где D - диаметр полости двигателя; d - диаметр воздухопровода круглого сечения; L - длина хода поршня; V - скорость протекания воздуха в воздухопроводе (V = 17…25 м/с); t - время срабатывания пневмодвигателя (примем 1 с), тогда

Диаметр воздухопровода выбираем равный 5,5 мм. Радиус изгиба металлических трубопроводов должен быть больше 3d, то есть больше 16,5 мм, примем радиус 25 мм.

2.9 Паспорт приспособления

Описание работы приспособления.

Принцип работы и конструкция приспособления показаны на рисунке8.

Сжатый воздух из сети через штуцер 16 подается в пневмоцилиндр корпуса 1 и действует на мембрану 2. Развиваемая в результате этого сила передается через диск и шарикоподшипник 4 на три штыря 5, которые поднимают стакан 6, помещенный в крышку корпуса 9. Поднимаясь, стакан конусным отверстием сжимает конус цанги 7; обрабатываемая деталь при этом закрепляется. При отключении подачи воздуха пружина 10 возвращает стакан 6 и остальные детали с мембраной в исходное положение.

Для перехода на следующую позицию цангу вместе с обрабатываемой деталью поворачивают рукояткой 13. При движении рукоятки по часовой стрелке эксцентриковый диск 12 выталкивает фиксатор 17 из паза делительного диска 15, а собачка 14 под действием пружины 18 попадает в очередной его паз. При обратном движении рукоятки собачка поворачивает делительный диск с диском 11 и укрепленной на нем цангой обрабатываемой деталью до тех пор, пока фиксатор 17 не попадет в следующее гнездо делительного диска и тем самым не зафиксирует поворот детали на 120. Кольцо 8 предохраняет прорези цанги от попадания стружки.



Рис. 2.9. Конструкция приспособления

2.10 Принципиальная схема пневмопривода

Рис. 2.10. Схема работы пневмосистемы

1 - вентиль, 2 - фильтр-влагоотделитель, 3 - регулятор давления, 4 - манометр, 5 - реле давления, 6 - распределительный кран, 7 - дроссель, 8 - пневмокамера



3. Проектирование металлорежущих инструментов

3.1 Проектирование фасонного резца

Исходные данные

Эскиз детали:

Рис. 3.1 Эскиз детали.

Материал детали: бронза;

Направление вращения: правое;

Суппорт: передний;

Тип резца: дисковый.

Расчёт параметров резца

Выбор величины заднего угла .

Для дисковых резцов принимают в пределах 10…12° [10, с. 3].

Принимаем =12°.

Выбор переднего угла .

В зависимости от обрабатываемого материала детали (латунь), выбираем передний угол =3° [10, с. 4].

Расчет наибольшей глубины профиля детали .

Наибольшая глубина профиля детали вычисляется по формуле:

, (3.1)

где - наибольший диаметр детали, мм;

- наименьший диаметр детали, мм.

По формуле (5) получаем:

Узловые точки профиля детали.

Устанавливаем узловые точки профиля.

Под узловой точкой понимают все точки профиля одного радиуса (диаметра), в которых пересекаются линии разного типа или одного типа, но с разными параметрами.

Рис. 3.2 Узловые точки.

Узловую точку с наименьшим радиусом, равным принимаем за базовую точку.

Вычислим радиусы всех узловых точек:

Выбор габаритных и присоединительных размеров резца.

В зависимости от глубины профиля tmax выбираем габаритные и присоединительные размеры резца [10, с.7]:

Расчет установочных и эксплуатационных параметров.

Для призматических резцов - смещение оси резца относительно линии резцов станка , смещение передней грани (или плоскости заточки) от оси резца [10, с. 6]:

(3.2)

Получаем:

Расчет глубины профиля резца от базовой линии.

