Совершенствование технологического процесса детали "Резец шнековый"

Базовым поверхностям обрабатываемой детали соответствуют установочные поверхности приспособления [19].

Детали приспособлений, несущие установочные поверхности, применяют в виде опорных штырей, пластин, призм, установочных пальцев и т.п. В ряде случаев в установочную систему входят ориентирующие или центрирующие механизмы и механизмы опор.

Установочные детали и механизмы делятся на основные и вспомогательные.

Основные предусматриваются схемой базирования и определяют положение детали в соответствии с правилом шести точек.

Вспомогательные вводятся иногда в установочную систему не для целей базирования, а лишь для повышения устойчивости и жесткости обрабатываемой детали и противодействия силам резания.

В нашем случае торцовая поверхность детали (резец шнековый) является опорной базой. Наружная конусная поверхность является направляющей базой.

Конструкции и размеры установочных деталей должны выбираться по нормативно-технической документации машиностроения.

В нашем случае конструкции и размеры установочных деталей (элементов) используемые в приспособлении не стандартизированны, поэтому их размеры назначаем конструктивно.

Приведем схему базирования по рекомендациям [2] заготовки с установочными элементами приспособления (рисунок 13).

Схема базирования заготовки с установочными элементами приспособления

Поверхности установочных деталей должны обладать большой износоустойчивостью. Поэтому их обычно изготавливают и сталей 15 и 20 с цементацией на глубину 0,8 - 1,2 мм. и с последующей закалкой до твердости HRC_Э 50…55

2.5 Составление расчетной схемы и определение силы зажима

Вертикально-сверлильный станок 2H150, N=2,2 кВт, n=45-2000.

- глубина резания: t_2.3= 0,5?D= 0,5?7 = 3,5 мм.

- подача: 0,15-0,45 мм/об, S_2.3= 0.3 мм/об.

- скорость резания определяется по формуле:

Период стойкости инструмента принимаем Т=25 мин.

Значения коэффициентов: С_V = 9,8; q = 0,4; m = 0,2; y = 0,5

Коэффициент K_V:

K_V = K_МV ?K_lV ?K_ИV,

где K_lV - коэффициент, учитывающий глубину сверления.

Коэффициенты K_МV, K_ИV определены выше.K_lV = 1.

K_V = K_МV?K_lV ?K_ИV = 1,14?1?1 = 1,14.

Скорость резания формуле:

м/мин

- расчётное число оборотов шпинделя:

n = 1000?V/(?D) = 1000?2,34/(3,14?7) = 709,7 об/мин.

- принимаем фактическое число оборотов, с учетом типа станка:

n_ф =710 об/мин.

- фактическая скорость резания:

V = ?D?n_ф/1000 = 3,14?7?710/1000 = 15,6 м/мин.

- определяем крутящий момент по формуле:

М_кр = 10?C_М ?D^q?S^y?K_p,

Значения коэффициентов: С_M = 0,0345; q = 2,0; y = 0,8, коэффициент

K_p = 1,1 - определены по табл. 32.

Крутящий момент по формуле:

М_кр = 10?C_М ?D^q ? S^y ? K_p=10?0,0345 ?7² ? 0,2^0,8 ? 1,1= 5,13 Н?м.

- определяем осевую силу по формуле:

Р_о = 10?C_p ?D^q ? S^y ? K_p.

Значения коэффициентов: С_p = 68; q = 1; y = 0,7.

Осевая сила:

Р_о = 10?C_p ?D^q ? S^y ? K_p=10?68 ?7 ? 0,4^0,7 ? 1,1 = 2757 Н.

- мощность резания:

N= М_кр ? n_ф /9750 = 5,13?710/9750 = 0,37 кВт.

- мощность привода главного движения:

N_пр= N/ =0,37/0,85= 0,44 кВт.

Мощность электродвигателя станка 2,2 кВт, она достаточна для выполнения операции.

Расчётная схема

Как видно из расчетной схемы рисунке 14, к детали приложена осевая, не вызывающая изгибающих моментов, сила.

Расчет по крутящему моменту

- определяем силу зажима заготовки по следующей формуле [15]:

здесь: - коэффициент запаса;

n=1 - число одновременно обрабатываемых отверстий;

d_отв =40 мм - диаметр отверстия, на котором прикладывается усилие для зажима заготовки;

- крутящий момент инструмента.

2.6 Выбор привода зажимного устройства и расчет его параметров

В качестве привода зажимного устройства применяем пневмоцилиндр.

Определяем усилия на штоке пневмоциллиндра [18]:

,

где: - диаметр поршня пневмоцилиндра, мм;

- давление сжатого воздуха, МПа;

- кпд.

Усилие приспособления, больше чем требуемое для сопротивления крутящему моменту, который развивает сверло. Выбираем диаметр поршня равный 160 мм.

2.7 Расчет точности приспособления

При выполнении операции 030 (сверлильная), определяем необходимую точность приспособления для обеспечения следующих требований и размеров:

- глубина отверстий 5 ±0,5 мм;

- диаметр отверстий o7 мм;

- радиальное биение относительно оси 0,2 мм.

На точность обработки влияет ряд технологических факторов, вызывающих общую погрешность обработки , которая не должна превышать допуск выполняемого размера при обработке заготовки, т.е. .

Определим необходимую точность приспособления для обеспечения точности выполнения диаметра o7 относительно оси детали не более 0,2 мм, исходя из формулы [15]:

где: д =0,2 мм - допуск выполняемого размера;

- коэффициент, учитывающий отклонение рассеяния значений составляющих величин от закона нормального распределения;

- коэффициент, учитывающий уменьшение предельного значения погрешности базирования при работе на настроенных станках;

- коэффициент, учитывающий долю погрешности обработки в суммарной погрешности, вызываемой факторами, не зависящими от приспособления;

- погрешность базирования заготовки в приспособлении;

-погрешность закрепления заготовки, возникающая в результате действия сил зажима;

- погрешность установки приспособления на станке;

- погрешность положения заготовки, возникающая в результате износа установочных элементов приспособления;

- погрешность от перекоса (смещения) инструмента;

- экономическая точность обработки.

Диаметр отверстия o7 глубиной 5±0,5 на предельно допустимые отклонения не рассчитывается так как o7 применяется для зацентровки, увод сверла является не значительным на такой длине.

Расчет точности показывает, что данное приспособление обеспечивает заданную точность при обработке заготовки.