3. Установка детали на плоскость, на плоскость и перпендикулярные к ней отверстия, на плоскость и два отверстия. Особенности конструирования установочных элементов. Материалы и термообработка.

При базировании на плоскость деталь устанавливается на жесткие опоры, которыми могут быть цилиндрические опоры и опорные пластины.

Цилиндрические опоры бывают трех видов: с плоской, сферической и насеченной головкой.

Для установки заготовки на черновые базовые поверхности применяют цилиндрические опоры с насеченной или сферической, а для установки на обработанные базовые поверхности – с плоской установочной поверхностью.

Опорные пластины бывают двух исполнений: плоские и с косыми пазами. Пластины крепятся двумя или тремя винтами к корпусу приспособления или плите. Плоские пластины целесообразно закреплять на вертикальных стенках корпуса, т.к. при горизонтальном их положении в углублениях под головками винтов скапливается мелкая стружка, которую трудно удалить. Пластины с косыми пазами устанавливают на горизонтальных поверхностях корпуса. В этом случае стружка при движении устанавливаемой детали попадает в углубления (косые пазы) и не нарушает контакта при установке.

При базировании деталей по торцу и отверстию в зависимости от условий обработки возможны 2 случая:

• основной базирующей поверхностью является отверстие (на оправку);

- основной базирующей поверхностью является торец (на палец)

В случае, когда за основную базу принимаю торец детали (деталь устанавливают на плоскость, а отверстие является дополнительной базой) установочные пальцы должны быть низкими.

Высота пальца выбирается из условия отсутствия заклинивания при установке на него детали: ,

где n – отклонение от перпендикулярности торца и оси базового отверстия.

Установка заготовки на 2 цилиндрических отверстия с параллельными осями и перпендикулярную к ним плоскость.

Эта схема используется при обработке деталей малых и средних размеров типа корпусов, плит, рам и картеров. Ее достоинства: простая конструкция приспособления и возможность достаточно полно выдержать принцип постоянства баз на различных операциях технологического процесса.

Базовую плоскость заготовки подвергают чистовой обработке, а отверстия разворачивают по 7 квалитету (Н7). установочными элементами служат опорные пластины и 2 низких жестких пальца.

Материалы: при условии, что линейный размер меньше 16…20 мм, то используют У8,У8А с объемной закалкой до 60…64 HRC. Если размер размер больше 16…20 мм, то используют 20,20Х цементация до 56…60 HRC. Шероховатость не менее 1,25 и ниже.

В условиях мелкосерийного элементы выполняют из легированных, конструкционных сталей 35…40 HRC.

4. Назначение зажимов и особенности их конструкций в зависимости от схемы приспособления

Основное назначение зажимных устройств состоит в обеспечении надежного контакта заготовки с установочными элементами и предупреждении ее смещения и вибраций в процессе обработки.

Зажимные устройства используются также для обеспечения правильной установки и центрирования заготовки. В этом случае выполняют функцию установочно-зажимных элементов. К ним относятся самоцентрирующие патроны, цанговые зажимы и др. устройства.

Заготовка может не закрепляться, если обрабатывается тяжелая деталь (устойчивая), по сравнению с весом которой силы резания незначительны, сила, возникающая в процессе резания, приложена так, что не нарушает установки детали.

В процессе обработки на заготовку могут действовать следующие силы:

- силы резания, которые могут быть переменными вследствие разного припуска на обработку, свойств материала, затупления режущего инструмента;

- вес заготовки (при вертикальном положении детали);

- центробежные силы, возникающие в результате смещения центра тяжести детали относительно оси вращения.

- инерционные силы, имеющие место при возвратно-поступательном движении.

Классификация зажимов:

1 – по виду привода: ручной, механизированный (пневмо-, гидро-)

2 – по виду преобразующего механизма: клиновые (в т.ч. винтовые, эксцентриковые, кулачковые), рычажные, упругие

3 – по числу точек контакта возникающих от действия одного исходного усилия: одноконтактные, многоконтактные

К зажимным устройствам приспособлений предъявляются следующие основные требования:

1. При закреплении заготовки не должно нарушаться ее положение, достигнутое установкой;

2. Силы зажима должны исключать возможность перемещения детали и ее вибрацию в процессе обработки;

3. Не должны самопроизвольно раскрепляться под действием сил резания и вибрации

4. Деформация детали под действием зажимных сил должна быть минимальной.

5. Крутящие моменты затяжки винтов и гаек не должны передаваться на деталь

6. Зажимные устройства должны быть быстродействующими, безопасными, удобно расположенными, просты по конструкции и требовать минимальных усилий от рабочего.

