Расчет зажимного механизма

Введение

Расчет и проектирование универсально-сборного приспособления

Сбор исходных данных

 

Фрезеровать пов.1 корпуса, выдерживая размер  мм (операционный эскиз рисунок 1.1).

 

Операционный эскиз

Рисунок 1.1

 

Вид и материал заготовки - отливка из чугуна СЧ18, НВ200. Режущий инструмент - фреза дисковая двухсторонняя со вставными ножами из твердого сплава ВК6 ГОСТ 6469-69.

Наружный диаметр фрезы - 105 мм, число ножей - 10.

Диаметр фрезы определяется из соотношения Д= (1.25 - 1.5). В, где В - ширина фрезерования, и округлять до стандартных значений [1, c.175-189].

Режимы резания: глубина резания t = 1.5 мм, подача на зуб S_z = 0.14 мм/зуб, стойкость инструмента Т=120 мин; скорость резания

 

, где (1.1)

C_v = 445;

T = 120 мин;

q = 0.2;

x = 0.15;

y = 0.35;

m = 0.32;

u = 0.2;

p = 0;

К_v = K_mv. K_nv. K_uv = = 0.94

м/мин.

 

Частота вращения шпинделя n = 558 об/мин. Станок - горизонтально-фрезерный 6Р82Г с размерами стола 320Ч1250, мощность электродвигателя N = 1.5 кВт, частота вращения шпинделя 31,5 - 1600, подача стола S_м = 25 - 1250 мм/мин [1, c.55]. Тип приспособления - УСП с ручным зажимом.

Расчет сил резания

 

Составляющую силу P_z рассчитываем по формуле

 

, где (1.2)

C_р = 54,5; q = 1;

x = 0.9; y = 0.74;

ω = 0; u = 1;

=1.02; =1246 Н.

 

Составляющие силы P_y, P_v, P_h определяются из диапазона соотношений, представленных в таблице [1, c.292, табл.42]: P_y = 0.5^. P_z = 623 H, P_v = 0.8^. P_z = 997 H, P_h = 0.8^. P_z = 997 H.

Расчет усилия зажима

 

Схема закрепления заготовки, включающая схему установки заготовки, разработанную на основе теоретической схемы базирования представлена на рисунке 1.2

При расположении зуба фрезы в точке В горизонтальная сила стремится развернуть заготовку относительно точки О₁, создавая момент, равный =Р_h. l.

Повороту заготовки препятствуют силы трения Т и Т₁, возникающие за счет прижима заготовки к опорам силами. Момент закрепления будет составлять:

 

 (Т + Т₁) l₁ = 2W (f₁ + f₂) l₁, где (1.3)

 

f₁ и f₂ - коэффициенты трения в контакте опор и прижимов с заготовкой. Значения взяты из справочника [7, c.384]

Приравняв  и  и введя коэффициент запаса К, получим формулу для расчета силы зажима:

 

, где (1.4)

 

К - коэффициент запаса, определяемый из справочника [7, с.383] ; f₁ = 0.16, f₂ = 0.25.

 

Схема закрепления заготовок

Рисунок 1.2

 

Аналогичным образом определяется величина силы зажима, необходимая для удержания заготовки от опрокидывания относительно точки О. под действием силы Р_v:

 

 (1.5)

К = К₀+К₁+К₂+К₃+К₄+К₅+К₆ = 1.5.1.1.6.1.2.1.3.1.1.1 = 4.118

l = 137 мм; l₁ = 115 мм; l₂ = 23.6 мм; l₃ = 172.8 мм;

,

Расчет зажимного механизма

 

Усилие Q, создаваемое винтовым зажимом, определяется из уравнения моментов относительно точки О.

 

, где (1.6) А и В - плечи; А = 33 мм, В = 60 мм, W = 5965 Н.

Q

 

Усилие, создаваемое при зажиме гайкой, вдоль оси болта определяется по формуле [2, c77]:

 

, (1.7)

 

Из формулы 1.7 определим по рассчитанному Q требуемую величину момента, прикладываемого к гайке при зажиме заготовки.

 

 (1.8)

 

где d_ср = 11.188 мм - средний диаметр резьбы; α = 2° 10’ - угол подъема резьбы, определяемый по формуле:

 

,

 

где S = 1.25 мм - шаг резьбы;

φ = 6° 34’ - приведенный угол трения, определяемый по формуле: ,

где  - приведенный коэффициент трения;

f - трение плоского контакта;

β - половина угла профиля резьбы;

D_T = 22 мм, - наружный диаметр опорного торца гайки;

d = 12 мм, - внутренний диаметр опорного торца гайки;

μ = 0.12, - коэффициент трения на профиле гайки;

Подставим данные в формулу 1.8:

 

 

Для завинчивания гайки используем ключ с плечом l = 426 мм. При этом усилие, прикладываемое рабочим к ключу, не должно превышать 30 Н.