Материал: СТС-14 Макаров Д.В

1.8.4.1 Описание принципа работы и конструкции станочного приспособления

Оправка соединяется с переходным фланцем 8, установленным на шпинделе станка. Осуществляется работа оправки следующим образом. В исходном состоянии клин 4 находится в крайнем правом положении, а цанга 17 освобождена от упругих деформаций. Обрабатываемая деталь свободно (с зазо­ром) устанавливается на наружную цилиндрическую часть цанги до упора в планшайбу 15. Затем с помощью пневмопривода 1, установленного на заднем конце шпинделя передней бабки станка и закреплённым клемовым зажимом 3, шток 18 перемешается влево, за счет наличия конусов на деталях 15 и 4, цанга разжимается и фиксирует заготовку по отверстию.

Для подвода давления сжатого воздуха к вращающемуся цилиндру применяется муфта двустороннего действия. Принцип её действия следующий: воздух поступает в рабочие полости цилиндра и выходит в атмосферу поочередно через сопла 12. Для предотвращения просачи­вания воздуха между внутренней поверхностью муфты и воздуховодом 14 помещаются кольцевые манжеты 20. Нали­чие шарикоподшипника 20 позволяет применять эту муфту на станках, работающих с высокими частотами вращения.

Приспособление имеет простую конструкцию, удобно в эксплуатации, обладает необходимой точностью и надежностью закрепления.

1.8.4.2 Расчет приспособления на точность

Уравнение соблюдения условия точности:

,

где - допуск на размер детали, точность выполнения которого зависит от точности применяемого приспособления, (данные из технологии).

- допуск на неточность изготовления установочных элементов приспособления, влияющий на точность обработки;

- погрешность, зависящая от метода обработки заготовки, ([2], стр. 19);

– погрешность установки, мм;

,

,

где – погрешность закрепления, мм; = 0,03 мм, ([2], стр. 45);

– погрешность базирования, =0 мм;

Подстановкой значений в формулы получено:

мм

мм.

Вывод: условие соблюдается, т.е. точность обеспечивается

1.8.4.3 Расчёт зажимного усилия заготовки в приспособлении

При закреплении детали в приспособлении необходимо обеспечить устойчивость базирования в время обработки, надёжность конструкции, а силы закрепления должны осуществлять достаточную фиксацию.

Для расчета сил закрепления в приспособлениии требуется знать величину, направление и место приложения сил, воздействующих на заготовку, а также схему ее установки и закрепления. Расчет может быть сведен к задаче статики на равновесие заготовки под действием приложенных к ней внешних сил.

а) Изображают схему сил, действующих на заготовку:

Рисунок 1.10.1 - Схема сил, действующих на заготовку

Под действием окружной силы Pу заготовка пытается провернуться вокруг своей оси, этому препятствуют силы трения в местах контакта заготовки с лепестками цанги.

б) Расчёт производят следующим образом:

,

Отсюда следует:

,

где Q – сила зажима, Н;

К – коэффициент запаса, К = 2…2,5 – лезвийная обработка, принимаю К = 2;

f – сила трения в местах контакта заготовки с приспособлением, Н;

f = (0,5…0,6), применяем f = 0,6 Н;

D = 232 мм [чертеж детали];

d = 60 мм [чертеж детали];

P_z – окружная сила резания, Н; находится по формуле

,

где Сp = 204, ([6], стр. 371);

x = 1, ([6], стр. 371);

y = 0,75, ([6], стр. 371);

n = 0, ([6], стр. 371);

t – глубина резания, t = 3 мм;

S – подача, S = 0,1;

К_р – коэффициент, учитывающий фактические условия резания:

,

где Кφ = коэффициент, учитывающий главный угол в плане, Кφ = 1;

Кγ = коэффициент, учитывающий передний угол, Кγ = 1;

Кλ = коэффициент, учитывающий угол наклона лезвия, Кλ = 1;

Кr = коэффициент, учитывающий радиус при вершине, Кr = 0,93;

Кмр – коэффициент, учитывающий влияние обрабатываемого материала:

,

где пр – показатель степени, пр = 0,75 [6, стр. 412];

Подставив значения в формулы (1.11.8), (1.11.7), (1.11.6), (1.11.5) получаем:

1,147;

;

Н;

Н.

в) Определяют исходное усилие приспособления:

Рисунок 1.10.2 – Схема действия привода

В данном приспособлении применяют цанговый зажим с пневматическим приводом двухстороннего действия. Исходное усилие определим по формуле:

,

где - исходное усилие, Н;

Q- зажимное усилие, Q=16089,045 Н;

α- половина угла корпуса цанги, α=15º;

- угол трения между цанговой и корпусом, =8.53º

,

где Е- модуль упругости материала цанги, Е=2× МПа;

L- длина лепестков цанги от места заделки до середины конуса, L= 90 мм;

n- число лепестков в цанге, n = 4;

y – стрела прогиба, т.е радиальный зазор между цангой и заготовкой;

I – момент инерции сектора сечения цанги в месте заделки лепестка,

,

где D = диаметр в месте заделки лепестка цанги; D = 60 мм;

h- ширина лепестков цанги, h = 4мм;

- половина угла лепестка цанги, = 45º;

где Smin – минимальный зазор в посадке заготовки на оправку, S_min = 0.025мм;

Подставив значения в формулы получаем:

;

1.9 Расчёт операционных размеров

Расчет операционных размеров выполняется для правильного определения величины операционного припуска и величины операционного допуска. Он делится на две составные части: расчет размеров для поверхностей с односторонним расположением припуска (длинновых операционных размеров) и расчет размеров для поверхностей с двухсторонним расположением припуска (диаметральных операционных размеров).

Рисунок 9.1 – Схема получения длинновых размеров

Рисунок 9.2 – Граф размерных цепей

1.9.1 Расчёт длинновых размеров

Длинновые операционные размеры рассчитываем, используя метод графов. Для этого строится схема обработки детали и на её основании строится граф размерных цепей. Согласно нему, составляем уравнения размерных цепей и сводим в ведомость расчета (таблица 9.1).

Минимальные припуски для каждой операции механической обработки технологического процесса рассчитываем по формуле:

где R_z – высота микронеровностей, полученная на данной поверхности после ее обработки на предшествующем переходе;

T – глубина дефектного поверхностного слоя, полученная на предшествующем переходе;

ρ – пространственные отклонения в расположении базовых поверхностей и поверхностей, подлежащих обработке на данной операции;

Ԑ – погрешность установки заготовки на выполняемом переходе.

Припуск на черновое точение:

Припуск на чистовое точение:

мм⁴;

Н;

Н

г) Размеры пневмокамеры диаметра пневмоцилиндра двухстороннего действия вычисляется по формуле:

Тянущая сила

,

Отсюда следует:

,

где Р_и - исходное усилие, Н;

диаметр поршня, мм;

диаметр штока, d = 20 мм;

давление сжатого воздуха, Мпа; МПа, принимаю;

КПД, .

Подстановкой значений в формулу (1.11.14) получено:

мм