7. Зажимные устройства должны быть износоустойчивыми, а наиболее изнашиваемые детали – сменными.

8. Силы зажима должны быть направлены на опоры, чтобы не деформировать деталь, особенно нежесткую.

9. Зажимы не должны вызывать смятия на обработанных поверхностях изделия , следовательно зажимать за необработанные поверхности или или обспечить большую площадь контакта.

10. Усилие резания про возможности должны восприниматься неподвижными частями, а не зажимами.

Материалы: качественные конструкционные стали 30ХГСА, 40Х, 45. Рабочая поверхность должна быть обработана по 7 кв. или точнее.

Обозначение зажимов:

Обозначение устройства зажима:

П – пневматическое

Н – гидравлическое

Е – электрическое

М – магнитное

ЕМ – электромагнитное

Г – гидропластовое

В единичном производстве применяют ручные приводы: винтовые, эксцентриковые и др.

В серийном производстве применяют механизированные приводы.

5. ЗАЖАТИЕ ДЕТАЛИ. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ СОСТАВЛЕНИЯ СХЕМЫ К РАСЧЕТУ УСИЛИЯ ЗАЖАТИЯ ДЕТАЛИ. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСИЛИЯ ЗАЖАТИЯ ДЕТАЛИ В ПРИСПОСОБЛЕНИИ. ТИПОВЫЕ СХЕМЫ К РАСЧЕТУ УСИЛИЯ, ПОТРЕБНАЯ ВЕЛИЧИНА УСИЛИЯ ЗАЖАТИЯ.

Величину потребных сил зажима определяют решая задачу статики на равновесие твердого тела под действием всех приложенных к нему сил и моментов.

Расчет сил зажима производится в 2-х основных случаях:

1. при использовании имеющихся универсальных приспособлений с зажимными устройствами, развивающими определенную силу;

2. при конструировании новых приспособлений.

В первом случае расчет зажимной силы носи проверочный характер. Найденная из условий обработки необходимая зажимная сила должна быть меньше или равна той силе, которую развивает зажимное устройство используемого универсального приспособления. Если это условие не выдерживается, то производят изменение условий обработки в целях уменьшения необходимой зажимной силы с последующим новым проверочным расчетом.

Во втором случае методика расчета зажимных сил заключается в следующем:

1. Выбирается наиболее рациональная схема установки детали, т.е. намечается положение и тип опор, места приложения сил зажима с учетом направления сил резания в самый неблагоприятный момент обработки.

2. На выбранной схеме стрелками отмечаются все приложенные к детали силы, стремящиеся нарушить положение детали в приспособлении (силы резания, силы зажима) и силы, стремящиеся сохранить это положение (силы трения, реакции опор). При необходимости учитываются и силы инерции.

3. выбирают уравнения равновесия статики, применимые к данному случаю и определяют искомое значение величины сил зажима W.

4. Приняв коэффициент надежности закрепления (коэффициент запаса), необходимость которого вызывается неизбежными колебаниями сил резания в процессе обработки, определяется фактически потребная сила зажима:

Коэффициент запаса К рассчитывается применительно к конкретным условиям обработки

Исходные данные: чертеж детали, заготовки, ТП с эскизами, величины, направление и т. приложения силы, моментов резания, т. приложения и направления сил зажима.

Типовые схемы к расчету усилия зажатия детали и потребная величина усилия зажатия:

1 . Сила резания Р и сила зажима W одинаково направлены и действуют на опоры:

При постоянном значении Р сила W = 0. Этой схеме соответствует протягивание отверстий, обтачивание в центрах, цекование бобышек.

1. Сила резания Р направлена против зажимного усилия:

W = кР

к – коэффициент запаса

3. Сила резания стремиться сдвинуть заготовку с установочных элементов:

Характерно для маятникового фрезерования, фрезерования замкнутых контуров.

4. Заготовка установлена в патроне и находиться под действием момента М и осевой силы Р:

где W – суммарная сила зажима всеми кулачками: , где z – число кулачков в патроне.

С учетом коэффициента запаса k потребная сила, развиваемая каждым кулачком, будет:

а) на прокручивание

б) на проталкивание

W=W₁+W₂

5. Если в детали сверлится одно отверстие и направление силы зажима совпадает с направлением сверления, то сила зажима определяется по формуле:

k  M = W  f  R (R – расстояние от приложения силы резания до т. силы прижима, а

М крутящий момент)

W = k  M / f  R

Если в детали сверлится одновременно несколько отверстий и направление силы зажима совпадает с направлением сверления, то сила зажима определяется по формуле: