МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Тольяттинский государственный университет

Институт машиностроения Кафедра «Оборудование и технологии машиностроительного производства» Специальность 15.03.05 Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств Направление «Технология машиностроения»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по дисциплине: «Станочные приспособления»

на тему: «Разработка трёхкулачкового самоцентрирующего

патрона».

Вариант 3

Студент: ^{__________________________________________________________ _____________________________________________________ (И.О. Фамилия) (личная подпись)}

Руководитель: ^{___________________________________________________________ _____________________________________________________ (И.О. Фамилия) (личная подпись)}

Оценка: ^{_____________________________________________________}

Дата: ^{_____________________________________________________}

Т ольятти 2019

АННОТАЦИЯ

Курсовой проект состоит из пояснительной записки и графической части.

Графическая часть выполнена на 1 листе формата А1 и включает в себя сборочный чертёж гидропривода и разрабатываемого патрона, и 2 страницы спецификации к чертежу.

Пояснительная записка включает разделы – введение, расчётную часть, конструирование патрона и силового привода. В разделе конструирование патрона и силового привода представлено описание и принцип работы двух механизмов относительно друг друга.

Объём пояснительной записки 19 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение………………………………………………………………………....4

1. Сбор исходных данных……………………………………………………...5

2. Расчёт сил резания………………………………………………………….6-7

3. Расчёт усилия зажима……………………………………………………....8-11

4. Расчёт силового привода………………………………………………….12-13

5. Расчёт погрешности установки заготовки приспособления …………...14-15

6. Описание и принцип работы устройства………………………………16-17

Заключение…………………………………………………………………….18

Список используемых источников…………………………………………..19

ВВЕДЕНИЕ

Пока корабли бороздят просторы мирового океана, космические шатлы изучают жизнь, в не земного пространства, развивается медицина, и создаются новые устройства, развитие машиностроительного производства так же не стоит на месте. Для создания нового или же давно существующего, необходимо строить и разрабатывать оборудование, станки, а также станочные приспособления. В основе курсового проекта как раз лежит разработка станочного приспособления, а именно трёхкулачкового самоцентрирующего патрона.

Целью проекта, является научиться проектированию станочного приспособления на примере разработки конструкции токарного трёхкулачкового самоцентрирующего патрона.

Для выполнения поставленной цели понадобится выполнить следующий ряд задач. В первую очередь, изучить конструкции кулачкового патрона, также разобраться в методике проектирования станочного приспособления, следует понимать, как работает объект, и с чего стоит начать перед непосредственным конструирование. Выполнить по заданному варианту не обходимые расчёты для проектирования патрона и силового привода к нему. Разработать конструкцию токарного кулачкового самоцентрирующего патрона с механизированным приводом. В итоге, оформить результаты расчётов и конструирования в виде пояснительной записки и рабочего чертежа патрона с силовым приводом.

1 Сбор исходных данных

По заданному варианту имеем следующие параметры:

Вид, материал заготовки – черновая обработка, СЧ – 240 НВ;

Вид обработки – чистовая;

Материал режущей части применяемого резца – ВК8;

Геометрия резца имеет следующие значения – γ°=5°, λ°=5°, φ°=45°;

Режимы резания – скорость резания V = 240 м/мин; подача S = 0,33 мм/об; глубина резания t = 0,5 мм;

Трёхкулачковый самоцентрирующий патрон разрабатываем на металлорежущий станок – 16К20Ф3, у которого наибольший диаметр патрона не должен превышать 400 мм.

2 Расчёт сил резания

Учитывая исходные данные, приступаем к расчётной части, начиная с расчёта сил резания.

Силы резания при продольном и поперечном Р_z, Р_y точении можно рассчитать по формуле (2.1):

(2.1)

При поперечном и продольном точении резцом из твёрдого сплава параметры С_р, Х, У, п_р – показатели степени для конкретных условий обработки, являются табличными и равны:

, , , ;

, , , .

Поправочный коэффициент при продольном и поперечном находится по формуле (2.2):

(2.2)

Где:

– коэффициент учитывает влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости, для продольного и поперечного точения рассчитывается по формуле (2.3):

(2.3)

С учётом исходных данных, а также табличного значения показателя степени n, зависящего от обрабатываемого материала заготовки, по формуле (2.3) получаем:

Коэффициенты , зависящие от геометрических параметров режущего инструмента, являются табличными для продольного и поперечного точения, и равны:

; ; ;

; ; ;

Таким образом, по формуле (2.2) определяем коэффициент :

Следовательно, определив все необходимые параметры для расчёт сил резания в двух направлениях, проводим расчёт по формуле (2.1):

3 Расчёт усилия зажима

Приступаем к расчёту усилия зажима . Усилие зажима, препятствующее провороту заготовки в кулачках, рассчитывается по формуле (3.1):

(3.1)

Где:

К – коэффициент запаса;

– сила резания, рассчитанная во втором пункте курсовой работы;

f – коэффициент трения, назначаем при закреплении в кулачковом патроне губками с кольцевыми канавки равный ;

– диаметры детали, указанные в исходных данных.

Коэффициент запаса К рассчитывается по формуле (3.2):

(3.2)

Где:

– гарантированный коэффициент запаса равный 1,5;

– коэффициент, зависящий от увеличения сил резания из-за неоднородности обрабатываемой поверхности заготовки, так как в условии обозначена чистовая обработка коэффициент принимают равный 1;

– коэффициент, зависящий от увеличения сил резания из-за затупления режущего инструмента, выбираем равный , ;

По формуле (3.2) рассчитаем коэффициенты :

Усилие зажима вычисляем по формуле (3.1):

Следующий шаг – вычислить необходимое усилие зажима использую формулу (3.3):

(3.3)

Где:

– длины изготовляемой детали.

Подставив значения в форму (3.3) получаем следующее:

Из выбираем наихудший вариант, обозначая для дальнейшего расчёта.

Величина усилия зажима, приложенная к постоянным кулачкам, определяется по формуле (3.4):

(3.4)

Где:

– длина направляющей постоянного кулачка, размеры которого представлены на рис. 3.1;

– коэффициент трения при полусухом трении стали о сталь равен 0,1;

– вылет кулачка, значение которого указано на рис.3.1.

Подставим найденные значения в формулу (3.4), получаем:

Следующий этап – определение усилия зажимного механизма Q, которое находится по формуле (3.5):

(3.5)

Где:

– передаточное отношение по силе зажима, которое для клинового зажимного механизма рассчитывается по формуле (3.6):

(3.6)

Где:

α – угол наклона клина принимаем равный 15°;

– углы трения между поверхностью кулачка и втулкой принимаем равный 6°.

Подставим рассчитанные значения в формулу (3.6), получим:

Для заключительного определения зажимного механизма из рычажного и клинового проведём расчёт диаметр патрона, который для клинового зажимного механизма не должен превышать .

Наружный диаметр патрона можно определить по формуле (3.7):

, мм (3.7)

По формуле (3.7) рассчитаем диаметр патрона:

Подбираем табличное значение диаметр патрона равное так, как выбираем клиновой зажимной Так как все параметры рассчитаны определяем усилие зажимного механизма по формуле (3.5):