Приспособление для фрезерования. Контрольное приспособление для контроля ширины торцевого паза

2 Конструкторский раздел.

2.1 Приспособление для фрезерования

2.1.1 Назначение и описание работы  приспособления

Данное станочное приспособление используется при фрезеровании плоскостей на фрезерной операции, выполняемой на фрезерном станке с ЧПУ.

Приспособление предназначено для зажима фланца, для его последующей обработки на фрезерном станке, в данном случае для обработки плоскостей.

При фрезеровании детали на станке с ЧПУ необходимо её зажать в приспособлении, которое обеспечивает неподвижность детали.

Рабочий вкладывает деталь фланец УЭС-4-0602602-01 в приспособление 133 – 7216 – 4088.

2.1.2   Расчет приспособления на точность

Расчет приспособления на точность производим по формуле:

где δ – допуск на выдерживаемый размер, δ = 0,025 мм:

К – коэффициент, учитывающий возможное  отступление от нормального распределения отдельных составляющих, К = 1,2;

К₁ – коэффициент, учитывающий уменьшение предельного значения погрешности базирования при работе на настроенных станках, К₁ = 0,85;

К₂ – коэффициент, учитывающий долю погрешности обработки в суммарной погрешности, вызываемой факторами, не зависящими от приспособления, К₂ = 0,8;

ε_з – погрешность закрепления заготовки, ε_з = 0,03;

ε_б – погрешность  базирования, ε_б = 0;

ε_уст – погрешность установки приспособления, ε_уст = 0; 

ε_изн – погрешность износа установочных элементов приспособления, ε_изн = 0,01 мм;

ε_к – погрешность смещения режущего инструмента, так как отсутствуют направляющие элементы приспособления, ε_к = 0,007 мм.

ω – экономическая точность обработки, ω = 0,12 мм.

Следовательно, при проектировании данного приспособления необходимо обеспечить параллельность установочной плоскости приспособления в пределах 0,13мм.

2.1.3 Расчет усилия зажима

Для определения усилия зажима необходимо вначале определить силу резания:

, где    С_р – постоянный коэффициент силы резания, С_р = 54,5;

q, w, х, у, u – показатели степени при величинах, определяющих силу резания, q= 1,0; w = 0; х = 0,9; у = 0,74; u = 1,0;

t – глубина резания, t = 1 мм;

S_z – подача, S_z = 1,5;

В – ширина обработки, В = 33 мм;

n – частота вращения, п = 125 мин^-1 ;

К_мр – поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала:

, где   НВ – твердость обрабатываемого материала;

n – показатель степени, n = 0,4.

Тогда сила резания будет равна:

 Н.

Нормальная составляющая силы резания определяется по формуле:

;

 Н.

Необходимое усилие зажима при обработке детали:

, где k – коэффициент  запаса;

f – Коэффициент трения на рабочих поверхностях зажимов, f = 0, 4.

Коэффициент запаса определяется по формуле:

, где k₀ – гарантированный коэффициент запаса, k₀ = 1,5;

k₁ – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при затуплении режущего инструмента, k₁ = 1,2;

k₂ – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, k₂ = 1,0;

k₃ – коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при прерывистой обработке, k₃ = 1,2;

k₄ – коэффициент, учитывающий постоянство усилия зажима, k₄ = 1,0;

k₅ – коэффициент, учитывающий установку детали базовой поверхностью на опору ограниченной поверхности, k₅ = 1,2.

.

Тогда необходимое усилие зажима будет равно:

 Н.

Исходя из схемы  взаимодействия сил зажима, получим:

, где l, l₁ – плечи рычага, передающего силу зажима, l = 180 мм, l₁ = 180 мм.

В нашем случае в роли рычага будет гаечный ключ.

 Н;

 Н.

2.1.4 Расчет элементов приспособления на прочность

Произведем расчет на срез винта  по максимальному усилию Q₂.

Условие прочности на срез имеет вид:

, где τ_cp– расчетные напряжения среза, МПа;

А_ср – расчетная площадь среза, мм²;

k – количество плоскостей среза, k = 1;

[τ_cp] – допускаемое напряжение среза, МПа.

Расчетная площадь среза определяется по формуле:

, где  d_шт – диаметр срезаемой поверхности,

d_шт = d-d_р , где  d – диаметр винт,d=12 мм;

d_р – глубина резьбы,  d_р  =1,5 мм;

d_шт =12-3=9 мм,

 мм²

Допускаемое напряжение среза определяется по формуле:

, где σ_Т – предел текучести, МПа.

Для стали 45 (материал  винта) принимаем [τ_cp] = 85 МПа.

Подставив полученные значения в условие прочности на срез, получим:

,

Как видно из расчета, условие прочности выполняется.

2.2 Контрольное приспособление для контроля ширины торцевого паза

2.2.1 Назначение и описание работы приспособления

Калибр 34М11(+0,16) 012 – 8133 – 5708 предназначен для контроля ширины торцевого паза. Состоит из 2-х частей: проходной стороны и непроходной. Проходная сторона должна под собственным весом проходить в отверстие, непроходная сторона недолжна проходить  в отверстие. Если проходная сторона не проходит, то деталь бракована, но брак исправимый. Если непроходная сторона проходит в отверстие, то деталь браковано, брак неисправимый.

Материалом приспособления является сталь 20 по ГОСТ 1050 – 74, HRC 56…60. Шаблон должен обладать высокой износостойкостью, так как при контроле размеров, его рабочие поверхности, постоянно подвергаются трению. Поэтому на производстве необходимо, периодически, проверять на точность, все контрольные приспособления.

На рабочих поверхностях не допускаются забоины, вмятины, трещины, черновины, следы коррозии.

2.2.2 Расчет приспособления на точность

Произведем расчет исполнительных размеров шаблона для контроля паза  размером 34Н11(^+0,16).

Рисунок  2.1 - Схема расположения полей допусков шаблона для контроля паза  размером 34Н11(^+0,16)

         1.Подбираем шаблон для контроля паза  размером 34Н11(^+0,16)

, для этого определяем предельные отклонения контролируемой детали

2.Устанавливаем номинальные размеры проходной  и непроходной стороны рабочего калибра и контрольного калибра.

Выбираем предельные отклонения, допуски и размеры коэффициентов по ГОСТ 24853-81

Z=5мкм ;   Н=6 мкм;   α=0;   Y=4 мкм;

В соответствии с расчетной схемой наибольшие предельные размеры проходной и непроходной пробок рассчитываются по формулам

, где:

Z - отклонение середины поля допуска проходного калибра относительно наименьшего предельного размера отверстия;

H - допуск на изготовление калибра;

α -величина для компенсации погрешности  контроля калибрами отверстий с размерами свыше 180 мм. В нашем случае  α =0

Размер предельно изношенной проходной пробки определяется по формуле

, где   Y - допустимый выход размера изношенной проходной пробки за нижнюю границу поля допуска отверстия.