Проектирование станочного приспособления

На операции 040 – зубофрезерная для установки и закрепления заготовки при обработке применяется приспособление СНП. Приспособление служит для нарезания зуба на конусной поверхности.

Обрабатываемая заготовка диаметром Æ устанавливается в опорное кольцо с упором в торец. Зажим осуществляется цангой по шейке Æ мм., которую в действие приводит гидроцилиндр.

Произведём силовой расчёт и расчёт приспособления на точность.

8.1 Силовой расчёт

Величина сил зажима рассчитывается исходя из условия равновесия всех перечисленных сил при полном сохранении контакта базовых поверхностей обрабатываемой детали с установочными элементами приспособления и при исключении возможности сдвига в процессе обработки. В соответствии с расчетной схемой зажима (рис. 11.1.) и на основании [7] это можно представить в виде формулы:

где — крутящий момент на инструменте, Н·м;

— коэффициент сцепления между рабочими поверхностями цанги и заготовки ;

Р_о- осевая передаваемая сила Р_о= Р_z=1030 Н (в данном случае сила резания Р_z соответствует осевой силе Р_о).

d- внутренний диаметр цанги в месте соприкосновения с заготовкой. d = 50мм.

— коэффициент запаса;

Коэффициент запаса k рассчитывается применительно к конкретным условиям обработки по формуле:

где: К₀ = 1, 5 - гарантированный коэффициент запаса для всех случаев;

К₁ = 1 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности для черновой заготовки;

К₂= 1, 0 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания от прогрессирующего затупления инструмента;

К₃ = 1.2 - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при прерывистом резании;

К₄ = 1 - коэффициент учитывающий постоянство силы зажима, развиваемой силовым приводом приспособления;

К₅ = 1 - коэффициент, учитывающий эргономику ручных зажимных элементов;

.

В результате получаем усилие зажима:

Н.

Однако необходимую учитывать и силу сжатия лепестков цанги до соприкосновения их с заготовкой:

-для 4 лепестковой цанги.

где: s-зазор между цангой и заготовкой s=0.08 мм. (таб.130.[7]).

D- наружный диаметр лепестка D=56 мм. L- вылет цанги от места заделки до середины

конуса. L=55 мм.h-толщина цанги. h=2 мм.

В результате получаем:

Сила привода цанги для обеспечения требуемой силы зажима заготовки:

.

α =20˚ -полвина угла конуса цанги.φ ₁=6..8 ˚ -угол трения в мемте контакта заготовки и цанги. φ ₁=6 ˚.

Тогда сила привода цанги для обеспечения требуемой силы зажима заготовки:

.

Определяем диаметр поршня гидроцилиндра:

,

где _расч– полезный перепад давления в гидроцилиндре;

h_M=0, 9– механический КПД гидроцилиндра.

Q– нагрузка, действующая на гидроцилиндр.

Полезный перепад давления в гидроцилиндре определяем по формуле

. Р =2.5 МПа –давление гидросистеме станка.

Тогда диаметр поршня в рабочем гидроцилиндре –D_р;

,

Округляем до стандартного значения в соответствии с ГОСТ 12447-80 – D_р =50мм.

Тогда диаметр штока: ,

мм. Округляем до стандартного значения в соответствии с ГОСТ 12447-80 –d =20мм

8.2 Точностной расчёт

Точность обработки на станках в значительной мере зависит от точности установки заготовок в приспособлениях. Необходимо что бы соблюдалось условие: , где – суммарная погрешность; Т - допуск на выполняемый размер.

Рисунок 8.2. Схема базирования.

Воспользуемся упрощенной формулой для расчета приспособления на точность:

где: — погрешность базирования; для нашего случая ; (7, таб 74, стр.160)

— погрешность закрепления; на основании (стр.162) мм.

— погрешность положения заготовки в приспособлении.

мм — (7, табл 80, стр.170);

мм — погрешность положения детали из-за износа элементов приспособления (7, табл. 18, стр.174-176);

— погрешность из-за перекоса инструмента.

к_т=1- коэффициент, отклонение рассеивания значений составляющих величин от закона нормального рассеивания.

к_т1=0.8- коэффициент, учитывающий уменьшение предельного значения погрешности базирования при работе на настроеных станках.

к_т2=0.7- коэффициент, учитывающий долю погрешности обработки в суммарной погрешности.

ω =0.0021- фрезерование по 7-8 квалитету- экономическая точность станка.

Так как ; 0, 097< 0, 11мм, то можно сделать вывод о пригодности данного приспособления для зубофрезерования зубьев с толщиной по хорде в нормальном сечении 16.51 .