Сила зажима, создаваемая винтом М20

Введение

Станочная оснастка – это орудия производства, дополняющие металлорежущие станки, и предназначенные для выполнения технологического процесса механической обработки заготовок. Станочным приспособлением называется технологическая оснастка, применяемая на металлорежущем станке и предназначенная для установки (базирование и закрепление) заготовки.

Техническое совершенство оснастки определяется, прежде всего, её эксплуатационными свойствами:

– высоким эксплуатационным ресурсом, долговечностью;

– надежностью;

– простотой ремонта или замены изношенного элемента.

В задачи инженера – машиностроителя входит также обеспечение требований, относящихся к технической эстетике и характеризующих техническое совершенство изделия. К ним относятся:

* простота сборки оснастки, если ее конструкция состоит из нескольких отдельных узлов;

* простота обслуживания, которая выражается, в том числе, в отсутствии высоких требований к квалификации обслуживающего персонала;

* технологичность отдельных элементов конструкции оснастки;

* степень использования стандартных и типовых деталей, что также в значительной мере определяет технологичность и себестоимость изготовления оснастки;

* масса оснастки, которая будет влиять на удобство ее обслуживания, её материалоемкость, что отразится на себестоимости, в особенности, если элементы оснастки изготовлены из дефицитных материалов;

* удобство транспортирования и хранения оснастки, причем первый показатель может оказывать влияние и на эргономические характеристики.

Назначение технологической оснастки – обеспечивать, менять и расширять технологические возможности оборудования, поэтому срок ее службы на один порядок более ниже срока службы оборудования.

Технологическая оснастка способствует повышению длительности труда в машиностроении. Повышение производительности труда обеспечивается следующим образом:

1. Сокращением вспомогательного времени на установку и закрепление заготовки в приспособлении.

2. Увеличением режимов резания за счет повышения прочности, жесткости и виброустойчивости приспособления.

Механизация и автоматизация процесса закрепления заготовок наряду с ростом производительности обработки обеспечивает:

– повышение точности благодаря стабильности силы зажимы, снижающей погрешность закрепления;

– сокращение доли ручного труда;

– снижение физической нагрузки рабочих;

– возможность многостаночного обслуживания.

В заключение следует отметить, в связи с широким проникновением на отечественный рынок ведущих машиностроительных фирм мира, имеющих огромный опыт создания высококачественных и эстетически выразительных изделий машиностроительной оснастки, необходимо в нашей стране значительно повысить уровень эстетической подготовки инженеров – машиностроителей, способных проектировать, изготовлять и эксплуатировать отечественно оборудования и оснастку, соответствующие мировым стандартам.

Заимствование известных технологических решений при создании оснастки – основной принцип при оснащении приспособлений и технологии изготовления изделия.

 

Расчет сил резания

Назначение рационального режима резания заключается главным образом в выборе наиболее выгодного сочетания скорости резания и подачи, обеспечивающих в данных условиях с учетом целесообразного использования режущих свойств инструмента и кинематических возможностей оборудования наибольшую производительность.

Для уменьшения машинного времени следует работать с возможно большей технологически допустимой подачей и соответствующей этой подаче скоростью резания. При этом должны быть наиболее полно использованы режущая способность инструмента и его прочность, динамические возможности станка при соблюдении технических условий на изготовление детали [7, стр. 58, пример 19].

На токарно – универсальном станке TVG – 40 растачивают отверстие диаметром d = 37 мм до диаметра D = 40, длиной . Параметр шероховатости обработанной поверхности мкм.

Материал заготовки – алюминий. Необходимо%

– выбрать режущий инструмент;

– назначить режимы резания (допустимую скорость резания и мощность затрачиваемую на резание).

Решение:

Выбираем резец и устанавливаем его геометрические параметры. Принимаем токарный расточной резец для обработки глухих отверстий. Материал пластины Т30К4 [табл. 6, стр. 149]; материал державки – сталь 45; сечение державки резца 25х25 мм; длина резца – 150 мм.

