Служебное назначение приспособления

Приспособление предназначено для фрезерования шпоночного паза шириной мм, длиной l=140 мм и глубиной h=10 мм в вал-шестерне. Операция выполняется на вертикально-фрезерном станке модели 654. Приспособление разрабатывается для одновременного обрабатывания двух деталей [36].

 

Схема базирования заготовки

Заготовку целесообразно разместить в двух призмах. Базирование осуществляется по двум цилиндрическим поверхностям Ø135 мм и Ø160 мм с упором правым торцем вала. Поверхность, воспринимающая зажимную силу - цилиндрическая поверхность Ø144,88 мм. Схема базирования представлена на рисунке 5.1

 

Рисунок 3.11.2 - Схема базирования вал-шестерни

 

Расчёт погрешностей базирования

При конструировании приспособления выполняется ряд расчётов, и первым из них - расчёт обеспечения правильного базирования заготовки. Так как заготовка базируется на двух ступенях разного диаметра, то призма под ступень меньшего диаметра должна быть расположена выше призмы под ступень большего диаметра на толщину А прокладки.

 

Рисунок 3.11.3 - Схема для расчёта толщины прокладки А

 

 мм

 

Далее выполним расчёт погрешности базирования. Базирование заготовки в рассматриваемом приспособлении осуществляется в двух призмах с углом α=90^°. Размер глубины шпоночного паза задан размером h₁=10 мм. От верхней образующей шейка вала имеет допуск Td=0,025 мм.

Погрешность базирования:

В нашем случае погрешность базирования меньше допуска размера и точность обработки поэтому обеспечивается.

Определим погрешность базирования по переносу шпоночного паза. Этот перенос может возникнуть в связи с наличием зазоров между стенками среднего (точного) паза стола, имеющего ширину b₁=18^+0,045мм и шпонками приспособления шириной b₂=18_-0,043 мм, находящимися друг от друга на расстоянии L=380 мм. Возможная угловая погрешность определяется по формуле:

 

 мм

 

Это значит, что перенос шпоночного паза на длине 100 мм составит 0,02 мм и эту величину можно сравнить с допусками в технических требованиях к детали.

 

Расчёт сил зажима

К обрабатываемой заготовке приложены силы, возникающие в процессе обработки, имеющая силы зажима и реакции опор. Под действием этих сил заготовка должна находиться в равновесии.

Для определения зажимной силы строим схему к расчётам силы зажима с указанием всех сил, действующих на заготовку в процессе обработки. Схема к расчёту силы зажима изображена на рисунке 5.3.

Рисунок 3.11.4 - Схема для расчёта сил зажима

 

При закреплении заготовок в призме с углом α, силу закрепления можно найти по формуле:

 

 

где f₁=02 - коэффициент трения при контакте заготовки с прихватом;

f₂=0,16 - коэффициент трения при контакте обработанной поверхности заготовки с установочными поверхностями призмы;

k - коэффициент запаса;

R - радиус заготовки, мм.

Момент резания определяем по формуле:

 

Н·мм,

 

где D - диаметр фрезы, мм

Окружная сила P_z определяется по формуле:

 

 Н,

 

где z=8 - число зубьев фрезы;

n=580 мин^-1 - частота вращения фрезы;

C_p=68,2; х=0,86; у=0,72; u=1,0; q=0,86; w=0

K_mp=1; S=0,013 мм/об - подача; t=8 мм

 

H

H·м

 

Коэффициент запаса k, учитывающий нестабильность силовых воздействий на заготовку для обеспечения надёжного закрепления, определяют по формуле:

 

k=k₀·k₁·k₂·k₃·k₄·k₅·k₆ ,

 

где k₀=1,5 - гарантированный коэффициент запаса;

k₁=1 - учитывает увеличение сил резания

(для черновой обработки k₁=1);

k₂=1,6 - учитывает увеличение сил резания вследствие затупления инструмента;

k₃=1 - учитывает увеличение сил резания,

если резание непрерывное k₃=1

k₄=1 - характеризует постоянство силы, развиваемое зажимом;

k₅=1

k₆=1

 

k=1,5·1·1,6·1·1·1=2,4

 

Если в результате расчёта коэффициент запаса оказывается меньше 2,5 принимают k=2,5.

Сила закрепления заготовки:

 

Н

 

Сила на штоке пневмокамеры:

 

 Н,

 

где R_пр=100 Н - сила сжатия пружины

 

Q=2944+100=3044 Н

 

Принимаем давление воздуха в пневмосети ρ=0,63 МПа и КПД привода η=0,85.

Определяем диаметр пневмокамеры:

 

,м

0,158м

 

Округляем до ближайшего стандартного значения и принимаем D= 160 мм согласно ГОСТ 15608 - 81