1.1.5 Складання схеми сил, що діють на заготовку у процесі обробки

Згідно з завданням до курсового проекту необхідно спроектувати і сконструювати пристрій для закріплення деталі на шпонково-фрезерній операції на шпонково-фрезерному верстаті. Отже, нам необхідно виконати схему обробки нам необхідно виконати схему обробки на фрезерну операцію, і на ній показати всі сили і моменти, що діють в зоні різання і в місцях контакту оброблюваної деталі з установочними елементами.

Малюнок 5- Розрахункова схема діючих сил і моментів

Аналізуючи, виконану схему обробки на фрезерної операції встановлюємо, що в місцях контакту базових поверхонь оброблюваної деталі з установочними елементами будуть виникати сили тертя f1, а в місцях контакту деталі з затискними елементами виникають сили тертя f2.

Силам і моментам, які виникають в процесі різання, протидіють сили тертя. Сили тертя, що виникають від зусилля затиску, забезпечує нерухоме положення заготовки в пристосуванні.

Малюнок 6- Розрахункова кінематична схема.

1.1.6 Розрахунок зусилля затиску заготовки у пристрої

Вхідні данні:

1. Виконувана операція – шпонково-фрезерна.

2. Оброблювана деталь - вал-шестерня.

3.Розміри шпонкового паза: довжина – 70 мм; ширина – 14 мм; загальна глибина паза – 7.5мм; глибина різання – 0,3 мм.

4. Устаткування: шпонково-фрезерний верстат моделі 692Р.

5. Ріжучий інструмент: фреза шпонкова, кількість зубів z=2 зуб’їв.

6.Подача: S_xδ =0.18 мм/зуб..

Визначаємо сили різання, Н:

де P_z - Кругова сила різання, Н;

C_p - Сталий коефіцієнт, що залежить від виду і якості оброблюваного

матеріалу.

t – Глибина фрезерування, мм;

B – Ширина фрезерування, мм;

z – Кількість зубів фрези;

D – Діаметр фрези, мм;

n – Частота обертів, об/мин;

C_p,x_p, y_p, w_p, q_p, u_p – показники ступенів.

Для даної операції :Cp =68.2; q_p =0.86; x_p= 0.72; y_p=0. 86;

Тоді:

Pz=(10·68.2*0,3^0.86*0,18^0.72*14^2*1)/(14^0.86*720^0)*0,9=200Н

Складаємо вихідне рівняння для визначення сили затиску Q:

Q=(200*sin90/2)/(0.15+0.15)=471 H

Розрахунок основних параметрів затискного механізму.

Вихідні данні:

1.Виконуванна операція – шпонково – фрезерна

2.Необхідне зусилля затискача – 3450Н.

3.Глибина фрезерування – 0,5мм

4.Обробку виконати методом маятникової подачі.

Порівнюючи силу різання p і силу затиску q, встановлюємо, що закріплення буде надійним. Для обчислення діаметру циліндра скористаємося формулою:

Д=√(4*471)/(3.14*7.5*0.4)=√200=14 мм

За ГОСТ 15608-81 приймаємо найближче більше значення:

Д=80мм; d=25мм- діаметр штока; штовхаюче зусилля – 1760Н; зусилля, що тягне – 1560 Н; швидкість переміщення штоку 1 м/с

1.1.7 Описання технологічної характеристики верстата для якого проектується пристрій

Технічна характеристика верстата 692Р:

Ширина паза, що фрезерується , мм	3…20
Діаметр оброблюваного вала, що встановлюється в пристосуванні, мм	8…80
Найбільша довжина фрезерованого паза, мм	300
Найбільша розбивка паза, мм	1,0
Відстань від осі шпинделя до столу А, мм	75…175
Відстань від торця шпинделя до середини столу Б, мм	120…174
Розмір робочої поверхні столу, мм	200х800
Конус шпинделя	50 (ГОСТ 836-72)
Частота обертання шпинделя, хв-1	500; 630; 800;1000;1250;1600;2000;2500;3150; 4000
Кількість робочих продольних подач фрезерної голов ки.	Безступінчасте регулювання
Подовжнє подання фрезерної голівки, мм/ хв	20…1200
Кількість поперечних подач фрезерної головки.	Безступінчасте регулювання
Поперечне подання фрезерної головки, мм/хв	15…300
Поперечне подання фрезерної головки при маятниковому циклі, мм/ход	0,1…1,8
Потужність  електродвигуна, кВт:
Головного приводу	2,2
Приводу подань	0,8
Габарити верстата,мм	1320х1380

1.2 Другий этап. Конструювання пристрою

1.2.1 Конструювання та компоновка корпусних деталей пристрою згідно з вимогами ГОСТ 12947-1291161-67

Для створення зусилля затиску, з урахуванням річного обсягу випуску, а також основного технологічного часу для обробки паза, передбачаємо застосування в пристрої закріпленого пневмопривода поршневого, двобічної дії за ГОСТ 15608-81. Для керування вневмопривода використовуємо двопозиційний чотирихідний розподільний кран з плоским золотником типу ВН-24, щоб підвести стиснуте повітря до пневмопривода, передбачаємо використання мідних повітропровідних труб до розподільного крана і пневмоциліндра здійснюємо штуцерним з'єднанням із розвальцюванням кінців труб.

Усі зазначені елементи й механізми монтуються на корпусі коробчастного типу, а пневмопривод прикріпляються усередині корпусу в такій послідовності: спочатку на корпусі монтуються установочні елементи/дві призми/ і кронштейн опорним пальцем. Після цього монтується вузол пневмоциліндра із затискним елементов. Далі монтується двопозиційний кран і проводиться разводка повітропроводів. Таким чином, в основному всі елементи і механізми, використані в пристрої, є стандартними. Для виготовлення корпусу передбачаємо дві плити з конструкційної сталі 45 ГОСТ 1050-88 та два швелера. Усі кріпильні деталі-стандартні. Перелік їх наведено у специфікації. Спеціальними є кронштейн для опорного пальця та основа. Загальна кількість деталей у пристрої-24.