Сверлильное приспособление. Назначение и принцип работы, страница 2

Принимаем диаметр резьбового соединения .

2.1.4 Расчет элементов приспособления на прочность

Произведем расчет витков резьбы болта и гайки  на смятие и срез. Расчет витков резьбы на смятие и срез произведем по методике изложенной в литературе [ 11 ].   

Напряжение смятия , МПа, в резьбе определяется по формуле:

, где  F – осевая сила на тяге, Н; F = H;

d – наружный диаметр резьбы, мм; d = 14мм;

d₁ – внутренний диаметр резьбы, мм; d₁  = 12,494мм;

z – число витков на длине свинчивания, шт

;

Н – высота гайки, мм; 

P – шаг резьбы, мм;

K_m – коэффициент неравномерности нагрузки по виткам резьбы;

K_m = 0,6 [ 11 ];

[] – допустимое напряжение смятия МПа

;

– предел текучести материала тяги, МПа; = 355МПа.

Тогда напряжение смятия равно:

.

Так как - то условие прочности по напряжению смятия выполняется.

Напряжение среза , МПа, в резьбе определяется по формуле:

для тяги

, для гайки

         , где  F – осевая сила на тяге, Н; F = H;

d₁ – внутренний диаметр резьбы тяги, мм; d₁  = 12,494мм;

D – наружный диаметр резьбы гайки, мм; D = 14мм;

Н – высота гайки, мм; H = 18мм; 

k – коэффициент учитывающий тип резьбы; k = 0,87 [ 11 ];

K_m – коэффициент неравномерности нагрузки по виткам резьбы;

K_m= 0,6 [ 11 ];

[] – допустимое напряжение среза МПа

;

– предел текучести материала тяги, МПа;= 355МПа.

Тогда напряжение среза равно:

для тяги

, для гайки

.

Так как  и - то условие прочности по напряжению среза для тяги и гайки выполняется

2.2 Кондуктор для сверления отверстия

2.2.1 Назначение и описание работы приспособления

Сверлильное приспособление представляет собой кондуктор для сверления двух отверстий диаметром Æ8,95H11 мм в обрабатываемой детали.

Кондуктор состоит из корпуса 1 на котором с помощью винтов 10 крепится стойка 7 с втулкой 19. кондукторная планка 5 –откидная что позволяет использовать кондуктор на двух операциях. На корпус с помощью опоры 4 крепится подпружиненная тяга 3. Деталь устанавливается на палец 2, через который проходит тяга. Быстросменная шайба 6  накидывается на тягу и зажимается гайкой 24. Приспособление устанавливается на стол станка, и с помощью болтов 9.

Приспособление одноместное, обработка детали осуществляется на вертикально-сверлильном станке модели 2Н135.

2.2.2 Расчет приспособления на точность

Контролируемый размер 48±0,3

Погрешность проектирования приспособления можно определить по формуле

где     d – допуск на выдерживаемый размер, так как при использовании данного приспособления производится сверление отверстий, то для расчетов принимаем допуск для отверстия, который составит d=0,6м;

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

К₁ – коэффициент, принимаемый во внимание в случаях, когда погрешность базирования не равна нулю, К₁=0,8;

e_б – погрешность базирования, e_б=0;

e_з – погрешность закрепления, при использовании винтовых зажимов с установкой по чисто обработанной поверхности e_з=0,05 мм;

e_уст – погрешность установки приспособления,

e_изн – погрешность износа установочных элементов приспособления, e_изн=0,02 мм;

e_п – погрешность смещения режущего инструмента, e_п=0,049 так как производится обработка через кондукторную втулку;

К₂ – коэффициент, К₂=0,7;

w – погрешность обработки, исходя из экономической точности, для сверления w=0,02 мм.

Тогда погрешность проектирования приспособления не должна превышать

Проведенный расчет показывает, что погрешность проектирования приспособления не должна превышать 0,008 мм.

2.2.3 Расчет необходимого усилия зажима

Определим силу по формуле силу резания

Крутящий момент потребный на резание М_кр рассчитывается по формуле

Рисунок 2.1 – Расчетная схема приспособления

Чтобы не происходило смещение детали, вызывающее погрешность обработки необходимо, чтобы выполнялось условие F>P_о.

Расчетная схема приспособления представлена на рисунке 2.1.

Сила затяжки определяется по формуле

.

×, где     f – коэффициент трения, f=0,15.

Тогда получим

С учетом коэффициента надежности  сила зажима будет равна

Коэффициент надежности закрепления определяется по формуле

, где     К₀ – гарантированный коэффициент запаса надежности закрепления К₀=1,5;

К₁ – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания из-за случайных неровностей на заготовках, К₁=1,2;

К₂ – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания от затупления режущего инструмента, К₂=1,1;

К₃ – коэффициент, учитывающий условия обработки при прерывистом резании, К₃=1,2;

К₄ – коэффициент, характеризующий погрешность зажимного устройства, К₄=1,3;

К₅ – коэффициент, характеризующий степень удобства расположения рукояток в ручных зажимных устройствах, К₅=1;

К₆ – коэффициент, учитывающий только наличие моментов, стремящихся повернуть заготовку на опорах, К₆=1.

Сила зажима детали в приспособлении будет равна

Так как закрепление детали в приспособлении осуществляется винтовым зажимом, то диаметр резьбы можно определить из условия