Дипломная работа: Проект участка механической обработки детали "Стакан"
3.
Расчетно-конструкторская часть
3.1 Выбор,
расчет и конструирование специального станочного приспособления
3.1.1
Описание работы приспособления
Специальное
сверлильное приспособление предназначено для устойчивого закрепления детали при
обработке двух отверстий детали на вертикально – сверлильном станке.
Применение
данного приспособления обеспечит точную и быструю установку обрабатываемой детали
в данном приспособление.
При установке
и снятие детали рабочему не требуется совершать трудоемких действий, что уменьшает
время на установку и снятие детали.
По числу
устанавливаемых заготовок оно является одноместным.
1 – плита, 2 – корпус,
3 – эксцентрик, 4 – втулка, 5 – оправка, 6 – пята,
7 – винт,
8-планка, 9 – калибр, 12 – болт, 13,14 – гайка, 15 – шайба,
16, 25 –
рукоятка, 18,19,20 – штифты, 21 – втулка, 22 – винт, 24 – планка
Рисунок 6 –
Эскиз сверлильного приспособления
Принцип
действия и составные элементы специального сверлильного приспособления состоит
в следующем:
1.
Устанавливается обрабатываемая деталь на оправку (5) и с низу поджимается пятой
(6). При установке детали на оправку производится сверление двух отверстий
диаметром 2,4 мм.
2. Оправка
крепится к корпусу (2), с помощью шайбы (15) и затягивается гайкой (14).
3. К корпусу
(2) с помощью гайки (13) крепится эксцентрик (3) к которому с помощью штифта
(19) устанавливается рукоятка (16), которая нужна для поворота приспособления.
4. Далее специальное
приспособление устанавливают на стол вертикально – сверлильного станка.
Использование
приспособлений способствует повышению производительности и точности обработки,
облегчению условий труда, сокращению количества и снижению необходимой
квалификации рабочих; строгой регламентации длительности выполняемых операций;
расширению технологических возможностей оборудования; повышению безопасности
работы и снижению аварийности, за счет снижения трудоёмкости и себестоимости
обработки деталей.
3.1.2
Расчет погрешности базирования
Погрешность
базирования εб – это отклонение фактически достигнутого
положения заготовки при базировании от требуемого. Она определяется, как
предельное поле рассеяния расстояний между технологической и измерительной
базами в направлении выдерживаемого размера. Приближенно εб
можно оценить разностью между наибольшим и наименьшим значениями указанного расстояния.
Величина εб зависит от принятой схемы базирования и точности выполнения
баз заготовок (включая отклонения размера, формы и взаимного расположения баз).
Погрешность
базирования εб может быть 0, если совмещены технологическая и
измерительная базы, к чему необходимо стремиться при проектировании станочного
приспособления. В данном случае конструкторский размер не соответствует технологическому
размеру базы.
Так
как размер посадочной базы по кондуктору DК = ø25,92
+0,027 а размер отверстия по которому устанавливается деталь DД = ø25,9-0,1, то погрешность
базирования может достигать:
,
|
(70) |
где
Smin – зазор минимальный,
мм
,
|
|
|
|
3.1.3
Расчет сил зажима детали
Определение
усилий зажима, необходимых для надежного удержания обрабатываемых деталей,
является основой для установления расчетно-конструктивных параметров силовых
цилиндров, приводов и зажимных устройств приспособлений.
Расчет
необходимых зажимных сил выполняем в следующем порядке:
1.
Выбираем оптимальную схему базирования и закрепления детали.
Рисунок 7 – Схема базирования детали в станочном
приспособлении и действия сил
2.
На составленной схеме изображаются стрелками все приложенные к детали силы:
стремящиеся сдвинуть или повернуть деталь в приспособлении (силы резания и их
моменты) и удерживающие ее (зажимные силы, силы трения). В нашем случаи
объемные силы не учитываются.
3.
