2 Конструкторская часть

2.1 Проектирование и расчет станочного приспособления.

2.1.1 Описание конструкции и принципа работы

Назначение: приспособление предназначено для базирования и закрепления детали крышка при сверлении.

Конструкция: Кондуктор состоит из плиты, стоек, планки и прижимов с эксцентриками

Принцип действия: Кондуктор устанавливается на стол станка. Делаль базируется при помощи двух штырей и плоскости. Зажим осуществляется при помощи 2^х эксцентриков.

2.2 Расчёт силы закрепления

Схема закрепления детали в приспособлении представлена на рис.2.1.

На деталь действуют 2 силовых фактора – момент и осевая сила.

Осевая сила действует перпендикулярно силе зажима и стремится опустить деталь, момент резания ослабляет силу зажима.

Определим момент резания:

М_рез=C_MD^QmS^YmK,

Где S=0.2 мм/об, См=0,021, q_м=2, Y_М=0,8 К=1, D=4,5, тогда

М_рез=0,021*4²*0,2^0,8*1=0,092 Кг×м = 92 кг×мм

Осевая сила

Pz = P_табл × К_р, где

Р_табл. = 70 кг. – табличная сила резания

К_р= 1,25 – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала

Р_Z = 70 × 1.25 = 87.5 кг

Для наиболее нагруженного левого зажима уравнение равновесия примет вид

Q = (Pz / f + M_рез/l) × K, где

Q – сила зажима

f = 0.16 – коэффициент трения

l = 94 – расстояние между опорными поверхностями приспособления

К - Коэффициент запаса

Коэффициент К определяется применительно к конкретным условиям обработки детали на операции:

К = К₀ * К₁ * К₂ * К₃ * К₄ * К₅ = 1,5 * 1,15 * 1,15 * 1 * 1,3 * 1 *1 = 2,2

где К₀ – общий коэффициент запаса;

К₁ - коэффициент запаса для черновой заготовки;

К₂ - коэффициент запаса учитывает увеличение сил резания при затуплении инструмента

К₃ – не учитывается

К₄ – для ручного привода;

К₅ – учёт удобного расположения рукоятки

Q = (87.5/0.16 + 92/94)×2,2 = 1203кг = 12000 Н.

2.3 Расчёт параметров эксцентрика.

Цилиндрические эксцентрики рекомендуется изготавливать из сталь 20Х с цементацией на глубину 0,8-1,2 мм., с последующей закалкой до 55-60 HRC.

Обычные круговые эксцентрики широко используются, так как они просты в изготовлении. Недостатком их является изменение самотормозящих свойств в зависимости от угла поворота.

Исходные данные:

Сила зажима Q = 12000 н

Допуск на размер заготовки d = 0,1 мм.

Жесткость зажимного устройства J = 12000 н/мм.

Угол поворота эксцентрика от его нулевого положения a = 70°

Зазор для снятия детали S₁ = 0,3 мм.

Экстцентрисетент

е = =2,3 мм

принимаем стандартный е = 3 мм.

Радиус цапфы

r = , где

[s]_см = 40 МПа – допустимое напряжение смятия

принимаем стандартное значении r = 9 мм.

радиус круга трения

р = r × f’ = 9×0,12 = 1.08, где

f’ = 0.12 – коэффициент трения покоя (для полусухих поверхностей f’ = 0.12-0.15)

Радиус эксцентрика

R=14 мм., где

j = 8° угол трения покоя для полусухих поверхностей

Ширена эксцентрика:

В = =30 мм, где

Е = 2×10⁵ МПа – модуль упругости,

s = 1000 МПа – допускаемое напряжение на смятие.

Момент на эксцентрике:

N×L = (1 + sin(180°- a + j)) × e × Q = (1+sin(180°-70°+6°)) × 3 × 12000 = 68 кН×мм.

При действии силы на рукоятку N = 160 Н её длина составит

L =68000/160 = 425 мм.

2.4. Расчёт точности станочного приспособления

2.4.1 Расчёт допуска на палец

Минимальный зазор между пальцем и отверстием

Æотв6^+0,36 Æ пальца 6 S_мин=0,03

Номинальный размер 2 пальца

d₂= (S_мин+D₀-d₀-d_N)-d_N2 ,где

D₀=8 – номинальный диаметр отверстия

do =0,03– верхний допуск на межосевое расстояние отверстий

d_Н = 0.03 – нижний допуск на межосевое расстояние пальцев

d₂=(0.03+8-0.03-0.03)-0.03=7.9

3.2 Расчёт приспособления.

Заданная точность обработки будет обеспечена лишь в том случае, если погрешности, возникающие при обработке детали, не превысят допускаемых отклонений, т.е. если выполняется условие:

где: Δ – допуск на обрабатываемый размер

δ – суммарная погрешность приспособления

Рассчитываем погрешность на размер 6,5±0,2:

а). Погрешность базирования:

ε_б = 0,03 –относительно р-ра 6,5±0,2 [1, стр 142]

с учётом К = 0,85

ε_б = 0,03 · 0,85 = 0,0255 мм.

б). Погрешность закрепления:

ε_з = 0,08 мм.

в). Погрешность настройки приспособления:

Δ_Н = 0, т.к настройка приспособления не производиться.

г). Погрешность обработки:

Δ_ОБР = К₂ · ω = 0,5 · 0,4 = 0,2 мм.

д). Погрешность положения заготовки в приспособлении:

где d_i = 0,023 мм – допуск на размер установочного пальца;

d_З = 0,026 мм – зазор между штырём и отверстием в бобышках;

d_У = 0 мм - настройка положения приспособления на станке;

d_U = 0 - контроль за износом приспособления осуществляется периодически.

Суммарная погрешность приспособления рассчитывается по следующей формуле:

Σδ_i =

Следовательно на чертеже проставляем размер 94,8±0,03

5. Расчёт режущего инструмента.

Рассчитаем момент при обработке отверстия комбинированным инструментом. Наиболее нагруженный переход – сверление.

М_рез=C_MD^QmS^YmK,

Где S=0.2 мм/об, См=0,021, q_м=2, Y_М=0,8 К=1, D=8, тогда

М_рез=0,021*8²*0,2^0,8*1=0,37 Кг×м = 3700 н×мм

Рассчитаем прочность паянного шва.

£[t], где

к=2 мм – катет шва

W =- площадь, охватываемая средней линией шва

[t]=0.6[s]=0.6×320=192 н×мм² – допустимое напряжение среза паянного шва.

£[t],

следовательно условие прочности выполняется.