Геометрические параметры резца:

=

=

R = 4мм.

Назначаем режимы резания:

1 Глубина резания при снятии припуска за один проход

2 Назначаем подачу [5, табл. 4, стр. 420]

Для параметра шероховатости поверхности мкм при обработке алюминия резцом с радиусом при вершине r = 1 мм

3 Расчет силы резания

Из [5, табл. 20, стр. 429] выписываем коэффициент и показатели степеней формулы; для заданных условий обработки

Учитываем поправочные коэффициенты на силу резания:

Для алюминия и его сплавов

Поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента:

1·1.08·1.15·0.93=1.16

Сила резания

Мощность, затрачиваемая на резание

Расчет силы зажима

При проектировании приспособления необходимо особое внимание уделить выбору зажимных устройств и расчету силы зажимы обрабатываемых заготовок. Сила зажима должна обеспечить надежное закрепление заготовок в приспособлении и не допускать сдвига, поворота или вибраций заготовки при обработке.

Величину сил зажима определяют в зависимости от сил резания и их моментов, действующих в процессе обработки.

Чтобы обеспечить надежность зажима обрабатываемой заготовки, применяют коэффициент запаса, который зависит от состояния поверхности заготовки в процессе ее обработки, процесса затупления режущего инструмента и других факторов, которые возникают в процессе обработки.

Коэффициент запаса

; где

= постоянный коэффициент запаса при всех случаях обработки,

= коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

= коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при затуплении режущего инструмента;

= коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при обработке прерывистых поверхностей на детали.

= коэффициент, учитывающий постоянство силы зажима.

= коэффициент, учитывающий удобное расположение рукоятки для ручных зажимных устройств.

= коэффициент, учитываемый при наличии моментов, стремящихся повернуть обрабатываемую деталь вокруг её оси.

Расчет винтовых зажимов

Винтовые зажимы являются наиболее простыми универсальными устройствами для станочных приспособлений.

Крутящий момент, приложенный к гайке

т.к. диаметр посадочного отверстия 24.117 мм, то для уменьшения концентрации напряжения принимаем диаметр болта М20.

 

Сила зажима, создаваемая винтом М20

[2, стр. 109]

– коэффициент, зависящий от формы и размеров поверхности соприкосновения зажимного элемента с зажимной поверхностью;

Коэффициент для винта с кольцевым опорным торцом или гайкой

 

2.5 Расчет погрешности установки заготовки в приспособлении

Погрешность установки:

– погрешность базирования

– погрешность закрепления

= 0, т.к. сила направлена перпендикулярно зажимаемой поверхности.

или погрешность обработки зависит от зазора между оправкой и отверстием.

Допуск на оправку

Допуск на резьбовое отверстие [4, табл.1, стр. 289]

При обработке заготовки, установленной в приспособлении, необходимо, чтобы погрешность базирования ( ) была меньше допуска на межосевое расстояние.

0.189 0.2

Тогда допуск на межосевое расстояние между осями шпинделя и оправки должен быть не более 0.2 – 0.189 = 0.011 мм.

Записываем это требование в чертеже.

 

Список используемой литературы

1. Ю. И. Кузнецов

“Технологическая оснастка для станков с ЧПЦ и промышленных роботов”

М. “Машиностроение” 1987г.

 

2. Н. С. Добрыднев

“Курсовое проектирование по предмету «технология машиностроения»”

М. “Машиностроение” 1985г.

3. “Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках” Часть 1.

М. “Машиностроение”

4. В. И. Анугрьев

“Справочник конструктора – машиностроителя” Том 1.

М. “Машиностроение” 1979г.

5. Д. В. Баженов

“Справочник технолога – машиностроителя” Том 1.

М “Машиностроение”

6. Ежемесячный научно технический и производственный журнал № 18

«Сборка в машиностроении, приборостроении»

“Машиностроение” 2001г.

7. Нифедов Н. А., Осипов К. А.

“Сборник задач и принципов по резанию металлов и режущему инструменту”

М. “Машиностроение” 1985г.