Проектирование технологической оснастки для изготовления деталей типа "Рычаг" с применением станков с ЧПУ. Деталь-представитель: Рычаг КЗК 0109611

Расчет точности изготовления приспособления будем вести из условия обеспечения размера заготовки  34±0,3мм по методике, изложенной в литературе [1. стр 147  ].

Таблица 3.1 – Расчет приспособления на точность.

Погрешность приспособления eпр, мм

eпрd-Кт×

где       d - допуск выполняемого при обработке размера заготовки, d=0,6 мм;

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

Кт₁ - коэффициент, учитывающий уменьшение предельного значения  погрешности базирования при работе на настроенных станках, Кт₁=0,80…0,85, принимаем Кт₁=0,83;

e_б – погрешность базирования, мм, e_б=0 мм;

e_З – погрешность закрепления заготовки, мм, e_З=0 мм, так как при закреплении не происходит смещение заготовки в направлении выдерживаемого размера;

e_У – погрешность установки приспособления на станке, мм,

e_У=mS/L=144×0,045/130=0,049 мм, где    m – длина обрабатываемой поверхности, мм, m=144 мм;

S – наибольший зазор между направляющими шпонками приспособления и Т-образным пазом стола станка, мм; при посадке Н7/h8  S=0,045 мм.

L – расстояние между шпонками, мм L=130мм;

e_И – погрешность от изнашивания установочных элементов, мм,

e_И =0,01 мм,

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

Кт₂ – коэффициент, уточняющий долю погрешности обработки в суммарной погрешности, Кт₂=0,6…0,8, принимаем Кт₂=0,65;

w - средняя экономическая точность обработки, мм, w=0,12 мм.

eпрd-Кт×=

=0,6-1,1× мм.

Так погрешность изготовления приспособления меньше допуска на размер, следовательно оно обеспечит необходимую точность обработки.

 Расчёт параметров силового органа приспособления

Сила P_z, которая возникает при обработке заготовки, старается сдвинуть заготовку, этому препятствуют силы трения, которые возникают в местах контактов заготовки с опорами и зажимным механизмом (смотри рисунок 3).

Рисунок 3 - Схема сил, которые действуют на заготовку

Определяем величину силы резания Pz при фрезеровании поверхности.

Уравнение равновесия силы зажима и сил, возникающих при фрезеровании выразится следующим образом:

W×f=k×, где W- усилие зажима, Н;

f- коэффициент трения на рабочих поверхностях зажимов, для гладких поверхностей f=0,25;

К – коэффициент запаса

К=К₀·К₁·К₂·К₃·К₄·К₅·К₆=1,5·1,3·1,2·1,2·1,3·1,0·1,0=3,65 ,

К₀- коэффициент гарантированного запаса, К₀=1,5;

К₁ – коэффициент, учитывающий возрастание сил обработки при затуплении инструмента, К₁=1,3;      

К₂ – коэффициент, учитывающий неравномерность сил резания из-за непостоянства снимаемого при обработке припуска, К₂ =1,2;

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

К₄ – коэффициент, отражающий непостоянство развиваемых приводом сил закрепления, К₄ =1,3; 

К₅ – коэффициент, учитывающий непостоянство развиваемых сил зажимных устройств с ручным приводом, К₅ =1,0 – при удобном расположении и малом угле поворота зажимных устройств;

К₆ – коэффициент, учитывающий наличие моментов стремящихся, повернуть заготовку, установленную плоской поверхностью на постоянные опоры, К₆ =1,0;

Pz – главная составляющая силы резания, Н

, где   Ср – постоянный коэффициент: Ср=68,2;

t – глубина резания, t=3 мм;

Sz – подача  на зуб, S=0,1 мм/об;

x, y, u, w, q, –показатели степени: x=0,86, y=0,72, u=1,0, q=0,86, w=0;

Кр – поправочный коэффициент

Кр=Кмр×Кgр×Кjр×Кlр×Кrр, где Кмр – поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости

Кмр=( σ_В /750)^0,75=(500/750)^0,75=0,718, где    Кgр, Кjр, Кlр, Кrр – поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на составляющие силы резания: Кgр=1, Кjр=1, Кlр=1, Кrр=1;

Кр=0,718×1×1×1×1=0,718.

H.

Н,

Н.

Сила резания

Р= Н.

Сумма моментов

W×b=Q×a, где Q– сила затяжки, Н;

a, b,  – плечи сил, мм.

Тогда

          ,          Н.

В данном приспособлении для фрезерования торцевых поверхностей наиболее нагруженным элементом является резьба зажимного винта, работающего на срез и смятие.

Зная необходимое усилие зажима, производим расчет зажимного устройства – винта.

Определяем номинальный диаметр резьбы:

, где С – коэффициент, для основной метрической резьбы С=1,4;

 - допустимое напряжение растяжения-сжатия; для стали 45  МПа.

мм;

По конструктивным соображениям принимаем винт М16.

Определяем момент М, который нужно развить на винте для обеспечения заданной силы зажима, Н×м:

, где     rcp – средний радиус резьбы, м

м;

a – угол подъема резьбы, a=2°;

f– угол трения в резьбе,  f=10°;

Мтр – момент трения в месте контакта винта, Н·м:

 , где     f – коэффициент трения, f=0,15;

rпр – приведенный радиус контакта; rпр  =0,004 м,

 Н·м,

 Н·м.

3.2 Конструирование и расчет режущего инструмента

Фрезу принимаем по ГОСТ 5348-69: D = 100. Фреза устанавливается на многоцелевой станок модели 2206ПМФ4.

Дисковая трехстороння фреза обладает большой производительностью и требует меньшего расхода энергии на фрезерование.

Диаметр фрезы

D=1,6*В,               где В – ширина фрезерования

D=54*1,6 = 86,4 мм.

Из стандартного ряда принимаем диаметр фрезы D = 100 мм.

Диаметр корпуса фрезы принимается на 10 мм меньше диаметра фрезы D.

D1 = 90 мм.

Число зубьев для фрезы

Z = 0,06 _* 100 + 2 = 8  Принимаем Z = 8.

Размеры ножей  выбираем по ГОСТ 14700-69.

Ширину фрезы, а также диаметры посадочного отверстия, ширину паза