125592 (593135), страница 11

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

Текст из файла (страница 11)

Вид и материал заготовки - отливка, сталь 45Л ГОСТ 977-75, твердость

НВ 215±2.

Вид обработки - черновая. Обработка ведется в 2 перехода. Материал и геометрия режущей части резца:

переход 1- резец расточной с φ= 60º с пластинами из твердого сплава по ГОСТ 18882-73, Т5К10;

переход 2 - резец проходной упорный отогнутый с φ= 90º с пластинами из твердого сплава по ГОСТ 18879-73, Т5К10.

Режимы резания (см. п.6.1):

переход 1 - глубина t=2 мм, подача S= 0,26 мм/об, скорость рез. V=56 м/мин;

переход 2 - глубина t=1,5 мм, подача S= 0,43 мм/об, скорость рез. V=92 м/мин.

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

Металлообрабатывающий станок - 1А616 (наибольший диаметр патрона - 320 мм, внутренний конус шпинделя - Морзе 6 [10], основные размеры концов шпинделя по ГОСТ 12595-72 [10].

7.2 Расчет сил резания

Расчет сил резания выполним по методике изложенной в [11]. Расчет ведем по наиболее нагруженному первому переходу.

При наружном продольном и поперечном точении, а также растачивании составляющие Р_Z, P_Y, P_х силы резания рассчитываются по формуле:

, Н (7.1)

где C_P, x, y, n - постоянная и показатели степени для конкретных условий обработки;

t - глубина резания, мм;

S - подача на оборот, мм/об;

V - скорость резания, м/мин;

n - частота вращения шпинделя, об/мин.

При обработке стали резцом из твердого сплава значения коэффициента С_р и показателей степени в формулах силы резания при точении для сил Р_Z, P_Y, P_х составят:

для Р_Z: C_P = 300; x= 1,0; y= 0,75; n= - 0,15 [9] ;

для Р_у: C_P = 243; x= 0,9; y= 0,6; n= - 0,3 [9] ;

для Р_х: C_P = 339; x= 1,0; y= 0,5; n= - 0,4 [9].

Поправочный коэффициент K_P представляет собой произведение ряда коэффициентов, учитывающих фактические условия резания.

, (7.2)

где К_МP - поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости:

, (7.2.1)

где НВ - твердость;

n - показатель степени; n = 0,75 [9]

Тогда:

К_p, К_p, К_р, К_rр - поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на составляющие силы резания:

для Р_Z: К_р=0,94; К_р =1,1; К_р =1,0; К_rр =0,93 [9] ;

для Р_у: К_р=0,77; К_р =1,4; К_р =1,25; К_rр =0,82 [9].

для Р_х: К_р=1,11; К_р =1,1; К_р =0,85; К_rр =1,0 [9] ;

Подставив исходные данные в формулу (7.2) получим:

К_PZ =0,7920,941,11,00,93= 0,762;

К_Pу =0,7920,771,41,250,82= 0,875;

К_PХ =0,7921,111,10,851,0= 0,822.

Подставив исходные данные в формулу (7.1) получим:

P_Z = 103002^1,00,26^0,7556^-0,150,762 = 910,14 Н;

P_у = 102432^,0,90,26^0,656^-0,3 0,875 = 528,53 Н;

P_Х =103392^1,00,26^0,556^-0,40,822= 567,95

7.3 Расчет усилия зажима

В процессе обработки на заготовку воздействует система сил. С одной стороны действует сила резания, которая стремиться вырвать заготовку из кулачков, с другой стороны сила зажима, препятствующая этому. Из условия равновесия моментов данных сил и с учетом коэффициента запаса определяем необходимое усилие зажима.

Схема закрепления заготовки представлена на рисунке 7.2.

Схема закрепления заготовки

1-заготовка; 4-зажимной механизм (клиновый); 2-кулачок сменный; 3-кулачок постоянный; 5-корпус.

Рис.7.2.

Суммарный крутящий момент от касательной составляющей силы резания стремиться провернуть заготовку в кулачках и равен:

, (7.3)

Повороту заготовки препятствует момент силы зажима, определяемый следующим образом:

, (7.4)

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

f - коэффициент трения на рабочей поверхности сменного кулачка, f=0,3;

D₁ - диаметр обрабатываемой поверхности, мм; d₁ = 39,315 мм.

D₂ - диаметр зажимаемой поверхности, мм; d₂ = 146 мм.

