Разработать конструкцию станочного приспособления для установки детали «Клин»

Kp = Kмp = ﴾ σв/750﴿ⁿ = (900/750)^0,75 = 1,146

где, n = 0,75 [3, с. 264, табл. 9]

Po = 10 * 68 * 4,25^1,0 * 0,1^0,7 * 1,146 = 661 H

Po = 661 H < Pmax = 15 кН – следовательно обработка возможна

6.4.3. Период стойкости  сверла, мин

Т = 15 мин [3, с. 279, табл. 30]

6.4.4. Скорость резания,  допускаемая режущими свойствами  сверла, м/мин 

V = Cv * D^q * Kv / S^y * T^m, м/мин 

где. Cv = 7,0      q = 0,40      y = 0,70        m = 0,20  [3, с. 278, табл. 28]

Kv = Kmv * Kиv * Klv

где, Kmv = Kг * (750/ σв)ⁿ = 1,0 * (750/900)^0,9 = 0,84

где, Kг = 1,0     n = 0,9      Kиv = 1,0    [3, с. 262, табл. 2]

Klv = 1,0               [3, с. 280, табл. 3]

Kv = 0,84* 1,0 * 1,0= 0,84

V =7,0* 4,25^0,4*0,84 / (15^0,2*0,1^0,7)=31 м/мин

6.4.5. Частота вращения  сверла, мин^-1 

n = 1000 * V/ π * D, мин^-1 

n = 1000 * 31/ (3,14 * 4,25) = 2100мин^-1

Корректируем по паспорту станка и определяем nд = 1600мин^-1 [3, с. 20, табл. 11]

6.4.6. Действительная  скорость резания, м/мин 

Vд =  π * D * nд / 1000, м/мин 

Vд = 3,14 * 4,25 * 1600 / 1000 = 21 м/мин

6.4.7. Крутящий момент, Н * м 

Мкр = 10 * См * D^q * S^y * Kp, Н * м 

где, См = 0,0345      q = 2,0        y = 0,8    [3, с. 281, табл. 32]

Kp = 1,146

Мкр = 10 * 0,0345 * 4,25^2,0 * 0,1^0,8 * 1,146= 1,13 Н * м

6.4.8. Мощность резания,  кВт 

Nрез = Мкр * nд / 9750, кВт 

Nрез = 1,13 * 1600 / 9750 = 0,18 кВт

6.4.9. Проверка возможности  обработки с заданными режимами резания

Nст = Nэл.дв. * η = 4,5 * 0,8 = 3,6 кВт

Nрез = 0,18 кВт < Nст = 3,6 кВт – следовательно обработка возможна при данных режимах резания

6.5. Основное время,  мин 

То = Lрх / nд * Sд, мин 

где, Lрх = l + y + ∆, мм – длина рабочего хода

y = 0,4D = 1,7 мм

∆ = 2 мм

Lрх = 15 + 1,7 + 2 = 18,7 мм

То = 18,7 / 1600 * 0,1 = 0,12 мин 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

7. Выбор  схемы закрепления заготовки  и расчёт усилия зажима

Необходимое усилие закрепления заготовки определяем исходя из условия равновесия твердого тела под действием приложенных к нему сил. В процессе обработки на заготовку действует осевая сила Р_о и крутящий момент М_кр.

Схема закрепления  заготовки представлена на рисунке 7.1 

Рисунок 7.1-Схема  закрепления заготовки

Расчет сил зажима: 

Q₁=(К*М_кр)/(fl),Н 

где, 

К=К₀*К₁* К₂* К₃* К₄* К₅* К₆ 

где К₀=1,5-коэффициент гарантированного запаса

     К₁=1,2-коэффициент, учитывает увеличение сил резание из-за случайных неровностей на обрабатываемой поверхности

     К₂=1,15-коэффициент, характеризует увеличение сил резание вследствие заступления                                                             режущего инструмента

     К₃=1,0-коэффициент, учитывает увеличение сил резание при прерывистом резании 

     К₄=1,3-коэффициент, характеризует постоянство сил закрепления

     К₅=1,0-коэффициент, характеризует эргономику ручных ЗМ

     К₆=1,0-коэффициент, учитывает наличие моментов, стремящихся повернуть заготовку

К=1,5*1,2*1,15*1,0*1,3*1,0*1,0=2,691

Q₁=(2,691*1,13)/(0,1*19)=1,6Н 

Q₂=КР₀/f,Н 

где  
 

     К= К₀*К₁* К₂* К₃* К₄* К₅* К₆ 

где К₀=1,5-коэффициент гарантированного запаса

    К₁=1,2-коэффициент, учитывает увеличение сил резание из-за случайных неровностей на     обрабатываемой поверхности

