Проектирование технологического процесса механической обработки детали – опора винта задняя 7М430.04.108 (Конструкторский раздел дипломного проекта)

2  Конструкторскийраздел

2.1 Приспособление для расточки отверстий и обработки торцев

2.1.1 Назначение и описание приспособления

       Приспособление для расточки отверстия и обработки торцев применяется на токарном станке модели 1К62 и служит для установки и фиксации детали – опора винта задняя 7М430.04.108 – при ее механической обработке.

       Данное приспособление устанавливается на шпиндель токарного станка.

Деталь базируется по плоскости и двум отверстиям, устанавливаясь на опорную планку 1 и два пальца (цилиндрический 2 и ромбический 3).

       Зажим детали осуществляется прихватом 4, который с одной стороны подвижно соединен с ушком 5 с помощью штифта 6, а ушко жестко крепится на корпусе 7 приспособления резьбовым соединеним 8, с другой стороны прихват имеет жесткую связь с болтом 9. Сила зажима регулируется гайкой 10, которая навинчивается на этот болт. Таким образом, деталь надежно базируется и закрепляется в данном приспособлении.

             Рисунок 2.1 - Схема приспособления для расточки отверстий и

                                                      обработки торцев

2.1.2 Расчет приспособления на точность

         Рачет производим согласно методике, изложенной в литературе [10].

         Погрешность изготовления приспособления eпр, мм

               eпрd-Кт×=

                       =0,021-1×=0,0072 мм.

где d - допуск выполняемого при обработке размера заготовки, мм,

      d=0,021 мм;

      Кт – коэффициент, учитывающий отклонение рассеивания значений соответствующих величин от закона нормального распределения, Кт=1,0…1,2, принимаем Кт=1;

      Кт₁ - коэффициент, учитывающий уменьшение предельного значения  погрешности базирования при работе на настроенныых станках, Кт₁=0,80…0,85, принимаем Кт₁=0,8;

      e_б – погрешность базирования, мм, e_б=0 мм;

      e_З – погрешность закрепления заготовки, мм, e_З=0,01 мм;

      e_У – погрешность установки приспособления на станке, мм, e_У=0,005 мм;

      e_И – погрешность от изнашивания установочных элементов, мм,

                      e_И=b×N=0,016×500=8 мкм=0,008 мм,

где b - постоянная, зависящая от вида установочных элементов и условий контакта, b=0,016;

      N – количество контактов заготовки с опорой, N=500;

     e_П – погрешность от смещения инструмента, мм, e_П=0 мм;

      Кт₂ – коэффициент, уточняющий долю погрешности обработки в суммарной погрешности, Кт₂=0,6…0,8, принимаем Кт₂=0,6;

      w - средняя экономическая точность обработки, мм, w=0,002 мм.

Таким образом отклонение допуска установочных элементов 0,0072мм.

2.1.3  Расчет необходимого усилия зажима

Для определения усилия зажима необходимо узнать силы резания и их взаимодействие с силами зажима. Расчет ведем согласно методике, изложенной в литературе [7].

Составляющие силы резания при растачивании, Н

                     Pz=10×Cp×t^x×S^y×Vⁿ×Kp;          Pу=10×Cp×t^x×S^y×Vⁿ×Kp,

где Ср – постоянный коэффициент: для составляющей Рz – Ср=92, для составляющей Ру – Ср=54;

      t – глубина резания, t=0,5 мм;

      S – подача, S=0,25 мм/об;

      V – скорость резания, V=78,19 м/мин;

      x, y, n – коэффициенты резания: для составляющей Рz – x=1, y=0,75, n=0; для составляющей Ру – x=0,9, y=0,75, n=0;

      Кр – поправочный коэффициент

                   Кр=Кмр×Кgр×Кjр×Кlр×Кrр,

где Кмр – поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости

                    Кмр=(НВ/190)ⁿ=(190/190)^0,4=1,

где НВ – твердость материала по Бринеллю;

      n – показатель степени, n=0,4;

      Кgр, Кjр, Кlр, Кrр – поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на составляющие силы резания: для составляющей Рz – Кgр=1, Кjр=1, Кlр=1, Кrр=1; для составляющей Ру - Кgр=1, Кjр=1, Кlр=0,75, Кrр=1.

Для составляющей Рz

                      Кр=1×1×1×1×1=1.

Для составляющей Ру

                      Кр=1×1×1×0,75×1=0,75.

Тогда   

         Рz=10×92×0,5¹×0,25^0,75×78,19⁰×1=162,6 Н;

         Ру=10×54×0,5^0,9×0,25^0,75×78,19⁰×0,75=76,7 Н.

Сила резания

         Р= Н.

Необходимое усилие зажима при обработке на токарных станка при данной схеме зажима определяется из условия – сумма моментов относительно точки А (см. рисунок 2.1) равна нулю: SМ_А=0.

Сумма моментов относительно точки А, учитывая реакции R₁ и R₂ сил прижатия Рпр₁ и Рпр₂ соответственно

           R₁×b-R₂×a+Pзат×с=0,

где Рзат – сила затяжки, Н;

      a, b, c – плечи сил, мм.

Тогда

           76,7×15-162,6×80+Рзат×160=0;

            Рзат=(162,6×80-76,7×15)/160=74,11 Н.

2.1.4  Расчет элементов приспособления на прочность

Для надежного закрепления заготовки в приспособлении расчитаем резьбу болта 9 (см. рисунок 2.1) на прочность. Расчет ведем по методике, изложенной в литературе [12].

Определим диаметр резьбы из условия смятия резьбы. Внутренний диаметр резьбы d₁, мм

        d₁  мм,

где [s_Р]=70 Н/мм² – допускаемое напряжение при растяжении (сжатии) для стали 45 ГОСТ 1050-70.

Из конструктивных соображений принимаем болт М16, у которого по ГОСТ 9150-81 d₁=13,2937 мм.

Напряжение смятия

                            _см=,

            где z- число витков на длине свинчивания

                              z=H/p=20/2,5=8,

            где H - длина ввинчивания, мм;

                    р - шаг резьбы, мм;

                   d - наружный диаметр, d=16мм;