4.2 Составление уравнения статики и расчет силы зажима

Анализируя действия сил резания и их моментов при выполнении данной операции, определяем точки приложения и направление сил зажима.

Для определения усилия зажима, необходимо используя схему действия сил на заготовку, написать уравнения статики и решить их относительно искомых сил.

рис. 5 Составляющие силы резания при встречном фрезеровании

На заготовку действуют силы:

-горизонтальная составляющая равнодействующей сил Рh (тангенциальная сила) и -вертикальная сила Рv (радиальная сила);

-силы зажима;

-силы трения.

Рис. 3 Схема сил, действующих на заготовку

Расчет сил резания

Горизонтальная составляющая окружной силы резания на которую будем рассчитывать приспособление Рh = 0,8Рz = 0,8*1064,46 = 851,6 Н

При фрезеровании горизонтальная составляющая силы резания Рh будет стремиться сдвинуть заготовку, а вертикальная Рv – оторвать заготовку от установочных элементов. Расчет силы закрепления будем производить по наибольшей силе, в нашем случае –Ph.

При этом должно соблюдаться неравенство:

Р_h<Q*f₁ + Q*f₂, где

f₁ и f₂ – коэффициенты трения заготовки с установочными и зажимными элементами.

Вводя коэффициент запаса К, получаем уравнение статики:

Qf₁ + Qf₂ = К* P_h.

Фрезерование производится набором из 2 фрез, поэтому в расчетах будем учитывать 2Ph.

Q = K* 2*P_h/(f₁+f₂)

Q = 2,4*2*851,6/(0,25+0,25) = 4175,3 Н

4.3 Расчет параметров силового привода

Широкое распространение в конструкциях специальных станочных приспособлений получили пневматические приводы. К достоинствам пневмопривода относятся: быстродействие, надежность, безопасность, экономичность, высокий уровень унификации и стандартизации.

Необходимая сила на штоке при наличии рычага:

W = , где

l – расстояние от оси зажима до точки приложения силы;

Н – высота направляющей части;

f – коэффициент трения; f = 0,1

W = =4352,8 Н

Для пневматических приводов двухстороннего действия усилие, развиваемое приводом при поступлении сжатого воздуха в бесштоковую полость:

W = 0,785*p*D²*

Задаваясь давлением воздуха р=390 КПа, определяем диаметр пневмоцилиндра:

D = == 0,0121 мм

Принимаем по ГОСТ15608-70 ближайшее большее значение диаметра D = 150 мм.

5. Расчет точности изготовления приспособления

Заготовка обрабатывается на горизонтально-фрезерном станке. Фрезеруются лыски. Контролируемый параметр 36_-0,62 мм.

Тп = 0,620 мм

_ИЗГ.ПРТп-’ сист.- 1,2*

1. Погрешность станка

На длине хода до 400 мм допуск составляет 0,02 мм.

В нашем случае длина хода равна 240 мм

с = (240*0,02)/400 = 0,012 мм

2. Погрешности, связанные с износом инструментом инс

Приращение размера может происходить в связи с возрастанием силы Ру и, как следствие, в возрастанием упругого отжатия.

изн=

изн= 48*14/1000*20* 0,2= 0,168 мм

Для ограничения этой погрешности введем три подналадки за период стойкости фрезы. Тогда, в течение промежутка времени между подналадками погрешность, вызванная износом, будет равна

изн = = 0,168/(3+1) = 0,042 мм

3. Примем величину погрешности, вызванную тепловыми деформациями т= 0,01 мм

4. Погрешности, вызванные деформациями технологической системы под действием сил резания.

Будем считать, что изменение жесткости технологической системы незначительно Тогда _Д= 0 мм.

'сист = с + инс - т + _Д= 0,012 + 0,042 - 0,01 + 0 = 0,044 мм

5. Мгновенное рассеяние

Примем _М = 0,01 мм.

6. Погрешность, связанная с уводом инструмента при фрезеровании не имеет места поэтому:

_УВ = 0 мм.

7. Погрешность базирования

Измерительная и технологическая база совпадают. Поэтому:

_Б = 0

8. Согласно [1,. с 82] погрешность закрепления при базировании на чисто обработанную поверхность при использовании приспособления с пневмозажимом составляет

з = 0,06 мм

9. Погрешность, вызванная износом установочных элементов приспособления.

Воспользуемся формулой, считая N = 2500 шт, В₁ = 0,3

_ИЗН== 0,3*= 15 мкм = 0,015 мм

10. Так как приспособление выверяется относительно стола, то примем

_УСТ.ПР= 0,005 мм

11. Примем установку по жесткому упору

_РЕГ= 0,01 мм

12. Для наладки используем индикаторный нутрометр. По таблице находим

_ИЗМ = 3,5 мкм = 0,0035 мм

13. Погрешность смещения центра группирования размеров пробных заготовок относительно середины поля рассеяния имеет место только при настройке станка по пробным заготовкам с использованием универсальных измерительных инструментов Примем число пробных заготовок за 2. Эта погрешность определяется по формуле

_СМЕЩ=== 0,007 мм

_ОБР = 1,2*+_СИСТ. =

1,2*+0,044 =

= 0,13мм

_ОБР = 113 мкм

Тп = 620 мкм

Полученное значение допустимой погрешности изготовления (после сборки) обеспечивает выполнение изготавливаемого размера.

Использованная литература

1. Ансеров М. А. Приспособления для металлорежущих станков. Изд. 4-е, исправ. и доп. Л., «Машиностроение»,1975г.

2. Горошкин А. К. Приспособления для металлорежущих станков. Изд. 5-е, исправ. и доп. Л., «Машиностроение»,1965г.

3. Методические указания Проектирование приспособлений. Л., 1982 г.

4. Учебное пособие: - Аверьянов И.Н., Болотоен А.Н. Проектирование и расчет станочных и контрольных приспособлений в курсовых проектах, Рыбинск, 2010.

5. Ваганов В.М. Проектирование и расчет кондукторов: учебное пособие. – Псков: Издательство ППИ, 2008. - с., - ил.

6. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т./Под ред. А. М. Дальского, А. Г. Суслова, А. Г. Косиловой, Р. К. Мещерякова – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение-1, 2001 г. 944с., ил.