2 Базирование заготовки

В качестве баз для данной заготовки выступают цилиндрическая поверхность 98 и торцевая поверхность 98, по которой производится зажим заготовки кулачками (рисунок 3).

Торцевая поверхность является технологической установочной базой, которая лишает 3-х степеней свободы: перемещения вдоль оси Z и поворотов вокруг осей X и Y (точки 1,2,3).

Кулачки патрона имеют малую протяженность, зажимая заготовку, они лишают ее еще двух степеней свободы. Диаметральная поверхность является технологической двойной опорной скрытой базой, которая лишает 2-х степеней свободы: перемещения вдоль оси X и Y (точки 4,5).

Шестой степени свободы – возможности поворота вокруг оси Z - заготовка лишается в момент закрепления ее в кулачки патрона.

Рисунок 4 – Схема базирования заготовки детали «Стакан».

3 Расчет надежности закрепления.

3.1 Схема равновесия заготовки.

В месте соприкосновения резца с заготовкой на диаметре обработки D_обр действуют три составляющие силы резания Р_х, P_y и _.Р_х. Тангенциальная составляющая силы резания P_z создает вращающий момент, который пытается провернуть заготовку. Удерживают заготовку от проворота три силы трения F, действующие в месте контакта зажимных кулачков с заготовкой на диаметре закрепления D_з.

Рисунок 5 - Действие сил при точении заготовки, закрепленной в патроне

Исходные данные для расчета:

Скорость резания v=300 м/мин;

Мощность резания N=7.4 кВт;

Диаметр обработки Dо=116;

Диаметр закрепления Dз=98;

Мощность главного привода левой шпиндельной бабки N=11 кВт;

Длина консоли от места зажима до места обработки L=60 мм.

Коэффициент трения принимаем f=0.2.

Коэффициент запаса k учитывает неточность расчетов, непостоянство условий установки заготовки и обработки.

k = k₁ · k₂ · k₃ · k₄ · k₅ · k₆,

где k₁ – неточности расчета, значения изменяются в пределах, 1,5;

k₂ – случайные неровности на поверхности заготовки, при черновой – 1,2

k₃ – затупление и внезапное выкрашивание режущей кромки инструмента, [1,табл.3.2];

k ₄ – прерывистость резания – 1;

k₅ – нестабильность усилия: при механизированном зажиме (1,0),

k₆ – учитывается только при наличии моментов, стремящихся повернуть заготовку, для = 1,5,==1

k_x=1.5*1.2*1.25*1*1*1=3.96

k_y=1.5*1.2*1.2*1*1*1=3.80

k_z=1.5*1.2*1*1*1*1.5=3.17

Определяем тангенциальную составляющую силы резания :

W = k_z∙P_z∙D_обр /3∙f∙D_заг

В этой формуле значение W соответствует силе зажима, препятствующей провороту заготовки в кулачках патрона под действием составляющей силы резания Р_х.

Расчёт на вырывание заготовки из кулачков.

Составляющая P_y пытается вырвать заготовку из кулачков, а составляющая _.Р_х дополнительно прижимает заготовку к торцу кулачков. Силы зажима W действуют на расстоянии b от торца заготовки.

W = [k_y∙P_y∙l – 0,5∙ k_x∙P_х∙(D_обр + D_заг)] / b.

Таким образом из расчётов видно, что большая сила закрепления необходима для предотвращения проворота заготовки, поэтому расчёт силового привода производим для этого случая.