3.3. Способы базирования. Погрешности базирования.

3.3.1. Согласно правилу базирования заготовок группой баз, базирование начинают с главной базы, несущей наибольшее количество опорных точек.

3.3.2. Для выбранных баз удобно выбрать следующие способы базирования:

- при базирование деталь не устойчива, поэтому используем дополнительные опоры, поверхность Б устанавливаем на две призмы лишающие заготовку 4-х степеней свободы.

- торец В упираем в опорный штифт, при этом заготовка лишается ещё одной степени свободы.

3.3.3. Для базирования поверхностей Б ∅45 и ∅40 используем две одинаковые опорные призмы ГОСТ 12195-66* ,т.к. поверхности из одного и того же интервала размеров. На две призмы заготовка становится устойчиво, базирование удобное и производительное.

3.3.4. Погрешность базирования на призму (графическое их изображение приведено на рисунке 3).

1) влияющие на размер 4±0,2мм.

. мм.

где Т=0,039мм (в соответствии с рис.1) – допуск на ∅ поверхности А.

=90⁰ – угол призмы.

Подставляя соответствующие числовые значения в вышеуказанную формулу получим: мм.

Отсюда видно, что базирование на призму обеспечивает получение размера 5мм, допуск которого больше погрешности

2) влияющие на симметричность расположения обрабатываемого паза относительно плоскости симметрии поверхности А

- при установке в призму погрешность равна:

- возникающая погрешность от допуска соосности поверхности Б относительно поверхности А определяется согласно ГОСТ 25069-81

Рис.3 Погрешность базирования на призму.

3.3.5. Для базирования заготовки торцем В, используем штифт по ГОСТ 3128-70* ∅8.

Погрешность базирования определяется в соответствии с Рис.4 и с учётом допуска торцевого биения поверхности В относительно оси поверхности А.

Согласно ГОСТ 35069-81 торцевое биение равно 0,08мм.

Погрешность базирования > , поэтому данное базирование обеспечивает получение размера 122мм.

Рис.4 Определение погрешности базирования торца вала в опорный штифт.

3.3.6. Окончательный вывод об обеспечении точности указанных на чертеже детали параметров определится после расчёта суммарной погрешности обработки в предлагаемом приспособлении.

3.4.Расчётная схема, уравнение равновесия и расчёт зажимного усилия.

3.4.1. На основе схемы базирования и закрепления составляем расчётную схему. Расчётная схема составляется параллельно с выполнением компоновки основных составных частей приспособления, чтобы определиться с некоторыми конструктивными параметрами.

На расчётной схеме изображаем все действующие на заготовку силы:

- силы резания,

- зажимное усилие,

- реакция опор и сила трения в местах контакта заготовки с опорными элементами и зажимным устройством.

3 .4.2. На рисунках 5 и 6 изображены места положения опор и режущего инструмента, силы резания, сила крепления, а так же реакции опор R и силы трения Т₁ и Т₂ в местах контакта заготовки с опорным элементом – призмой, и зажимным устройством – прихватом.

Рис.5 Расчётная схема

Рис.6 Реакция опор и силы трения в местах контакта заготовки с призмой и зажимным устройством.

3.4.3. Далее при принятых режимах резания определяем силы резания, действующие на заготовку при её обработке в приспособлении.

3.4.3.1. При фрезеровании паза концевой фрезой возникает сила P_z которая состоит из горизонтальной P_н и вертикальной P_v составляющих: P_н – сила резания, сдвигающая заготовку в осевом направлении, а P_v – сила, опрокидывающая заготовку вокруг точки О.

3.4.3.2. Определим силу P_z, исходя из следующих данных:

- режущий инструмент: коническая фреза ГОСТ 17025-71

- диаметр фрезы D_фрезы=6мм

- число зубьев фрезы z=4

-ширина фрезы В=6мм

- материал фрезы Р6М5

- глубина фрезерования t=4мм

- твёрдость заготовки НВ250

3.4.3.3. Выбираем подачу (исходя из глубины резания и твёрдости)

S_z=0.01-0.006 мм/зуб

Принимаем S_z=0.01 мм/зуб.

