Расчет цангового зажима

Министерство образования и науки Украины Национальный аэрокосмический университет им. Н. Е. Жуковского «ХАИ»

Пояснительная записка

к домашнему заданию по дисциплине

«Технологическая оснастка»

Выполнил: студент 234 группы Лавренчук А.А.

Проверил: преподаватель Лелета А.А.

Содержание Введение

1. Назначение конкретного вида приспособления

2. Описание конструкции и работы приспособления

3. Обоснование выбранных материалов приспособления

4. Расчёт на точность

5. Расчёт на усилие закрепления и усилия привода Заключение Список использованной литературы

Введение

Технологическая оснастка — дополнительные устройства к технологическому оборудованию (станкам, агрегатам), предназначенные для установки обрабатываемых деталей и режущего инструмента, при их правильном положении в процессе работы.

Сложность технологических процессов изготовления деталей двигателей обусловливает применение большого числа разнообразных конструкций приспособлений.

Важным параметром в производстве является изготовление деталей с соблюдением заданной точности. Это приводит к выбору различных схем закрепления заготовки в различных крепёжных механизмах.

Применение цанговых зажимов существенно увеличивает производительность и точность при изготовлении деталей, так как цанги имеют свойство самоцентрировать обрабатываемую деталь и позволяют легко производить смену обрабатываемых деталей, что положительно отражается в массовом производстве деталей.

1. Назначение конкретного вида приспособления Цангами называют разрезные пружинящие втулки, которые могут центрировать и закреплять заготовки по внешней и внутренней поверхностям. Цанговые механизмы широко применяются для зажима пруткового материала, а также коротких штучных заготовок.

Конструкции цанг бывают двух типов: тянущие и толкающие.

Первые применяются для закрепления пруткового материала, вторые для закрепления штучных заготовок. Так как радиальное перемещение всех лепестков цанги происходит одновременно и с одинаковой скоростью, то механизм приобретает свойство самоцентрирования. Число лепестков цанги зависит от её рабочего диаметра d и профиля зажимаемых заготовок. При d<=30 цанга имеет три лепестка, при 3080 ммшесть. Для сохранения работоспособности цанги деформация её лепестков не должна выходить за пределы упругой зоны. Это предъявляет повышенные требования к точности базового диаметра заготовки, который должен быть выполненный не грубее 9 квалитета. Цанги изготавливают из стали У8А или 65 Г, крупные цанги из стали 15ХА или 12ХН3А.

Погрешность центрирования обусловлена неточностью изготовления цанговых патронов и составляет 0,05…0,1 мм.

2. Описание конструкции и работы приспособления Продольные прорези превращают каждый лепесток цанги в консольно-закрепленную балку, которая получает радиальные упругие перемещения при продольном движении цанги за счет взаимодействия конусов цанги и корпуса. Так как радиальные перемещения всех лепестков цанги происходят одновременно и с одинаковой скоростью, то механизм приобретает свойство самоцентрирования.

Т.к. радиальные перемещения всех лепестков цанги происходят одновременно и с одинаковой скоростью, то цанговый механизм приобретает свойство самоцентрирования.

Схема механизма с тянущей цангой За счёт тянущей силы Q, создаваемой воздухом, нагнетаемым в пневмоцилиндр через золотник лепестки цанги начинают сжимать заготовку. Усилие передаётся штоком. Происходит выборка зазора y. Таким образом заготовка и центрируется и закрепляется.

По-сравнению с трёхкулачковым патроном, цанговый механизм обеспечивает более быстрое закрепление заготовки, а также центрирование. Очень удобен и применяется в серийном производстве. К недостаткам можно отнести — узкий диапазон закрепляемых заготовок, т. е. для каждого диаметра существует своя цанга.

3. Обоснование выбранных материалов приспособления По рекомендациям в качестве материала для цанги, выбираем сталь У8А ГОСТ В-1435−45, термическая обработка — калить, твёрдость 55−60 HRCэ рабочей части, 32−35 HRCэ хвостовой части. Корпус приспособления изготавливают из стали 40Х ГОСТ 4543–71. Материал обрабатываемой заготовки — Д16Т; переходного фланца — 40Х.

4. Расчёт на точность Допуск на исходный размер будет выдержан при выполнении следующего условия:

=+Р+пaи, где:

— ожидаемая погрешность обработки, которая складывается из погрешности, связанной с методом обработки (), погрешности установки детали в приспособление (Р) и погрешности установки приспособления на станок (п);

au — допуск на исходный размер.

