Технология машиностроения (839533), страница 16
Текст из файла (страница 16)
1,4 — для предварительного и чистового точения ирастачивания соответственно;1.2... 1,6 — для окруж ной силы припредварительном и чистовом цилиндрическом ф резеровании;1.2... 1.8 — для тангенциальнойсилы при предварительном и чистовом торцевом ф резеровании;1,5 — при протягивании;1.15... 1,2 — для окруж ной силыпри ш лифованииЗатупление реж ущ его инструм ента в зависим остиот м етода обработкикъ1,2 — при точении и торцевомфрезерованииУ величение силы резанияпри преры вистом резанииА'41,3 — для ручных зажимныхустройств;1,0 — для пневматических, гидравлических и других устройств11епостоянство заж им ногоусилияк,1,0 — при удобном располож ениии малой длине рукоятки;1,2 — при отклонении угла рукоятки более 90°Степень удобства располож ения рукояток в ручных заж им ны х устройствахкь1,0 — для опорного элемента,имею щ его ограниченную поверхность контакта с заготовкой;1,5 — для опорного элем ента сбольш ой площ адью контактаН еопределенность положения ввиду неровностейв месте контакта заготовкис опорны м и элементами,им ею щ ими больш уюопорную поверхность(учиты вается только приналичии крутящ его момента, стрем ящ егося повернуть заготовку)153Для рассматриваемого случая коэффициент запаса будет содержать только часть коэффициентов:к —к0 А'т /q к(.Тогдак= 1,5 ■ 1,75 • 1,3 • 1,5 = 5,1.Соотнош ения между жесткостью установочны х элементов J u ижесткостью заж имных элементов / обычно находятся в пределахJw = (1,5..
.2,5) J\ [4]. Если величины / и ,/ц неизвестны, то в ф ормулах для расчета сил закрепления можно использовать приближенные значения [4]:— ^ — = 0,3...0,4;J\ + J\\— —— = 0,6...0,7.J \+ J\\В данном случае величины жесткости / и J n неизвестны, поэтому принимаем— —— = 0,3;J\ + J]\—^ — = 0,6.J \+ JuП оскольку опорная база является обработанной поверхностью , то считаем, что коэффициенты трения равны, т.
е./ , = / 2 = 0,16.Согласно схеме расчета силы закрепления (см. рис. 6.3) в процессе обработки на заготовку, сцентрированную по внутреннемудиаметру и приж имаемую к опорам силой Q , действую т моментрезания М и осевая сила Р [4, с. 80]. Определяем значение силызакрепления [4]:Приняв а = 90 М Па, вычисляем номинальный диаметр резьбыпо формуле [1, с.
85]17805о= 13,03 мм.V 90Выбираем стандартную резьбу М 14x1,5. Средний диаметррезьбы М14 с/ср= 12,7 мм, угол подъема резьбы а = 3,02°. Принимая угол трения в резьбе ф = 1 0 ,5 ° ,/= 0,15 и D = 1,7с/, определяеммомент на рукоятке ключа [4, с. 114] по формулеM = rcp £ t g ( a + <p) + - / 0D3- J 3D2 - c fПодставив все значения, получаемМ =—]2• 7 8 0 5 tg (3 ,0 2 °+ 10,5°) + - 0 , 1 5 - 7 8 0 5 - 23' 8, И , =V' 323,8 - 1 4= 23206 Н • мм = 23,2 Н • м.Общий вид приспособления показан на рис. 6.4.П ри м ер 6.2.
Рассчитать фрезерное приспособление с автоматизированным заж имным устройством для закрепления той же детали (см. пример 6.1) с помощ ью гидроцилиндра — устройства IIгруппы [4, с. 79— 82]) при серийном производстве. У словия обработки те же, что указаны в примере 6.1.Решение.
Составляю щ ие силы резания будут прежние:Р: = 623 Н;Л = 748 Н;Рх = 108 Н.Расчетная схема для определения силы закрепления соответствует той, что представлена на рис. 6.3, но только для зажимногоустройства II группы (автоматизированное, несамотормозящ ее).Тогдак M = f Q R 2+ f 2 QR\ + f 2 PR\ ,откуда находим силу закрепленияkM -hPR|f R 2 + fiR \155Рис. 6.4. Общий вид конструкции приспособлениядля мелкосерийного производстваКак и в предыдущ ем примере, принимаем коэффициент запасаА' = 5,1; коэффициенты трения f = f2 = 0,16. Вычисляем значение Q:5 ,1 -7 4 8 (1 3+ 0 ,3 )-0 ,1 6 -(4 7 ,0 /2 )-1 0 8Q = ----------- i----------- Z----------------------------- = 7767,1 Н.0,16 •(34/2) + 0,16 •(4 7 ,0 /2 )Для создания силы Q необходимо выбрать гидроцилиндр.Принимаем давление в гидросистеме р = 6 М Па, тогда диаметргидроцилиндра4-7767,1d =71рх\\ 3 , 14-6 -0 ,9 2где г] = 0,92 — КПД гидроцилиндра.156= 42,34 мм.йРис.
