45мм.
Діаметр фрези D=100мм
Кількість зубів:
Подача на зуб:
[1,т.34,с.283]Стійкість фрези: Т=120хв [1,т.40,с.290]
Швидкість різання:
;де КV=0,75;
Коефіцієнт CV=259; [1,т.39,с286]
Показники степеня [1,т.39,с.286]:
q=0,25
x=0,3
y=0,2
u=0,1
p=0,1
m=0,2
Швидкість різання:
Частота обертання шпинделя:
Частоту обертання шпинделя вибираємо за паспортом верстату:
;Дійсна швидкість різання:
; 
Сила різання:
;де k – коефіцієнт, k=0,25 [1,т.41,с.291]
Коефіцієнт Ср=68,2 [1,т.41,с.291]
Показники степеня [1,т.41,с.291];
x=0,86
y=0,72
u=1
q=0,86
w=0
Так як обробляється одночасно чотири лиски, то сила різання
Радіальна сила
Осьова сила
Побудова розрахункової схеми
Рисунок 3.4 – Розрахункова схема сил.
Розрахункова схема – це ескіз заготовки в потрібній кількості проекцій або в аксонометрії, зображеної в системі координат X,Y,Z, на якій позначають сили та моменти, що діють на заготовку, а також їх прикладання із зазначенням відстаней. На розрахунковій схемі відображають сили та моменти різання, затискні зусилля, реакції опор і сили тертя. На розрахунковій схемі спрощено позначають установчі та затискні елементи пристрою із зазначенням їх основних розмірів і розмірів між ними.
Складання рівняння рівноваги
Зусилля закріплення визначають шляхом розв’язання системи рівнянь рівноваги заготовки, одержаних на основі розрахункової схеми.
Рівняння рівноваги заготовки згідно з прийнятими умовами можна записати у вигляді:
де k – коефіцієнт запасу,
k0=1,2 – гарантований коефіцієнт запасу при віх видах обробки;
k1=1,0 – коефіцієнт, який залежить від поверхневого шару заготовки;
k2=1,2 – коефіцієнт, що враховує збільшення сили різання через зношування інструменту;
k3=1,0 – коефіцієнт, що враховує збільшення сили різання при обробці переривчатих поверхонь;
k4=1,1 – коефіцієнт, що враховує неоднорідність затискних зусиль, прикладених до заготовки;
k5=1,0 – коефіцієнт, що враховує зручність розташування рукояток ручних затискачів.
f – коефіцієнт тертя,
[2,с.22]Визначення потрібних сил затиску W:
Затискні зусилля – це сили, які безпосередньо діють на заготовку і забезпечують незмінність її положення під час обробки відносно установчих елементів пристрою.
Сумарна сила затиску заготовок:
Визначення початкової сили Q:
Початкова сила – це сила на приводі, яка через передавальний механізм створює на заготовці затискне зусилля.
Визначення основних параметрів пневмоциліндра:
- діаметр мембрани D=125мм;
- діаметр штока d=63мм;
- хід штока L=35…45мм;
- тиск у мережі рп=4кгс/см2;
Визначаємо дійсний робочий хід штока:
де S – товщина діафрагми. Визначаємо по формулі:
- пружність діафрагмиПриймаємо S=5,5мм.
Сила на штоці для затислої діафрагми:
де с=0,4 – коефіцієнт, що вибирається з відношення D/d, [1,с.211,т.4.6];
m=0,8 – переміщення штоку від початку положення на якусь величину ходу L;