2.1.5 Расчёт элементов приспособления на прочность

Расчет элементов приспособления на прочность производится по методике, предложенной в [6].

Расчет штока на растяжение:

, (2.1.7)

где [σ_p] - допускаемое напряжение растяжения, [σ_p]=140 МПа;

Р_с - статическая сила является главной силой, воздействующей на шток пневмоцилиндра, создает опасное напряжение:

Р_c= D²pη, (2.1.8)

где D - диаметр цилиндра, D = 63 мм;

p - давление в сети, p = 0,6 МПа;

η – механический КПД, η = 0,7.

Тогда после подстановки получим величину статической силы и растяжения:

P_c = ·63^2·0,6·0,7 = 1308,5 Н.

Учитывая, что =4,17 МПа  [_р] =140 МПа делаем вывод, что условие прочности выполняется.

Расчет резьбового соединения.

Основной вид разрушения резьбы – срез резьбовых витков. В соответствии с этим основным критерием работоспособности, расчет резьбы на прочность ведется по связанными с ними напряжениями среза τ:

, (2.1.9)

где τ – действующее напряжение, МПа;

Р_с – сила, вызывающая напряжение;

d - внутренний диаметр резьбы, d = 10 мм;

Н - глубина завинчивания, Н = 20 мм;

К - коэффициент полноты резьбы, К = 0,87;

К_м - коэффициент неравномерности нагрузки, К_м = 0,6;

[ ] – допускаемое напряжение.

Тогда получим:

=3,99 МПа,

[ ]=0,6· =0,6·590=354 МПа.

Учитывая, что τ=3,99 МПа  [τ]=354 МПа, делаем вывод, что условие прочности выполняется.

Расчет на прочность тяги пневматического зажима.

Для удобства будем считать, что разрушение произойдет под действием напряжения среза .

Условие прочности для данного случая имеет вид:

, (2.1.10)

где d – диаметр тяги, d=18 мм;

Н – высота тяги, Н=80 мм.

=0,29 МПа;

[ ]=0,4· =0,4·560=224 МПа

Учитывая, что τ=0,29 МПа  [τ]=224 МПа делаем вывод, что условие прочности данного элемента выполняется:

Из приведенных выше расчетов следует, что нас удовлетворяет поршень с D=63 мм, диаметр штока d_шт=20 мм.

2.2 Проектирование сверлильного приспособления

2.2.1 Техническое задание на проектирование приспособления

Спроектировать сверлильное приспособление на операцию 50 для сверления 12 отверстий. Деталь обрабатывается на станке 500V,сверлом спиральным. Эскиз обрабатываемой детали изображен на рисунке 2.2.1.

Рисунок 2.2.1 – Эскиз обрабатываемой детали

2.2.2 Описание приспособления

Для сверления 12 отверстий Æ9 мм разработано приспособление 1402.110202.063 СБ02 по принципу УНП. В качестве базового агрегата используется пневмостол 1402.110220.063 СБ02.

2.2.3 Силовой расчет приспособления

Силовой расчет приспособления производится по методике [14].

Исходными данными служат режимы резания, посчитанные в п. 1.14.2:

М_кр =1,79 Нм;

Р_о =70,97 Н.

Схема для силового расчета представлена на рисунке 2.2.2

Рисунок 2.2.2 - Схема для силового расчета приспособления

, Н. (2.2.1)

где d – диаметр сверла.

Тогда после подстановки получим:

Н.

Момент резания, Нм:

(2.2.2)

М_рез = 203,4·0,0845=17,18 Нм.

Неподвижность заготовки обеспечена, если выполняется неравенство:

(2.2.3)

где М_рез – момент резания;

K – коэффициент запаса;

– коэффициент трения 0,11-0,15.

Значение K - коэффициент запаса в формуле определяется по формуле:

K = K₀ · K₁· K₂· K₃· K₄·K₅ (2.2.4)

K₀ =1,5, коэффициент, учитывающий неточность расчетов;

K₁ = 1, коэффициент, учитывающий неравномерность припуска при сверлении;

K₂ = 1, коэффициент, учитывающий затупление инструмента;

K₃ = 1, коэффициент, учитывающий непрерывность резания;

K₄ = 1, коэффициент, учитывающий нестабильность W;

K₅ = 1,2, коэффициент, учитывающий несовершенство привода.

K = 1,5  1  1  1  1  1,2 = 1,8,

Подставив полученные значения в уравнение определим требуемое усилие зажима W:

Н.

Р_исх= W

Пневмоцилиндр в универсальном делительном пневмостоле развивает усилие 8750 Н при давлении воздуха в сети p_сети =0,4…0,6 МПа, тем самым обеспечит безопасное закрепление заготовки.

Это усилие можно снизить, установив давление воздуха, подводимого в пневмоцилиндр, до необходимого значения, которое определяется из уравнения:

, (2.2.5)

где p_рег - требуемое значение давления воздуха в диафрагменном приводе,

D – диаметр мембраны, D = 80 мм;

D – диаметр пяты, d = 56 мм.

Откуда получим:

(2.2.6)

Тогда после подстановки получим:

Па = 0,18 МПа.