6.5. О бщ ий вид конструкции приспособления для серийного производстваОкругляем полученное значение до стандартного 0 4 5 мм.Общий вид конструкции приспособления приведен на рис. 6.5.П ри м ер 6.3. О пределить давление р в гидропластовой оправкедля выбора радиального зазора Д между оправкой и заготовкой(рис. 6.6) при контроле радиального биения заготовки. Рассчитатьнеобходимую силу на плунжере диаметром с/пл для выбора радиального зазора между оправкой и заготовкой.Исходные данные: г = 1 7 ,5 мм; с/|10Мопр = 2г = 35 мм; Е ш == 30 мм; зазор между оправкой и заготовкой Д = 0,02 мм == 0,002 см; для материала втулки Е = 2,1 • 105 Н /мм2; толщ ина стенки другой части втулки S = г - г, или S = (0,03...0,05) г == 0,03 • 17,5 = 0,525 мм = 0,0525 см; р — давление гидропласта.1574 3Рис. 6.6.
Г идропластовая оправка дляконтроля биения:/ — винг; 2 — тонкостенная гильза; 3 —гидропласт; 4 — плунжер; 5 — заготовкаРешение. Определяем давление р, необходимое для выбора радиального зазора Д между оправкой и заготовкой, для чего воспользуемся расчетами, приведенными в [4, с. 98], в частностиформулойДESjР =- 1г угде Е — модуль упругости материалавтулки; Д — радиальный зазор междувтулкой и заготовкой; S — толщ инастенки упругой части втулки.Рис. 6.7. Зависимость коэффициента у от параметра аЗначения Д, Е и г заданы; значение коэффициента j находится впределах 1,082...
1,042 (1/У = 0,85 ++ 0 ,1 5 /г /Л 2)- В данном случае r\/R == 0,8; тогда J = 1,06.По графику на рис. 6.7 определяем величину коэффициента у,которая зависит от аргумента1,28а =230= 6,34.ф 7,5 • 0,525 2Для значения а = 6,34 (см. рис. 6.7) находим у = 0,9 [1].158Тогда давление гидропласта составитAESJ0,02 - 2,1-105 - 0,525-1,06= 8,4817,52 -0,9, - уНММ'Д алее определяем величину необходимой силы на плунжере,задав его диаметр dUA= 10 мм:А,N = рnd™---------- =О ЛС> 3. 14 -1028 ,4 8 -------------- = 665,7 Н.При м ер 6.4.
Заготовку обрабатываю т на токарном станке сустановкой в мембранном патроне (рис. 6.8). Определить силу N наштоке и напряжение в мембране патрона, передающегомомент Мрс, = 20 000 Н-мм.Исходныеданные:г== 25 мм;R = 62,5 мм;/== 30 мм; толщ ина мембраныА = 5 мм; число кулачков п == 10; допуск на наружныйдиаметрзаготовкиД И| == 0,02 мм; коэф фициент трения между кулачками и заготовкой / = 0,16; коэффициентзапаса А' = 1 ,5 ; гарантированный зазор для установки заготовкиДгар = 0,03 мм;Е== 2,1 -105 Н /мм2.Расчет мембранны х патронов подробно изложен влитературе [1,4 ].Рис.
6.8. М ембранны й патрон:— мембрана; 2 — заготовка; 3 — кулачок; 4 — штокРешение. Определяем радиальную силу на одном кулачке:_ кМ рсчУп =\ nfrГДе У1,5-20000= 750 Н,1 0 -0 ,1 6 - 2 5^заг/ 2.159Сила Q создает момент М (р и с. 6.9, а) [1, 4], изгибаю щ ий мембрану. При достаточно больш ом числе кулачков момент М можнорассматривать равномерно распределенны м по окружности радиусом Г = с/,аг/2 .Vм 2м.ЛРис. 6.9. Схемы к расчету мембранного патронаНаходим момент, который можно представить равномернораспределенным по окруж ности d ai = 2г, так как число кулачковдостаточно больш ое (/? = 10):„= 7 5 0 ^ 3 0 = [433л2н2 пг2 п ■25Проанализировав схемы (см.
