Приспособление — специализированное универсально-безналадочное с гидроприводом предназначено для базирования и крепления заготовок валов при фрезеровании на вертикально-фрезерном станке 6Р13.
Приспособление содержит корпус 1, к которому с помощью болтов 18 жестко прикреплена призма 2. По бокам призмы расположены прихваты 9, к которым с помощью винтов 21 прикреплены прижимы 3. На нижней части корпуса закрепляются направляющие шпонки 12, с помощью которых приспособление базируется на столе станка. Закрепление приспособления на столе осуществляется с помощью болтов 15.
Приспособление работает следующим образом. Заготовку устанавливают на призму 2 и крепят прихватами 9. При подаче масла под давлением в полость гидроцилиндра 4ф поршень вместе со штоком 7 движется вправо, давят на правый прихват, который прижимает с необходимым усилием заготовку к призме. Усилие крепления на правый прихват передается от шток-поршня гидроцилиндра через проушину 11 и ось 10. Таким образом, осуществляется зажим заготовки. Для разжима давление масла уменьшается, толкатель отходит назад, тянет за собой прихват и отжимает вал.
Силовой расчет приспособления.
Рассчитываем скорость резания по формуле:
где
D — диаметр фрезы;
Т — период стойкости;
t — глубина фрезерования;
Sz — подача на зуб;
В — ширина фрезерования;
Z — число зубьев фрезы;
— общий поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания, находим по формуле:
где
— коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала [1];
— коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;
— коэффициент, учитывающий материал инструмента.
Используя табл. 1, 5, 6 [1, стр. 262−263] получим:
Используя табл. 39 и 40 [1, стр.
286−290] найдём значения коэффициентов и показатели степени в формуле:
Частоту вращения фрезы найдём по формуле:
Ближайшая стандартная частота по паспорту станка, поэтому скорректируем значение скорости:
Определим окружную силу при фрезеровании по формуле:
По табл. 9 [1, стр. 264] определим, что .
Используя табл. 41 [1, стр. 291] найдем значения коэффициентов и показатели степени в формуле:
Величины остальных составляющих силы резания найдем через окружную силу, используя табл. 42.
Горизонтальная сила (подачи) .
Вертикальная сила .
Радиальная сила Осевая сила .
Расчет параметров силового привода.
Для закрепления заготовки используется зажимной механизм. В зажимных механизмах обычно применяются пневматические, гидравлические и смешанные типы приводов.
Пневматический привод при своей простоте и удобстве эксплуатации имеет ряд недостатков: во-первых, воздух сжимаем и при переменных нагрузках пневмопривод не обеспечит достаточной жёсткости закрепления. Во-вторых, данный вид привода развивает меньшее усилие, нежели гидропривод; и в третьих, из-за мгновенного срабатывания пневмопривода прижим будет резко ударять по детали, что отрицательно скажется и на заготовке, и на зажимном механизме, и на условиях труда рабочего. Соответственно, в нашем приспособлении применим гидравлический привод.
Составим схему зажимного механизма.
Необходимую силу крепления заготовки определяем по уравнению:
где
— необходимая сила крепления заготовки при учете силы резания, создающая момент резания;
— необходимая сила закрепления заготовки при учете силы резания, смещающая заготовку в направлении подачи.
Силу и определяем из условия статического равновесия заготовки, находящейся под действием моментов от сил, , и .
Так как-то с учетом коэффициента запаса
Аналогично получаем
Полная сила крепления заготовки:
Принимаем по табл. 3 [10 стр. 384] - коэффициенты трения в местах контакта заготовки с опорами и зажимным механизмом соответственно.
В свою очередь коэффициент запаса, учитывающий нестабильность силовых воздействий на заготовку, находим по формуле:
где
— гарантированный коэффициент запаса;
— коэффициент, учитывающий вид технологической базы;
— коэффициент, учитывающий увеличение сил резания вследствие затупления режущего инструмента;
— коэффициент, учитывающий прерывистость резания;
— коэффициент, характеризующий постоянство силы развиваемой зажимным механизмом.
— коэффициент, характеризующий эргономику зажимного механизма.
— коэффициент, характеризующий установку заготовки.
Так как в результате расчета, то принимаем .
