2395

Зажимное устройство следует отнести к первой группе, так как в нем предусмотрен самотормозящийся механизм (эксцентриковый). Поэтому в расчете нужно учитывать упругие характеристики систем зажимного и установочных элементов. Тогда

R1 = W - P2[j1 / (jI + j2)];

2R2 = W + P2[j2 / (jI + j2)],

где j1, j2 — жесткости систем соответственно зажимного и установочных элементов. По рекомендациям принимается

j1 / (jI + j2) = 0,35; j2 / (jI + j2) = 0,65.

После подстановки приведенных выше значений уравнения равновесия примут вид

Решением этих уравнений относительно W и W" и подстановкой цифровых значений (из исходных данных и чертежа

детали Р1 = 1130 Н; Р2 =3070 Н; М1 = 3450 Н·м; rA = 20 мм;

rБ = 19 мм; rВ = 17,5 мм) определяется потребная сила зажима

W.

W ' = 5571 Н; W '' = 306 H.

Для дальнейших расчетов принимается наибольшее значение из W ' и W " т, е. W=5571 H.

111

Рис. П5. Схема для расчета зажимного устройства с приводом: 1 — прихват; 2 — шпилька;

3 — эксцентрик; 4 — рукоятка

Схема зажимного устройства показана на рис. П5. Из нее следует, что конструктивно выбран рычажный зажим, имеющий прихват (рычаг) с одинаковыми плечами l1. Размеры сечения прихвата (изготовлен из стали 45) можно определить из формулы

где ζиз — напряжение при изгибе (допускаемое напряжение для стали 45 после нормализации равно [ζиз] = 125 МПа); W — обеспечиваемая сила зажима (W = 5571 H); l1 — плечи рычага (принимается длина рычага 125 мм; l1 = 60 мм); bп — ширина (без паза) опасного сечения прихвата, мм; hп — высота сечения прихвата (принимается hn = 25 мм); Z —момент сопротивления

сечения прихвата: Z bпhп2 / 6 мм3.

112

Путем приравнивания ζиз = [ζиз] и решения приведенного уравнения определяется ширина сечения

По выявленным данным выбирается прихват передвижной шарнирный по ГОСТ 9058—69 из стали 45 с размерами: длина lп = 125 мм; ширина Вп = 50 мм; hп = 25 мм и, площадь опасного сечения bп·hп =30·25 мм2. Прихват дорабатывается с целью получения рабочего зажимного элемента в виде вилки.

Затем осуществляется расчет эксцентрикового зажима. Принят круглый эксцентрик.

Для расчета эксцентриситета е принимаются следующие значения величин: зазор s1 = 0,3 мм; допуск размера заготовки δ в данном случае будет представлять собой величину колебания по высоте положения линии контакта заготовки с прихватом, состоящую из половины допуска размера Ø 38 (0,5·0,62 =

=0,31 мм) и просадки оси заготовки в призмах 0,5δ1(sin(α/2) =

=0,5·0,025/sin45° = 0,017 мм; здесь δ1 —допуск размеров

Ø 40f7 и Ø 35h7; α —угол призмы, α = 90°, т. е. δ = 0,31 +

+ 0,017 = 0,327 мм; W = 5571 Н; жесткость системы зажима заготовки в приспособлении j1 = 12000 Н/мм; угол поворота экс-

центрика из условий удобства зажима αэ = 123°, тогда α' =

= 180° - αэ = 57о.

Расчет осуществляется по формуле

Принимается е = 2,5 мм.

Радиус цапфы r = d/2 эксцентрика при ширине цапфы

b э = 18 мм и значении [ζсм] = 25 МПа определяется по формуле

113

Устанавливается r = d/2 = 6,5 мм.

Диаметр эксцентрика можно определить по зависимости Dэ = 18е = 18·2,5 = 45 мм. Более точно радиус эксцентрика rэ (при ρ = rэf ' =6,5·0,12 = 0,78 мм; φ = 6°) можно рассчитать по формуле

rэ e = 16,5 мм. sin

Принимается Dэ = 2rэ = 50 мм. При этом условие самоторможения будет также обеспечиваться. Ширина эксцентрика Вэ (при W = 5571 Н; Е = 2,1·105 МПа; rэ = 25 мм; для стали 20 после цементации и закалки ζт = 350 МПа, [ζ] = 2 ζт = 700 МПа) определяется по формуле

Устанавливается Вэ = bэ = 18 мм.

В соответствии с ГОСТ 9061-68 выбирается эксцентрик круглый 18×50 из стали 20; с эксцентриситетом е = 2,5 мм; шириной Вэ = bэ = 18 мм; диаметром Dэ =50 мм и диаметром цапфы d = 13 мм.