По ГОСТ 1695-80 принимаем период стойкости фрезы Т=150мин.

3.4.3.4. Определяем скорость резания по формуле:

(1)

Где ; q=0,45; m=0,33; x=0,5; y=0,5; u=0,1; p=0,1 – коэффициент и степени в формуле скорости резания (табл. 39),

- коэффициент учитывающий твёрдость материала детали и качество поверхности заготовки. Из справочника видно, что для стальной поковки

=0,8-0,75.

Принимаем =0,75

.

3.4.3.5. Определяем частоту вращения фрезы:

, (2)

.

Полученную частоту корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической, учитывая n_ф ≤ n

n_ф=1600 мин^-1

3.4.3.6. Вычисляем фактическую скорость резания:

(3)

30,144 м/мин.

3.4.3.7. Определяем скорость подачи:

(4)

64 м/мин.

Полученные значения подачи корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактического

63 мм/мин.

3.4.3.8. Определяем фактическую подачу на один зуб фрезы S_zф,мм/зуб

=0,01 мм/зуб (5)

3.4.3.9. Определяем величину силы резания по формуле:

(6)

где ; x=0,86; y=0,72; n=1600 ; q=0,86; K_p=0,93; u=1; – коэффициент и степени в формуле силы резания (табл. 41),

3.4.3.10. Подставляем числовые значения в формулу (6)

.

3.4.3.11. Определяем составляющие силы резания:

- горизонтальная сила резания Р_Н=К₁P_Z

Р_Н=(0,2…0,3)*386,16=(77,22…115,8)Н

Принимаем Р_Н=110Н

- вертикальная сила резания Р_V=К₁P_Z

Р_V=(0,9…1,0)*386,16=(347…386)Н

Принимаем Р_V=360Н

3.4.4. Далее находим силы, действующие на заготовку от зажима. Прихват зажимного устройства приспособления, действующий на заготовку силой Q (Рис.6), вызывает в точке касания заготовки с призмами появление двух реакций R. Рассматривая проекции всех трёх сил (Q, R, R) на вертикальную ось, получаем

, (7)

Откуда

где - угол призмы,

Составим уравнение надёжности закрепления, для чего рассмотрим действие сил Р_Н и Р_V раздельно.

Действие сил Р_Н, стремящейся сдвинуть заготовку в осевом направлении, противодействуют силы трения .

Условие надёжности при этом:

Где в соответствии с Рис.6

Здесь f-коэффициент трения в местах контакта заготовки с зажимным устройством и опорой. Принимаем f=0,16

Qⁿ – сила зажима, удерживающая заготовку в осевом направлении;

- согласно формуле (7)

Тогда

От действия силы Р_V заготовка может повернуться вокруг точки О, так как на неё действует момент силы Р_Vl₂, а противодействует ему момент силы Q^vl_1. При этом условие надёжности будет иметь вид:

P_Vl₂<Q^Vl₁

Определяем силу зажима для надёжного закрепления, имея ввиду условия надёжности с учётом коэффициента надёжности:

KxP_Н=0.4xQ^Н_заж;

KxPVxl2=0.4xQ^V_заж xl₁;

Откуда:

;

;

Определяем коэффициент надёжности закрепления по формуле:

;

Где К₀=1,5 – гарантированный коэффициент запаса;

К₁ – учитываем увеличение сил резания из-за случайных неровностей поверхностей заготовки. При чистовой обработке К₁=1,0;

К₂ – учитываем увеличение силы резания вследствие затупления режущего инструмента. При чистовом фрезеровании конической фрезой К₂=1,3;

К₃=1,0 – при непрерывном резании.

К₄=1,3 – при ручных зажимных устройствах;

К₅ – характеризует эргономику немеханизированного зажимного устройства. При удобном расположении рукоятки и небольшом угле его поворота К₅=1,0;

К₆=1,0 коэффициент, учитывающий неопределённость мест контакта плоских поверхностей

Подставляя известные значения составляющих коэффициентов, получим

С учётом коэффициента надёжности определяем зажимное усилие: