Приспособление для сверления отверстий (конструкторская часть дипломного проекта)

Содержание

2 Расчет и проектирование средств технологического оснащения
2.1 Расчет и проектирование станочного приспособления для сверления отверстий
2.1.1Служебное назначение и описание конструкции приспособление
2.1.2 Расчёт сил зажима заготовки...
2.1.4 Расчёт приспособления на точность...
2.1.5 Расчёт приспособления на прочность...



2.1 Расчет и проектирование станочного приспособления для
сверления отверстий
2.1.1 Служебное назначение и описание конструкции
приспособления

Приспособление применяется при сверлении отверстий и предназначено для базирования заготовки (рисунок 2.1) плоскостью (установочная база: опорные точки 1, 2, 3), цилиндрической поверхностью (двойная опорная база: опорные точки 4 и 5), внутренней цилиндрической поверхностью (опорная база, опорная точка 6) и для закрепления силами Р1, Р2, ..., Рn, направленных по нормали к установочной базе. Данное приспособление является специальным и предназначено для установки на агрегатном станке АБ 3182.
Приспособление является одноместным.


Рисунок 2.1 Схема базирования заготовки

Приспособление (рисунок 2.2) содержит корпус 1, опорную шайбу 2, срезанный палец 3, пневмоцилиндр 4 со штоком 5, быстросъемная шайба 6, а также две шпонки: 7 и 8, служащие для базирования самого приспособления на станке.
В приспособлении заготовку отверстием устанавливаем на шток 5 и доводим до контакта с опорной шайбой (опорные точки 1, 2, 3 на рисунке 1.1) и два цилиндрических пальца: центральный (опорные точки 4, 5 на рисунке 2.1) и срезанный (опорная точка 6 на рисунке 2.1). После чего устанавливаем быстросъемную шайбу 6 на шток и зажимаем заготовку с помощью пневмосистемы.



Рисунок 2.2 Приспособление специальное с механизированным приводом.

2.1.2 Расчет сил зажима заготовки
Цилиндрическая заготовка радиусом R установлена на оправку и находится под действием момента сил обработки Мр. Создаваемые силой Q и моментами трения Мтр1 (в контакте опорной шайбы с левой торцевой поверхностью заготовки) и Мтр2 (в контакте быстросъемной шайбы с правой торцовой поверхностью заготовки) противодействуют повороту заготовки.


Рисунок 2.3 Схема действия сил и моментов.
Под действием сил резания заготовка может провернуться или опрокинуться. В нашем случае, опрокидывание менее вероятно, поэтому силу зажима будем рассчитывать в случае когда может возникнуть проворт.
Условие равновесия (неподвижности):
, (2.1)
где k – коэффициент запаса, k = 2,6;
f2 – коэффициент трения, f1 = 0,15;
Rср2 – средний радиус быстросъемной шайбы, Rср2 = 0,06м.
Произведем расчет момента резания при одновременном сверлении двух отверстий Ø19,45 мм, т.к. эти отверстия самые большие, а значит и момент резания будет самым большим.
Момент резания Мр найдем по следующей формуле:
(2.2)
Значение подачи Sо выбираем по таблице 1.12, Sо=0,35мм/об;
Коэффициенты и показатели степеней определяем по таблицам [14]:
СМ = 0,0345; у = 0,8; q = 2,0;

Коэффициент, учитывающий условия обработки: КР= КМР;
КМР определяется по формуле:
(2.3)


Значит сила создаваемая штоком пневмоцилиндра:

Рассчитаем диаметр пневмоцилиндра, для создания необходимого усилия.
Определяем диаметр цилиндра D (для тянущего):

, (2.4)
, (2.5)
Получаем:

где P—давление в пневмосистеме (P = 0,5 МПа);
= 0,9—КПД пневмоцилиндра;
Q– усилие на штоке.
мм;
В качестве силового привода выбираем пневмоцилиндр диаметром 120 мм.














2.1.3 Расчет приспособления на точность

Цель расчета приспособления на точность заключается в определении требуемой точности изготовления приспособления по выбранному точностному параметру и задании допусков размеров деталей и элементов приспособления.
На точность будем рассчитывать оправку, по которой базируется заготовка при сверлении. Погрешность ее изготовления, допустимую для выдерживания позиционного допуска определим по формуле:
, (2.6)
где — выдерживаемый допуск соосности заготовки и приспособления, =0,29 мм;
—коэффициент, учитывающий отклонения рассеивания значений составляющих величин от закона нормального распределения, =1,1 [5];
—коэффициент, учитывающий уменьшение предельного значения погрешности базирования при работе на настроенных станках, =0,85 [5];
—коэффициент, учитывающий долю погрешности обработки в суммарной погрешности, вызываемой факторами, независящими от приспособления, =0,7 [5];
—погрешность базирования, =0, т.к. технологическая и измерительные базы совпадают;
—погрешность закрепления, εб = 0,160мм [5];
—погрешность установки приспособления на станке, =0,08мм [5];
—погрешность от перекоса инструмента из-за неточности изготовления направляющих элементов приспособления, =0, так как в приспособлении отсутствуют направляющие элементы;
—экономическая точность обработки, =0,250мм [5];
—погрешность положения рабочих поверхностей рабочих элементов в результате их изнашивания в процессе эксплуатации приспособления, мм;
Погрешность от изнашивания установочных элементов определяем по формуле:
εu = ,       (2.7)
где u – величина износа, мм;
n – количество замен данного элемента приспособления в год, n = 4;
Величину износа можно определить по формуле :
  u = •N,        (2.8)
где: - постоянная, зависящая от вида установочных элементов и условий контакта (выбирается по [5]), = 0,005;
 N – годовой объем выпуска изделий, N=25000;
После подстановки получим :
 u = 0,00525000 = 125 мкм;

Тогда погрешность от изнашивания:
εu = мм.
Теперь зная все составляющие выражения (2.6) найдем погрешность приспособления:
мм
Таким образом, данное приспособление позволяет обеспечить необходимую точность обработки поверхностей.










































2.1.4 Расчет приспособления на прочность
Проанализировав конструкцию приспособления, можно прийти к выводу, что одними из наиболее нагруженных элементов является винт (М48), соединяющая шток пневмоцилиндра и оправку по которой базируется заготовка, и испытывающая воздействие силы зажима Q. Данная сила нагружает соединение в плоскости стыка деталей, соответственно винты работают на растяжение.
Материал винта – Ст 5; допустимое напряжение среза [τср]=80 МПа.
Винты рассчитываем на прочность под действием силы Q=5546 Н.

Расчет напряжения растяжения осуществляем по формуле:
(2.9)
где Q – растягивающая сила, Н;
d – диаметр стержня винта, d=46,5 мм;
[τср] – допускаемое напряжение растяжения; для стали 5 [τср]=80 МПа.

Тогда минимальный размер опасного сечения:


Поскольку используемый диаметр стержня винта 46,5 мм больше рассчитанного минимально допустимого размера 9,4 мм, то можно сделать вывод о том, что винты (М48) можно использовать в конструкции данного приспособления.