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

(7.5)

где К - коэффициент запаса;

P_Z - тангенциальная составляющая силы резания, Н;

Значение коэффициента запаса К, в зависимости от конкретных условий выполнения технологической операции, определяется по формуле [9, c.382]:

K = К₀К₁К₂К₃ К₄К₅К₆, (7.6)

где K₀ - гарантированный коэффициент запаса;

K₀ =1,5 [9, c.382] ;

K₁ - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания из-за случайных неровностей на обрабатываемых поверхностях заготовки;

K₁ =1,2 - при черновой обработке [9,c.382] ;

K₂ - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания вследствие затупления режущего инструмента;

K₂ =1,0 - при черновой обработке чугуна для P_Z [9,c.383] ;

K₂ =1,4 - при черновой обработке чугуна для P_у [9,c.383] ;

K₃ - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при прерывистом резании;

K₃ =1,2 [9,c.383] ;

K₄ - коэффициент, характеризующий постоянство силы, развиваемой зажимным механизмом;

K₄ = 1,0 - для механизированных приводов [9,c.383] ;

K₅ - коэффициент, характеризующий эргономику немеханизированного зажимного механизма;

K₅ = 1,0 - для механизированных приводов [9,c.383] ;

K₆ - коэффициент, учитывающийся только при наличии моментов, стремящихся повернуть заготовку, установленную плоской поверхностью;

K₆ = 1,0 [9,c.384].

Подставив исходные данные в формулу (7.6) получим:

К_z=1,51,21,01,21,01,01,0 = 2,16;

К_y=1,51,21,41,21,01,01,0 = 3,024.

Если К2,5, то по рекомендациям [9,c.384] принимаем К=2,5.

Подставив исходные данные в формулу (7.5) получим:

Н.

Сила Р_у стремиться вывернуть заготовку из кулачков относительно оси ОО_{1 (}см. рис.7.1) создавая момент от силы зажима:

, (7.7)

Данному моменту препятствует момент от силы зажима:

, (7.7)

Необходимая сила зажима равна:

= 5145,13 Н

Для дальнейших расчетов принимаем наихудший случай W=5145,13 H.

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

, (7.8)

где f₁ - коэффициент трения направляющей постоянного кулачка и корпуса патрона; f₁ =0,1;

L_К - вылет кулачка, мм; L_К = 30 мм;

Н_К - длина направляющей постоянного кулачка, мм; Н_К = 50 мм.

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

Подставив исходные данные в формулу (7.8) получим:

Н.

7.4 Расчет зажимного механизма патрона

Определяем усилие Q, создаваемое силовым приводом, увеличиваемое зажимным механизмом и передаваемое постоянному кулачку:

, (7.8)

где i_C - передаточное отношение по силе зажимного механизма (выигрыш в силе).

Для клинового механизма:

, (7.9)

где - угол наклона клина, принимаем 15˚.

и ₁ - углы трения на поверхностях кулачка и втулки и определяемые по формуле: = arctg f₁= arctg 0.1=5˚43, принимаем = ₁=6˚.

Подставив исходные данные в формулу (7.9) получим:

,

принимаем ближайшее стандартное значение

Подставив исходные данные в формулу (7.8) получим:

Q=6274,55/2,3=2728 Н.

Принимаем клиновой зажимной механизм.

7.5 Расчет силового привода

В начале попытаемся применить пневматический привод, так как в любом производстве имеются трубопроводы для подачи сжатого воздуха. Диаметр поршня пневмоцилиндра определяется по формуле [17,c.449]:

, (7.10)

где р - избыточное давление воздуха, принимаемое в расчетах 0,4 МПа;

= 0,9 - КПД привода.

Подставив исходные данные в формулу (7.10) получим:

При расчете по формуле (7.10) диаметр поршня получился более 80 мм, следовательно по рекомендациям [17] будем 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) так, чтобы диаметр поршня не превышал 80 мм.

В качестве привода принимаем гидроцилиндр двустороннего действия с рабочим давлением 1,0 МПа.

Определим диаметр поршня гидроцилиндра, подставив исходные данные в формулу (7.10):

мм.

Принимаем по ГОСТ15608-81 ближайшее значение D= 63 мм.

Ход поршня цилиндра рассчитывается по формуле:

, (7.11)

где S_w - свободный ход кулачков, по рекомендациям [17], принимаем 5 мм;

i_п=1/ i_c - передаточное отношение зажимного механизма по перемещению, принимаем 2,3;

Значение по рекомендациям [14] принимаем с запасом 10…15 мм.

Подставив исходные данные в формулу (7.11) и учитывая рекомендации [14] получим: 15 мм.

По результатам расчетов выполняем чертеж приспособления.

7.6 Расчет погрешности установки заготовки в приспособлении

Погрешность установки определяется по формуле:

, (7.12)

где ε_б - погрешность базирования, равная в данном случае ε_б=0, т.к измерительная база используется в качестве технологической; ε_з - погрешность закрепления (смещение измерительной базы под действием сил зажима), в данном случае ε_б=0; ε_пр - погрешность элементов приспособления, зависящая от точности их изготовления. На рисунке 7.3. представлена размерная схема патрона с клиновым зажимным механизмом.

Расчетная схема погрешностей патрона

Рис.7.3.

, (7.13)

где ωА_Δ - колебания замыкающего размера А_Δ;

Δ₁… Δ₅ - погрешности, возникающие вследствие неточности изготовления размеров, из-за колебания зазоров в сопряжениях.

Точность составляющих размерной цепи задаем по 7 квалитету.

Подставив исходные данные в формулу (7.13) получим:

Характеристики

Список файлов ВКР