Проектирование технологической оснастки для изготовления деталей типа "Корпус"

3  ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ

3.1 Расчётно-конструкторский анализ станочного приспособления

3.1.1 Описание конструкции и принципа работы приспособления

На операции 010 − Комплексной с ЧПУ используется специальное приспособление с ручным винтовым зажимом. Применение такого вида зажима позволяет упростить конструкцию приспособления, снизить стоимость изготовления и повысить надёжность закрепления.

В качестве установочных элементов используется палец позиция 3, призма позиция 4 и опора позиция 2. В качестве зажимного элемента используется прихват позиция 5. Призма крепится к корпусу позиция 1 при помощи двух винтов позиция 9 и двух штифтов позиция 18. Зажим осуществляется гайкой позиция 12. Прихват позиция 5 является откидным, подвижность которого обеспечивает шпилька позиция 15. Корпус позиция 1 сварной. К нему при помощи винтов позиция 8 крепится стакан позиция 6 и палец позиция 3. Опора позиция 2 крепится к корпусу позиция 1 через гайку позиция 10.

Деталь в приспособлении базируется следующим образом: отверстием 13 на палец позиция 3 является двойной направляющей базой и лишает деталь 4-х степеней свободы; поверхностью Ø95 в призму позиция 4 - направляющая база - лишает деталь 5-ой степени свободы; прихват позиция 5 - опорная база - лишает деталь 6-ой степени свободы при зажиме .

Деталь в приспособлении устанавливается следующим образом: отверстием 13 устанавливается на палец позиция 3, поверхностью Ø95 в призму позиция 4 и на опору позиция 2. Зажим детали осуществляется прихватом позиция 5 который является откидным и осуществляется гайкой позиция 12. Пружина позиция 13 при откреплении детали приподнимает прихват позиция 5, тем самым облегчается поворот  прихвата.

Для обеспечения позиционирования приспособления на столе станка используются шпонки позиция 15, которые входят Т-образные пазы стола станка.

Для закрепления приспособления на столе происходит при помощи Т-образных болтов позиция 7, которые также входят в пазы стола станка и фиксируются шайбой позиция 14 и гайкой позиция 11.

Приспособление на стол станка устанавливается при помощи рым- болтов кран-балкой, которые снимаются на операции.

3.1.2 Расчёт погрешности установки детали в приспособлении

E_y=,  мм                                                                                           (3.1)

где Е_б  – погрешность базирования, мм;                                 

Е_з – погрешность закрепления, мм;

Е_б  = TD+Td+∆, мм;                                                                                        (3.2)

∆=ES+ei,мм;                                                                                                    (3.3)

∆=–0,02–0,025=–0,045мм;

Е_б  = 0,04+0,025–0,045 = 0,02 мм;

Ез = 0 [1];

E_y==0,02мм                                                                                    (3.4)

   ТD Ø 50±0,02=ЕS-EI=0,02-(-0,02) = 0,04 мм                                                                     

Точность обеспечивается, т.к. 0,04>0,02 мм

ТD Ø 50±0,02>0,02 мм

3.1.3 Расчёт параметров силового органа приспособления

Усилие зажима заготовки в приспособлении определяем по формуле:

W=,Н                                                         (3.5)

где  k – коэффициент запаса;

M – крутящий момент, H;

R – радиус поверхности Ø95, мм;

f₁ – коэффициент трения [1 с.78];

f_пр – коэффициент приложенный

                        К=К₀∙К₁∙К₂∙К₃∙К₄∙К₅∙К₆, [1 с.80]                                            (3.6)

где К₀=1,5 – гарантированный коэффициент запаса для всех случаев;

К₁– коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки;  

К₁-1,2 для чистовой заготовки;

К₂ – 1,2 - коэффициент учитывающий увеличение сил резания от прогрессирующего затупления инструмента;

К₃ – 1,3 - коэффициент,  учитывающий силу резания при прерывистом резании;

К₄ – 1 -  коэффициент учитывающий постоянство силы зажима, развиваемой силовым приводом приспособления при применении ручного зажима;

К₅ – 1 - коэффициент, учитывающий эргономику ручных зажимных элементов при удобном расположении рукоятки;

К₆ – 1 -  коэффициент учитываемый при наличии крутящих моментов, стремящихся повернуть обрабатываемую заготовку;

К=1,5×1,2×1,2×1,3×1×1×1=2,808

M= Pz × a, Н                                                     (3.7)

где  Pz – сила резания, Н;

a – радиус отверстия 13, мм

M= 1953 × 25=48825Н                                    (3.8)

f_пр= f₁×sin α                                           (3.9)

где  α – половина угла призмы

f_пр= 0,2×sin 45⁰ = 0,14

W =  Н

Усилие, приложенное к прихвату:

Q= W/(1–3×f×L/H)+q, H                                 (3.10)

где  f – коэффициент трения 0,05-0,1;

L – плечо приложения усилия прихвата, мм;

Н – длина опорной поверхности направляющей прихвата, мм;

q – усилие возвратной пружины, Н

Q = 8489/(1–3×0,1×108/88)+6=13480 H

Рисунок 1  Схема действия сил

Определяем внутренний диаметр винта:

                                                                                      (3.11)

где W – усилие зажима, Н

[G_p] - 58÷108, принимаем 108 МПа;

с = 1,4

                                             (3.12)

Принимаем стандартный диаметр винта М16.

3.2 Конструирование и расчёт режущего инструмента

Рассчитать и сконструировать концевую фрезу, материал режущей части Р6М5 для чернового расфрезерования отверстия диаметром 65 мм у заготовки из стали 35 с пределом прочности σ_в = 700 МПа. Припуск на обработку h = 5 мм. Обработка производится на многоцелевом станке с ЧПУ ИР320ПМФ4.

Решение:

1 Предварительно задаёмся длиной L фрезы и соответственно её диаметром D`, числом зубьев Z` и углом ω: L`=193 мм, D`=20 мм, Z`=6, ω=10°.

2 Определяем режимы резания:

2.1 Подача Sz, мм/зуб

Рекомендуемая: Sz= 0,06÷0,1 мм/зуб

Принимаемая: Sz= 0,1 мм/зуб [9 с.288]

2.2 Скорость резания V_рез, м/мин

, м/мин                                         (3.13)

где Сν=46,7; q=0,45; х=0,5; y=0,5; u=0,1; р=0,1; m=0,33 [9 с.288]                            

Кν=Кмν∙Кпν∙Кuν                                                     (3.14)   

где Кν − общий поправочный коэффициент на скорость резания [9 с.288];

Кмν − коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого                                                                                                                    материала [9 с.288];

Кпν − коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки