2. Проектирование приспособлений

2.1 Технологическое приспособление - люнет

2.1.1 Обоснование применения

При окончательном нарезании витков червяка возникают большие силы резания, а поэтому установка детали только в центрах является недостаточно жесткой. Рассчитаем силу резания и значение максимального прогиба вала при чистовом нарезании витков червяка (рис.2.1.1). Чистовую обработку червяка будем производить односторонними профильными резцами на токарном станке модели 16К20Ф3 с ЧПУ, отвечающем требованиям точности по ГОСТ 3675-56.

Рис.2.1.1. Схема нагрузки и упругих перемещений детали при обработке в центрах:

1 - передняя бабка; 2 - задняя бабка; 3 - суппорт.

Величина деформации заготовки зависит от схемы ее закрепления. При закреплении в центрах максимальное значение прогиба имеет место при x=l/2 и определяется по следующей формуле:

, (2.1)

где P_y- радиальная составляющая силы резания.

Е=2·10⁵МПа - модуль упругости материала заготовки;

I=0.05·d⁴мм⁴- момент инерции круглого сечения заготовки (d=45 мм - средний диаметр вала).

Определим силу резания P_y, возникающую при нарезании витков червяка. Для этого назначим режим резания по рекомендациям [2] для фасонного точения:

• подачу назначаем по рекомендациям [2,стр.268], s=0,05 мм/об;

• скорость резания рассчитываем по формуле [2,стр.265]:

, (2.2)

где С_- коэффициент, С_=22,7 [2,стр.269];

Т - период стойкости инструмента, Т=50 мин [2,стр.268];

y, m– показатели степени,y=0.50,m=0.30 [2,стр.269];

К_- коэффициент, рассчитываемый по формуле [2,стр.261]:

, (2.3)

где K_Иv- коэффициент, учитывающий качество материала инструмента,K_Иv=1.0;

K_Пv- коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки,K_Пv=1.0;

K_Мv- коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала и рассчиты- ваемый по формуле [2,стр.261]:

, (2.4)

где K_г- коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости,K_г=0,7 [2,стр.262];

n_- показатель степени,n_=1,25 [3,стр.262];

 - предел прочности обрабатываемого материала, =700 МПа.

Тогда по формуле (2.3) получим:

.

Скорость резания определим по формуле (2.2), подставляя найденные значения:

м/мин

Частота вращения заготовки рассчитывается по формуле:

об/мин,

где d– диаметр заготовки.

Примем значение частоты вращения заготовки n=31,5 об/мин (стандартное ближайшее значение частоты для данного станка). Пересчитаем действительную скорость резания:

м/мин.

Определим величину силы резания P_yпо формуле [2, стр.271]:

, (2.5)

где C_p– постоянная, C_p=212 [3, стр.273];

x,y,n– показатели степени:x=1,y=0,75,n=0 [2, стр.273];

t=10 мм - длина лезвия резца;

K_p– поправочный коэффициент, рассчитываемый по формуле [2,стр.271]:

, (2,6)

где K_Мр– коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости и рассчитываемый по формуле [2,стр.264]:

, (2.7)

где n- показатель степени,n=0,75 [2,стр.264];

 - предел прочности, обрабатываемого материала, =700 МПа;

K_p, K_p, K_p, K_rp- коэффициенты назначим по рекомендациям [2,стр.275]:

K_p=1,63,K_p=1,6,K_p=1,K_rp=1,14.

Таким образом, получаем по формуле (2.6):

.

Радиальная составляющая силы резания P_yопределяется по формуле (2.5):

Н.

На основании вышеприведенных расчетов определим значение деформации детали при чистовом нарезании витков червяка по формуле (2.1):

мм.

Полученное значение прогиба вала является недопустимым при операции чистового нарезания витков делительного червяка 6 - ого квалитета точности. Следовательно, необ-ходимо применение дополнительной опоры для увеличения жесткости закрепления детали. Именно этим обосновывается разработка технологического приспособления на токарный станок 16К20Ф3 с ЧПУ - неподвижный люнет.