125555 (Технологическая оснастка для механической обработки детали Кронштейн), страница 2

Составляется уравнение сил, на схеме нагрузок:

(Pz+Poc·f)·Кз=с₁·F₁+c₂·F₂

Тогда из уравнения определяется сила зажима заготовки W:

Pz – максимальная сила резания, согласно заданию 890 Н;

ω - подъема винтовой канавки концевой фрезы для обработки материала В95пч фрезой из быстрорежущей стали Р6М5 – ω=30°;

f - коэффициент трения на стыке между ложементом и заготовкой, f=0,15;

- коэффициент запаса, учитывает степень затупления, колебание припуска при обработке за счет износа штампа, твердость и вязкость материала детали; =2,5;

с₁ и c₂ – коэффициенты, которые учитывают нагружение прихватов;

с₁ – всегда равен 1;

с₂ =1/2.

Последующие коэффициенты определяются по формуле:

к – порядковый номер работающего прихвата;

n – общее количество работающих прихватов в установе.

1.6 Определение размеров элементов зажима заготовки

1. Определение диаметра резьбы шпильки прихвата.

Исходя из прочности материала шпильки и при одинаковой длине плеч прихвата b, диаметр резьбы шпильки определяется по формуле:

W – сила зажима – 1013 кг

- допускаемое напряжение на растяжение для шпилек из стали 45 - 1700 кг/см², из стали 40Х - 2500 кг/см²

Принимается шпилька с резьбой М16.

1.6.2. Определение размеров прихвата.

Ширина прихвата B принимается (3…3,5)d_шп

B=3·d_шп=3·16=48 мм

Высота прихвата h принимается (1,1…1,3)d_шп

h=1,2·d_шп=1,2·16=19 мм

Ширина прихвата L принимается (6…10)d_шп

L=7·d_шп=7·16=112 мм

Ширина паза b= d_шп=16 мм

Длина паза зависит от величины смещения прихватов при выполнении установа.

l= d_шп+c=16+39=55 мм

с – максимальная величина смещения прихватов с = D_макс+к+1=28+10+1=39 мм

D_макс – максимальный диаметр фрезы – 28 мм

к – максимальная длина контакта прихвата с заготовкой – 10 мм (в установах А и Б)

Размер l₁ определяется при выполнении компоновки, он должен быть ≥ 6 мм.

По ГОСТ 12937-67 принимаются плоские передвижные прихваты.

1.7 Выбор гидроцилиндров

Гидроцилиндры по сравнению с пневмоцилиндрами имеют следующие преимущества: развивают большую силу зажима при минимальных диаметральных размерах; высокая стабильность силы зажима, что даёт возможность исключить погрешность закрепления; высокое быстродействие.

Для данной схемы закрепления заготовки принимаются толкающие гидроцилиндры двухстороннего действия.

Определяем диаметр цилиндра по формуле:

D – диаметр цилиндра - см

W – сила зажима - 1013 кг

p – давление в цилиндре 100 кг/см²

η – КПД - 0,85.

По нормали МН 2251-61 принимается гидроцилиндр ближайшего большего значения с D = 40 мм, с длиной хода штока 15 мм. Нормаль предусматривает ряд диаметров: 40,50,60,80,100 мм с минимальной длиной 70 мм. В штоке имеется резьбовое отверстие М12 для установки шпильки с минимальным выступанием 10 мм, в крышке имеется резьбовое отверстие – М12 для крепления цилиндра. Рабочее давление P = 10МПа (100кг/см²).

Гидроцилиндры по ОСТ 2Г22-3-86 (см. приложение) работают при давлении Р = 6 МПа (60кг/см²) и имеют ряд диаметров: 40,50,63 мм с минимальной длиной – 23 мм. Если принимать цилиндры по ОСТ, то он будет иметь больший диаметр и длину, а значит, толщина ложемента при небольшой высоте детали получится значительно больше.

Гидроцилиндры по ГОСТ 19899-74 имеют только резьбовое крепление корпуса цилиндра, что неприемлемо для данного приспособления.

