Проектирование специального сверлильного приспособления для обработки детали типа "Вал" на станке 2Н125

обеспечения неподвижности заготовки или изделия в избранной системе координат на них необходимо наложить шесть двухсторонних геометрических связей, для создания которых необходим комплект баз.

На рисунке 1 представлена схема базирования детали с указанием шести опорных точек, лишающих деталь шести степеней свободы.

Рисунок 1. Схема базирования заготовки в приспособлении

Приспособление применяется для сверления отверстий, предназначено для базирования заготовок наружним и  внутренним  цилиндрическим поверхностям, плоскостью и для закрепления заготовок  силой W. 

В приспособлении заготовка двойной направляющей базой устанавливается в призму, опорной базой упирается в упор. Закрепление заготовки осуществляется перемещением ловителя к заготовке. После закрепления заготовка фиксируется опорной скрытой базой (опорная точка 6).

1,2,3,4 − двойная направляющая база − база, лишающая заготовку или изделие четырех  степеней свободы − перемещения вдоль двух координатных осей и поворотов вокруг этих осей.

5 − опорная база − база, лишающая заготовку или изделие одной степени свободы − перемещения вдоль одной координатной оси.

6 − опорная база − база, лишающая заготовку или изделие одной степени свободы − перемещения вдоль одной координатной оси.

1.3  РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ УСТАНОВКИ

При использовании приспособления возможно появление погрешности установки обрабатываемых заготовок. Погрешность установки состоит из погрешности базирования  и погрешности закрепления

                                (1)

При установке заготовок с базированием в призмах, погрешность базирования равна 0 т.к. совпадает измерительная и технологическая базы.

Таблица 1. Расчет погрешности установки

 Вывод:  точность обеспечивается,  если выполняется следующее условие   

 − точность обеспечивается

− точность обеспечивается

1.4  РАСЧЕТ УСИЛИЯ ЗАЖИМА ЗАГОТОВКИ В   ПРИСПОСОБЛЕНИЯ

Обрабатываемая деталь находится в равновесии вследствие действия сил резания, зажима и реакций опор. Основными силами процесса обработки являются силы резания. Следует определять требуемую силу зажима с учетом коэффициента запаса к, предусматривающего возможное увеличение силы резания из-за затупления режущего инструмента, неоднородности обрабатываемого металла, неравномерности припуска, непостоянства установки, ненадлежащего закрепления заготовки и т.д. [2], с. 199

                 (2)

где   —  гарантированный  коэффициент  запаса  для   всех

       случаев, ;

                  —   коэффициент, учитывающий состояние поверхности

 заготовок, для чистовой поверхности заготовки, ;

 —  коэффициент, учитывающий увеличение силы резания из-за прогрессирующего затупления режущего инструмента, ;

                 —  коэффициент,    учитывающий увеличение силы резания при   прерывистом  резании, ;

          —  коэффициент,   учитывающий постоянство силы зажима, развиваемой силовым приводом приспособления, ;

           —  коэффициент,  учитывающий  эргономику ручных зажимных    элементов, ;

         — коэффициент, учитываемый только при наличии крутящих моментов, стремящихся повернуть заготовку, если она установлена на элементы с большой поверхностью контакта, .

Определяем коэффициент:

Принимаем:

Определяем осевую силу резания при сверление отверстия [13],с.276...281

                                   (3)

где  S_M=0,1 мм/мин (из ТП);D=7,5 мм - диаметр сверла (из ТП).

Из [13] выбираем значения коэффициентов:   С_р=68; у=0,7; п=0,75; q=1

             (4)            

                           (5)

Тогда

Определяем момент от действия осевой силы при  сверление

отверстия [13], с. 276. ..281

                                                   (6)

где l=0,85− плечо силы; тогда

Рисунок 2    Схема действия сил 

Исходя      из      схемы закрепления заготовки,   определяем   силу зажима   Wзаготовки [2], табл. 9

                           (7)

где R=60мм − радиус заготовки в месте закрепления  ;

f₁ =0,15 − коэффициент трения [2, табл.96]

f_пр. − приведенный коэффициент трения

f_пр.= f₁ sinα

 f_пр.=0,15sin45⁰=0,106

1.5 РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЗАЖИМНОГО

МЕХАНИЗМА

Проанализировав исходные данные  W=11443,3Н и тип производства крупносерийный, применяем в качестве привода пневмоцилиндр двойного действия. Усилие Q,  развиваемое на штоке пневмоцилиндра,  передается на заготовку по схеме согласно рисунку 3

Рисунок 3 - Схема действия сил

Определяем диаметр цилиндра, приняв:

                                                                              (8)

Тогда ,

Принимаем стандартный цилиндр ;

При .

1.6. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ДЕТАЛИ ПРИСПОСОБЛЕНИЕ

Расчет на прочность резьбового соединения

Опыт показывает, что разрушение соединений (при статических и переменных нагрузках) происходит, как правило, из-за среза витков резьбы, а также из-за разрушения болтов по резьбовой части. При нагружении соединения внешней осевой силой полагают, что вся внешняя нагрузка воспринимается поршнем…. Тогда в наименьшем сечении стержня поршня по внутреннему диаметру резьбы будут действовать растягивающие напряжения

                          (9)

где [σ_р]=0,2σ_Т =100 МПа для болта из стали 35; W=11443,3Н - сила, действующая в соединении.

Диаметр стержня болта определяем из этого условия по формуле