5 Проектирование приспособления, используемого при восстановлении детали

Основные требования, предъявляемые к зажимным устройствам:

- надежность, износостойкость и жесткость;

- постоянная по величине сила закрепления и минимальное время закрепления-открепления заготовки или детали;

- отсутствие деформации заготовки и ее смещения в процессе закрепления.

- автоматизация процесса закрепления.

Разработанное приспособление, основанное на принципе зажимного устройства, которое используется для базирования и крепления заготовок валов при фрезеровании шпоночных пазов, удовлетворяет всем указанным выше требованиям. Схема разработанного приспособления представлена на рисунке 5.1

Рисунок 5.1 – Разработанное приспособление

Приспособление содержит корпус, к которому с помощью болтов жестко прикреплена призма. По бокам призмы расположены прихваты, к которым с помощью винтов прикреплены прижимы. На нижней части корпуса закрепляются направляющие шпонки, с помощью которых приспособление базируется на столе станка. Закрепление приспособления на столе осуществляется с помощью болтов.

Приспособление работает следующим образом. Заготовку устанавливают на призму и крепят прихватами. При подаче масла под давлением в полость гидроцилиндра, поршень вместе со штоком движется вправо, давят на правый прихват, который прижимает с необходимым усилием заготовку к призме. Усилие крепления на правый прихват передается от шток-поршня гидроцилиндра через проушину и ось. Таким образом, осуществляется зажим заготовки. Для разжима давление масла уменьшается, толкатель отходит назад, тянет за собой прихват и отжимает вал.

Для закрепления заготовки используется зажимной механизм. В зажимных механизмах обычно применяются пневматические, гидравлические и смешанные типы приводов.

Пневматический привод при своей простоте и удобстве эксплуатации имеет ряд недостатков: во-первых, воздух сжимаем и при переменных нагрузках пневмопривод не обеспечит достаточной жёсткости закрепления. Во-вторых, данный вид привода развивает меньшее усилие, нежели гидропривод; и в-третьих, из-за мгновенного срабатывания пневмопривода прижим будет резко ударять по детали, что отрицательно скажется и на заготовке, и на зажимном механизме, и на условиях труда рабочего. Соответственно, в нашем приспособлении применим гидравлический привод.

5.1 Расчёт параметров силового привода

Необходимую силу крепления заготовки определяем по уравнению:

, (5.1)

где – необходимая сила крепления заготовки при учете силы резания , создающая момент резания;

– необходимая сила закрепления заготовки при учете силы резания , смещающая заготовку в направлении подачи.

Силу и определяем из условия статического равновесия заготовки, нахо­дящейся под действием моментов от сил , , и .

(5.2)

Аналогично получаем:

(5.3)

где – коэффициенты трения в местах контакта заготовки с опорами и зажимным механизмом соответственно ;

– коэффициент запаса, учитывающий нестабильность силовых воздействий на заготовку.

Коэффициент запаса определяем по уравнению:

(5.4)

где – гарантированный коэффициент запаса;

– коэффициент, учитывающий вид технологической базы;

– коэффициент, учитывающий увеличение сил резания вследствие затупления режущего инструмента;

– коэффициент, учитывающий прерывистость резания;

– коэффициент, характеризующий постоянство силы развиваемой зажимным механизмом;

– коэффициент, характеризующий эргономику зажимного механизма;

– коэффициент, характеризующий установку заготовки.

Сила силового цилиндра, необходимая для закрепления заготовки, равна , тогда диаметр поршня цилиндра может быть рассчитан по формуле:

(5.5)

где – рабочее давление масла, принимаемое в расчетах равным 1 МПа;

– КПД;

– длина от цилиндра до зажима, мм;

– длина от зажима до заготовки, мм.

Определяем диаметр поршня гидроцилиндра:

В качестве привода фрезерного приспособления выбираем гидроцилиндр по ГОСТ 19899-74 с диаметром поршня 125 мм.

Т.к. действительная сила зажима превышает необходимую силу крепления заготовки, то расчет выполнен верно.