5 Разработка средств технологического оснащения

5.1 Разработка конструкции приспособления для фрезерования детали «Подстаканник»

Детали «Подстаканник» и «Ручка» имеют поверхности, которые фрезеруются перед последующей пайкой. Для фрезерования детали «Подстаканник» в дипломном проекте разработано приспособление, представленное на листе графической части ТПЖА.293225.168-01 СБ.

Приспособление состоит из сварного корпуса 1, который базируется на столе фрезерного станка с помощью шпонок 8, оправки 2 и упора 3. Шпонки крепятся к корпусу посредством винтов 4. Оправка 2 и упор 3 запрессовываются в корпус; оправка фиксируется штифтом 9. Деталь надевается на оправку, в угловом положении выставляется поворотом до упора.

Прижим детали осуществляется крыльчатой гайкой 5, под которую подкладывается быстросменная шайба 6.

5.2 Разработка конструкции приспособления для фрезерования детали «Ручка»

Для фрезерования детали «Ручка» в дипломном проекте разработано приспособление, представленное на листе графической части ТПЖА.293225.168-02 СБ.

Приспособление состоит из основания 1, к которому привариваются стойки 2 и 3. Основание базируется на столе станка при помощи шпонок 16, которые крепятся винтами 10.

К стойке 2 крепится призма 5 винтами 9 и фиксируется штифтами 17. На призму базируется деталь, ограничители 7 препятствуют перемещению детали в продольном направлении. Проворачиванию детали препятствует упор 6, который присоединяется к стойке 3 винтами 8. С помощью винтов 8 к основанию присоединяется опора 4, на которую также устанавливается обрабатываемая деталь.

После установки детали, доведения ее до ограничителей 7 и повороте до упора 6 осуществляется прижим Г-образным прихватом 13. Прихват перемещается во втулке 11, которая имеет паз, предотвращающий проворот прихвата вокруг оси. Во втулке располагается пружина 14, которая поджимает прихват. Затяжка осуществляется крыльчатой гайкой 12.

5.2.1 Расчет усилия, необходимого для прижима детали «Ручка» в приспособлении для фрезерования.

Схема сил, действующих на заготовку при фрезеровании, представлена на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1 – Схема сил, действующих на заготовку при фрезеровании

Исходное усилие Q, с которым рабочий должен закручивать гайку определяется по формуле [16, с. 45]:

Q≈Fd_р/5l, (5.1)

где d_р – диаметр резьбы, d_р=8 мм;

l – расстояние от оси прихвата до точки приложения зажимного усилия Q, l=16 мм;

F – сила затяжки, Н.

Для исходного усилия Q должно выполняться условие:

Q≤90Н; (5.2)

Сила F определяется по формуле [16, с. 47]:

(5.3)

где W – усилие зажима заготовки прихватом, Н;

f – коэффициент трения, f=0,12 [16, с. 50];

L – величина вылета прихвата, L=15 мм;

Н – длина направляющей части прихвата, Н=27 мм.

При действии усилия прижима W и силы резания P_z в одном направлении, усилие прижима определяется из уравнения равновесия:

W=kP_z, (5.4)

где k – коэффициент надежности закрепления.

Значение коэффициента надежности (запаса) закрепления k следует выбирать дифференцированно в зависимости от конкретных условий выполнения операции и способа закрепления заготовки. Его величину можно представить как произведение частных коэффициентов, каждый из которых отражает влияние определенного фактора [16, с. 51]:

k=k₀· k₁· k₂· k₃· k₄· k₅· k₆, (5.5)

где k₀ – гарантированный коэффициент запаса надежности закрепления, k₀=1,5;

k₁ – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания из-за случай­ных неровностей на заготовках, k₁ =1,0 – для чистовой обработки;

k₂ – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания вследствие затупления инструмента, k₂=1,8 [16, с. 54];

k₃ – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при прерыви­стом резании, k₃=1,2;

k₄ – учитывает непостоянство зажимного усилия, k₄ =1,3 - для ручных зажимов;

k₅ – учитывает степень удобства расположения рукояток в ручных зажи­мах, k₅ =1,0 – при удобном расположении и малой длине рукоятки;

k₆ – учитывает неопределенность из-за неровностей места контакта заготовки с опорными элементами, имеющими большую опорную по­верхность (учитывается только при наличии крутящего момента, стре­мящегося повернуть заготовку), k₆ = 1,0 – для опорного элемента, имеющего ограниченную по­верхность контакта с заготовкой.

По формуле 5.5 рассчитывается коэффициент k:

k=1,5· 1,0· 1,8· 1,2· 1,3· 1,0· 1,0=4,2

Сила резания P_z при фрезеровании рассчитывается по формуле [30, с. 282]:

(5.6)

где t – глубина фрезерования, t=1 мм

s_z – подача на зуб фрезы, s_z=0,1 мм при обработке медных сплавов и средней жесткости системы заготовка-приспособление [30, с. 283];

B – ширина фрезерования, В=12 мм;

z – число зубьев фрезы, z=4;

D – диаметр фрезы, D=16 мм;

n – частота вращения фрезы, n=1350 об/мин;

С_р, x, y, u, q, w – коэффициенты, определяемые табличным методом [30, с. 291], для фрезерования медных сплавов:

С_р=22,6;

x=0,86;

y=0,72;

u=1,0;

q=0,86;

w=0;

К_мр – поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества алюминиевых и медных сплавов на силовые зависимости, К_мр=0,75 по таблице 10 [30, с. 265].

Сила резания P_z по формуле 5.6 равна:

Тогда усилие прижима W по формуле 5.4 равно:

W=4,2∙189,8=797 Н

По формуле 5.3 вычисляется сила затяжки F:

По формуле 5.1 вычисляется исходное усилие Q:

Q=996,3∙8/5∙16=89,6 Н

Проверяется условие 5.2:

Q=89,6 H<90H – условие выполняется

5.3 Разработка конструкции приспособления для пайки

Детали «Подстаканник» и «Ручка» соединяются при помощи пайки. Для того, чтобы произвести пайку детали необходимо зафиксировать друг относительно друга в определенном положении. Для этого разрабатывается кондуктор, представленный на листе графической части ТПЖА.296154.168 СБ.

Основание 1 приспособления имеет ножки, наличие которых позволяет перемещать приспособление с деталями по столу, это обеспечивает удобство работы.

Для закрепления детали «Подстаканник» в основание запрессовывается оправка 8 и фиксируется штифтом 19. Деталь надевается на оправку, фиксируется в угловом положении доведением до упора 5 и прижимается с помощью гайки 11 и шайбы 16.

Для установки детали «Ручка» к основанию прикрепляется с помощью винтов 9 и штифтов 20 опора 3. Поверхность опоры имеет форму, соответствующую форме детали. При установке деталь доводится до выступа на опоре 3 и упора 4, таким образом ограничивается перемещение детали в продольном направлении. Упор 3 запрессовывается в стойку 2, которая приваривается к основанию.

Шпилька 18 соединяется с основанием кондуктора. На нее надевается кольцо 3, которое фиксируется штифтом 19. Кольцо служит ограничителем для пружины 14. На шпильку надевается прихват 7, который прижимается крыльчатой гайкой 15 и шайбой 17. Качание прихвата предотвращается при помощи опоры 13.

Обработанная механически поверхность ручки прижимается к соответствующей поверхности подстаканника. Далее деталь «Ручка» прижимается передвижным прихватом 7. Поверхности прихвата, которые осуществляют прижим выполняются по форме детали. После выполнения операции пайки прихват отводится.