Рассчитаем для всех узловых точек глубину профиля резца от базовой линии [10, с. 6]:

· в плоскости передней грани по формуле:

, (3.3)

где . (3.4)

· в профильной плоскости (нормальной к задней поверхности):

(3.5)

По формулам (3.3), (3.4), (3.5) получаем:

Таблица 3.1. Сводная таблица полученных результатов

№ узловой точки i	ri	hi=ri-rб	hpi	hxi
1	34	5,5	5,505	5,266
2	34	5,5	5,505	5,266
3	30	1,5	1,502	1,448
4	30	1,5	1,502	1,448
5	28,5	0	0	0
6	28,5	0	0	0
7	30	1,5	1,502	1,448
8	30	15	1,502	1,448

Эскиз взаимного расположения резца и детали.

Для установления взаимосвязи между расположением фасонного резца на станке и узлами станка выполним эскиз в двух проекциях (вид сверху, вид сбоку со стороны передней бабки) взаимного расположения резца и детали.

Рис. 3.3 Эскиз взаимного расположения резца и детали.

Выбор материала для изготовления резца и корпуса резца.

Выберем материал для изготовления фасонного резца по рекомендациям [10]: быстрорежущая сталь Р18.

Основные физико-механические свойства стали Р18:

Плотность с=8,75 г/см³;

Твердость после отжига 255 HB;

после закалки и отпуска HRСэ 63;

Предел прочности при изгибе уи=3000 МПа;

Ударная вязкость ан=2,0·105 Дж/м²;

Температура закалки 1270°С;

отпуска 560°С;

Теплостойкость 620°С.

3.2 Проектирование комплекта метчиков

Исходные данные.

Метчик .

Количество: 2 шт.

Обрабатываемый материал: сталь 40Х.

Для проектирования метчика данные представим в виде:

номинальный наружный диаметр резьбы в гайке: D=10 мм;

шаг резьбы: P=0,75 мм;

степень точности резьбы: 7H;

число метчиков в комплекте: m=2;

обрабатываемый материал: сталь40Х.

Расчет комплекта метчиков.

Рис. 3.4.Поле допуска гайки и метчика.

Определение номинального внутреннего и среднего диаметра резьбы.

Номинальный внутренний диаметр резьбы, мм, (рис. 3.4):

(3.6)

Средний диаметр резьбы, мм:

(3.7)

Вычисления производим с точностью до 0,001мм.

Получаем по формулам (3.6), (3.7):

;

.

Принимаем номинальные наружный, внутренний и средний диаметры резьбы метчика равными соответственно:

.

Выбор верхних и нижних предельных отклонений номинальных наружного, внутреннего и среднего диаметров от номинального профиля.

Согласно ГОСТ 16093-81 верхние ES и нижние EI отклонения диаметров:

Допуск на диаметр D не устанавливается.

Расчет предельных размеров в гайке.

Рассчитаем предельные размеры резьбы в гайке:

(3.8)

(3.9)

(3.10)

(3.11)

(3.12)

По формулам (3.8)-(3.12) получаем:

.

.

.

.

.

Определение класса точности метчика.

Определяем класс точности метчика в зависимости от полей допусков нарезаемой резьбы по рекомендациям [10, стр. 29].

Для поля допуска 7H класс точности метчика - 3.

Выбор нижних и верхних предельных отклонений наружного и среднего диаметров резьбы чистового метчика, допуск на половину угла профиля /2 и предельные отклонения шага резьбы ТР/2.

Выбор нижних и верхних предельных отклонений наружного и среднего диаметров резьбы чистового метчика, допуск на половину угла профиля /2 и предельные отклонения шага резьбы ТР/2 осуществляем по ГОСТ 16925-93.

Расчет предельных размеров наружного и среднего диаметров резьбы всех метчиков в комплекте, расчет длины режущей части.

Для комплекта из трех метчиков рассчитаем предельные размеры наружного и среднего диаметров резьбы (для чернового, среднего и чистового метчика), а так же длину режущей части lp [10, с.29].

Для чистового метчика:

- Наружный диаметр dN резьбы метчика:

. (3.13)

Получаем:

. (3.14)

Получаем по формуле (9):

.

- Средний диаметр d2N резьбы метчика:

.(3.15)

Получаем:

.

(3.16)

Получаем:

.

- Длина режущей части:

(3.17)

Получаем:

.