Если принимать гидроцилиндры тянущего типа, то диаметр рассчитывается по формуле:

W – сила зажима - Н

Р – рабочее давление - Па

η – КПД - 0,85.

1.8 Расчет на прочность “слабых” звеньев конструкции

Слабым звеном конструкции является прихват, ослабленный пазом при работе на изгиб.

Напряжение при одинаковой длине плеч прихвата (см.п. 1.6) определяется по формуле:

W – сила зажима – 1013 кг

l – длина плеча – см

W’ – момент сопротивления сечения прихвата – см³

- допускаемое напряжение на изгиб: для стали 45 – 2000 кг/см², для стали 40Х – 3000 кг/см².

L – длина прихвата 112 мм (см.п.1.6.2)

d_шп – диаметр шпильки в штоке цилиндра – 12 мм

к – максимальная длина контакта прихвата с заготовкой – 10 мм (в установах А и Б)

е – величина отступа шпильки цилиндра от торца прихвата – 2 мм

B – ширина прихвата 4,8 см

b – ширина паза 1,6 см

h – толщина прихвата 1,9 см

Расчет удовлетворяет прочности прихвата.

1.9 Графическая компоновка приспособления

Графическая компоновка приспособления выполняется на миллиметровой бумаге стандартного форматы. Количество видов, разрезов и сечения должно быть достаточным для представления формы входящих деталей и узлов.

Для выполнения эскиза компоновки приспособления необходимо:

- вычертить эскиз детали штрихпунктирной линии с двумя точками, причем элементы конструкции детали, которые не выполнены до данной операции не вычерчиваются, деталь считается прозрачной;

- относительно контура детали вычерчиваются элементы базирования и зажима заготовки: ложемент, конфигурация которого должна соответствовать конфигурации детали, цилиндрический и срезанный палец, прихваты, гидроцилиндры, шпильки, пружины, шайбы и гайки;

- вычерчивается плита приспособления, размеры которой для уменьшения металлоемкости должны быть минимальны, толщина плиты принимается длины плиты; на плите показывают пазы для крепления приспособления на столе станка (см. приложение);

- на плите размещают два цилиндрических базовых пальца ø30g6 и ø22g6 (см. приложение) четыре рым-болта для транспортировки приспособления;

- если требуется большая величина смещения прихватов, то вычерчиваются направляющие 3, которые образуют Т-образный паз для одновременного смещения цилиндра 1, вместо шпильки болта 5 и прихвата с установкой обоймы 6 для фиксации постоянного межцентрового расстояния l между цилиндром и центральным болтом (Рис.1); направляющие 3 крепятся к плите 2 винтами 7, цилиндр 1 без натяга крепиться болтами с лысками 4;

- вычерчивают штифты для фиксации ложемента, крепежные винты;

- указывается место маркировки;

- проставляются номера позиции и узлов;

- проставляются позиционные, посадочные, монтажные и габаритные размеры;

- представляются технические требования;

- составляется спецификация.

1.10 Конструкция и работа приспособления

Приспособление состоит из плиты 2, на которой размещается ступенчатый ложемент 3, который фиксируется двумя штифтами 6 и крепится на плите винтами 7. В плиту запрессованы два цилиндрических пальца 4, 5 для ориентации приспособления на столе станка. На ложементе размещается цилиндрический палец 15 и срезанный 16 для базирования заготовки. Для зажима заготовки предусмотрены прихваты 14, шпильки 9, пружины 13, гайки 10, сферические шайбы 12 и гидроцилиндры 1. На плите размещены рым-болты 17 для транспортировки приспособления.

После установки приспособления на столе станка и закрепления его посредством болтов и гаек через Т-образные пазы стола на ложемент через базовые пальцы устанавливается заготовка.

Прихваты, работающие в установе А сдвигаются на плоскость уха и стенки заготовки. Включается четырехпозиционный распределитель в требуемую позицию, поворачивается кран управления. Тогда масло от гидростанции высокого давления через гибкий шланг, кран управления, распределитель, шланг и трубопроводы будет поступать в нижние полости двух гидроцилиндров – штоки гидроцилиндров смещаются вверх, воздействуя через шпильки, ввернутые в штоки на два прихвата. Прихваты поворачиваются относительно сферических шайб, прижимаю заготовку к ложементу.

