Проектирование технологического процесса механической обработки детали – вилка КИС 0216304Б (Конструкторский раздел дипломного проекта), страница 2

x; y; n; q; w - показатели степени влияния соответственно глубины, подачи, ширины фрезерования, диаметра и частоты вращения инструмента на окружную силу: x=0,9; y=0,8; n=1,1; q=1,1; w=0,1;

Р_у – радиальная составляющая силы резания, Н

Р_у= 0,5·Р_z= 0,5·1238,5= 619,2 Н;

Р_х – осевая составляющая силы резания, Н

Р_х=0,4·Р_z= 0,4·1238,5=495,4 Н.

Результирующая силы резания равна

Расчётная схема для расчёта зажимной силы приведена на рисунке 2.1. Составляющие силы резания P_z, P_y, P_x, стремятся сдвинуть заготовку, при этом возникают силы трения в местах контакта заготовки с опорами и прижимом. Смещению заготовки препятствуют силы трения и сила закрепления. Силу закрепления W, Н, рассчитывают исходя из условий равновесия силовых факторов, действующих на заготовку

где К – коэффициент запаса

К=К₀·К₁·К₂·К₃·К₄·К₅·К₆=1,5·1,5·1,2·1,0·1,0·1,0·1,0=2,7 ,

К₀- коэффициент гарантированного запаса, К₀=1,5;

 

К₁ – коэффициент, учитывающий увеличение сил резания из-за случайных неровностей на обрабатываемых поверхностях, при черновой обработке, К₁=1,5;      

 К₂ – коэффициент, учитывающий увеличение сил резания вследствии затупления инструмента, К₂ =1,2;

К₃ – коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при прерывистом резании, К₃ =1,0;

К₄ – коэффициент, отражающий непостоянство развиваемых приводом сил закрепления, К₄ =1,0; 

К₅ – коэффициент, характеризующий эргономику ручных зажимных механизмов, К₅ =1,0;

К₆ – коэффициент, учитывающий наличие моментов стремящихся, повернуть заготовку, установленную плоской поверхностью на постоянные опоры, К₆ =1,0;

f – коэффициент трения в опорах и вместе контакта с зажимным механизмом соответственно, при контакте по необработанным поверхностям, f= 0,25;

Р – сила резания возникающая при обработке, Н; Р =1470,6Н.

Произведём расчёт рычажного зажимного механизма используя методику изложенную в литературе [29]

Схема рычажного зажимного механизма приведена на рисунке 2.2

Ход S рычажного механизма определим по формуле

где Δ_гар – гарантированный зазор для свободного хода заготовки, Δ_гар=0,4мм;

Δ – отклонение размера заготовки, Δ=0,74мм;

W – сила закрепления, W=15882,4Н;

I – жёсткость механизма, I=1500Н/мм;

ΔS(Р_з) – запас хода, учитывающий износ и погрешности изготовления механизма, ΔS(Р_з)=0,3мм.

Исходя из того, что минимальный ход поршня для пневмоцилиндра равен 10мм, а также из удобства обслуживания приспособления принимаем ход штока равный 35мм.

Рисунок 2.2 – Схема рычажного механизма

Сила на приводе Q, Н, из условия равновесия равна

где W – сила закрепления, Н;

b; a – плечо действия силы, мм; b=120мм; a=175мм.

Реакция R, H, в опоре равна

По извесной силе Q, Н, на приводе для привода двустороннего действия  определим диаметр пневмоцилиндра D, мм, по формуле

где Р – давление сзатого воздуха, МПа; Р=0,6МПа;

η – к.п.д. привода; η=0,85.

Принимаем диаметр пневмоцилиндра равным 200мм.

2.1.4 Расчет элементов фрезерного приспособления на

прочность

Для надежной работы приспособления произведём расчёт на прочность сомого нагруженного элемента приспособления – ось 28. Она воспринимает повышенные нагрузки, связанные с зажимом обрабатываемых заготовок.

Произведём проверку оси на срез под действием силы среза по формуле

где Р – сила среза, Н; Р=R=26772,9Н;

d – диаметр оси, мм; d=15мм;

i – число стыков, i=1;

[τ_ср] – допускаемое напряжение среза, МПа; для стали 20Х, [τ_ср]= =160МПа.

Условие прочности выполняется т. к. [τ_ср] >τ.

Из расчётов видно, что выбранный диаметр оси удовлетворяет условию прочности на срез, т.к. d >d_p.

2.2 Адаптер для протягивания шпоночного паза

2.2.1 Назначение и описание работы адаптера

Адаптер для потягивания шпоночного паза предназначен для установки заготовки вилки КИС 0216304Б при протягивании шпоночного паза на горизонтально-протяжном станке модели 7Б56.