Для чернового метчика:

- Наружный диаметр dN резьбы метчика:

(3.18)

Получаем:

.

(3.19)

Получаем:

.

- Средний диаметр d2N резьбы метчика:

(3.20)

Получаем:

.

(3.21)

Получаем:

.

- Длина режущей части:

(3.22)

Получаем:

.

Наибольший внутренний диаметр для всех метчиков в комплекте принимаем одинаковым:

Получаем:

Нижнее отклонение и форма впадины не регламентированы.

Расчет диаметра метчиков по переднему торцу.

Диаметр метчиков по переднему торцу рассчитывается по формуле:

(3.23)

Получаем:

.

Определение углов режущей части всех метчиков в комплекте.

Определяем углы ц режущей части для всех метчиков в комплекте по формуле:

(3.24)

Для чистового метчика:

.

Принимаем .

Для чернового метчика:

.

Принимаем .

Выбор переднего и заднего углов.

В зависимости от обрабатываемого материала выбираем передний г и задний б углы [10, с. 30].

Для заданного материала (Сталь 40Х):

= 3;

=5.

Выбор числа зубьев метчиков.

Выбираем число зубьев метчиков по ГОСТ 3266-81:

для резьб с dN <17мм принимаем z=3.

Определение падения затылка по вершинам витков режущей части.

Рис. 3.5 Падение затылка

На рис. 3.5 (а) представлено торцовое сечение метчика по режущей части. Падение затылка по вершинам витков режущей части, мм:

(3.25)

Получаем:

.

Для всех метчиков комплекта принимается одно и то же К=0,6 мм.

Т.к. рассчитываемый метчик имеет 3 класс точности, затылование производится так же по профилю резьбы.

Затылование по профилю К1 на чертеже указывают на ширине пера метчика (в отличие от К) на внутреннем диаметре (см. рис.3.5 (б) на котором представлено торцовое сечение метчика по калибрующей части).

Затылование по К1 назначают по ГОСТ 3449-84 в зависимости от dN [10, с.31]: К1 = 0,03 мм.

Выбор габаритных размеров метчиков, формы и размеров стружечных канавок.

Выбираем по ГОСТ 3266-81 габаритные размеры для коротких метчиков с проходным хвостовиком для метрической резьбы:

d=10 мм;

P=0,75 мм;

L = 69 мм;

l = 19 мм;

d1 = 8 мм;

Профиль стружечных канавок:

dc =4,5 мм;

z=3;

x=2,88

y=1,5

r=1,5 мм.

H=4,13

X1=2,8

Y1=6,60

R1=6,60

Размеры квадрата для хвостовика [2, с.192]:

а=8 мм;

l=11 мм.

Выбор материала рабочей части метчика.

Метчики выполняем цельными. Материал метчика - Р6М5 с твёрдостью после закалки HRCЭ 64.

3.3 Проектирование червячной фрезы для цилиндрических зубчатых колес

Исходные данные.

Параметры зубчатой части нарезаемого колеса:

Нормальный модуль: ;

Наибольшее число зубьев: ;

Угол наклона зубьев: ;

Направление зубьев: правое.

Параметры исходной рейки:

Угол профиля: ;

Коэффициент высоты головки зуба: ;

Коэффициент радиального зазора: ;

Степень точности нарезаемого колеса:10;

Вид обработки: черновая;

Припуск на толщину зуба колеса: .

Расчет червячной фрезы.

Выбор основных габаритных размеров фрезы.

Выбираем основные габаритные размеры фрезы по ГОСТ 9324-80Е, ориентируясь на рекомендации для фрез типа 2. Так как заданный модуль является стандартным, принимаем размеры по этому модулю [12, с. 528]:

;

dа0 =80 мм;

d = 32 мм;

d1 = 50 мм;

l1 = 4 мм;

l = 71 мм;

Z0 = 10 мм.

Определение размеров исходной инструментальной рейки.

