Расчётно-конструкторский анализ станочного приспособления. Погрешность базирования при установке в призму

Усилие Q, развиваемое зажатием гаек 16,17 передаётся на заготовку через планку с призмами и надёжно крепит её.

Отжим заготовки осуществляется вручную путём отвинчивания гаек 16,17 и отводу планок 1,2 с призмами 5,7. Для ориентации приспособления на столе станка в плиту приспособления запрессованы две опоры 20. В плите также имеются четыре проушины для закрепления приспособления на станке с помощью болтов 9, гаек 18 и шайб 21. Транспортировка приспособления производится при помощи рым болтов. Во время эксплуатации рым болты свинчиваются для удобства.

       3.1.2 Расчёт погрешности установки детали в приспособление

При расчете приспособления на точность суммарная погрешность ε при обработке детали не должна превышать величину допуска Т выполняемого размера при обработке детали.

Погрешность установки εу заготовки определяется по формуле:

,мм                                                   (3.1)

где   - погрешность базирования

- погрешность закрепления

Погрешность базирования ε представляет собой отклонение фактического положения заготовки от требуемого и определяется как предельный допуск рассеяния расстояния м/д измерительной и технологической базами в направлении выполняемого размера.

Возникает погрешность базирования ε при не совмещении технологической и измерительной баз, при совпадении этих баз данная погрешность равна нулю

Таблица 1-Расчет погрешности установки

( Технический чертёж на 11 странице)

Погрешность базирования при установке в призму равна:

                                                            (3.2)

где Td – допуск на диаметр, мм.

ε= 0,12 мм [В.Е.Антонюк], с.164

Точность обеспечивается, если выполняется условие: Т>,т.е.       0,2>0,12

0,52>0,23

0,62>0,23

                                                                                                                0,2 >0,23

Рисунок 2 – Схема базирования

Точки 1,2,3,4 -  опорные точки, расположенные, на цилиндрической поверхности вала, образуют двойную направляющую базу – лишают четырёх степеней свободы: перемещения вдоль 2-х осей и поворота вокруг этих осей.

Точка 5  – это опорная база, лишает заготовку перемещения вдоль оси.

Точка 6 – опорная база (скрытая) – возникает при закреплении детали и служит для ликвидации возможности поворота детали вокруг своей оси.

                                    Рисунок 3 – Схема установки       

3.1.3 Расчёт параметров силового органа приспособления

Эффективность зажима в значительной степени зависит от места и направления приложения силы. При выборе ее направления необходимо учитывать приведенные ниже правила:

1 Сила зажима должна быть направлена перпендикулярно к плоскости базовых поверхностей и исключить при зажиме сдвиг заготовки.

2 При базировании заготовки по нескольким базовым поверхностям сила зажима должна быть направлена к тому установочному элементу, с которым заготовка имеет наибольшую площадь контакта.

3 Направление силы зажима и силы тяжести заготовки должны совпадать.

4 Направление силы зажима по возможности должно совпадать с направлением силы обработки.

Усилие зажима заготовки в приспособлении определяем по формуле:

W =,Н                                                                                      (3.3)

где k – коэффициент запаса;

f1 – коэффициент трения = 0,15;   [В.Е.Антонюк], с.207

fпр – приведённый коэффициент трения

                                                                                      (3.4)

fпр=0,15×sin45=0,13

Определяем силу резания P_z, возникающую при фрезеровании поверхности:

                         (3.5)

где Ср=68,2;  u=1,0; х=0,86; q=0,86; y=0,72; w=0 [ СТМ 2 ];

   (3.6)

Pz ==511,36 Н

При расчетах следует определить требуемую силу зажима с учетом коэффициента запаса К, предусматривающего возможное увеличение силы резания из-за различных факторов. [В.Е.Антонюк], с.199-204

                                                       (3.7)

где  К = 1,5- гарантированный коэффициент запаса для всех случаев;

К = 1- коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки,   при чистовой обработке;

К = 1,7 -коэффциент, учитывающий увеличение силы резания от прогрессивного  затупления инструмента;

К = 1-коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при прерывистом резании;

К = 1,3-коэффициент, учитывающий постоянство силы зажима, развиваемой силовым приводом приспособления, при перемещении ручного зажима;

К = 1-коэффициент, учитывающий эргономику ручных зажимных устройств, при удобном расположении рукояток и малом угле поворота рукоятки;

К = 1-коэффициент, учитываемый только при наличии крутящих моментов, стремящихся повернуть обрабатываемую деталь, при установке детали на опорные планки или другие элементы с большой поверхностью контакта;

К =

Рисунок 4 −  Схема действия сил 

Для данного зажимного механизма:

                               ,Н                                                     (3.8)

                                                                                (3.9)

с – коэффициент для основных метрических резьб, с=1,4.

