Диплом / Гричачина АА ДИПЛОМ2
.pdf2.3.5. Определение класса точности метчика Класс точности метчика в зависимости от полей допусков нарезаемой
резьбы выбираем согласно ГОСТ 16925-93. Для поля допуска 4Н рекомендуются метчики 1 класса точности.
2.3.6. Выбор предельных отклонений резьбы чистового метчика Выбираем предельные отклонения диаметров и шага резьбы чистового
метчика, допуска на половину угла профиля. Согласно ГОСТ 16925-93
принимаем значения:
eid2N= 0,024 мм; esd2N=0,008 мм;
eidN= 0,32 мм; esdN – не регламентируется;
Допуск на половину угла профиля α/2: ±35 мин;
Предельные отклонения шага резьбы ТР/2: ±8 мкм.
2.3.7. Расчет предельных отклонений размеров наружного и среднего
диаметров резьбы всех метчиков в комплекте
Произведем расчет предельных отклонений размеров наружного и среднего диаметров резьбы всех метчиков из комплекта, также находим длину
режущей части lp. Расчеты сведем в таблицу 2.9.
|
|
|
|
|
Таблица 2.9 |
|
|
Размеры чистового и чернового метчика |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Комплект из трех метчиков |
|
|
|||
Чистовой |
= + |
2 = 2 + 2= |
= 2 = |
|
||
|
=3 мм |
2,675 + 0,008 = 2,683мм |
1.0 мм |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= + |
2 = 2 + 2= |
|
|
||
|
=3,32 мм |
2,675 + 0,024 = 2,699 мм |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Черновой |
′ = − |
′2 = 2 − 0,1 = |
′ = 6 = |
|
||
|
0,2 = 3 − 1=2 |
2,675–0,05= 2,625 мм |
3.0 мм |
|
||
|
мм |
|
|
|
|
|
|
T’ =T11=0,075 |
|
|
|
|
|
|
T’ 2=0,039√+T6= 0,068 |
|
|
|||
|
мм |
+ 0,008 = 0,076 мм |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Наибольший внутренний диаметр для всех метчиков в комплекте
принимаем одинаковым:
1 = 1 – 0,055 ∙ = 2,459 − 0,055 ∙ 0,5 = 2,432 мм
41
2.3.8. Расчет диаметра метчиков по переднему торцу Согласно ГОСТ 16925-93 расчет диаметра метчиков по переднему торцу
производим по формуле (2.24):
= 1 – (0,1 … 0,35), |
(2.24) |
= 2,459 − 0,28 = 2,430 мм
2.3.9. Определение углов ϕ режущей части всех метчиков в комплекте Угол в плане ϕ режущей части метчиков определяются согласно ГОСТ
16925-93:
Чистовой:
|
|
|
− |
|
= |
3−2,430 |
= 0,285 |
||||
tgϕ = |
|
|
|
|
|
||||||
|
2 |
|
2∙1 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ϕ = 15°54' |
|
|
||||
Черновой: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tgϕ’ = |
− |
= |
3 − 2,43 |
= 0,095 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
2 ′ |
|
2 ∙ 3 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ϕ= 5°25'
2.3.10.Выбор переднего ɣ и заднего α углов
Всоответствии с обрабатываемым материалом и рекомендациями ГОСТ
3266-81 назначаем углы в пределах: передний ɣ= 8-10°; ɣ = 8°, задний угол α= 4-
6°; α = 5°.
2.3.11.Выбор числа зубьев метчика
Согласно ГОСТ 3266-81 для резьб с ≤ 17мм число зубьев z = 3.
2.3.12.Определение падения затылка К по вершинам витков
режущей части
Для всех метчиков комплекта принимаем одно и то же значение К,
рассчитанное по формуле (2.25):
К = |
∙ ∙ |
, |
(2.25) |
|
|
||||
|
|
|
К = ∙3∙ 5° = 0,275 мм 3
Принимаем К=0,2 мм.
42
Затылование К1 назначаем по ГОСТ 3449-84 в зависимости от .
Принимаем К1= 0,01 мм.
2.3.13.Выбор габаритных размеров метчиков, формы и размеров
стружечных канавок Размеры метчика и его конструктивных элементов выполняется согласно
ГОСТ 3266-81. Эскиз метчика представлен на рисунке 2.4.
Рисунок 2.4 – Размеры метчика и его элементов
Размеры принимаем:
L = 48 мм; l = 11 мм; d1=2,24 мм;
Чистовой:
l1=1,0 мм
ϕ=22°
Черновой:
l1=1,5 мм
ϕ=14°
Размеры центрового отверстия типа А ГОСТ 14034-74 представлены на рисунке 2.5.
43
Рисунок 2.5 – Размеры центрового отверстия
Размеры центрового отверстия: D=3 мм, d=0,8мм, l=1,1мм, l1=0,78мм, d1=1,70 мм.
Размеры квадрата хвостовика согласно ГОСТ 9523-84 представлены на рисунке 2.6.
