Расчет привода зажимного устройства

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Анализ исходных данных для проектирования

2. Выбор способа установки приспособления на станке

3. Выбор баз и способа базирования заготовки

4. Выбор точки приложения и направления зажимного усилия

5. Определения сил и моментов резания

6. Общий поправочный коэффициент на скорость резания

7. Расчёт одного элемента конструкции на изгиб

Список литературы



1. Анализ исходных данных для проектирования

Задание на проектирование приспособления разрабатывает преподаватель. Перед началом конструирования приспособления задание рассматривается совместно преподавателем и студентом, после чего оно выдается в виде чертежа детали с необходимыми указаниями.

В соответствии с выданным заданием, я выполнил чертеж детали, в программе Компас 3D:

Рисунок 1 - Чертёж детали «Рычаг»

Необходимо разработать и провести необходимые расчёты ПРИСПОСОБЛЕНИЯ для расточки 2 отверстий Ш58 и Ш72 с одного установа. Данное приспособление должно устанавливаться на горизонтально-расточном станке

2. Выбор способа установки приспособления на станке

В качестве оборудования назначим современный горизонтально-расточной станок с ЧПУ ТК611С/1А

Технические характеристики:

Параметры	Ед. изм.	Значение
Диаметр шпинделя	мм	Ш110
Размер стола	мм	1320х1010
Мах вес обрабатываемого изделия	кг	5000
Расстояние от шпинделя до поверхности стола	мм	5..835
Поперечные перемещения стола	мм	1200
Продольные перемещения стола	мм	1300
Вертикальные перемещения шпиндельной бабки	мм	830
Осевое перемещение шпинделя	мм	550
Мах диаметр расточки	мм	Ш240
Мах диаметр сверления	мм	Ш50
Конус шпинделя		ВТ50
Рабочий ход радиального суппорта	мм	160
Мах рабочий диаметр инструментальной головки планшайбы	мм	Ш630
Количество подач шпинделя и планшайбы		Бесступенчатое
Диапазон подач планшайбы	мм/мин	0,2..330
Диапазон подач шпинделя	мм/мин	0,5..1000
Ускоренная подача шпинделя	мм/мин	3600
Ускоренная подача планшайбы	мм/мин	1370
Наибольший момент на шпинделе	Нм	1100
Наибольший момент на планшайбе	Нм	1100
Мах осевое усилие подачи шпинделя	Н	13000
Количество скоростей вращения шпинделя		Бесступенчатое
Количество скоростей вращения планшайбы		Бесступенчатое
Диапазон скорости вращения шпинделя	Об/мин	12-1100
Диапазон скорости вращения планшайбы	Об/мин	4-125
Мощность главного двигателя	кВт	15
Ускоренное перемещение X, Y, Z	мм/мин	5000
Точность позиционирования	мм	X: 0.04 / Y: 0.032 / Z: 0.04
Повторяемость	мм	0.015
Точность позиционирования индексации поворотного стола	град	10" (шаг 0.001°), контроль 4 осей одновременно
Повторяемость индексации поворотного стола	град	5" (шаг 0.001°), контроль 4 осей одновременно
Габариты: ДхШхВ	мм	5347х3020х2890
Вес	кг	12000

Стандартная комплектация:

· Система ЧПУ Fanuc 0i МD;

· Привод шпинделя Fanuc AC servo motor;

· Привод подач Fanuc АС servo motor;

· ШВП импортные (1+F);

· Электронный маховик;

· Масляный бак с постоянной температурой;

· Система автоматической смазки;

· Интерфейс RS232I/O.

Закрепление приспособления на столе станка произведём в Т-образных пазах. Т-образные пазы по ГОСТ 1574-91 при помощи двух стандартизированных болтов для Т - образных пазов по ГОСТ 13152-67.



3. Выбор баз и способа базирования заготовки

Выбор баз проведём с учётом следующих рекомендаций:

· Правило совмещения конструкторских и технологических баз. Задавать положение обрабатываемой поверхности по возможности теми же размерами, которые проставлены на чертеже детали, и относительно тех же ее элементов. Отступление от этого правила приводит к ужесточению допусков на исходные размеры, так как вместо конструкторских размеров приходится вводить технологические размеры, на которые назначаются меньшие допуски.

