Разработка технологического процесса механической обработки детали «Корона» автоматической восьмипозиционной головки УГ936 (Конструкторский раздел дипломного проекта)

2  КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ

2.1 Приспособление для фрезерования лысок

2.1.1 Назначение и описание работы приспособления

Приспособление предназначено для фрезерования лысок в детали  Корона УГ9326.0000.002, на операции 050 «Горизонтально-фрезерная».

Приспособление состоит из корпуса 1 к которому крепятся следующие основные элементы: корпус 1, пальцы 2,3,11,  шайба 5, штуцер 6, опора 7, винты 9,10,  рым-болт 12, шпонка 14.

Деталь устанавливается на палец 3, а также попадает одним из отверстий на палец 2. Палец 3 крепится на корпус 1 с помощью штифта 11. Сверху деталь прижимается шайбой 5 и винтом 4.

Основой работы данного приспособления является гидросистема. Жидкость через медную трубку поступает в цилиндр 16. Отжатие и зажим заготовки шайбой 5 осуществляется по мере поступления жидкости в цилиндр 16.

Гидросистему необходимо испытать на прочность и герметичность, в качестве рабочей жидкости используется масло турбинное – 22 ГОСТ 32-74, давление 7,5 МПа. Рабочее давление 5 МПа.

Эксплуатация приспособления на станке, не имеющем устройства для включения электродвигателя станка при аварийном падении давления – не разрешается.

2.1.2 Расчет приспособления на точность                                                                      

Для расчета применяем формулу

e £ d - K × ((K1 × e_б)² + e_з² + e_у² +e_изн²  + e_п² +(К2 × w)²)^1/2  , где       d = 0.6     - допуск на выдерживаемый размер , м

К = 1.2 - коэффициент , учитывающий возможное отступление от нормального распределения отдельных составляющих;

e_б = 0 - погрешность базирования, так как  совмещаются установочная и измерительная базы;

e_з = 0.14  - погрешность закрепления , мм;

e_изн = 0.01  - погрешносность  износа  установочных элементов  приспособления.

e_п = 0 -   погрешность  смещения режущего инструмента,                                                                                            

K2 = 0.62 - 0.8 - коэффициент, учитывающий долю погрешности обработки в суммарной погрешности, вызываемой факторами, не зависящими от приспособления;

Принимаем К2 = 0,69 , находим  К2 × w = 0.6 × 0.1 = 0.06 мм

Подставив в формулу полученные значения погрешностей , получим:

e = 0.6 - 1.2 × ((1× 0)² + 0.14² + 0² +0.01²  + 0.06² )^1/2 = 0,216 мм

Погрешность проектирования меньше половины поля допуска,  следовательно приспособление обеспечивает необходимую точность.

2.1.3 Расчет необходимого усилия зажима

При фрезеровании на заготовку действуют со стороны фрезы силы резания P_z,Н и P_y,Н. Сила P_z стремится оторвать заготовку от установочной плоскости, а сила P_y стремится повернуть заготовку. Со стороны установочной плоскости на заготовку действуют реакция опоры N,Н и сила трения F_тр,Н. Также на заготовку воздействует сила тяжести G,Н, сила закрепления F_з,Н и сила сопротивления возвратной пружины, Н.

Рисунок 2.1-Схема сил, действующих на заготовку при фрезеровании

Силу резания ,возникающую при фрезеровании определим по формуле:       

где   Z - число зубьев фрезы;

n - частота вращения фрезы , об/мин;

B - ширина фрезерования, мм;

t - глубина фрезерования, мм;

D - диаметр фрезы, мм;

К_мр - коэффициент, учитывающий  качество обрабатываемого материала;

, см. [4],с.264;

Показатели степеней q, x, y, u, w и коэффициент Ср  равны: C_p = 68.2,

x = 0.86, y = 0.72 , u = 1 , q = 0.86 , w  = 0, B = 8 мм , S_z = 0.1 мм/зуб ,

Z = 64, t = 2 мм

Составляющие силы резания Р_x и Р_y  можно определить из соотношений

P_x = 0.5 × 904 = 452 Н

Р_y = 0.9 × 904 = 813.6 Н

Необходимое усилие зажима ,определим по формуле:

где  fоп - коэффициент трения  между деталью и опорой,

fизм - коэффициент трения  между деталью и зажимным механизмом ,

К   -    коэффициент запаса, см.[5] ,c.38

a  -     угол призмы;                                 

где  К_о = 1.5   -      гарантированный коэффициент запаса

К₁ = 1     -      коэффициент, учитывающий  увеличение  сил   резания;

К₂ = 1.6  -       коэффициент, учитывающий увеличение сил резания , вследствие затупления   режущего       инструмента;

К₃ = 1. 2  -      коэффициент , учитывающий увеличение сил резания при прерывистом фрезеровании;

К₄ = 1      -      коэффициент , учитывающий постоянство силы , развиваемой зажимным механизмом;

K₅ = 1      -      коэффициент , учитываю  эргономику  приспособления;     

К₆ = 1.5   -      коэффициент, учитывающий при                                      наличии моментов , стремящихся                                                 повернуть заготовку  , установленную плоской поверхностью;

К = 1.5 × 1 × 1.6 × 1.2 × 1 × 1 × 1.5 = 4.3

Необходимое усилие зажима

Диаметр поршня гидроцилиндра находим из формулы :

Q=

где D – диаметр поршня гидроцилиндра;

р – рабочее давление воздуха, р = 5 Мпа;

x = 0,85 – к.п.д.

Отсюда

D=.

По ГОСТ 16683-71 выбираем диметр гидроцилиндра D = 80 мм;

Рассчитываем тянущую силу поршня привода с учётом выбранного диаметра цилиндра

Q=;

Q=Н;

Из расчёта видно, что приспособление обеспечивает необходимую силу зажима.

2.1.4 Расчет элементов приспособления на прочность

Произведём расчёт пальца на срез и смятие.

Напряжение среза τ, мПА определяется по формуле:

, где Р – поперечная (сдвигающая), Н

F_cp – площадь среза, мм²;

[τ_cp] – допустимое напряжение среза, МПа

σ_Т – предел текучести материала пальца, МПа; σ_Т=360 МПа;

Условие прочности по напряжению среза выполняется.

Диаметр пальца d₀, мм, определим по условию среза по формуле:

Принимаем d=18 мм;

Условие прочности пальца на смятие σ_СМ, МПа имеет вид