Рисунок 2.6 – Размеры хвостовика
Размеры хвостовика: d = 2,24мм, l = 4мм, a = 1,8мм.
Согласно ГОСТ 3266-81 выбираем размеры стружечной канавки dc = 1,4; z = 3; r = 0,3 (рис. 2.7)
Рисунок 2.7 – Стружечные канавки метчиков d<5,5мм
2.3.14.Выбор материала рабочей части метчика
Выбираем материал рабочей части метчика Р6М5 по ГОСТ 19265-73.
Твердость рабочей части метчиков должна быть в пределах HRC 62-66,.
Шероховатость по профилю резьбы 0,8, хвостовиков в посадочной части -
1,6, канавок - 3,2 , остальных поверхностей − 6,3. Обратная конусность принимается в пределах 0,05 – 0,15 мм на 100 мм длины. Чертеж комплекта метчиков представлен в приложении З.
44
ГЛАВА 3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ УСТАНОВОЧНО-ЗАЖИМНОГО
ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
3.1.Выбор инструмента
При выполнении операции 015 –фрезерования с черновой обработкой литейной заготовки с глубиной резания 2 мм – использовалась торцевая фреза марки Karloy:
Фреза торцевая SVMM 4125R-Z16;
Пластинки – SNEU120140 PC3500;
Диаметр: 125 мм;
Число зубьев: 16.
3.2.Расчет сил резания
Исходные данные: глубина резания t = 2 мм; подача Sz = 0,24 мм/зуб; диаметр
D = 125 мм; частота вращения n = 262 об/мин; Количество режущих пластинок
Z=16; скорость резания V = 103 м/мин.
Окружная сила резания расчитывается по формуле 3.1:
|
10∙ ∙ ∙ ∙ ∙ |
|
|
||
= |
|
|
∙ , |
(3.1) |
|
∙ |
|||||
|
|
|
|||
где = 825, = 1,0, = 0,75, = 1,1, = 1,3, = 0,2 [12, табл. 41, стр. 291]; м = (750в ) = (650750)0.3 = 0,96 [12, табл. 9,39, стр. 264,286]
|
10 ∙ 825 ∙ 11 |
∙ 0,240,75 |
∙ 1001,1 |
∙ 16 |
|
= |
|
|
|
|
∙ 0,96 ≈ 1937 Н |
|
|
|
|
||
|
1251,3 ∙ 2620,2 |
|
|
||
|
|
|
|||
Фрезерование симметричное. Остальные силы резания определяем из соотношений с главной составляющей [12, табл. 42, стр. 292].
= 0,4 ∙ = 0,4 ∙ 1937 ≈ 775 Н= 0,9 ∙ = 0,9 ∙ 1937 ≈ 1743 Н= 0,4 ∙ = 0,4 ∙ 1937 ≈ 775 Н= 0,5 ∙ = 0,5 ∙ 1937 ≈ 987 Н
Сила для расчёта оправки на изгиб рассчитана по формуле 3.2:
|
= √ |
2 + 2 |
(3.2) |
|
|
|
|
45
= √7752 |
+ 19372 |
|
≈ 2086 Н |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Крутящий момент кр определяем по формуле 3.3: |
|||||||||
|
|
|
|
|
∙ |
|
|||
|
|
|
= |
|
(3.3) |
||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
кр |
|
|
2∙100 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
||||
кр = |
1937 ∙ 125 |
≈ 1211 Нм |
|||||||
|
|
||||||||
|
2 ∙ 100 |
|
|
|
|
|
|||
Мощность резания по формуле 3.4 равна: |
|||||||||
|
|
|
|
|
∙ |
|
|||
|
= |
|
|
(3.4) |
|||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
1020∙60 |
|
||||
|
|
|
|
|
|||||
1937 ∙ 200= 1020 ∙ 60 = 6,33 кВт
3.3.Выбор станка
Для торцевого фрезерования базовых плоскостей был выбран пятикоординатный фрезерный станок с ЧПУ модели DMF 180 linear. Данный обрабатывающий центр оснащен современными линейными двигателями,
обеспечивающими высокую точность и производительность при обработке сложных деталей. Технические характеристики станка представлены в таблице И.1.
Выбор именно этого оборудования обусловлен его способностью поддерживать стабильные технологические параметры, что особенно важно при обработке базовых поверхностей. Благодаря пятиосевой системе управления и использованию линейных приводов станок обеспечивает минимальные вибрации, высокую динамику перемещений и точное соблюдение заданных размеров.
3.4.Выбор установочных элементов
При фрезеровании базовой плоскости в качестве технологических баз используются необработанные поверхности: плоскость, параллельная обрабатываемой, и две боковые поверхности. Для надежной фиксации заготовки применяется пятиточечная схема базирования с использованием установочных штырей, оснащенных сферическими головками [19]. Технические характеристики применяемых центрирующих элементов приведены в таблице
3.1.
