124488 (592962), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

2 Переход

Основное время Т_о - время непосредственно на обработку, определяется исходя из схемы обработки [2]:

Т_о = 0,52*d*l = 0,52*6*14 = 0,044 мин.

где d – диаметр обрабатываемого отверстия; l - длина обрабатываемого отверстия.

Т_в – вспомогательное время на установку и снятие заготовки, управление станком, контроль размеров определяется по [1]. Т_в = 0,17 мин.

20 Токарная

1 Переход

Основное время Т_о - время непосредственно на обработку, определяется исходя из схемы обработки [2]:

Т_о = 0,18*d*l = 0,18*30*12 = 0,065 мин.

где d – диаметр обрабатываемого отверстия; l - длина обрабатываемого отверстия.

Т_в – вспомогательное время на установку и снятие заготовки, управление станком, контроль размеров определяется по [1]. Т_в = 0,8 мин.

2 Переход

Основное время Т_о - время непосредственно на обработку, определяется исходя из схемы обработки [2]:

Т_о = 0,63*(D² – d²) = 0,63*(50²-30²) = 1 мин.

где d – диаметр обрабатываемого отверстия; l - длина обрабатываемого отверстия.

Т_в – вспомогательное время на установку и снятие заготовки, управление станком, контроль размеров определяется по [1]. Т_в = 0,8 мин.

Штучное время - время на выполнение операции, определяется суммированием основного и вспомогательного времени.

Вспомогательное время - время на установку и снятие заготовки, управление станком, подвод и отвод режущего инструмента, контроль размеров, определяется по справочным нормативам [1] или экспериментально.

В общем случае для сверлильной операции штучное время определим по формуле:

Т_шт = Т_о + Т_в = 0,087 + 0,044 + 1,05 + 0,17 =1,35 мин.

В общем случае для токарной операции штучное время определим по формуле:

Т_шт = Т_о + Т_в = 0,065 + 1 + 0,8 + 0,8 =2,7 мин.

Найденные значения режима резания заносим в операционные карты, а так же в наладки.

8 Проектирование кулачкового самоцентрирующего патрона

Исходные данные:

Операционный эскиз.

Вид и материал заготовки – отливка СЧ32-52 НВ 220.

Вид обработки – черновая.

Материал и геометрия режущей части резца – резец сборный со сменной четырёхгранной неперетачиваемой пластиной из ВК 4. γ = - 2°, λ = - 3°, φ = 45°.

Режимы резания: t = 2 мм, подача S = 0,5 мм/об, скорость резания V = 102 м/мин.

Тип приспособления – одноместное универсальное наладочное (УНП) со сменными кулачками.

Металлорежущий станок 16К20 ( наибольший диаметр патрона – 400 мм, внутренний конус шпинделя – Морзе 6 [5], основные размеры концов шпинделя по ГОСТ 12595-72 [6].

8.1 Расчёт сил резания

Расчет сил резания выполним по методике изложенной в [4]. При продольном и поперечном точении составляющие Р_z, Р_y, Р_x силы резания рассчитываются по формуле:

P_{z, y, x} = 10 * C_p * t^x * S^y * Vⁿ * K_p

где C_p, x, y, n – постоянная и показатели степени для конкретных условий обработки, выбираются по таблице. При обработке серого чугуна резцом, оснащённым пластиной из твёрдого сплава, они равны:

для расчёта P_z – C_p = 92; x = 1; y = 0,75; n = 0;

для расчёта P_y – C_p = 54; x = 0,9; y = 0,75; n = 0;

для расчёта P_x – C_p = 46; x = 1; y = 0,4; n = 0.

