Материал: Записка по Вт Благодёров

(1.79)

где - вспомогательное время, связанное с переходом, мин;

- вспомогательное время, связанное с замером, мин;

- вспомогательное время на установку и снятие детали, мин.

1.8 Проектирование приспособления, используемого при восстановлении (изготовлении) детали

Основные требования, предъявляемые к зажимным устройствам:

- надежность, износостойкость и жесткость;

- постоянная по величине сила закрепления и минимальное время закрепления-открепления заготовки или детали;

- отсутствие деформации заготовки и ее смещения в процессе закрепления.

- автоматизация процесса закрепления.

Разработанное приспособление, основанное на принципе зажимного устройства, которое используется для фиксации заготовок при работе на токарном станке, удовлетворяет всем указанным выше требованиям. Схема разработанного приспособления представлена на рисунке 1.2

Рисунок 1.2 – Разработанное приспособление

Патрон токарный цанговый с пневмоприводом предназначается для крепления заготовок, устанавливаемых в центрах и агрегации с механизированным приводом (пневмоприводом) - это вид зажимного устройства, который используется для фиксации заготовок при работе на токарном станке. Устройство патрона с цангой и самоцентрированием гарантирует надежный захват и крепление во время токарных операций. Цанговый патрон с самоцентрированием исключает возможность сдвига, обеспечивая высокую точность и качество изделий. Приспособление с самоцентрированием и цангой относится к универсальному типу патронов, удачно агрегатируется с пневмоприводом.

Преимущества пневмопривода при работе с самоцентрирующими патронными цанговыми устройствами:

1. Устойчивая фиксация с постоянной силой захвата.

2. Возможность регулировки силы зажатия.

3. Для управления приводом не требуется больших усилий.

4. Безопасность устройства в работе и обслуживании.

5. Обеспечение высокой точности обработки.

6. Быстродействие.

Конструктивная особенность патронов, предназначенных для агрегации с пневмоприводом, заключается в том, что привод выполнен в виде штанги-оси, пропущенной сквозь станочный шпиндель. Пневмопатроны с цангой безопасны, отличаются высоким сроком эксплуатации.

1.8.1 Прочностной расчёт спроектированного устройства

В качестве прочностного расчета произведем расчет на прочность резьбы винта крепления пластины с цангой к корпусу патрона.

Для крепления применяем 8 винтов материал Сталь 40 ХГСА (закаленная) с резьбой М10. Момент завинчивания для резьбы М10 составляет 20 , сила затяжки

6000 . Для исключения самоотворачивания винтов применяем гроверные шайбы.

В нашем случае винт затянут, а внешняя нагрузка отсутствует. В этом случае стержень винта растягивается осевой силой , возникающей от затяжки винта, и закручивается моментом сил в резьбе .

Напряжение растяжения от силы :

, (1.80)

где d = 0,01 м. – диаметр резьбы,

Напряжение кручения от момента :

(1.81)

где – полярный момент сопротивления;

– угол подъёма винтовой линии;

– угол трения.

Проверка прочности по эквивалентному напряжению:

, (1.82)

.

где − - эквивалентное напряжение выбранного материала.

Таким образом условие прочности по эквивалентному напряжению выполняется.

Произведем проверку условия равнопрочности резьбы на срез и стержня винта на растяжение. Примем в качестве предельных напряжений пределы текучести материала на растяжение и сдвиг.

, (1.83)

где – длинна резьбы;

= 0,84;

= 0,6;

- предел текучести выбранного материала.

Таким образом условие прочности по условию равнопрочности резьбы на срез и стержня винта на растяжение выполняется.

1.8.2 Расчет усилия зажима заготовки

Сила зажима цангой:

(1.84)

где D_on - диаметр обрабатываемой поверхности заготовки, мм;

f_nц – коэффициент трения на рабочих поверхностях цанги (f_Kn = 0,8);

D_пц - диаметр поверхности зажимаемой детали, мм;

К - коэффициент запаса, определяем по формуле:

, (1.85)

где К₀ – гарантированный коэффициент запаса надежности закрепления, К₀ = 1,5;

К₁ – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания из-за случайных неровностей на заготовках (К₁=1,2);

К₂ – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания вследствие затупления инструмента (К₂=1,15);

К₃ – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при прерывистом резании, (К₃ = 1,2);

К₄ – учитывает непостоянство зажимного усилия (К₄=1);

К₆ – учитывает неопределенность из-за неровностей места контакта заготовки с опорными элементами, имеющими большую опорную поверхность (К₆ = 1).

Коэффициент К₅ учитывающий удобство расположения рукоятки не учитываем.

Принимаем равной К = 2,5.

Определяем силу, передаваемую штоком пневмоцилиндра:

(1.86)

где W_ц – сила зажима цанги, Н;

n_ц – количество цанг;

K_тp – коэффициент учитывающий дополнительные силы трения в патроне (К_тр = 1,05);

а_к - вылет цанги от ее опоры до центра приложения силы зажима (конструктивно а_ц = 65 мм);

h_ц - длина направляющей части кулачка, мм;

f_ц- коэффициент трения в направляющих цанги, f _ц = 0,1;

l₁ и l_ц - плечи рычага привода, мм (конструктивно l₁ = 48 мм и l_ц = 88 мм до оси штока).

Передаваемая штоком сила в пневмоцилиндрах двухстороннего действия:

(1.87)

где D_ц - диаметр поршня пневмоцилиндра, мм;

η_ц - коэффициент полезного действия пневмопривода, η_ц = 0,85;