46
Таблица 3.1
Основные размеры сферического штыря
№ |
D |
H |
L |
d |
с |
|
|
|
|
|
|
0314 |
6 |
6 |
11 |
4 |
0,6 |
|
|
|
|
|
|
3.5.Расчет необходимой силы зажима
При проектировании зажимного устройства величина прижимного усилия определяется на основании расчетных значений сил резания, полученных в разделе 3.2. Требуемое зажимное усилие должно исключать возможность смещения или проворота детали в процессе обработки.
В рассматриваемом случае фрезерования плоской поверхности за один технологический проход действующие силы имеют направление, показанное на схеме (рисунок 3.1).
Рисунок 3.1 - Схема направления сил резания при фрезеровании
47
Поскольку силы резания прижимают на заготовку к опорным элементам,
основная функция зажимного механизма заключается в обеспечении точной первоначальной установки детали, а также предотвращении возможных вибраций и недопустимых смещений в процессе обработки.
Для количественной оценки надежности закрепления выполним расчет коэффициента безопасности К по формуле 3.5, учитывающего динамические нагрузки и условия обработки.
К = К0 ∙ К1 ∙ К2 ∙ К3 ∙ К4 ∙ К5 ∙ К6 |
(3.5) |
где, К0 = 1,5; К1 = 1,2 (черновая обработка); К2 = 1,6 |
[17, Табл. 3.1]; |
К3 = 1,2 (торцевое фрезерование); К4 = 1,0; К5 = 1,2 (большой угол поворота рукоятки); К6 = 1 (заготовка установлена на опоры с ограниченной поверхностью контакта).
К = 1,5 ∙ 1,2 ∙ 1,6 ∙ 1,2 ∙ 1,0 ∙ 1,2 ∙ 1 ≈ 4,1
Далее найдём силу зажима W.
Для неподвижности заготовки должны выполняться следующие условия в формулах 3.6 и 3.7:
|
∑ |
= 0 ; ∑ |
= 0 ; ∑ = 0 |
(3.6) |
|
|
|
|
|
∑ ( ) = 0 ; ∑ ( ) = 0 ; ∑ ( ) = 0 |
(3.7) |
|||
|
|
|
|
|
Так как сила зажима лежит в плоскости XОY, то нас интересуют только |
||||
условия ∑ = 0 ; ∑ = 0 ; ∑ ( ) = 0. |
|
|
||
|
|
|
|
|
∑= 4 + 5 − − − 2 ∙ = 0
∑= + − 6 = 0
∑( ) = 4 ∙ 25 − 5 ∙ 25 + ∙ 25 − ∙ 25 + ∙ 50 + ∙ 50 = 0
Из последнего уравнения следует:
5 ≈ 4 + 2 ∙ ( + )
Тогда из уравнения равновесия для оси х получаем:
48
|
|
+ |
||
= + |
|
|
|
= + 1840 Н |
|
|
|
||
4 |
|
2 |
4 |
|
|
|
|
|
|
Силы зажима должна быть минимально достаточной, поэтому принимаем W = 1840 Н. С учетом коэффициента запаса К и схемы приложения усилий, требуемые зажимные силы составляют:
2 = 2 ∙ 1840 ∙ 4,1 = 15088 Н
3.6.Расчет силового привода
Рассмотрим пневмоцилиндр и гидроцилиндр:
Силу на штоке для пневмоцилиндра одностороннего действия рассчитываем по формуле 3.8:
= |
|
∙ 2 |
∙ ∙ , = |
(3.8) |
|
4 |
|||||
|
|
|
|
где: − диаметр поршня; − давление масла на поршень, = 0,4 МПа;
− КПД пневмоцилиндра, = 0,9 ( ≈ 0,85 − 0,9).
Расчет диаметра пневматического поршня производим по формуле 3.9:
= √ |
4∙( ) |
(3.9) |
|
∙ ∙ |
|||
|
|
где: − диаметр поршня; − давление масла на поршень, = 0,4 МПа;
− КПД гидроцилиндра, = 0,9 ( ≈ 0,85 − 0,9).
4 ∙ 16 764= √ ∙ 0,4 ∙ 106 ∙ 0,9 ≈ 0,243 м = 243 мм;
Силу на штоке для толкающего гидроцилиндра одностороннего действия находим по аналогично по формуле 3.8.
Расчет диаметра гидравлического поршня производим аналогично с расчётом пневматического поршня по формуле 3.9, но с = 10 МПа:
4 ∙ 16 764= √ ∙ 10 ∙ 106 ∙ 0,9 ≈ 0,049 м = 49 мм.
По результату расчетов для данной конструкции был выбран гидропривод, благодаря меньшим габаритам при одинаковой силе.
49
Выбранный гидроцилиндр будет со следующими основными параметрами: = 80 мм − диаметр поршня; = 20 мм − диаметр штока; = 80 мм − ход поршня.
Чертеж тисков с силовым приводом представлен в приложении К.
50