Поправочный коэффициент К_р представляет собой произведение ряда коэффициентов, учитывающих фактические условия резания:

К_р = К_мр* К_φр* К_γр* К_λр,

где К_мр = - коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости (n_p = 1 - для расчёта P_y; n_p = 0,4 - для расчёта P_z; n_p = 0,8 - для расчёта P_x) [4];

К_φр – коэффициент, учитывающий влияние угла в плане резца на силы, равный при φ = 45°, для расчёта P_z К_φp = 1; для расчёта P_y К_φp = 1; для расчёта P_x К_φp = 1 [4];

К_γр - коэффициент, учитывающий влияние переднего угла резца на силы, равный при

γ = -2°, для расчёта P_z К_γp = 1,1; для расчёта P_y К_γp = 1,4; для расчёта P_x К_γp = 1,4 [4];

К_λр - коэффициент, учитывающий влияние угла наклона режущей кромки резца на силы, равный при λ = -3°, для расчёта P_z К_λp = 1; для расчёта P_y К_λp = 0,75; для расчёта P_x К_γp = 1,07 [4]. Подставим все данные в формулы:

для расчёта P_z - К_р = 1,02 * 1 * 1,1 * 1 =1,122;

для расчёта P_y - К_р = 1,05 * 1 * 1,4 * 0,75 =1,103;

для расчёта P_x - К_р = 1,04 * 1 * 1,4 * 1 =1,46;

P_z = 10 * 92 * 2¹ * 0,5^0,75 * 102⁰ * 1,122 = 1228 Н.

P_y = 10 * 54 * 2^0,9 * 0,5^0,75 * 102⁰ * 1,103 = 661 Н.

P_x = 10 * 46 * 2¹ * 0,5^0,4 * 102⁰ * 1,46 = 1018 Н.

8.2 Расчёт усилия зажима

В процессе обработки заготовки на неё воздействует система сил. С одной стороны действуют составляющие силы резания, которые стремятся вырвать заготовку из кулачков, с другой – сила зажима препятствующая этому. Из условия равновесия моментов данных сил и с учётом коэффициента запаса определяются необходимые зажимное и исходное усилия. В данной схеме принимаем консольное закрепление заготовки, так как . Суммарный крутящий момент от касательной составляющей силы резания стремится провернуть заготовку в кулачках, и равен для данного примера:

Повороту заготовки препятствует момент силы зажима, определяемый следующим образом:

где W – суммарное усилие зажима, приходящееся на три кулачка, Н;

f – коэффициент трения на рабочей поверхности сменного кулачка.

Из равенства моментов М_Р^” и М_з^” определим необходимое усилие зажима, препятствующее провороту заготовки в кулачках.

где d₁ – диаметр обрабатываемой поверхности; d₂ – диаметр поверхности за который крепится заготовка.

Значение коэффициента запаса К, в зависимости от конкретных условий выполнения технологической операции определяется по формуле [7].

где К₀ = 1,5 – гарантированный коэффициент запаса; К₁ – коэффициент учитывающий увеличение сил резания из-за случайных неровностей на обрабатываемых поверхностях заготовки: при черновой обработке К₁ = 1,2; К₂ - коэффициент учитывающий увеличение сил резания вследствие затупления режущего инструмента (выбираем по таблице в зависимости от метода обработки и материала заготовки [9]: К₂ = 1; К₃ - коэффициент учитывающий увеличение сил резания при прерывистом резании: для непрерывного резания К₃ = 1; К₄ - коэффициент характеризующий постоянство силы, развиваемой зажимным механизмом: для механизированных приводов К₄ = 1; К₅ = коэффициент характеризующий эргономику немеханизированного зажимного механизма (удобство расположения органов зажима и т. д.): для механизированных приводов К₅ = 1. Коэффициент К₆ вводится в расчёт только при наличии моментов, стремящихся повернуть заготовку, установленной плоской ТБ на опоры – штыри.

В данном случае коэффициент К равен:

Коэффициент трения f между заготовкой и сменными кулачками зависит от состояния их рабочей поверхности (выбирается по таблице [9]): примем форму рабочей поверхности кулачка с кольцевыми канавками f = 0,3.

Подставим в формулу все исходные данные:

Сила P_y стремится вывернуть заготовку из кулачков относительно оси, создавая момент:

М_р^''= P_y^'· l^'

Данному моменту препятствует момент от силы зажима:

Необходимая сила зажима равна:

Для дальнейших расчетов принимаем наихудший случай:

W=9578,4Н.

