3.5 Розрахунок елементів пристрою на міцність

На міцність необхідно розрахувати найбільш навантажений елемент пристрою – шпильку . Розрахуємо на міцність різь на шпильці .

Основні види руйнування різей – зріз витків і зношування витків . Для кріпильних різей важливими характеристиками є міцність , яка зв`язана з напруженням зрізу τ і зносостійкість , яка зв`язана з напруженням зминання σзм ( рисунок 3.5 )

Рисунок 3.5 – Напруження , які діють в парі гвинт-гайка

Умова міцності різі по напруженому зрізу :

, (3.9)

де F – сила розтягування 5,38 Н ;

d1 – діаметр різі , d1= 12 мм ,

h = висота різі ( h=1.08 мм ) ;

K – коефіцієнт повноти різі ( К = 0.87 ) ;

Кт – коефіцієнт нерівномірності навантаження витків різі ( Кт = 0,5 )

[τ] – допустиме навантаження ([τ] =188 Мпа ) .

Підставляючи чисельні значення в формулу (3.9 ) , отримаємо :

МПа .

Отже умова міцності міцності різі по напруженням зрізу виконується .

Умова міцності по напруженням зминання :

, (3.10)

де z = H/p – число робочих витків (z =12,2/1,75=6,97 ) ;

[σзм] – допустиме навантаження ([σзм] = 288 МПа ) ;

Підставляючі чисельні значення в формулу (3.10) , отримаємо :

МПа

Отже умова міцності різі по напруженням зрізу також виконується .

Розрахунок небезпечного перерізу проводиться за формулою :

(3.11)

де W – сила розтягування ;

[σзм] – допустиме навантаження ([σзм] = 250 МПа ) ;

d – діаметр шпильки , d = 12 мм .

Підставляючи чисельні значення в формулу (3.13) , отримаємо :

МПа , отже умова міцності виконується .

3.6 Технічні вимоги до пристрою

Призначення пристрою – забезпечити однозначне положення заготовки на верстаті при обробці всіх поверхонь з необхідною точністю їх взаємного розташування та забезпечити необхідну силу затиску .

Для забезпечення правильного положення заготовки і потрібної точності обробки необхідно забезпечити паралельність площини Д , що прилягає до робочих поверхонь установчих елементів та площини Б пристрою .

Розрахуємо допустиме значення параметру за формулою :

де Т - допуск виконуємого при обробці розміра заготовки Т= 0,04мм ;

- коефіціент, що враховує відхилення розсіювання значень складових величин від закону нормального розподілу: К=1,2;

К₁ - коефіціент, що враховує зменшення граничного значення похибки базування при роботі на налагоджених верстатах: К₁ =0,8....0,85;

К₂ - коефіціент, що враховує долю похибки обробки в сумарній похибці, що визвані факторами, які незалежать від пристрою К₂ =0,6

- економічна точність обробки; =0.004 [17 с.407] ;

_б - похибка базування деталі у пристрої;

_з – похибка, що виникає внаслідок закріплення при деформаціях заготовки; _з =0.1 мм [27 с.210]

_вс – похибка встановлення пристрою на верстаті .

, Lд – довжина деталі (Lд = 350 мм ) , Smax – максимальний зазор між бічними поверхнями шпонки і пазу стола верстата , Smax = 0,011+0,011 = 0,022 мм ; L – відстань між шпонками , L = 400 мм .

мм

_п - похибка установки та зміщення ріжучого інструменту та допоміжного інструменту на верстаті. При відсутності в пристрої елементів, які направляють різальний та допоміжний інструменти ;

Визначемо похибку базування деталі в пристрої:

Базування деталі відбувається по площині та двом установочним пальцям циліндричному та зрізаному, тоді похибка базування буде виникати внаслідок повороту деталі :

де - кут повороту деталі

- максимальний радіальний зазор між циліндричним пальцем і отвором деталі; =0.054 мм

- максимальний радіальний зазор між зрізаним пальцем і отвором деталі; =0.054 мм

= мм - відстань між пальцями

Тоді похибка базування буде складати

_б = мм

Визначемо похибку від спрацювання деталей пристрою за формулою:

де - коефіціент, який залежить від виду установочних елементів; =0,002 .

- кількість контактів заготовки з опорою на рік, = 600 контактів ;

Тоді похибка від спрацювання деталей пристрою буде складати:

мкм =0.0012 мм ;

Похибка установки та зміщення ріжучого інструменту та допоміжного інструменту на верстаті не враховується, бо вона викликається неточністю виготовлення елементів пристрою, які направляють ріжучий та допоміжний інструмент, а у нашому пристрої їх немає.

Тоді допустима похибка буде складати:

Тоді призначаємо вимогу на пристрій : допуск паралельності робочої поверхні установчих пластин до установчої бази плити 0.01 мм .