Проектирование приспособления для фрезерования контура и сверления отверстий детали на операцию комплексную, выполняемую на станке модели MACODEL M920

3. Конструкторская часть

3.1. Расчет и конструирование приспособления

3.1.1. Устройство и принцип действия приспособления

В данном дипломном проекте спроектировано приспособление для фрезерования контура и сверления отверстий детали  на  операцию комплексную, выполняемую на станке модели MACODEL M920. Приспособление автоматизировано.

Приспособление должно обеспечивать жесткость закрепления детали, центрирование детали и инструмента, исключающее увод сверла при обработке отверстия, удобство в работе и обслуживании.

Наибольшую долю вспомогательного времени составляет время на установку, закрепление и снятие обрабатываемой детали. Это время может быть значительно уменьшено за счет широкого внедрения и, быстродействующих станочных приспособлений, позволяющих быстро закреплять обрабатываемую деталь такие приспособления должны обеспечивать:

1)  быстроту действия;

2)  требуемую точность установки и надежность крепления обрабатываемых деталей;

3)  применение незначительных усилий для приведения в действие зажимов, удобство и безопасность работы с приспособлениями;

4)  возможно меньшие габариты приспособления;

Кроме того, в условиях единичного и мелкосерийного производства приспособления должны быстро перенастраиваться для обработки подобных деталей.

Приспособление работает следующим образом: Деталь базируется по торцу и плоскости, устанавливается специальными калибрами в вертикальном положении. Зажим осуществляется упором, который крепится на штоке пневмоцилиндра. Шток пневмоцилидра совершает поступательное движение под действием сжатого воздуха и передают тянущее усилие упору.

3.1.2. Определение необходимого и достаточного условий при закреплении в приспособлении

Найдем силу Ph, как наибольшую из составляющих сил резания действующих на приспособление.

Ph = 0,8хPz = 0,8х178 = 102,4 Н.

Тогда kхPz = Q

Где k –коэффициент запаса.

Q = 102,4х1,5 = 153 Н

Необходимый диаметр поршня для пневматического устройства найдем по таблице VI.I [19] стр. 205.

Диаметр цилиндра 60 мм. Ход поршня по ГОСТ 6540-68 L = 50 мм.

Момент затяжки гайкой упора определятся по формуле

где f = 0,1 – 0,15 – коэффициент трения на торце гайки

j = 5-6^о – угол трения в резьбовой паре

a_р = 90^о – угол подъема резьбы.

D и d – наружный т внутренний диаметры опорной гайки D = 40 мм d = 30 мм.

Проверим достаточные условия

290/0,00001= 29*10⁴ Н/м² £750*10⁶Н/м².

Определение погрешности установки.

e_у – погрешность установки в приспособлении.

где e_б – погрешность базирования (при несовмещении установочной и измерительной баз);

e_з – погрешность закрепления (в результате смещения обрабатываемых поверхностей заготовок от действия зажимной силы);

e_пр – погрешность приспособления (явл. следствием неточности изготовления станочного приспособления и износа его установочных элементов, а также неточности установки приспособления на станке). Если определение e_пр затруднительно, ее учитывают входящей в погрешность закрепления, за исключением погрешности индексации при обработке на многопозиционных станках (e_пр = 0,05 мм). Полную погрешность обработки, связанную с температурными деформациями, обычно определить не удается. Для операций с жесткими допусками (т.е. для чистовых) D_ч = (0,1-0,15)d.

 ;

Погрешность базирования (e_б) возникает за счет перекоса заготовки при установке ее на штырях приспособления в результате наличия зазора между пазами и штырями

Наибольший зазор:

Наибольший угол поворота заготовки на штырях:

 

Погрешность закрепления заготовки: e_з =100 мкм.

Остаточная погрешность установки при чистовом фрезеровании:

3.1.3. Прочностной расчет наиболее нагруженных деталей.

Самым опасным местом,  подвергающимся нагрузке, является резьба шпильки М12 по ее внутреннему диаметру.

Определим площадь поперечного сечения резьбы.

F=3,14*dвн²/4=3,14*10,106²/4=80,2мм²

Определим напряжение на разрыв, возникающее в резьбе во время закрепления детали:

dвр=W/F=156,52/80,2=1,95кгс/мм²

Допускаемое значение напряжения на разрыв:

[d вт]=70/2,1=33,3 кгс/мм ²

dвт=70кгс/мм² – для стали 30ХН2МФА ГОСТ4543-71

dвр<[dвт]