Из условия статического равновесия прихватов .
Сила силового цилиндра, необходимая для закрепления заготовки, равна, тогда диаметр поршня цилиндра может быть рассчитан по формуле:
Решая это уравнение относительно, получаем:
где — рабочее давление масла, принимаемое в расчетах равным 1 МПа;
— КПД.
Определяем диаметр поршня гидроцилиндра:
В качестве привода фрезерного приспособления выбираем гидроцилиндр по ГОСТ 19 899–74 с диаметром поршня 125 мм.
Т.к. действительная сила зажима превышает необходимую силу крепления заготовки, то расчет выполнен верно.
2.4 Расчет приспособления на точность получаемых размеров.
Точность обработки определяется точностью размеров.
При работе на настроенном оборудовании точность размеров и зависит от точности настройки режущего инструмента и от точности выполнения элементов приспособления.
Точность элементов приспособления в направлении размера рассчитываем по формуле:
где
— операционный допуск на размер, ;
— коэффициент, учитывающий отклонение рассеяния значений составляющих величин от закона нормального распределения, ;
— коэффициент, учитывающий уменьшение погрешности базирования
Kt2=0.8
при работе на настроенном оборудовании,;
— погрешность базирования в направлении операционного размера;
— погрешность закрепления;
— погрешность, зависящая от точности изготовления установочного элемента (призмы);
— погрешность износа установочного элемента;
— экономическая точность обработки, ;
— коэффициент, учитывающий долю погрешности обработки в суммарной погрешности метода, вызываемой факторами, не зависящими от приспособления,.
Kt3=0.8
При установке в призму нарушается принцип единства баз и по размеру появляется погрешность:
Величину рассчитываем по формуле:
где
— поправочный коэффициент, учитывающий вид материала заготовки, для стали .
— непостоянство силы зажима определяем, используя формулу:
Учитывая, что определяем погрешность по формуле:
Погрешность износа установочного элемента рассчитываем по формуле:
где
— средний износ установочного элемента при базовом числе установок
. Ио=115;
N=2800
— коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки, ;
— коэффициент, учитывающий вид оборудования, ;
— коэффициент, учитывающий условия обработки, ;
— коэффициент, учитывающий число установок заготовки, отличающееся от принятого N, .
Определяем погрешность:
е Так как, т. е. — спроектированное приспособление обеспечивает требуемую точность получения заданного размера.
Справочник технолога машиностроителя: В 2 т. 3 — е изд., перераб. Т 1 /Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова М.: Машиностроение 1972. 694 с.
Справочник технолога машиностроителя: В 2 т. 3 — изд., перераб. Т 2 /Под ред. А. Н. Малова М.: Машиностроение 1972. 569 с.
Анурьев В. И. Справочник конструктора — машиностроителя: В 3 т. 5 — е изд. перераб. и доп. Т.1 /Под ред. А. Н. Малова М.: Машиностроение 1986.
Металлорежущие инструменты: Учебник для вузов по специальности: «Технология машиностроения», «Металлорежущие станки и инструменты» /Г.Н. Сахаров, В. Б. Арбузов, Ю. Н. Боровой и др. М.: Машиностроение 1989. 328 с.
Ящерицын П.И., Еременко И. Л., Фельцштейн Е. З. Теория резания, физические и тепловые процессы в технологических системах: Учебник для вузов. М.: Высшая школа, 1990. 512 с.
Справочник технолога машиностроителя: В 2 т. 4 — е изд., перераб. и доп. Т.2 /Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова М.: Машиностроение 1985. 496 с.
Бобров В. Ф. Основы теории резания металлов. М.: Машиностроение 1975. 344 с.
Грановский Г. И., Грановский В. Г. Резание металлов: Учебник для машиностр. и приборостр. спец. вузов. М.: Высш. шк. 1985. 304 с.
Общие машиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Ч. 1 — 3. 3 — е изд. М.: ЦЕНТНИИ труда, 1978. 360 с.
Нефедов Н.А., Осипов К. А. Сборник задач по резанию металлов и режущему инструменту. М.: Машиностроение, 1984.
Седельников А.И., Флаксман А. Л. Расчет режимов резания: Методические указания. Киров: ВГТУ. 1994. 38 с.
