3.9.2. Расчет зажимных усилий

Тангенциальная сила Pz при фрезеровании определяем по формуле:

Pz = [(10·Ср·t^xp·S^yp·B^up·z) / (D^qp·n^wp)]·Kmp, Н [11], (стр.283)

где Cp, xp, yp, up, qp, wp – коэффициент и показатели степени тангенциальной силы при фрезеровании легированной стали.

Cp= 68,5; xp = 0,95; yp = 0,8; up = 1,1; qp = 1,1; wp = 0

z – число ножей фрезы.

z = 24

D = 200мм

n = 133,5 об/мин

B = 20мм

Kmp – поправочный коэффициент

Kmp = Кг(750/σв)^nv = 1,0· (750/750)^1,0 = 1,0 [10, стр.264]

Pz = [(10·68,5·4^0,05·2,4^0,8·20^1,1·24) / (200^1,1·133,5⁰)]·1,0 = 1448,5 Н

Деталь может провернуться, если усилие зажима W будет недостаточно. Поэтому, расчетными уравнениями для определения потребного усилия зажима W будет уравнение моментов, т.е. на основании рисунка 3.2 уравнение примет вид:

∑Мвр=Pz·l₂ – Fтр·l₁ = 0;

Fтр=Px·l₂ / l₁;

Fтр=W·f=Px·l₂ / l₁;

f – коэффициент трения.

f = 0,45;

W=1448,5·220 / 80 = 3983,4 Н;

Fтр = 3983,4·0,45 = 1593,4Н;

Определение усилия действующего на механизме

Q=W / tgα = 3983,4 / tg8 = 4559,8 Н;

Определение усилия на штоке пневмоцилиндра

Q1 = Q / η

где η – к.п.д. механизма зажима

Q1 = 4559,8 / 0,95 = 4799,7 Н

Определение диаметра пневмоцилиндра толкающего действия

D = √4·4559,8 / 3,14·0,4·0,95^¬ =158,7 мм

Принимаем диаметр пневмоцилиндра по нормальному ряду:

D = 160 мм

Определение усилия на штоке пневмоцилиндра

Q = ρ·S = ρ·πd²/4;

где ρ = 0,4 МПа – давление сжатого воздуха в сети;

Q = 0,4·3,14·160²/4 = 7065 Н.

Определение усилия на штоке пневмоцилиндра

Qq = ρ·S = ρ·πd²/4;

где ρ = 0,4 МПа – давление сжатого воздуха в сети;

Qq = 0,4·3,14·160²/4 = 4906,25 Н.

Определение действительного суммарного усилия на клиновом механизме

Рд∑ = 4906,25·3,3·0,95 = 9843,9 Н

Определение усилия на штоке планшайбы

Р = Рд∑ · η = 9843,9 · 0,95 = 15381,7 Н

Определение времени срабатывания пневмоцилиндра

t = Dц·L / d0· V; [5, стр.76]

Dц – диаметр цилиндра

D = 160 мм

L – длина хода поршня

L = 30 мм

V – скорость протекания воздуха

V = 2000 см³/сек

d0 = 0,8 см – внутренний диаметр трубопровода

t = 160·30 / 0,8· 2000 = 3 сек

3.9.3 Расчет приспособления на прочность

Рассчитаем на прочность тягу приспособления. Тяга изготовлена из стали 45 ГОСТ 1050-88 с допускаемым напряжением на разрыв при статической нагрузке [σр = 450 – 490 МПа].

σ_р = 4·Q·α / π·d²min ≤ [σр] МПа

где α = 2,25 – коэффициент затяжки на тяге.

Q – действительное усилие зажима на тяге.

σ_р = 4·4559,8·2,25 / 3,14·16² = 51,1 МПа

σ_р <[σ_р]

Требуемая прочность обеспечена.

3.9.4 Расчет точности обработки заготовок с использованием спроектированного приспособления

Наиболее значительной из погрешностей при обработке деталей является погрешность установки, которая определяется по формуле:

Δεу = √ε²_б + ε²_з + ε²_пр^¬ ; [2, стр. 75]

где ε_б – погрешность базирования;

ε_з – погрешность закрепления;

ε_пр – погрешность приспособления.

Погрешность базирования в данном случае определим по формуле

ε_б = δ1 + δ2 + Δ [2, стр.46]

где δ1 – погрешность заготовки;

δ2 – погрешность оправки;

Δ – гарантированный зазор

δ1 = 330 мкм

δ2 = 14 мкм

Δ = 7 мкм

ε_б = 330 + 14 + 7 = 351 мкм = 0,351 мм

При пневматическом зажиме погрешность закрепления ε_з = 0;

Деталь обрабатывается с одной установки ε_пр = 0.

Следовательно:

εу = √0,351² + 0 + 0^¬ = 0,351 мм

Точность обработки детали 56±0,37 равна 0,74 мм.

εу < δр;

где δр = 0,74 мм – допуск на обрабатываемую поверхность.

0,351 < 0,74

Следовательно: точность обработки детали обеспечена.

67