Погрешность, связанная с методом обработки (), определяется жёсткостью технологической системы (биением посадочной поверхности оправки относительно оси центров), температурными деформациями, износостойкостью инструмента. Для данной операции =0,08 мм (см. исходные данные).

Погрешность установки детали в приспособление (Р) складывается из погрешностей базирования (Рб), закрепления (Рз) и неточности приспособления (Рпр).

.

Погрешность базирования (Рб) равна наибольшему зазору на сторону между базой (в данном случае лепестками цанги) и цилиндрическим установочным элементом детали (40 h8).

К расчёту погрешность базирования детали в приспособление Погрешность базирования:

.

Погрешность закрепления .

Погрешность неточности приспособления складывается из погрешности изготовления (Ризг) и погрешности износа (Ризн). В данном случае погрешность изготовления: Ризг=0,01 мм, а погрешность износа: Ризн=0,01 мм.

Рпр=Ризг+Ризн=0,02 мм.

Тогда погрешность установки:

мм.

Погрешность обработки, связанная с установкой приспособления на станок состоит из двух составляющих, , т.к. имеем два соединения, т. е. две переходных поверхности:

— посадка на шпиндель станка переходного фланца по конической поверхности (п1=0,005);

— посадка в переходный фланец корпуса цанги;

Из рисунка 3 видно, что п2 = 0,035+0,022 = 0,057 мм.

Погрешность установки приспособления на станок:

мм.

Суммарная погрешность обработки детали:

.

Допуск на исходный размер (по условию): .

Условие применения приспособления:

().

Вывод: приспособление обеспечивает заданную точность обработки.

5. Расчёт на усилие закрепления и усилия привода Определяем усилие закрепления детали и привода Q [1, с. 74]:

где:

— усилие закрепления равно сумме сил резания, которые могут вызывать прокручивание заготовки от момента резания Мр и проскальзывание от осевых сил резания Р0 (см. рисунок 4):

К расчёту на усилие закрепления суммарная расчётная сила на поверхности зажима;

Мр=140 (Н*м) — момент при сверление, вызывающий проскальзывание заготовки;

d=40h8 (мм) — базовый диаметр обрабатываемой заготовки;

Р0=80 (Н) — осевая сила, создающая проскальзывание;

f1 = 0,12 — коэффициент трения между цангой и корпусом;

f2 = 0,15 — коэффициент трения между цангой и заготовкой;

=2 — коэффициент надёжности закрепления;

— сила, затрачиваемая на сжатие лепестков цанги;

(Н/мм2) — модуль упругости для стали;

момент инерции сектора сечения цанги в месте заделки лепестка;

Рисунок 5 — Конструкция лепестковой цанги

D — наружный диаметр поверхности лепестка;

h — толщина лепестка;

б — половина угла конуса цанги;

б1 — половина угла сектора лепестка цанги;

.

y=0,039 (мм) — стрелка прогиба лепестка, то есть радиальный зазор между заготовкой и цангой (см. рисунок 5);

n=4 — число лепестков цанги (исходные данные);

z — длина лепестка цанги от места заделки до середины конуса;

б2=0є - угол между цангой и заготовкой;

Тогда усилие привода:

В качестве привода выбираем пневмоцилиндр.

Заключение

цанга зажим привод В данном задании описан принцип работы цангового зажима и произведен расчёт на точность при конкретных размерах устройства. После сравнения её с допуском на исходный размер, можно утверждать, что данную цангу допускается применить для обработки выбранной заготовки, Также был проведён расчёт усилия закрепления детали и усилия привода. При этом при расчёте усилия закрепления учитывались две составляющие сил: первая — от сил, которые могут вызывать прокручивание заготовки от момента резания Мр и проскальзывание от осевых сил резания Р0; вторая — требуемое усилие, затрачиваемое на сжатие лепестков цанги.

Выполнен сборочный чертёж приспособления и оформлена спецификация.

1. В. А. Шманев, А. Л. Шулепов, Л. А. Анипченко. Приспособления для производства двигателей летательных аппаратов (конструкция и проектирование). Москва. «Машиностроение». 1990.

2. Горошкин А. К. Приспособления для металлорежущих станков. Справочник. — «Машиностроение», 1971.

3. Конспект лекций по дисциплине «Технологическое оснащение производства АД «, 2011 год.