Вводится коэффициент надежности закрепления k, учитывающий возможное увеличение
силы резания в процессе обработки. Величина коэффициента запаса (надежности) k
устанавливается дифференцированно с учетом конкретных условий обработки и
закрепления детали. Определяется он по формуле:
,
|
(71) |
где
k0 – гарантированный коэффициент запаса надежности закрепления. Для
всех случаев рекомендуется принимать k0 =1,5;
k1
– коэффициент, учитывающий увеличение силы резания из-за случайных неровностей
на заготовках. При черновой обработке k1 = 1,2;
k2
– коэффициент учитывающий увеличение силы резания от затупления режущего
инструмента, k2 = 1 – 1,8;
k3
– коэффициент, учитывающий условия обработки при прерывистом резании, k3
= 1,2;
k4
– коэффициент, характеризующий погрешность зажимного устройства. Для ручных
зажимов k4 = 1;
k5
– коэффициент, характеризующий степень удобства расположения рукояток в ручных
зажимных устройствах. При удобном их расположении k5 =1;
k6
– коэффициент, учитывающий только наличие моментов, стремящихся повернуть
заготовку на опорах; при установке на плоские опоры k6 = 1,
4.
Устанавливаются усилия зажима. Величина зажимного усилия определяется на основе
решения задачи статики на равновесие детали под действием всех приложенных к
ней сил и моментов.
В
общем случае должно соблюдаться выражение:
,
|
(72) |
Силу
резания находим по нормативам по режимам резания (см. 2.5)
Nрез
= 0,051767 кВт;
Pz =
126,73 Н;
Ро =
117,083 Н
Условие
прочности болта:
,
|
|
[σp] = 315 МПа
Для
обеспечения надежного зажима должно выполняться условие:
|
(73) |
В нашем
случае условие выполняется.
3.1.4
Прочностной расчет ответственных деталей приспособления
Для
расчета прочности наиболее ответственных и нагруженных деталей приспособления
выбираем болт М10. Резьбовые соединения работают с предварительной затяжкой. В
результате затяжки в поперечном сечении резьбового винта возникает продольная
сила и крутящий момент. Таким образом, стержень шпильки испытывает растяжение и
кручение, а резьба – срез и смятие.
Расчет
винта на растяжение ведется по следующей формуле:
,
|
(74) |
где
- коэффициент затяжки;
K –
коэффициент переменной нагрузки;
- допускаемая сила
затяжки, Н;
[σ] –
допускаемое напряжение на растяжение материала резьбового винта, МПа;
- расчетный диаметр
резьбового винта
Расчетный
диаметр считается по следующей формуле:
|
(75) |
где
d – номинальный диаметр резьбового винта, мм;
Р –
шаг резьбы, мм
По
формуле (5) рассчитываем напряжение растяжения в данной резьбовой паре:
Допускаемое
напряжение при растяжении для материала резьбового винта принимается равным 98
МПа.
10
МПа < 98 МПа
Рассчитанное
напряжение при растяжении меньше допускаемого, значит, условие прочности при
растяжении соблюдается.
Расчет
прочности на кручение:
,
|
(76) |
где
- полярный момент сопротивления
Полярный
момент сопротивления рассчитываем по формуле:
,
|
(77) |
d –
номинальный диаметр резьбового винта, мм;
– допускаемое напряжение
для валов при кручении, МПа;
– максимально
допустимый крутящий момент
Максимально
допустимый крутящий момент рассчитываем по формуле:
,
|
(78) |
где
G – модуль сдвига для стали, МПа;
- приведенный угол
трения, рад/мм;
- полярный момент
инерции, для круга рассчитывается по формуле:
,
|
(79) |
Полярный
момент инерции:
Максимально
допустимый крутящий момент:
Полярный
момент сопротивления:
Напряжение,
возникающее при кручении:
Допускаемое
напряжение, при кручении вала из стали, принимают в пределах 90 МПа.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21
|