Проектирование зажимного приспособления для детали корпуса (стр. 2 из 2)

1.4 Расчет усилий и моментов резания

Задачей подраздела является расчет координатных составляющих усилия резания, действующего на заготовку в процессе обработки.

Главная составляющая силы резания

определяется по формуле:

где

- постоянная,

- показатели степеней [2, с. 273]

- поправочный коэффициент [2, с.271]

где

-коэффициент, учитывающий влияния качества обрабатываемого материала на силовые зависимости [2, с.264]

, n= 0,75,

где

- поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на составляющие силы резания. [2, с.275]

; ; ; ;

Н

Мощность резания определяется по формуле

где

- сила резания, Н;

V - факторы скорости резания, м/мин.

60

1020 - переводной коэффициент

кВт

Проверяем достаточна ли мощность привода станка. У станка 16К20Ф3 Nшп = Nд×ŋ=10×0.7 = 7кВт;

5.14<7 => обработка возможна.

1.5 Расчет усилий закрепления заготовки

Суммарный крутящий момент от касательной составляющей силы резания Pz стремится повернуть заготовку в кулачках и равен по [3, с.164]

где d1- обрабатываемый диаметр заготовки, d1=191мм.

Провороту заготовки препятствует момент силы зажима определяемый

по [3, с.165] следующим образом:

где W – суммарное усилие зажима приходящееся на три кулачка, H.

f – коэффициент трения на рабочей поверхности сменного кулачка,

d2 – установочный диаметр, по которому идет закрепление заготовки, d2= 190 мм.

Схема закрепления заготовки, включающая схему установки заготовки, разработанную на основе теоретической схемы базирования представлена на рисунке 1.3

Рисунок 1.3 – Схема закрепления заготовки

Из равенства моментов Мр и Мз определим необходимое усилие зажима препятствующее провороту заготовки в кулачках.

Значение коэффициента запаса К определим по [3, с.382], в зависимости от конкретных условий выполнения технологической операции определяется по формуле:

где K0 - гарантированный коэффициент запаса K0=1,5;

K1 - поправочный коэффициент, учитывающий

вид поверхности детали K1=1,0

K2 - поправочный коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при затуплении режущего инструмента.

K2Pz= 1,05 - для силы Рz, [3, с.383]

K2Py= 1,4 - для силы Рy, [3, с.383]

K3 - поправочный коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при обработке прерывистых поверхностей детали K3=1,2

K4 - поправочный коэффициент, учитывающий непостоянность силы зажима различаемой силовым приводом приспособления K4=1,0

K5 - поправочный коэффициент учитывающий степень удобства расположения рукоятки в ручных зажимных устройствах K5 =1,0

Так как значение коэффициент K меньше 2,5, то принимается значение 2,5 [3, с.384].

Коэффициент трения между заготовкой и сменными кулачками fпримем f= 0,18 [1, с.384 ].

Н

Величина усилия зажима W1, прикладываемая к постоянным кулачкам несколько увеличивается по сравнению с силой зажима W определим по [1, с.387].

где lk – вылет кулачка, мм;

Hk – длина направляющей постоянного кулачка, мм;

f – коэффициент трения направляющих.

f = 0.1 – для полусухого кулачка, bc =30 мм.

Постоянного кулачка Вс = 50 мм.

Длина кулачка Нк = 55 мм, вылет lк = 35мм.

Подставив в формулу получим:

1.6 Расчет зажимного механизма

При расчете зажимного механизма определяется усилие Q, создаваемое силовым приводом, которое зажимным механизмом увеличивается и передается кулачку определим по [3, с.389].

где ic – передаточное отношение по силе зажимного механизма.

Данное соотношение для клинового мезанизма.

где α – угол наклона клина α = 15°.

φ,φ1 – углы трения на поверхности кулачка и втулки и определяются по формуле φ =arctgf = arctg0,1 =5°,43’.

Можно принять φ=φ1=6°,тогда

Принимаем клиновой механизм с iс =2,3

Нужный диаметр патрона можно определить по формуле:

1.7 Расчет силового привода

В качестве привода принимаем пневмоцилиндр двустороннего действия с рабочим давлением 0.4 мПа Диаметр пневмоцилиндра двух стороннего действия определяется по следующей формуле[3, с.396]:

= = 200 мм.

Принимаем по ГОСТ 15608-81 ближайшее значение 200мм.

Определяем ход поршня по формуле[3, с.397]:

Sw– свободный ход кулачков, принимаем Sw= 5 мм.

- передаточное отношение зажимного механизма по преремещениию.

Значение Sqпринимаем с запасом 10…15 мм. Sq = 20 мм.

2. Описательная часть

2.1 Описание конструкции станочного приспособления

Патрон кулачковый самоцентрирующийся, предназначен для установки, базирования и надежного закрепления заготовки на шпинделе токарного станка 16К20Ф3.

Патрон кулачковый самоцентрирующийся, предназначен для установки, базирования и надежного закрепления заготовки при токарной обработки детали на токарном станке.

Приспособление содержит корпус 1 в направляющих которого перемещаются сменные быстропереналаживаемые кулачки 3 они крепятся с помощью винтов 8 к постоянным кулачкам 2.Постоянные кулачки 2 через вал 4 клинового зажимного механизма связанны с тягой силового привода приспособления.

Силовой привод приспособления содержит корпус, который жестко закреплен на заднем конце шпинделя станка. В полости корпуса расположен поршень и соединенный с ним шток. В левой части силового привода расположена муфта для подачи воздуха.

2.2 Описание работы приспособления

Приспособление работает следующим образом. При подаче воздуха в поршневую полость цилиндра поршень вместе со штоком, тягой и валом патрона перемещается налево и за счет радиального смещения кулачков происходит закрепление заготовки.

Чертеж приспособления предоставлен в графической части курсавой работы.

Заключение

В данном курсовом проекте решены следующие задачи:

-выбран тип приспособления

-разработана схема установки заготовки

-рассчитаны усилия резания и закрепления заготовки

-выбран тип привода и определены его параметры

-предложена конструкция и выполнено описание работы приспособления

-разработан сборочный чертеж приспособления

Выполнена цель проекта- создано механизированное станочное приспособление для установки заготовки корпус для выполнения токарной операции.

Литература

1. Гжиров Р.Н. Краткий справочник конструктора. –Л.: Машиностроение, 1984-464с.

2. Справочник технолога-машиностроителя. В 2х томах. Т. 2/Под. ред. А.Г. Косиловой и Р.Г, Мещерякова – М.: Машиностроение 1985-496с.

3. Станочные приспособления: Справочник . В 2х томах. Т1/Под. ред Б.Н Вардашкина –М.: Машиностроение 1984-592с.

4. Белоусов, А.П Проектирование станочных приспособлений: Учебное пособие для техникумов. М.: Высш. Школа, 1980-240с.

5. Жуков Э.Л. Технология машиностроения: Учебное пособие для вузов / Э.Л. Жуков, И.И. Козарь, С.Л. Мурашкин и др.; Под ред. С.Л. Мурашкина. - М.: Высшая школа, 2003.

6. Михайлов, А.В Методические указания для студентов по выполнению курсового проекта по специальности 151001 Технология машиностроения по дисциплине «Технологическая оснастка» / А.В Михайлов, - Тольятти ТТК, 2007, 40с.