2.Конструирование и расчет приспособлений.
2.1Конструирование приспособления для механической обработки.
Для чистовой токарной обработки заготовки необходимо выбрать чистовую базу. Базой для обработки будет являться наиболее точно обработанная поверхность. Отверстие Ø159Н7 выбираем в качестве чистовой технологической базы. Для закрепления заготовки необходимо приспособление, которое даст возможность забазировать заготовку по выбранной поверхности. 3х кулачковый патрон для чисто обработанной поверхности не подходит, поэтому используем разжимную оправку с гидропластом. Оправка даст возможность точно и без повреждений поверхностного слоя зафиксировать заготовку.
Ниже приведена конструкция предлагаемая в [8].
Принцип действия сводится к тому, что при ввинчивании винта 2, перемещается плунжер, который, в свою очередь, перемещает гидропласт.
Гидропласт, воздействуя на тонкостенную втулку деформирует ее, в результате чего, предварительно одетая на оправку деталь, прочно и точно фиксируется. Внеся некоторые изменения в предлагаемую конструкцию и продумав способ фиксации оправки на станке получим следующие приспособление, обеспечивающее точность центрирования 0,005…0,01 мм.
Особенность гидропластмассы заключается в том, что она имеет достаточную текучесть для равномерной передачи давления и достаточную вязкость, исключающую ее протечки в местах сопряжений.
Величина деформации втулки мала, поэтому точность изготовления базового отверстия детали должна быть IT7…IT9. Упругие втулки изготавливают из сталей У7А и 30ХГС с термической обработкой до твердости HRC45…50.
Оправка состоит из следующих основных деталей:
- Фланец оправки;
- Упругая втулка;
- Гидропласт;
- Плунжер;
- Винт для разжима оправки;
- Винты крепежные.
Такой же конструкции оправку применяют и при выполнении операций на сверлильно-фрезерно-расточном станке.
Расчет оправки взят из[8] и включает в себя:
1.Определение допустимого приращения установочного диаметра втулки:
∆D=D∙σ/E=0,4мм
Где D=159 мм-номинальный диаметр втулки;
σ =50…70 кг/мм2;
Е=21000 кг/мм2.
2.Толщина стенки установочной поверхности втулки:
b=0,03…0,05∙R=2,4мм.
3.Рекомендуемая величина рабочей полости под заполнение гидропластмассой:
H=2∙√D=22мм.
4.Диаметр плунжера:
d1=(1,5…1,8)∙√D=20мм.
5.Увеличение объема рабочей полости за счет приращения диаметра втулки.
∆V=п∙D∙L∙∆D/2=52,5мм.
где L=70мм- длинна деформируемой области втулки.
6.Величина ввинчивания винта(хода плунжера), необходимая для зажима заготовки.
m=4∙(∆V+0,002V)/п∙d12=10мм.
где V-объем гидропласта.
7.Определение натяга создаваемого при допустимой деформации втулки.
δн=∆D-δmax;
где δmax=Dизд.max-Dвт.min;
Отверстие
в заготовке выполнено по квалитету 7
для размера 159 верхнее отклонение размера
[5] равно +40мкм, оправка выполнена по
допуску f7
для которого верхнее и нижнее отклонения
равны соответственно -43 мкм, -83 мкм.
δmax=Dизд.max-Dвт.min=123мкм.
δн=∆D-δmax=277мкм.
8.Определение передаваемого крутящего момента.
Мкр=100∙D∙b∙(√2∙b/D)∙δн=15,4 кН∙м.
9.Определение возникающего при точении момента и сравнение его с передаваемым.
Силу резания определим для перехода 4-5, связанного с продольным точением цилиндрической поверхности на диаметре 435 мм.
Pz=10∙С∙tx∙Sy∙Vn∙Kp;
из табл. 22 Ср=300;
х=1,0;
у=0,75;
n=-0,15;
Кр=0,85;
t=2 мм; S=0,33 мм/об; V=388 м/мин;
Pz=12,08кН;
Тогда момент от тангенциальной составляющей:
М=Pz∙435/2=3,1кН∙м< Мкр=15,4кНм, получили, что оправка обеспечивает необходимое усилие закрепления.
Работа приспособления:
Заготовка устанавливается на цилиндрическую втулку и упирается в перпендикулярную ей (втулке) плоскость.
Закручивая винт перемещаем плунжер, что приводит к разжиму упругой втулки и фиксации заготовки.
Сама оправка устанавливается на промежуточный фланец 3х кулачкового самоцентрирующего патрона, и крепится с помощью 3х винтов с внутренним шестигранником.
Переустановка или снятие заготовки производится в обратном порядке.
При эксплуатации приспособления необходимо контролировать следующие параметры:
1.состояние элементов базирования деталей, своевременно заменяя их.
2.состояние поверхности упругой втулки.