Проектирование технологической оснастки

     k₂ – коэффициент, который учитывает увеличение силы обработки в следствии притупления режущего инструмента (k₂= 1,0 – 1,7 [1, табл.12,с. 84;]; табл. A. 1);

       k₃ – коэффициент, который учитывает увеличение силы резания во время обработки нецелостных поверхностей объекта (для обработки нецелостных поверхностей k₃= 1,2; для целостных – k₃=1,0);

       k₄ – коэффициент, который учитывает постоянство силы закрепления, что образуется силовым приводом приспособления (k₄=1,3 – для пневмо-и гидроцилиндров одностороннего действия; k₄=1,2 – с использованием пневмокамер, пневморычажных систем, приспособлений с пружинными элементами ( мембраны, гидропластмассы); k₄=1,0 – для пневматических и гидравлических, пневмогидравлических приспособлений двухстороннего действия, а также магнитных и вакуумных приводов);

     k₅ – коэффициент, который характеризует контакт с опорными элементами приспособления (k₅=1,5 – точки контакта размещены неравномерно или неопределенно; k₅=1,0 – точки контакта размещены равномерно);

     k₆ – коэффициент, который характеризует тип силового механизма в приспособлении (k₆=1,2 – для типа 2, k₆=1,0 – для типа1); 

     k= k₁*k₂*k₃*k₄*k₅*k₆=1,2*1,5*1*1,3*1*1,2=2,8 

1. Расчетные факторы для определения  силы закрепления          

 

     Для определения силы закрепления объекта  необходимо знать жесткость системы установоч6ных и зажимных элементов приспособления  в перпендикулярном и тангенциальном направлениях, значения коэффициентов трения в местах контактов с объектов.

     Жесткость j_i системы зажимных элементов в перпендикулярном направлении можно определить как  

                                                                                (2.4) 

     где  j₁₂ – жесткость сжатия зажимной элемент – объект;

          j_11i – жесткость i – го сжатия в системе зажимных элементов приспособления;

               n – количество сжатий в системе зажимных элементов.

     Во  время расчета приспособлений с  силовым механизмом  типа 1 рекомендуется  принимать [1]. 

     2.2 Условия статического равновесия объекта во время исполнения операций технологического процесса 

     Условиями статического равновесия объекта, закрепленного  в приспособлении, во время исполнения операций технологического процесса является отсутствие его линейного и углового смещения на установочной плоскости  и углового смещения вокруг оси, параллельной базовой плоскости (опрокидывания).

       Рассмотрим  условия статического  равновесия заготовки, закрепленной  в шарнирно – рычажном приспособлении, во время фрезерования (рис.1).

       Первое условие: устранение линейного  смешения относительно оси Оx от действия силы P1

     Исходя  из уравнения (2.1) получим 

                                        k*P₁=F₁+F₂=F₃                                                  (2.5) 

     где    F₂, F₁ F₃ – силы трения в опорных элементах;

              P₁ – горизонтальная составляющая силы резания (P₁=500 H);

     Силы  трения в опорных элементах определяются так 

                                           F₁=T₁*f₁,                                                     (2.6) 

                                                               F₂=T₂*f₁,                                                 (2.7) 

       где T₁,T₂ – вертикальные реакции в местах закрепления зажимной элемент – заготовка;

            f₁ – сила трения (табл.2), для случая трения сталь – сталь (f₁=0.15);

     При использовании силового механизма  типа 1 в приспособлении равнодействующие вертикальных реакций 

                                                                                     (2.8) 

                                         ,                                                       (2.9) 

     Тогда согласно с (2.8) и (2.9) силы трения(2.9) 

                                                                               (2.10) 

       После подстановки (2.10) и (2.11) в  (2.5) получим 

                                      .                                           (2.11) 

     Вторым  условием сбережением равновесия является устранение углового смещения относительно оси  

                                     k*(P₁*H+P₂+H)=F₁*l₂,                                        (2.12) 

     где P₂ – вертикальная составляющая силы резания (P₂=700 H);

          l₁ и l₂ – геометрические параметры объекта (l₁=20 мм, l₂=40 мм).