Затем решается вопрос о приводе эксцентрика для обеспечения потребной силы зажима W. Устанавливается угол

= 53°, φ = 6°; сила, которую рабочий может прикладывать к

рукоятке, Рпр = 150 Н (см. рис. П5). Определяется длина рукоятки

l We / Pпр 1 sin = 172,4 мм.

114

По ГОСТ 8923—69 выбирается рукоятка 7061-0077 (исполнение I) общей длиной 175,5 мм, диаметром 16 мм и диаметром хвостовика Ø 12r6.

Расчет на прочность. Наиболее нагруженным элементом приспособления можно считать шпильку, которая является опорой прихвата (рычага) и на которую действует растягивающая сила, равная 2W (см. рис. П5). Шпилька работает на растяжение. Ее опасным сечением является внутренний диаметр резьбы d', который в соответствии с рекомендациями определяется по формуле

где С — коэффициент (для метрических резьб С = 1,4); [ζр] — допускаемое напряжение при растяжении (для улучшенной стали 45 при пульсирующей нагрузке [ζр] = 155 МПа).

После подстановки значений в формулу определяется внутренний диаметр резьбы d' = 11,87 мм.

По ГОСТ 22043-76 принимается шпилька М16×I20.56.0,5 из улучшенной стали 45 с внутренним диаметром резьбы

d' = 13,835 мм.

Описание работы приспособления. Приспособление устанавливается на столе специального сверлильного станка нижней плоскостью корпуса 1 (см. рис. П6), фиксируется за счет штифтовки по двум отверстиям С и закрепляется болтами, проходящими через четыре сквозных отверстия Е в корпусе 1 и столе станка.

В исходном положении рукоятка 24 поднята вверх и вся система комбинированного зажимного устройства (прихват 23, эксцентрик 25) отведена вправо. При этом прихват не мешает установке заготовки в приспособление.

Заготовка устанавливается в призмы 21 и 22 с упором торцовой поверхности буртика во внутренний торец призмы

115

Рис. П6. Чертеж спроектированного приспособления для сверления отверстий в деталях типа валов

116

22 и доворачивается вокруг оси до совпадения радиального отверстия Ø 8 заготовки (см. рис. П1) с коническим пальцем 4 (см. рис. П6), который при этом западает в отверстие под действием пружины 16 и фиксирует положение заготовки по отверстию Ø 8. После этого система зажимного устройства перемещается в сторону заготовки (влево) до упора правой стороны продольного паза прихвата 23 в шпильку 12. В результате прихват 23 зависает над заготовкой и при повороте рукоятки 24 вправо вниз заготовка зажимается. Затем через кондукторные втулки 18 и 19 осуществляется сверление отверстий.

После окончания обработки и отвода сверл рукоятка поднимается вверх, заготовка открепляется. Система зажимного устройства отводится вправо. Обработанная заготовка вынимается из приспособления, которое загружается новой заготовкой. Цикл повторяется.

117

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Андреев Г.Н. Проектирование технологической оснастки машиностроительного производства: Учеб. пос. для машиностроит. спец. вузов / Г.Н. Андреев, Г.Ю. Новиков, А.Г. Схиртладзе; Под ред. Ю.М. Соломенцева. – 2-е изд., испр. – М.: Высшая школа, 1999.

2.Горохов В.А. Проектирование и расчет приспособлений. Минск: Высш. шк., 1986.

3.Корсаков В.С. Основы конструирования приспособлений. М.: Машиностроение, 1983.

4.Кузнецов Ю.И. Оснастка для станков с ЧПУ: Справочник / Ю.И. Кузнецов, А.Р. Маслов, А.Н. Байков. М.: Машиностроение, 1990.

5.Металлорежущие системы машиностроительных производств: Учеб. пособие для студентов технических вузов / О.В. Таратынов, Г.Г. Земсков, И.М. Баранчукова и др.; Под ред. Г.Г. Земскова, О.В. Таратынова - М.: Высш. Шк., 1988.

6.Справочник инструментальщика / И.А. Ординарцев, Г.В. Филиппов, А.Н. Шевченко и др.; Под общ. ред. И.А. Ор- динарцева.–Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1987.

7.Технология машиностроения: В 2 т. Т. 2. Производство машин: Учебник для вузов / В.М. Бурцев, А.С. Васильев, О.М. Деев и др.; Под ред. Г.Н. Мельникова. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999.

118

1.1.6.Базирование заготовок в приспособлении...23

1.1.7.Погрешности базирования

119

1.1.10.2.Правила выбора направления и места приложения силы зажима.48

1.1.10.3.Основные схемы установки заготовок и расчет сил