125362 (593105), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Схема раскладки сил показана на рисунке 9.1
Схема сил, действующих на заготовку
Рис.9.1
Осевую сила Q, необходимую для затягивания цанги найдем по формуле:
| (9.1) |
где Р1 – сила, сжимающая лепестки цанги до их соприкосновения с поверхностью заготовки, Н;
Р2 – сила зажима заготовки всеми лепестками цанги, Н;
- половина угла конуса цанги
= 15;
- угол трения
=arctg f1 = 11.
f1 - коэффициент трения конусной поверхности, f1 =0,2 .
| (9.2) |
где Е = 2,1×105 МПа – модуль упругости стали, идущей на изготовление цанги;
J – момент инерции в сечении заделанной части лепестка, мм4;
- стрела прогиба лепестка,
=
,
- зазор между цангой и заготовкой (до начала зажима)
=0.2;
z – число лепестков цанги, z=4;
l – расстояние от плоскости задела лепестка цанги до середины зажимающего конуса цанги, l=20 мм;
| (9.3) |
где D – наружный диаметр лепестков цанги, D=28 мм;
S – толщина лепестка цанги, S =10мм;
- угол сегмента лепестка цанги
=88.
Найдем силу Р1:
= 7134,4см4=0,41мм4
=44,73Н
Найдем силу Р2:
| (9.4) |
где - момент резания, Н·м;
r1 - расстояние от оси до точки приложения силы резания, мм;
r – радиус заготовки на участке зажима, мм;
РZ – сила резания, стремящаяся повернуть заготовку относительно оси цанги, Н;
q – cоставляющая часть усилия, приложенного при резании, сдвигающая заготовку вдоль оси, Н;
К = 1,5…2,0 – коэффициент запаса.
Рассчитаем силу резания по формуле [10]:
| (9.5) |
где ,
,
,
,
,
- коэффициенты;
- глубина резания,
=5мм;
- подача на зуб фрезы,
=0,08мм/зуб;
В – ширина фрезерования, В=5мм;
z – число зубьев фрезы, z=3;
D – диаметр фрезы, D=3мм;
То есть, 662,34Н
q =0.23 PZ = 0.23×662.34=152.33Н
Таким образом, =1643,93Н
Теперь можно найти осевую силу Q:
=823Н
То есть для зажима инструмента для стабильного вращения без проворотов необходимо приложить осевую силу равную 823Н.
10. Выбор и проектирование инструмента
Произведем расчет концевой конической фрезы с цилиндрическим хвостовиком для обработки ручьев ковочных штампов.
Материал фрезы - твердый сплав ВК10М
Геометрические параметры фрезы
Правильное назначение геометрических параметров фрезы позволяет обеспечить высокую стойкость фрезы и необходимую шероховатость обработанной поверхности.
Главный задний угол
[17, стр.110, табл.4.2]
Нормальный задний угол фрезы
| (10.1) |
где - угол наклона винтовых канавок фрезы.
=25º [13, стр.211, табл.3.10]
Тогда
Откуда
Передний угол (влияет на обеспечение необходимой прочности режущей кромки, минимальные силы и мощность фрезерования)
[17, стр.111, табл.4.3]
Главный угол в плане (определяет стойкость и производительность фрезы и соотношения между составляющими силами резания)
[17, стр.111, табл.4.4]
Переходная кромка в плане (для упрочнения режущей кромки)
| (10.2) |
То есть
[17, стр.111, табл.4.4]
Угол наклона режущей кромки (служит для направления отвода стружки, упрочнения режущей кромки и обеспечения равномерного фрезерования)
Угол подъема витков фрезы
[13, стр.211, табл.3.10]
Радиус торцевой части фрезы – 1,5мм [13, стр.211, табл.3.10]
Диаметр фрезы
Минимальный диаметр фрезы перед переходом на радиус 1,5 – d=3мм [13, стр.211, табл.3.10]
Длина режущей части фрезы
[13, стр.211, табл.3.10]
Число зубьев фрезы
[13, стр.211, табл.3.10]
Форма и размеры зубьев и стружечных канавок
При выборе формы зуба необходимо обеспечить его необходимую прочность, свободное размещение срезаемой стружки в канавке, большое число переточек, простоту изготовления.
Высота зуба
| (10.3) |
где =0,9…1,2 - коэффициент
Таким образом, мм - высота у минимального диаметра;
мм - высота у максимального диаметра.
Радиус закругления дна стружечной канавки
| (10.4) |
То есть мм
мм
Угол спинки зуба
[17, стр.116]
Радиус спинки зуба
| (10.5) |
То есть мм
мм
Ширина ленточки по задней поверхности
мм [17, стр.116]
Ширина ленточки по передней поверхности
мм [17, стр.116]
Чертеж концевой фрезы для нарезания шлицев представлен на чертеже 06.М15.6 .51.000.
11. Проектирование производственного участка
Матрица в паре с пуансоном предназначена для изготовления штамповок фланца. Матрица изготовлена из инструментальной стали 4Х5МФС. Годовая программа выпуска – 1000шт, что при массе 1,4кг соответствует среднесерийному производству. Работа ведется в 2-х сменном режиме.
Расчёт количества основного технологического оборудования на участке и коэффициента его загрузки
Цель раздела – определение количества основного технологического оборудования при среднесерийном производстве на стадии технологического проекта и подготовки исходных данных для составления планировки участка механической обработки детали.
Исходные данные для проведения этого расчёта являются годовая программа и технологический процесс с нормами времени. Нормы времени приведены в таблице 11.1.
Таблица 11.1
Нормы времени по операциям
№ оп. | Код и наименование операции | Тшт , мин | Модель оборудования |
010 | Фрезерно-расточная | 11,58 | 6М610Ф3 |
015 | Многоцелевая черновая | 26,28 | 2204ВМФ2 |
020 | Сверлильно-фрезерная | 5,61 | 243ВМФ2 |
025 | Сверлильная | 3,07 | 2Н118 |
030 | Многоцелевая получистовая | 12,13 | 2204ВМФ2 |
035 | Сверлильно-фрезерная | 2,76 | 243ВМФ2 |
040 | Контрольная | - | Контр. приспособ |
045 | ТО | - | Печь |
050 | Шлифовальная | 8,6 | 3Е710А |
055 | Многоцелевая чистовая | 16,02 | 2204ВМФ2 |
060 | Сверлильно-фрезерная | 2,43 | 243ВМФ2 |
065 | Многоцелевая полировальная | 3,77 | 2204ВМФ2 |
070 | Контрольная | - | Контр. приспособ. |
075 | Маркирование | - | Кант. площадка |
080 | Консервация | - | Кант. площадка |
При определении количества оборудования необходимо определить действительный фонд времени оборудования Fд.
Действительный фонд времени работы оборудования, принимаемый при расчетах для соответствующего режима работы определим по формуле:
, (11.1)
где Вр – коэффициент потерь времени на ремонт оборудования, Вр=7%;
Fн – номинальный фонд времени работы оборудования, определяемый по формуле:
,
(11.2)
где Дк – число календарных дней в году, Дк=365;
Пр – число праздничных дней в году, Пр=11;
Вс – число воскресных дней в году, Вс=52;
Сб – число субботних дней в году, Сб=52;
Тсм – длительность рабочей смены, Тсм=8ч;
Дпр – количество предпраздничных дней, Дпр=9;