[σр] – допускаемое напряжение материала, МПа.

Принимаем болт с резьбой М14

3.2 Расчёт режущего инструмента.

Рассчитать и сконструировать шпоночная фрезу для нарезания шпоночного паза: 14Р9; угол зацепления а=5; высота головки зуба f1=1,5; высота ножки зуба h=1,2; толщина зуба S=3.

Решение

Расчёт производится по В.И.Климов «Справочник инструментальщика».(с.415)

Выбираем число заходов фрезы n=28

Шаг зубьев в нормальном сечении

                            tn=mπn  , мм                                                               (3.10)

tn=2,1167×3,14×1=6,65 мм

Ход зубьев по нормали

tzn=tn×n , мм                                                           (3.11)

tzn=1×28=28 мм

Толщина зуба в нормальном сечении

Sn=tn-S =3,65   мм                                                        (3.12)

Высота головки зуба фрезы

hau=hf=6 мм

Коэффициент зазора между валом и фрезой с=0,25

Высота ножки зуба фрезы

hfu=ha+cm  ,  мм                                                           (3.13)

hfu=1,3335+0,25×2,1167=1,86, мм

Полная высота зуба фрезы                                                         

hu=hau+hfu, мм                                                             (3.14)

hu =1,1665+1,86=3,03 мм                                                            

Радиус закруглпния головки зуба

r=0,25m  ,    мм                                                              (3.15)

r=0,25×2,1167=0,53 мм

Радиус закругления ножки зуба

r=0,2×m , мм                                                                  (3.16)

r=0,2 ×2,1167=0,42 мм

Толщина зуба на вершине фрезы

Sa=Sn-2hau×tgα ,  мм                                                   (3.17)

Sa=3,32-2 ×1,1665×tg30=1,97 мм

Определение конструктивных размеров фрезы

Передний угол фрезы у=5

Задний угол при вершине αβ=20

Величина заднего угла на боковых сторонах профиля

tgαδ=tgαβ×sinα=5                                                       (3.18)

Диаметр посадочной поверхности фрезы

do=14мм                                                                      (3.19)

выбираем ближайшее значение do=14 мм

Наружный диаметр Фрезы выбираем по таблице 4(с.175) Da=13,8мм

Число зубьев фрезы zu=2                                                                (3.20)

Величина затылования

                                                             (3.21)

Величина дополнительного затылования

К1=1,2×К                                                                      (3.22)

К=1,12×1=1,12

округляем до ближайшего большего К=2,5

Глубина стружечной канавки

Н=hu+(k+k1)/2+1, мм                                                       (3.23)

Н=3,03+(1+2,5)/2+1=2,17мм

Угол стружечной канавки принимаем σ=25 (с.416)

Средний расчётный диаметр

Dt=Da-2×hau-2×0.3×k , мм                                               (3.24)

Dt=10,5мм

Угол наклона винтовой линии

sinω=m×n/Dt                                                                      (3.25)

sinω=1,99

Шаг винтовой линии

Т=π×Dt×ctgω , мм                                                              (3.26)

T=3,14×10,5×ctg1,99=121мм

Шаг витков по оси

to=tn/cosω, мм                                                                    (3.27)

to=6,65/cos1,99=6,65 мм

Профильный угол фрезы в осевом сечении

tgαос=tgα/ cosω=30

сtgαос=1,73

         Размеры фрезы

Диаметр буртиков фрезы                                                                                                             (3.29)

d1=Da-2×H-2, мм

d1=13мм

Длина буртиков

l=20мм

Длина фрезы

L =63мм

3.3 Расчёт и конструирование измерительного инструмента

Рассчитать и сконструировать шаблон для контроля размера