     После подстановки (2.10) в (2.15) и значений k,l₁,l₂,P₁,P₂ получим. 

     

. 

     Третьим условием  сохранения равновесия является устранение линейного смещения заготовки вдоль оси ОZ от действия силы P₂

                                               k*P₂=T₁,                                                (2.13) 

       После подстановки (2.10) и значения P₂ в (2.16) получим 

                                                   W=2,8*P₂=1960 H. 

       Для дальнейших расчетов принимаем  наибольшее из полученных значений  силы закрепления, определенных  из условий равновесия.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СИЛОВОГО    МЕХАНИЗМА ПРИСПОСОБЛЕНИЯ

 
 

       По классификации силовые механизмы  приспособления делят на простые  и комбинированные.

     Простой механизм характеризируется передаточным отношением сил, передаточным отношением перемещений, коэффициентом полезного действия, запасом самоторможения и запасом хода. Запасом самоторможения характеризируются клиновые, эксцентриковые и винтовые механизмы. Запас самоторможения определяется отношением силы трения, которая держит механизм в заторможенном состоянии (при отсутствии действия привода), к силе обратного действия.

     Передаточное  отношение сил 

                                               ,                                                   (3.1) 

     где Q - сила, которая прикладывается на ведущем элементе механизма (сила привода).

     Передаточное  отношение перемещений  

                                                ,                                                (3.2) 

     где      S_W – перемещение ведомого элемента механизма;

     S_Q – перемещение ведущего элемента механизма (см. рис.2).    

     Запасом хода S механизма является перемещение ведомого элемента в двух граничных точках, которые определяют его выходное положение и возможное крайнее (нерабочее).

         Коэффициент полезного действия  

                                             ,                                               (3.3) 

     где   i_ig – передаточное отношение сил идеального механизма (не  учитывая силу трения) 

     

. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРИВОДА

 
 
     

1. Краткие теоретические ведомости

 

     Гидравлические  приводы по принципу действия не отличаются от пневматических, но конструктивно  имеют существенную разницу. Они  работают при давлении жидкости до 20 МПа, что позволяет значительно уменьшить их габаритные размеры по сравнению с пневматическими. Приводы с гидравликой используются для зажатия одного объекта в нескольких точках или несколько объектов одновременно (в многоместном приспособлении).

       Гидравлические приводы имеют индивидуальную или групповую насосную установку, которая образует в системе давление 5 – 8 МПа и приводит рабочие гидроцилиндры, которые монтируются в корпусах приспособлений или устанавливаются на шпинделях верстаков. Гидропривод компонуется из стандартных насосов, узлов и деталей. Классификацию насосов подано в ГОСТ 17398-72. Основные параметры насосов приведены в ГОСТ 8753-71. 

     

2. Расчет  гидравлического  привода

 

     Исходными данными для расчета гидравлического  привода является необходимая приводная сила Q (Q=5570.7 H), и давление рабочей жидкости  p_p (p_p=6,4 МПа).                   

     Диаметр цилиндра определяем по формуле (4.1), подставляя =0,9-0,97 [4] 

                                                  ,                                       (4.1) 

                                              мм

     Продуктивность  насоса определяется по формуле 

                                                     ,                                           (4.2) 

     где    S – ход поршня (S=10 мм);

     t – время закрепления ( срабатывание гидропривода);

      =0,95 – 0,97 – коэффициент объемных  потерь гидроцилиндра [1].

     Мощность, которая затрачивается на привод насоса 

                                                      ,                                          (4.3) 

     где   =0,85 – 0,9 – механический коэффициент полезного действия насоса [1].

     Внутренний  диаметр трубопровода определяется по эмпирической зависимости [1], мм 

                                                         

,                                          (4.4) 

     где    Q_ном – номинальная продуктивность насоса, дм³/мин;

         V=1,5 – 4 – скорость движения рабочей жидкости в трубопроводе 

                                                        ,                                          (4.5) 

     Используя условие непрерывности потока жидкости в гидросистеме 

                                                        ,                                        (4.6)  

      ,                                           (4.7)