рис. 6.9, а — г), можем записать,что М = М\ + М}. М оменты М, и Мт, для разных отнош ений т = R/rимеют следую щ ие значения в долях момента М\ М\ = к\М и М?, == к2М [1, 4]. Значения коэффициентов к\ и к2 для различных отношений т приведены ниже:т ..............А', .............к2 ..............1.251,51,750,785 0,645 0,560,215 0,355 0,442.00,510,492,252,5 2,750,48 0,455 0,440,52 0,545 0,563,00,420,58При соотнош ении R/r = 62,5/25 = 2,5 для данного расчета изприведенных выше значений принимаем к2 = 0,545.
Тогда равномерно распределенный момент по окружности d.tiU будет М, == к2М = 0,545-1433,12 = 781,05 Н на единицу длины окружности.160О п р ед ел яем ц и л и н д р и ч е с к у ю ж ес т ко с т ь м ем бран ы [1 ,4 ]:D=,£/?= 2' 1' 1° ' Ц = 2 403850 Н • мм.12(1 - ц 2) 12 ( 1 - 0,32 )При установке минимальной заготовки угол разж има кулачковМз г781,05-25ф, = — 7-------- = --------------т--------- г = 0,00625 рад.D (1 + р ) 2403850(1 + 0,3)Тогда с учетом допуска Дзаг на диаметр заготовки d VM и величины гарантированного зазора Д,ар при установке заготовки наибольший угол раскрытия кулачковфтах = ф , + ^+—2 / 2 /= 0,00625 + 0,102 + ° ’2 -3 0= 0,00708.Определяем необходимую силу N на штоке для разж има кулачков на угол фтах:,,4тгДфтах4 л -2403850-0,00708N - ------ — = --------------------- г-т---------- = 933,7 Н.I R25г In25 Inг62,5По величине силы N проверяем напряжение в мембране прирадиусе касания г0 = 4.0 мм:о:З Л ф + ц)Г2п1гR«г )1п — +' - , П) 4 R-3-933, 7(1 + 0 , 3 ) Г2 л ■5262,51 1п144 -6 2 .5= 62 _ t L < [ 6o o ] - l L .мм"мм6.2.
ЗАДАЧИЗадач а 6.2.1. О пределить необходимую силу закрепления двухцилиндрических заготовок и рассчитать диаметр силового пневмоцилиндра Д , при фрезеровании ш поночного паза. Заготовкиустановлены в многоместном приспособлении (рис. 6.10). М атериал заго то в о к — сталь 45, НВ 190...230.161.-------------------- ----Щ т т д& Щ/IРис. 6.10. Эскиз м ногом естного приспособления дляфрезерования ш поночны х пазовИсходные данныеД иам етр заготовки с/иг, ммВар1ЭНТаС)4050Размеры паза, мм:ш иринаhгл у б и н а hдлина /125*°"4016б " 1'245Режимы резания:подача 5 МИН, мм/минS:, мм/зубскорость резания г, м/мин1200,132,02150,0827,0С оотнош ение плеч наж имного ры чага l\!U1/21Угол призмы а , град5560Вариант а: ф резерование двух пазов ведется одновременнодисковыми фрезами Лфр = 40 мм (z = 18) на горизонтально-фрезерном станке.162Вариант б: ф резерование пазов ведется последовательно концевой (ш поночной) фрезой (г = 5) с маятниковой подачей на вертикально-ф резерном станке.Д авление воздуха в пневмосистеме р = 50 кПа.
Силу пружиныштока в конце рабочего хода принимать в пределах 5 % от силы,создаваемой поршнем.Зада ч а 6.2.2. О пределить величину силы Q при обработке заготовки из прутка в цанге на токарно-револьверном станке(рис. 6.11), если в незакрепленном состоянии зазор Д между лепестками цанги и заготовкой составляет 0,1 мм. М атериал цанг и — сталь У8А, HRC 55.
..60; коэффициент трения / ф = 0,2.Исходные данныеВариата6к1513 «л3027 „л4036 о,2Длина обработки /, мм201518Режимы резания:глубина резания /, ммподача продольная Snp, мм/обподача поперечная Sn, мм/обскорость резания г!, м/мин1,00,30.2801,50,50.3601,20,50,25100231832,530473534,0306246,544.5304030111,256550202,08365252.25Диаметр, мм:обрабатываемого прутка dобработки d\Параметры цанги:диаметр, мм,цанги по торцу Dнаправляющей части цанги Д (число лепестков цанги пширина продольных пазов Л, ммугол конуса цанги а , граддлина, мм,цанги Lпродольных пазов /,конуса цанги /цтолщина лепестка цанги в поперечном сечении Д. мм163Рис. 6.11. Эскиз обработки заготовки на токарно-револьверном станкепри установке в цангеЗ ад ач а 6.2.3. Определить силу зажима заготовки О при обработке отверстий в поворотном кондукторе (рис. 6.12), рассчитатьпараметры резьбы и размеры рукоятки, принимая усилие руки рабочего в пределах значений 100...
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
