Приспособление для фрезерования поверхностей и сверления отверстий

                     2  КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ

2.1 Приспособление для фрезерования поверхностей и сверления     

       отверстий

2.1.1 Назначение и описание работы приспособления

Приспособление предназначено для фрезерования поверхностей, сверления, зенкерования, развёртывания отверстий в рычаге на операции

020 ‘ Сверлильная с ЧПУ ’. Базирование детали производится в призмах. Приспособление двухместное.

Приспособление состоит из корпуса 1, который устанавливается на столе станка с помощью шпонок 12. На корпусе установлены две опоры 2. На одной опоре крепится призма при помощи болтов 17 и штифтов 23. На другой опоре установлены прижимы 5.

Данное приспособление устанавливается при помощи крана, так как масса приблизительно составляет 45 кг.

Заготовка устанавливается на бобышки 4. Далее заготовку закрепляют прижимом 5 с одной стороны при помощи винта 8. Производят обработку. Установка, снятие, закрепление и открепление осуществляется вручную.

2.1.2 Расчет приспособления на точность

Расчет произведем по методике, изложенной в литературе[7].

Погрешность изготовления приспособления e_пр, мм.

eпрd-Кт×мм.

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

d=1 мм;

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

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

e_б – погрешность базирования, мм ,

e_б= 0, так как базирование происходит в призмах;

e_З – погрешность закрепления заготовки, мм , e_З=0,15 мм;

e_У – погрешность установки приспособления на станке, мм,

e_У=mS/L=274×0,05/330 = 0,042 мм,

m – длина обрабатываемой поверхности, мм, m=274 мм;

S – наибольший зазор между направляющими шпонками приспособления и

Т-образным пазом стола станка S=0,18мм ;

L – расстояние между шпонками, мм L=330мм;

e_И – погрешность от изнашивания установочных элементов, мм,

e_И=b×N мм,

где    b - постоянная, зависящая от вида установочных элементов и условий контакта, b=0,03;

N – количество контактов заготовки с опорой, N=3000;

e_И=0,03×3000=0,09мм

e_П – погрешность от смещения инструмента, мм, e_П=0,03 мм;

Кт₂ – коэффициент, уточняющий долю погрешности обработки в суммарной погрешности, Кт₂=0,2…0,8, принимаем Кт₂=0,6;

w - средняя экономическая точность обработки, мм, w=1 мм.

eпр1-1,0×=0,4 мм.

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

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 [3, 7].

Главная составляющая силы резания при фрезеровании - окружная сила, Н

, где C_p – постоянный коэффициент, C_p=825;

K_мр – поправочный коэффициент на качество обрабатываемого      материала

,

n – показатель степени, n=1;

σ_В – предел прочности материала, МПа ;

x; y; n; q; w - показатели степени влияния соответственно глубины, подачи, ширины фрезерования, диаметра и частоты вращения инструмента на окружную силу: x=1,0; y=0,75; n=1,1; q=1,3; w=0,2;

Радиальная составляющая силы резания, Н

P_y=0,4×P_z=0,4×1015=406 H.

Сила резания

Р= Н.

Для определения нормальной силы реакции опоры N спроецируем все силы, действующие на заготовку, на ось OY

P_y-N×cos =0.

Угол  определим

=arcsin( P_z/P)=arcsin(406/1093)=22^o.

N=P_y/cos=406/0,93=437 H

Необходимое усилие зажима

W = 2×N×sin 

         W = 2× 437 × 0,374 = 327 Н.

           Рисунок 2.1- Расчетная схема приспособления для фрезерования

Усилие, развиваемое винтовым механизмом Wв, зависит от величины приложенного   момента, формы рабочего торца, винта и вида резьбы.

 Мкр      

Wв= ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ ,

0,5×tg(a+j_пр)×d

откуда:   

Мкр =  ( 0,5×tg(a+j_пр)×d) ×Wв

W = Wв

Форма рабочего торца – сферическая; угол подьёма резьбы а=2⁰30’; угол трения в резьбе φ = 6⁰40’ , номинальный диаметр резьбы d может быть определён по формуле

, где   Q – сила затяжки, W=1,7H

 - допускаемое напряжение при растяжении , =20 МПа

С – коэффициент

,

Принимаем диаметр резьбы М8 следовательно  d = D/1,7

d= 8/1,7= 4,7 мм.

Крутящий момент , который нужно приложить к винту для надёжного закрепления заготовки  

  Мкр =  ( 0,5×tg(a+j_пр)×4,7) ×108= 41 Н

Определяем усилие приложенное к рукоятке винта

Мкр

P = ¾¾¾¾¾,

L

Где  L длина рукоятки, принимаем L=0,3 м

41

P = ¾¾¾¾= 137 Н

0,3

2.1.4 Расчет элементов приспособления на прочность

Для надежного закрепления заготовки в приспособлении рассчитаем резьбу  винта  (см. рисунок 2.1) на прочность. Расчет ведем по методике, изложенной в литературе [3, 7].

Определим диаметр 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 винт М8, у которого по ГОСТ 9150-81 d₁=6 мм.

Напряжение смятия

_см=, где z- число витков на длине свинчивания

z=H/p=24/1=24, где H- длина ввинчивания ,мм;

р- шаг резьбы;

d- наружный диаметр, d=8мм;

d1- внутренний диаметр, d1=6мм;

К_м- коэффициент неравномерности нагрузки по виткам резьбы