РГЗ 1 / Расчёт Пневмоцилиндра для Фрезерования Цилиндрических Заготовок

Федеральное агентство морского и речного флота

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

МОРСКОГО И РЕЧНОГО ФЛОТА

имени адмирала С.О.МАКАРОВА

ИНСТИТУТ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА

Кафедра технологии судоремонта

Расчетно-графическая работа

На тему «Расчёт Пневмоцилиндра для Фрезерования Цилиндрических Заготовок»

По дисциплине «Технология судового машиностроения»

Выполнил: Яковлев М. К.

Проверил: Мельник О.В.

Санкт-Петербург

2020

Задание: Определить характеристики пневмоцилиндра для приспособления, для закрепления цилиндрической заготовки при симметричном фрезеровании продольного паза концевой фрезой.

Исходные данные:

Характеристики концевой фрезы: материал – Быстрорежущая сталь Р6М5; диаметр фрезы d_и = 63 мм; число зубьев z = 16

Характеристики заготовки: материал – Серый чугун (170 НВ); диаметр заготовки D = 75 мм.

Условия резания: глубина резания t =14 мм; ширина фрезерования B=8 мм; подача s_z = 0,008 мм/зуб; частота вращения фрезы n = 250 об/мин.

Характеристики силового привода (пневмоцилиндра): давление сжатого воздуха р = 0,3 МПа = 3∙10⁵ Па.

Характеристики рычажного механизма: l₁/l₂ = 2,0

Характеристики клино-плунжерного механизма:

• угол клина α = 10^о;

• скольжения плунжера по направляющей втулке f₃ = 0,10;

• скольжения клина по опоре f₁ = 0,10;

• качения ролика по поверхности клина f_к = 0,02;

• длина направляющей втулки a =30 мм,

• расстояние от центра вращения ролика до середины плунжера l = 30 мм.

Характеристики призмы: α_п = 45^о, коэффициент трения между заготовкой и опорными поверхностями призмы и зажима f = 0,

Решение:

Для определения силы резания P_z воспользуемся формулой, а значения постоянной C_p, показателей степени и коэффициента К_М выберем по рекомендациям:

Для попутного фрезерования концевой фрезой горизонтальная и вертикальная составляющие будут соответственно равны:

P_г ≈ 0,15P_z = 0,25 ∙ 447 = 2653,86 Н;

P_в ≈ 0,2P_z = 0,2 ∙ 447 = 461,54 Н.

Минимальное значение усилия зажима по условию отсутствия проворачивания заготовки определяется решением системы уравнений равновесия. Будем считать, что коэффициенты трения заготовки о зажимной элемент и о заготовку одинаковыми и равными f. В случае плоской системы сил уравнений равновесия три: два уравнения проекций сил (на горизонтальную и вертикальную оси) и одно уравнение моментов:

Решая полученную систему методом Гаусса, получаем результаты:

Таким образом, минимально необходимое усилие по условию проворачивания заготовки в опорах равно Н.

Вычислим коэффициент запаса К:

K = K_O ∙ K₁ ∙ K₂ ∙ K₃ ∙ K₄ ∙ K₅ ∙ K₆ = 1,5 ∙ 1,2 ∙ 1,2 ∙ 1,0 ∙ 1,0 ∙ 1,0 ∙ 1,0 =2,16

Значит, усилие зажима по формуле:

F = KF_нб = Н.

Усилие, которое необходимо приложить к рычагу для получения усилия F:

Необходимое усилие, развиваемое пневмоцилиндром:

Рассчитаем диаметр пневмоцилиндра:

Выбираем ближайший к расчетному диаметр пневмоцилиндра с параметрами (в большую сторону):

Действительная сила зажима (усилие на штоке), развиваемая пневмоцилиндром по формуле:

Уточняем усилие , которое будет прикладываться к рычагу под действием силы , развиваемой пневмоцилиндром диаметром 0,04 м:

Уточняем усилие , с которым будет прижиматься заготовка:

1