Введение

Универсально-сборные приспособления (УСП) относятся к числу станочных приспособлений, собираемых по мере необходимости из заранее изготовленных стандартных деталей и сборочных единиц.

После обработки партии деталей приспособление разбирается, а составляющие его детали и сборочные единицы используются для сборки нового приспособления, предназначенного для обработки других деталей. Детали и сборочные единицы УСП постоянно находятся в цикле: сборка приспособлений - эксплуатация на станках - разборка, включая очистку и контроль основных размеров, - хранение элементов на складе - сборка новых приспособлений и т.д.

Цель работы - научиться проектировать УСП.

1. Расчет и проектирование универсально-сборного приспособления

1.1 Сбор исходных данных

Технологический переход: фрезеровать за один проход шпоночный паз, выдерживая размеры В - 0,07, l₃+0,3, 35+1

Операционный эскиз: рис. 1.1

Режущий инструмент: вид - фреза шпоночная с твердосплавной пластиной ГОСТ 9140-78, наружный диаметр - 22 мм, материал - Т15К6.

Режимы резания: глубина резания t=6 мм, подача на зуб Sz=0,04 мм/зуб, скорость резания V=10 м/мин, n=160 об/мин, стойкость Т=60 мин.

Станок - вертикально-фрезерный 6Р13 с размерами стола 320х1600, мощность электродвигателя N=2,2 кВт, частота вращения шпинделя 31,5-1600, подача стола Sм=8,3-333,3 мм/мин (вертикальных), 25-1250 (продольных и поперечных) [1, c. 55].

Заготовка: вид - после чистовой токарной обработки

материал - ст. ШХ 15, _в=1100, НВ 190

- Тип приспособления - УСП с ручным зажимом.

Размеры, мм

, где (1.1)

C_v = 12; T = 60 мин; q = 0,3; x = 0,3; y = 0,25; m = 0,26; u = 0; p = 0;

К_v = K_mv. K_nv. K_uv = 0,68

м/мин.

1.2 Расчет сил резания

Составляющую силу P_z рассчитываем по формуле:

, (1.2)

где: C_р = 101; q = 0,87; x = 0,88; y = 0,75; w = 0; u = 1;

=1,47;

= 1921 Н.

Составляющие силы P_y, P_v, P_h определяются из диапазона соотношений, представленных в таблице [1, c. 292, табл. 42]: P_h = 0,3^.P_z = 576,3 H, P_v = P_z = 1921 H, P_y = 0,4^.P_z = 768,4 H.

1.3 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 действие вертикальной силы P_v компенсируется реакциями опор (призм и установочных пальцев), горизонтальная же сила P_h стремится провернуть заготовку относительно ее оси О₁, создавая вращающий момент, равный . Повороту заготовки препятствуют силы трения между заготовкой и прихватом Т' и между заготовкой и призмами Т. Момент закрепления будет составлять:

, (1.3)

f = 0,12 - коэффициент трения в контакте опор и прижимов с заготовкой. Значения взяты из справочника [7, c. 384];

- сила трения между заготовкой и прихватом;

- сила трения между заготовкой и призмами.

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

, (1.4)

где К = К₀+К₁+К₂+К₃+К₄+К₅+К₆ = 1,5. 1. 1,6. 1,2. 1,3. 1,1. 1 = 4,118 - коэффициент запаса, определяемый по справочнику [7, с. 383].

d = 80 мм; l₁ = 41,5 мм.

Н.

1.4 Расчет зажимного механизма

Усилие Q, создаваемое винтовым зажимом, определяется из условия:

, (1.6)

где А и В-плечи; А = 70 мм, В = 140 мм, W = 8499 Н.

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 = 11,18 мм - средний диаметр резьбы;

? = 2° 10' - угол подъема резьбы, определяемый по формуле:

,

где S = 1,25 мм - шаг резьбы;

? = 6°34' - приведенный угол трения, определяемый по формуле: ,

где - приведенный коэффициент трения;

f - трение плоского контакта; ? - половина угла профиля резьбы;

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

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

? = 0,12, - коэффициент трения на профиле гайки;

Подставим данные в формулу 1.8:

, Нмм

Для завинчивания гайки используем ключ с плечом l = 420 мм. При этом усилие, прикладываемое рабочим к ключу, не должно превышать 30 Н.

1.5 Описание конструкции приспособления

Универсально-сборное приспособление (см. общий вид УСП) предназначено для фрезерных работ. Оно состоит из базовой плиты 1, на которую с помощью направляющих шпонок 2 устанавливаются установочные призмы 3 и угольники 4 с плоскими опорами 5. Эти элементы закрепляются на плите при помощи пазовых болтов 10 и 11 в комплекте с гайками 12 и шайбами 13, а направляющие шпонки 2 крепятся к установочным элементам винтами 14. Кроме того, в состав УСП входит прихват 6, одним концом опирающийся на сферическую опору 7, ввинченную в пазовый болт 15, а посередине - на пружину 8, которая устанавливается на пазовый болт 9. Приспособление в сборе устанавливается на базовую плиту станка при помощи станочных шпонок 18.

Приспособление работает следующим образом. Заготовка устанавливается в призмах 3 и прижимается к ним прихватом 6. Роль зажимного механизма играет пазовый болт 9, который взаимодействует с прихватом через коническую 16 и сферическую 17 шайбы и гайку 12. При разжиме заготовки пружина 8 откидывает прихват 6, что позволяет беспрепятственно снимать и устанавливать заготовки.

Согласно заданию необходимо разработать конструкцию цилиндрического хвостовика державки.

Хвостовик предназначен для установки и крепления державки при обработке на станках, оснащенных револьверными головками. Базовыми элементами его являются два плоские поверхности, на одной из которых выполнена резьба.

Хвостовик представляет собой корпусную деталь (см. чертеж вспомогательного инструмента), у которой с одной стороны выполнен паз для установки державки. Также в ней выполнены резьбовые отверстия для зажимных винтов и каналы для подачи СОЖ в зону резания. Державка изготавливается из стали 18ХГТ ГОСТ 24900-81, подвергаемой цементации на глубину h=1…1,2 мм с последующей закалкой до твердости 52…58 HRCэ, для минимизации износа при многократной смене инструментальных блоков.

Литература