Модуль:

m0=mn (3.26)

m0=mn=3,5 мм;

- Шаг зубьев:

Р0=m0 (3.27)

Р0=m0=3,14·3,5=10,99 мм;

- Угол профиля:

б0 = б (3.28)

б0 = б = 20?;

- Высота головки зуба:

(3.29)

;

- Высота ножки зуба:

(3.30)

;

- Высота зуба:

(3.31)

;

- Радиус закругления головки зуба:

(3.32)

;

Примем

- Радиус закругления ножки зуба:

(3.33)

;

Примем

- Толщина зуба:

(3.34)

.

Определение геометрических параметров режущей части фрезы.

Фреза предназначена для чернового вида обработки, поэтому принимаем:

Передний угол: гa=6є;

Задний угол: ба=12?;

Падение затылка для шлифованного участка:

(3.35)

Получаем:

.

Падение затылка для нешлифованного участка:

(3.36)

Получаем:

.

Расчет глубины стружечной канавки.

Глубина стружечной канавки рассчитывается по формуле:

, (3.37)

где r =1 мм - радиус закругления вершины канавочной фрезы.

Получаем:

.

Расчет диаметра расчетного цилиндра фрезы.

Диаметр расчетного цилиндра фрезы рассчитывается по формуле:

(3.38)

Получаем:

Выбор числа заходов и направления нарезки фрезы.

Для чистовых фрез число заходов n0=2 [10, с. 48].

Направление нарезки фрезы: правое.

Определение угла подъема нарезки фрезы на расчетном цилиндре.

Угол подъема нарезки фрезы на расчетном цилиндре вычисляется из формулы:

(3.39)

(3.40)

По формуле (3.40) получаем:

.

Угол наклона и направление стружечных канавок.

Угол наклона стружечных канавок:

(3.41)

Получаем:

.

Направление винтовых стружечных канавок принимается противоположным направлению витков нарезки, т. е. левое.

Определение шага винтовых стружечных канавок.

Шаг винтовых стружечных канавок вычисляем по формуле:

(3.42)

Получаем:

.

Определение угла профиля стружечных канавок.

Угол профиля стружечных канавок вычисляется по формуле:

(3.43)

Значение , полученное по формуле (3.43) необходимо округлить до значений 18, 22, 25 или 30°. Получаем:

.

Определение размеров профиля нарезки фрезы в нормальном сечении.

Искомые размеры принимаем равными соответствующим размерам инструментальной рейки [10, с. 48]:

Расчет размеров профиля нарезки фрезы в осевом сечении.

Осевой шаг нарезки фрезы:

(3.44)

Получаем:

.

Ход витков нарезки:

(3.45)

Так как рассчитываемая фреза является архимедовой фрезой, следует рассчитать угловые параметры нарезки:

Расчетный профильный угол:

(3.46)

(3.47)

По формуле (3.47) получаем:

.

Углы профиля зубьев для левой стороны:

(3.48)

.

Размеры профиля по высоте и радиусы закругления у ножки и головки зуба принимаем такими же, как для исходной инструментальной рейки.

Определение угла установки фрезы на станке.

При нарезании зубчатого колеса фреза должна быть установлена на станок под углом:

(3.49)

Получаем:

.

Расчёт длины нарезки lр и общей длины l фрезы.

Длина нарезки фрезы lр рассчитывается по формуле:

(3.50)

Получаем:

.

Общая длина фрезы l:

(3.51)

.

По ГОСТ 9324-80 Е [2, с.528] принимаем общую длину фрезы равной .

Выбор размеров шпоночного паза.

В зависимости от диаметра посадочного отверстия фрезы d выбираем размеры шпоночного паза b, c1, R [12, с. 170]:

d = 32 мм;

b=8 мм (Н7);

c1=34,8 мм (Н12);

R=1,2 мм.

Допустимые отклонения на основные размеры фрезы и шероховатость обработанных поверхностей.