Для перехода на установ Б поворачивается кран управления – масло поступает в верхние полости цилиндров, смещая штоки вниз, пружины прижимают прихваты до горизонтального положения. Исполнитель отодвигает их от заготовки, смещает прихваты, работающие в установе Б на торцы полок заготовки (см. схему установов), переключает распределитель в другую позицию, поворачивает кран управления, программа отрабатывает установ Б и так далее до установа Г включительно, после чего заготовка снимается.

1.11 Расчет погрешности базирования

Погрешность базирования при установке заготовки на цилиндрический и срезанный палец определяется по формуле:

- минимальный диаметральный зазор между пальцем ø9f7 и отверстием ø9H9 - 0,013 мм

- допуск на изготовление пальца ø9f7 - 0,015 мм

- допуск на изготовление отверстия ø9H9 - 0,036 мм

- наибольшее расстояние от центра пальца до обрабатываемого контура детали 40 мм

L- расстояние между пальцами 74 мм

=0,13 мм

Что соответствует требуемой точности обработки детали с учетом других погрешностей обработки.

1.12 Выводы по конструкции приспособления

1. В конструкции приспособления используется 87% стандартных деталей и узлов, что приводит к снижению себестоимости его изготовлению.

2. Приспособление механизировано за счет использования гидроцилиндров, что привет к снижению вспомогательного времени на обработку деталей.

3. Приспособление обеспечит полное базирование заготовки и исключит погрешность закрепления за счет стабильной силы гидроцилиндрами, что повысит точность обработки.

4. Приспособление по конструкции удобно в эксплуатации.

5. Приспособление обеспечит качественное выполнение данной операции обработки детали с одной стороны.

6. Недостатком является необходимость приобретения стандартной гидростанции, распределителя, крана управления, проведение монтажных работ. Поэтому необходимо предусмотреть питание гидростанции группы приспособлений для станков с ЧПУ.

2. Проектирование контрольного приспособления

2.1 Расчет исполнительных размеров

Диаметры базового и рабочего пальцев рассчитываются по схеме полей допусков.

2.1.1 Определяется номинальный диаметр рабочего пальца d_пр

d_пр - диаметр изношенного проходного калибра, принимается по справочнику на исполнительные размеры калибров, этот диаметр фактически является номинальным для базового пальца и составляет 8,952 мм

2.1.2 Определяется номинальный диаметр рабочего пальца d_ном по схеме полей допусков

d_ном = d_min- 2Δ+2Δ_к+W+H

d_ном – номинальный диаметр для рабочего пальца определяется из схемы полей допусков на рабочий палец

d_min – минимальный диаметр отверстия

Δ – отклонение на межцентровое расстояние, указанное на чертеже

Δ_к – предельное отклонение измерительного элемента от номинального положения – принимается по таблице в зависимости от Δ

W – допуск на износ измерительного элемента – принимается по таблице в зависимости от Δ

Н – допуск на изготовление – принимается по таблице в зависимости от Δ.

d_ном = 9-2·0,05+2·0,008+0,01+0,008=8,934 мм

2.2 Конструкция и эксплуатация контрольного приспособления

Контрольное приспособление предназначено для контроля межцентрового расстояний отверстий. Калибр состоит из планке, в которую запрессованы базовый измерительный палец (он должен иметь большую длину), а также рабочий палец. В планку запрессована или посажена резьбовым соединением ручка с сетчатыми рифлениями, на ней имеется лыска для маркировки. Предварительно контролируются диаметры выполненных отверстий в заготовке калибр-пробками. В случае положительных результатов контроля производится контроль межцентрового расстояния контрольным приспособлением. Для этого вводится базовый палец в отверстие, а далее и рабочий, если он проходит, то межцентровое расстояние выполнено в допуске.