Величина усилия зажима W₁ прикладываемая к постоянным кулачкам несколько увеличивается по сравнению с усилием W и рассчитывается по формуле:

где l_k- вылет кулачка, расстояние от середины рабочей поверхности сменного кулачка до середины направляющей постоянного кулачка;

Н_к – длина направляющей постоянного кулачка, мм;

f₁ – коэффициент трения в направляющих постоянного кулачка и корпуса

( f₁=0,1 для полусухого трения стали по стали).

Значения l_k и Н_к для расчетов принимаются на основе анализа разработанных раннее конструкций. В данном расчете примем: толщину сменного кулачка в_с =30мм, постоянного в_к+l_з =20+30=50мм, ширину направляющей постоянного кулачка В_к =40мм, ширину сменного кулачка В₁=25мм, длину кулачка Н_к=80мм, вылет l_к=62мм.

В процессе конструирования патрона, данные размеры могут несколько измениться, но это, как показывает практика, не вносит существенных изменений в расчеты усилий.

Подставив исходные данные в формулу, получим:

8.3 Расчет зажимного механизма патрона

Приступая к расчету зажимного механизма необходимо определиться с его конструкцией. В самоцентрирующих механизмах установочные элементы (в данном случае кулачки) должны быть подвижными в направлении зажима и закон их относительного движения необходимо выдержать с высокой точностью. Поэтому на движение кулачков накладываются условия: разнонаправленность, одновременность и равная скорость движения. Данное условие можно выдержать, обеспечивая движение трех кулачков от одного источника движения (силового привода).

В кулачковых патронах наибольшее применение получили рычажные и клиновые зажимные механизмы, движение которым передается центральной втулкой связанной с силовым приводом.

Рычажный механизм представляет собой неравноплечий угловой рычаг, смонтированный в корпусе патрона на неподвижных осях и который своими сферическими концами входит с посадкой в пазы постоянного кулачка и центральной втулки.

Клиновой зажимной механизм по конструкции проще рычажного и формируется втулкой и постоянным кулачком. Для этого во втулке выполнены наклонные под углом α Т-образные пазы, в которые входят своими Т-образными выступами постоянные кулачки. При перемещении втулки от силового привода кулачок перемещается в радиальном направлении в направляющих корпуса патрона. К постоянным кулачкам жестко крепятся сменные кулачки.

При расчете зажимного механизма определяется усилие Q, создаваемое силовым приводом, которое зажимным механизмом увеличивается и передается постоянному кулачку:

где i_c – передаточное отношение по силе зажимного механизма (выигрыш в силе).

Данное отношение для рычажного механизма равно:

i_с.р.м. = А/Б,

где А и Б – плечи рычага.

Клиновой зажимной механизм рекомендуется применять в патронах, наружный диаметр которых менее 200мм, при больших диаметрах предпочтение отдается рычажному зажимному механизму.

На этапе расчета наружный диаметр патрона можно определить по формуле:

Д_п d₂+2H_к,

где Н_к – длина постоянного кулачка.

Д_п 100+2*80 = 260 мм.

Принимаем рычажный зажимной механизм с i_c = 2.

8.4 Расчет силового привода

Для создания исходного усилия Q используется силовой привод, устанавливаемый на задний конец шпинделя. В его конструкции можно выделить силовую часть, вращающуюся совместно со шпинделем и муфту для подвода рабочей среды. В качестве приводов наибольшее применение получили пневматический и гидравлический вращающиеся цилиндры.

В данной работе вначале следует попытаться применить пневматический привод, так как в любом производстве имеются трубопроводы для подачи сжатого воздуха. Диаметр поршня пневмоцилиндра определяется по формуле [7]:

где Р – избыточное давление воздуха, принимаемое в расчетах равным 0,4 МПа.

В конструкции станка 16К20Ф3 можно встроить силовой привод с диаметром поршня не более 120мм, Если при расчете по вше указанной формуле диаметр поршня получится более 120мм, то следует применять гидравлический привод, где за счет регулирования давления масла можно получить большие исходные усилия. При заданном усилии Q подбираем давление масла (Р_г = 1,0; 2,5; 5,0; 7,5 МПа), чтобы диаметр поршня не превышал 120мм.

Ход поршня цилиндра рассчитывается по формуле:

S_Q = S_W / I_п,

где S_W – свободный ход кулачков, который можно принять равным 5мм;

Характеристики

Список файлов ВКР