· В качестве базы для ориентирования заготовки следует выбирать исходную базу, если она является поверхностью. Если же исходная база представляет собой линию или точку, то базой для ориентирования заготовки надо выбирать поверхность, на которой расположена исходная база. При отступлении от этого правила увеличивается погрешность базирования.

Базирование осуществим в соответствии с рисунком 3:



Рисунок 3 - Базы

На основании ГОСТ 21495-76 «Базы» опорные точки образуют следующие комплекты баз:

1,2,3 - установочная база. База, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их трех степеней свободы - перемещение вдоль одной координатной оси и поворотов вокруг двух других осей.

4,5 - направляющая база. База, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их двух степеней свободы - перемещения вдоль одной координатной оси и поворота вокруг другой

6 - опорная база. База, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их одной степени свободы - перемещения вдоль одной координатной оси или поворота вокруг другой.

4. Выбор точки приложения и направления зажимного усилия

Зажимное усилие будет направлено через реализацию базы 6 (опорная база) в соответствии с рисунком 4



Рисунок 4 - Зажимное усилие

Расчёт точности обработки при проектировании приспособления

Заданная точность будет обеспечена, если получающаяся максимальная погрешность обработки будет меньше допуска на выполняемый размер. Это значит, что для каждого выдерживаемого на операции размера должно соблюдаться условие:

?обр ? Т 58Н8

?обр- максимальная результирующая погрешность обработки

Т 58Н8 - допуск на выполняемый размерШ58Н8

Определим ряд составляющих погрешностей по предоставленной преподавателем формуле:

дс - погрешность станка в ненагруженном состоянии, вызываемая погрешностями изготовления и сборки его деталей, и узлов, и их износом

дс=0,02 мм

др.п - погрешность расположения приспособления на станке - расположения посадочных поверхностей приспособления относительно посадочного места станка

На данную погрешность влияет плоскостность поверхности корпуса: др.п=0,012 мм

дп.о - погрешность расположения опорных поверхностей относительно посадочных поверхностей приспособления

На данную погрешность влияет опорный элемент - срезанный палец, т.е. необходимо рассчитать максимальное значение зазора в соединение палец- деталь: дп.о=Smax-smin= 17f9-17H12+=(0.016+0.059)-0,18=0,105 мм

дб - погрешность базирования на выполняемый размер заготовки

Определяется по формуле:

,

разность допусков в сопряжении палец - отверстие,

дз - погрешность закрепления заготовки в приспособлении

Погрешностью пренебрегаем, т.к. учтена в предыдущих расчётах.

дп.н - погрешность расположения направляющих элементов относительно опорных элементов приспособления

Необходимо определить зазор в месте: шпонка - направляющая станка:

дп.н= 0,018-0,07 =0,052 мм

дн - погрешность настройки, связанная с погрешностью расположения инструмента относительно направляющих элементов приспособления.

дн - погрешность отсутствует, т.к. станок оснащен стойкой ЧПУ и настройка осуществляется в автоматическом режиме

ди - погрешность инструмента, порождаемая его изготовлением.

ди - погрешность нового инструмента, в нашем случае для сверла 2300-0410 ГОСТ 10902-77 составляет 0,010 мм

дд - погрешность, возникающая вследствие деформации технологической системы Станок-Заготовка-Приспособление-Инструмент под влиянием сил резания

Справочное значение, для выбранного типа станка с условием габаритных размеров детали и назначенного инструмента дд=0,012 мм

Значение коэффициента К принимается от 1 до 1,2. чем больше слагаемых в формуле, тем ближе к единице следует принимать значение.

,

мм

Условие ?обр ? Т 58Н8 выполняется (0,042 мм <0,046 мм)

5. Определения сил и моментов резания

Расчёт сил резания проведем для операции сверления, так как дальнейшие переходы (расточка, развёртка) выполняются с меньшими подачами, а значит и силы резания будут намного меньше

Расчёт сил резания проведем по рекомендациям [3, стр.276].

