3.2 Обоснование применяемого приспособления (эскиз приспособления)

В условиях ремонтного производства рекомендуется выбирать универсальные приспособления. При проектировании желательно применять пневматические и гидравлические зажимы.

Для проектирования приспособления надо иметь данные о размерах детали, годовой программе выпуска; условиях эксплуатации, режимах резания, охлаждения, применяемого на станке (ли режимах обработки на другом оборудовании), располагать нормалями инструмента и т.д. Задача сводится к тому, чтобы из известных элементов скомпоновать наиболее выгодный для данных конкретных условий вариант конструкций приспособления.

При конструировании приспособления следует придерживаться следующей последовательности:

• начертить контур обрабатываемой детали в необходимом количестве видов на таком расстоянии, чтобы осталось достаточно места для вычерчивания проекций всех элементов приспособления (установочных, направляющих и зажимных);

• начертить вокруг контура обрабатываемой детали установочные (центрирующие) или опорные элементы - подвижные или неподвижные опоры, оправки, призмы, направляющие элемента, кондукторные втулки и т.д.;

• начертить зажимные и вспомогательные элементы приспособления;

• начертить корпус, выполнить все необходимые размеры и сечения;

• проставить габаритные, контрольные и установочные размеры приспособления.

Обрабатываемая деталь на общем виде приспособления принимается «прозрачной», т.е. вычерчивается утолщенными штриховыми линиями.

Приступая к проектированию, необходимо проанализировать имеющиеся конструкции приспособлений, наметить пути их совершенствования или замены новыми приспособлениями, принципиально отличающимися от старых. Улучшений существующих и применяющихся при ремонте конструкций приспособлений может идти путем замены ручных зажимов быстродействующими механическими, пневматическими, гидравлическими и использования при изготовлении недефицитных недорогих материалов и деталей.

При проектировании принципиально новой схемы приспособления необходимо учитывать максимальное использование нормализованных деталей, узлов и конструкций (пневмо- и гидроприводов, цилиндров, зажимов, кондукторных втулок, базовых деталей и т.д.), возможность быстрой переустановки приспособления для обработки других подобных деталей, обеспечение наименьшей величины вспомогательного времени на установку, выверку и закрепление обрабатываемой детали при достижении требуемой точности обработки.

3.3 Расчет особо нагруженной детали приспособления

Расчет болтов на статическую нагрузку. ([12] – 255 с.)

Допускаемые напряжения при растяжении в зависимости от предела текучести материала:

1

где – предел текучести

[n] – коэффициент запаса прочности

[ ] – допускаемое напряжении при смятие

[ ] – среднее значение допускаемого напряжения.

Допускаемый коэффициент запаса прочности принимают для незатянутых болтов, нагруженных осевой силой: [n]=1.5…2 для болтов из углеродистой стали; [n]=1.8…2,5 для болтов из легированной стали; большие значения [n] принимают при недостаточно точном определении размера осевой силы; для затянутых болтов (винты, шпильки): [n]=1,5…2,2 для болтов из углеродистой стали; [n]=2…3 для болтов из легированной стали; эти значения [n] принимают при контролируемой затяжке. Если затяжка не контролируется, то для d≤30 мм указанные значения [n] следует увеличить в два раза, принимая [n]_max для болтов с резьбой ≤ М12. ([12] – 255 с.)

2 [_ср] – допускаемое напряжение на срез

3 – для углеродистой стали

4 – для легированной стали

5 – для чугуна.

Для болтов, поставленных в отверстия с зазорами, вычисляем допускаемое напряжение при растяжении по формуле:

где – предел текучести (Приложение 2,таблицы 1,[12])

d_р 

d0,9P+d_p

где d – диаметр резьбы, мм (Приложение 2, таблице 2, [12]);

Р – шаг резьбы, мм (Приложение 2,таблице 2, [12]);

d_p – диаметр расчетного сечения (Приложение 2,таблице 2, [12]);

_ср=4Q/(zd ) [_ср]

получаем

d₀

Расчет соединения на смятие по формуле:

[_см]=0,7_вр

где _в – предел прочности при растяжении (Приложение 2,таблице 1, [12])

Из уравнения прочности на смятие

_см=Q/(zd₀_min) [_см]

где _min – наименьшая толщина соединяемых деталей;

d₀ = d+1…2 мм – диаметр не нарезанной части болта;

d – номинальный диаметр резьбы болта;

z – число болтов.

Q – сила нагрузки

имеем

d₀Q/(z_min[_см])

Пример:

Рассчитать особо нагруженную часть детали шпильковерта на прочность, смятие и растяжение. Особо нагруженной деталью шпильковерта при его эксплуатации является ось. При эксплуатации шпильковерта его корпус подвергается скручивающему моменту, который передается от приложенного усилия исполнителя на рукоятку и вороток, а далее на корпус. Коэффициент затяжки шпилек диаметром 19 мм равен 1.3.

Основные данные для проверки расчета на прочность оси являются:

Ось изготовленная из Ст3 диаметром 20 мм;

_В =461 МПа

_T =235 МПа

НВ = 132

[n] = 2

[_Р] = _T / n = 235 / 2 = 117,5 МПа

 = 0,18 (Приложение 2, таблица 3 [12]).

К = 1,2

k = 1,3

Диаметр расчетного сечения

d_р = мм

d0.9P+d_p

d = 20 мм

P = 1.50 мм

200.9*2.5+17.5

2019.7

[_ср]=0.275*235=6.5 МПа

d₀ =

Для расчета на смятие (Приложение 2, таблица 1, [12]) для Ст3 _в=461 МПа

[_см]=0,7_вр=0,7*461323 МПа

Из уравнения прочности на смятие

_см=  [_см]

имеем

d₀ = 1 мм

Ответ: Расчет особонагруженной детали шпильковерта

На смятие [_см] 323 МПа

На прочность _В =461 МПа

На растяжение _р=117,5 мм

Приложение 1