3 Расчет приспособления на точность

На основании вышеизложенного принимаем предложенную конструкцию одноместного кондуктора, жестко закрепленного на столе радиально-сверлильного станка с быстросменными кондукторными втулками с ручным закреплением детали.

Рисунок 3 – Схема к расчету точности

При расчете точности необходимо определить погрешности изготовления и сборки элементов приспособления в зависимости от параметров, заданных на чертеже детали, а именно:

- допуск на размер 100 мм, диаметр центровой окружности, составляет +0,87 мм.

Допуски на диаметры отверстий кондукторных втулок для прохода сверл и зенкеров устанавливают по посадке f7, для разверток – по посадке g7 системы вала. Определим допустимую погрешность изготовления кондуктора, обеспечивающую получение размера 100^+0,87 по формуле [3]

(18)

где δ₁ – допуск на размер заданный в детали, мм;

ƩS – сумма зазоров, мм;

Ʃе – сумма эксцентриситетов, мм.

Сумма зазоров для данного случая определяется по формуле

(19)

где S₁ – максимальный зазор между быстросменной и постоянной втулкой,

мм;

S₂ – максимальный зазор между быстросменной втулкой и инструментом,

мм;

S₃ – максимальный радиальный зазор между отверстием Ø60Н7 и

оправкой Ø60f7, мм.

Максимальный зазор между быстросменной и промежуточной втулкой (S₁) определяется исходя из величины полей допусков на данные элементы, так для наружной поверхности быстросменной втулки , а для отверстия промежуточной – . Таким образом, .

Максимальный зазор между (S₂) быстросменной втулкой и инструментом, определяется исходя из величин полей допусков на данные элементы, так, соответственно, для отверстия втулки поле допуска , а для режущего инструмента (развертки) поле допуска по ГОСТ 13779-77. Таким образом, .

Максимальный радиальный зазор между отверстием Ø и оправкой Ø соответственно составит .

Сумма эксцентриситетов

, (20)

где е₁ и е₂ – допустимые эксцентриситеты быстросменной (D=15 мм) и

постоянной (D=22 мм) втулок, мм.

По ГОСТ 18435-73 радиальное биение поверхности d относительно D для втулок с полем допуска n6, m6 определяется по 4 степени точности ГОСТ 24643-81.

Для d₁ = 15, е₁ = 0,005 мм, для d₂ = 22, е₂ = 0,006 мм.

Тогда

Следовательно, поле допуска на диаметр центровочной окружности, которое необходимо указать на чертеже: Ø .

4 Расчет зажимных усилий

Для обеспечения надежного закрепления детали при обработке необходимо, чтобы с помощью зажимных элементов и устройств базовые поверхности детали были бы прижаты к опорным элементам.

Расчет усилия зажима производится, решая задачу статики на равновесие твердого тела (заготовки) под действием системы внешних сил.

В процессе обработки отверстия обрабатываемая заготовка находится под воздействием крутящего момента М и осевого усилия Р_о. Сила подачи и сила зажима действуют в одном направлении, прижимая заготовку. Под действием крутящего момента резания М деталь стремится повернуться вокруг оси. Этому противодействует момент трения М_тр, создаваемый осевым усилием зажима W.

Расчётная схема установки заготовки в приспособлении представлена на рисунке 4 [1].

Рисунок 4 – Схема к расчету усилия зажима

Сила зажима заготовки определяется по формуле [1]

, (21)

где М – крутящий момент, создаваемый сверлом, Н×м;

n – число одновременно работающих сверл;

К – коэффициент запаса;

d – наименьший диаметр опорной поверхности, м;

D – наибольший диаметр опорной поверхности, м;

f – коэффициент трения на рабочих поверхностях зажимов.

Коэффициент запаса является комплексной величиной, значение которого определяется по формуле [2]

, (22)

где К₀ – гарантированный коэффициент запаса;

К₁ – коэффициент, учитывающий увеличение сил резания из-за случайных

неровностей на обрабатываемых поверхностях заготовок;

К₂ – коэффициент, учитывающий увеличение сил резания вследствие

затупления режущего инструмента;

К₃ – коэффициент, учитывающий прерывистость резания;

К₄ – коэффициент, учитывающий непостоянство сил закрепления;

К₅ – коэффициент, учитывающий непостоянство сил закрепления при

ручном приводе;

К₆ – коэффициент, учитывающий непостоянство положения сил на

поверхностях контакта установочных элементов с заготовкой.

Согласно рекомендации [2]: К=2,5.

Тогда требуемая сила зажима заготовки составит

Минимальный внутренний диаметр резьбы шпильки, исходя из усилия зажима, определяется по формуле

, (23)

где [σ] – допускаемое напряжение растяжения, МПа.

Исходя из конструктивных соображений, целесообразно принять шпильку М20х230.58 по ГОСТ 22040-76. Внутренний диаметр резьбы М20х2,5-8е равен d_вн=16,933 мм.