    К₂=1,0-коэффициент, характеризует увеличение сил резание вследствие заступления режущего инструмента

К₃=1,0-коэффициент, учитывает увеличение сил резание при прерывистом резании 

К₄=1,3-коэффициент, характеризует постоянство сил закрепления

К₅=1,0-коэффициент, характеризует эргономику ручных ЗМ

К₆=1,0-коэффициент, учитывает наличие моментов, стремящихся повернуть заготовку

К=1,5*1,2*1,0*1,0*1,3*1,0*1,0=2,34

Q₂=2,34*661/0,1=15467,4Н 

Q= Q₁+Q₂=1,6+15467,4=15469Н 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

8. Выбор конструкции и расчёт зажимного механизма

В качестве зажимного механизма принимаем рычаг с отношением плеч i=a/b=1,33

Произведем расчет зажимного механизма.

8.1. Исходные данные

Q=15469Н-сила закрепления заготовки, б=0,2-допуск на размер заготовки.

8.2.Вычисляем ход 

S_P(Q)=б+ Δ_гар+Q/J_p+ ΔSp(Q) 

где Δ_гар=0,3мм  ΔSp(Q)=0,3мм  J_p=20000кН/м  [      ]

S_P(Q)=0,2+0,3+15469/20000000+0,3=0,8мм

8.3. Вычисляем силу  на привод Q₁ и ход Sp(Q₁)

Q₁=Q*l₂/l₁=15469*60/45=20625Н

Sp(Q₁)= S_P(Q)* l₂/l₁=0,8*60/45=1,06мм 

Рисунок 8.1-Схема  действия сил на рычаг.

8.4. Реакция R в опоре рычага, Н

R=√ (Q₁²- Q²)= √ (20625²-15469²)=13642Н

8.5. Диаметр  

d=0,226*√R=0,226*√13642=29,4мм

Принимаем стандартный  d=30мм

8.6. В качестве  привода принимаем клиноплунжерный  ЭЗМ

Сила на плунжере

Р_з=Q₁=20625Н

S_P(Р_з)=Sp(Q₁)=1,06мм

8.7. Принимаем угол скоса клина α=12° φ=φ₁=5°50`  φ<sub>гар</sub>=2°50`

8.8. Ход плунжера

S_P(W)=1,3ctg12°=6,12мм

W=20625((1-tg(12°+2°50`)+tg2°50`)/(tg(12°+2°50`)+tg2°50`))=6849Н 
 
 
 

9. Выбор  конструкции и расчёт силового  привода 

Принимается пневмоцилиндр двойного действия с рабочим давлением

Р_м=1 МПа и η=0,95

Диаметр поршня пневмоцилиндра

D=√4W/(π* Р_м*η)= √4*6849/(3,14*1*0,95)=95мм

Принимаем диаметр  поршня D=100мм с учетом закрепления более крупных заготовок

Принимаем диаметр штока   d=30мм

Ход поршня            S_P(W)=6,12мм 
 

  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

10. Расчет погрешности базирования 

Погрешность базирования - это отношение фактически допустимого положения при базировании от требуемого 

    

Рисунок 10.5-Схема  установки базирования 

Погрешность базирования  на длину

ЕбА=ТL=0,25мм 

Погрешность базирования  на призме

ЕбН=TD/2sin α/2=0,0148мм 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

11. Расчёт на прочность детали приспособления

Расчет рычага на изгиб

W= π/4*(D²-d²)p η=3,14/4*(100²-30²)*1*0,95=6786Н

Определяем реакции  опор

∑М_А=0

-W*60+V_B*105=0

V_B=3878H

∑М_B=0

-V_A*105+W*45=0

V_A=2908H

Проверка: ∑Fy=0

V_A-W+V_B=2908-6786+3878=0

Эпюра Qy

Qy_A=0

Qy_c^л= V_A=2908H

Qy_c^п=V_A- W=2908-6786=-3878Н

Qy_В=0

Эпюра Mx

Mx_A=0

Mx_C=V_A*60=2908*60*10^-3=174Н*м

Mx_В=0

Проверка на прочность:

Условие прочности: б=Mx/Wx≤[ б]

Wx= πd³/32=2649мм³

б= 174*10⁹/2649=64МПа≤160Мпа

Недогрузка

([ б]- б)/ [ б]*100%=(160-64)/160*100%=60%