Таблица 3.2

Параметр	Обозначение	Допуск
Диаметр посадочного отверстия	fd	H6
Радиальное биение буртиков	fy	12 мкм
Торцовое биение буртиков	ft	10 мкм
Радиальное биение по вершинам зубьев	frda	63 мкм
Профиль передней поверхности	fv	80 мкм
Разность соседних окружных шагов	fu0	80 мкм
Накопленная погрешность окружного шага стружечных канавок	FP0	160 мкм
Направление стружечных канавок	fx	± 125 мкм
Профиль зуба	ff0	25 мкм
Толщина зубьев	TS0	- 63 мкм
Осевой шаг	fPx0	± 14 мкм
Накопленное отклонение шага на длине любых трех шагов	fPx30	± 22 мкм
Винтовая линия фрезы от зуба к зубу	fh10	20 мкм
Винтовая линия фрезы на одном обороте	fh0	32 мкм
Винтовая линия фрезы на трех оборотах	fh30	50 мкм
Погрешность зацепления от зуба к зубу	FPb10	20 мкм
Погрешность зацепления на длине активной части	FPb0	40мкм

Выбор материала для изготовления фрезы.

В соответствии с техническими требованиями червячные фрезы должны изготавливаться из быстрорежущей стали (ГОСТ 19265 - 73) с твёрдостью рабочей части 63 - 66 HRCэ.

Выбираем материал фрезы сталь Р6М5, твёрдость которой составляет 62 - 66 HRCЭ.



Библиографический список

1. Ансеров М.А. Приспособления для металлорежущих станков; Л., "Машиностроение", 1975 г.

2. Анухин В.И. Допуски и посадки. Учебное пособие. 4-изд. - СПб.: Питер, 2007. - 207 с.

3. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. - Минск: Высшая школа, 1983.

4. ГОСТ 16925-71. Метчики. Допуски на резьбу.

5. ГОСТ 26645-85. Отливки из металлов и сплавов.

6. ГОСТ 3266-81. Метчики машинные и ручные. Конструкция и размеры.

7. ГОСТ 9523-84. Хвостовик инструментов. Диаметры, квадраты и отверстия под квадраты. Размеры.

8. Жуков Э.Л., Кобчиков В.С., Никифоров В.И. Основы технологии машиностроения: Учеб. пособие. СПБ: изд-во Политехн. ун-та 2008. 155 с.

9. Приспособления для металлорежущих станков, справочник. А.К. Горошкин. М: "Машиностроение", 1979, 301 с.

10. Режущие инструменты: Учебное пособие / В.Ф. Истомин, Ю.М. Панкратов; СПбГТУ. СПб., 1993. 80 с.;

11. Современные приспособления к металлорежущим станкам. Н.И. Зависляк. Издательство "Машиностроение", Ленинград, 1967, 260 с.

12. Справочник инструментальщика / И.А. Ординарцев, Г.В. Филиппов, А. Н. Шевченко и др. Под общей ред. И.А. Ординарцева. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1987. - 846 с.

13. Справочник нормировщика-машиностроителя. Т. II, М., 1961.

14. Справочник станочные приспособления под редакцией Б.Н. Вардашкина и В.В. Данилевского том 1, том 2; М., "Машиностроение", 1984г.

15. Справочник технолога-машиностроителя: в 2-х т. Т. 2 / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. 496 с.

16. Технология машиностроения. Часть1: учеб. пособие / Э.Л. Жуков, И.И. Козарь, Б.Я. Розовский, В.В. Дегтярев, А.М. Соловейчик; под ред. С.Л. Мурашкина. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2008, 277 с

17. Технология машиностроения. Часть 2: учеб. пособие / Э.Л. Жуков, И.И. Козарь, Б.Я. Розовский, В.В. Дегтярев, А.М. Соловейчик; под ред. С.Л. Мурашкина. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2008, 295 с.



Приложение

Сводная ведомость

Номер чертежа	Название	Количество листов
1	Корпус водила нижнего	1
2	Покованная штамповка	1
3	Операционные эскизы	2
4	Приспособление для вертикально-фрезерной операции	2
5	Пневмосхема приспособления	1
6	Резец фасонный дисковый	1
7	Фреза червячная	1
8	Комплект метчиков	1
	ИТОГО ЛИСТОВ:	10

Размещено на Allbest.ru