Глубина резания

При сверлении глубина резания t=0.5D

Подача. При сверлении отверстий без ограничивающих факторов выбираем максимально допустимую по прочности сверла подачу. s=0.35 мм/об

Скорость резания, м/мин



,

6. Общий поправочный коэффициент на скорость резания

,

коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала, ,

коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки,

коэффициент, учитывающий материал инструмента,

,

,



Частота вращения инструмента

,

,

Определение силы резания:

,

,

Эффективная мощность резания, кВт

,

,

Проверка по мощности двигателя

Nрез 1,2Nдв ,

где Nдв = 15,0 кВт - мощность двигателя главного движения станка

= 0,8 - к.п.д. станка, станок заготовка зажимный резание

15,0 кВт 1,22,550,8 = 2,45 кВт.

Составления расчётной схемы и исходного уравнения для расчёта зажимного усилия, определение величины необходимого зажимного усилия



Рисунок 7

Определим усилие зажима для принятой расчётной схемы. Определяется исходя из условия решения уравнения сил:

,

,

Выбор типа зажимного устройства и силового механизма

Тип зажимного устройства - это затяжка с необходимым усилием гайки, фиксирующая деталь одетую на срезанный палец. Усилие создается при помощи динамометрического ключа необходимого расчётного усилия

,

Исходя из условия стандартной длины рукоятки динамометрического ключа, составим уравнение сил:



Рисунок 10

,

,

Таким образом необходимо в ТТ сборочного чертежа указать: Затяжку гайки производить при помощи динамометрического ключа усилием не менее 30,80 Н*см

7. Расчёт одного элемента конструкции на изгиб

В качестве элемента рассчитаем по известным формульным зависимостям Прихват на условия восприятия им нагрузки:

Тогда опасное сечение (место установки пружины):



Материал прихвата- Сталь 30ХГСА ГОСТ 4543-73, тогда ,

Площадь поперечного сечения опасного сечения равна:

,

,

Работоспособность по критерию изгиба обеспечена, при этом коэффициент запаса прочности составляет:

,

Разработка компоновки приспособления и оформление сборочного чертежа

Компоновка приспособления оформляется как сборочный чертеж приспособления.

Сборочный чертеж приспособления следует выполнять в масштабе 1:1. обрабатываемую заготовку необходимо изображать на нем во всех проекциях.

Чертеж должен содержать необходимое число проекций и разрезов, благодаря которым можно получить полное представление об устройстве и принципе действия приспособления.

При компоновке приспособления следует учитывать также правила техники безопасности, предусмотренные ГОСТ 12.2.029 77.

· Конструкция приспособления должна обеспечивать свободный выход стружки, сток СОЖ, а при необходимости иметь устройства для их удаления.

· Конструкция приспособления должна обеспечивать безопасность установки и снятия заготовок, предотвращать возможность их самопроизвольного спадания при установке.

· В приспособлениях, предназначенных для обработки заготовок массой свыше 12 кг, должна предусматриваться возможность свободной закладки и съема стропов, клещей и других захватных устройств для перемещения заготовок с помощью грузоподъемных механизмов.

· Приспособления массой до 16 кг, устанавливаемые на оборудовании без применения средств механизации, должны иметь устройства и поверхности, которые будут обеспечивать безопасность и удобство их установки и снятие.

· Приспособления массой свыше 16 кг должны иметь устройства, обеспечивающие сохранение устойчивости приспособления при перемещении его грузоподъемными механизмами.



Список литературы

Уткин Н.Ф. «Приспособления для механической обработки», Лениздат, 1982.

Шмелева Л.Д. Методическая разработка по дисциплине «Технологическая оснастка». Свердловская область, г. Лесной, 2005. - 38 с.

Барановский Ю.В. Справочник «Режимы резания металлов», М.: Машиностроение, 1972.

Андреев Г.Н. «Проектирование технологической оснастки машиностроительного производства». , М.: Высш. шк., 1999, 415с.

Косилова А.Г. Справочник технолога-машиностроителя, М.: Машиностроение, 1972, 2 т., 695 с.

Ансеров М.А. «Приспособления для металлорежущих станков» Ленинград Машиностроение 1975

Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя в 3-х т. , М.: Машиностроение, 1982.

Вардашкин Б.Н. справочник: «Станочные приспособления» в 3-х т., М.: Машиностроение, 1984.

Схиртладзе А.Г., Новиков В.Ю. «Станочные приспособления»: Учеб. пособие для вузов.-М.: Высш. шк., 2001.-110 с.: ил.

Размещено на Allbest.ru