2.1.1 Служебное назначение и описание приспособления

Проектируемое приспособление предназначено для сверления отверстия в бонке детали. Приспособление является специальным, оно разрабатывается под конкретную деталь. Обработка ведется на вертикально-сверлильном станке 2Н125.

Приспособление представляет собой плиту, на которую устанавливается стойка. К стойке крепятся Установочная плита, палец и штанга с кондукторной втулкой. Через центр установочной плиты проходит тяга с быстросъемной шайбой. Для обеспечения жесткости стойка укреплена ребром жесткости.

При обработке детали реализуется схема установки по плоскости и цилиндрической поверхности. На установочной плите заготовка базируется по торцу и наружной цилиндрической поверхности ?162е9. Палец определяет угловое положение заготовки.

Закрепление заготовки осуществляется следующим образом. Заготовка устанавливается на базовую поверхность и палец, затем на тягу закрепляется быстросъемная шайба, которая прижимает заготовку к базовой поверхности с помощью пневмоцилиндра.

Расчет сил зажима сводится к решению задачи статики на равновесие твердого тела под действием внешних сил. Величина сил зажима определяется из условия равновесия всех сил, при полном сохранении контакта технологических баз обрабатываемой заготовки с установочными элементами приспособления и невозможности ее сдвига или поворота в процессе обработки.

Рисунок 2.1 -- Схема для определения силы зажима заготовки

Осевую силу воспринимает базовая поверхность, поэтому будем рассматривать крутящий момент, возникающий при сверлении, который заменим на силу PzD.

(2.1)

где: k = k0 k1 k2 k3 k4 k5 k5-- коэффициент запаса;

k0 -- гарантированный коэффициент запаса, k0 = 1,5;

k1 -- коэффициент, учитывающий возрастание сил обработки при затуплени инструмента, k1 = 1,2;

k2-- коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, k2 = 1,2;

k3-- коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при прерывистом резании, k3 = 1;

k4 -- коэффициент, учитывающий постоянство силы зажима, k4 = 1;

k5 -- коэффициент, учитывающий эргономику ручных зажимных элементов, k5 = 1;

k6 -- коэффициент, учитывающий наличие крутящего момента, k6 = 1,5;

k = 1,5 1,2 1,3 1 1 1,5 = 3,51

N -- сила зажима, Н;

Мр = 177,5 27,5 = 4881 Нмм

Преобразовав уравнение (2.1), получаем формулу для расчета силы зажима:

Рассчитаем диаметр пневмоцилиндра, необходимого для создания силы зажима W. Усилие с пневмоцилиндра передается на тягу.

Определяем диаметр цилиндра D:

(2.2)

где: p -- давление в пневмосистеме (р = 0,5 МПа);

= 0,9 -- КПД пневмоцилиндра;

d = 0,40 - диаметр штока

Принимаем стандартное значение диаметра D = 160 мм.

Цель расчета приспособления на точность заключается в определении требуемой точности изготовления приспособления по выбранному точностному параметру и задании допусков размеров деталей и элементов приспособления.

Рассчитаем погрешность установочного пальца.

(2.3)

где: Епр--погрешность приспособления, мм;

-- допуск выполняемого размера, мм;

Кт--коэффициент, учитывающий отклонения рассеивания значений составляющих величин от закона нормального распределения (Кт = 1,1);

Kт1--коэффициент, учитывающий уменьшение предельного значения погрешности базирования при работе на настроенных станках (kт1 = 0,8);

б--погрешность базирования, мм;

з--погрешность закрепления, мм;

у--погрешность установки приспособления на станке, мм;

и--погрешность положения рабочих поверхностей рабочих элементов в результате их изнашивания в процессе эксплуатации приспособления, мм;

пи--погрешность от перекоса инструмента из-за неточности изготовления направляющих элементов приспособления, мм;

kт2--коэффициент, учитывающий долю погрешности обработки в суммарной погрешности, вызываемой факторами, независящими от приспособления (kт2 = 0,7);

--экономическая точность обработки ( = 0,18 при сверлении 11 квалитет).

Погрешность базирования заготовки равна нулю, конструкторские и технологические базы совпадают.

з = 0,07 - при установке в приспособлении с пневмоприводом по окончательно обработанной поверхности.

Погрешность установки равна нулю, так как зазоры между пазом и шпонками не влияют на получаемый размер:

Погрешностью от износа установочной поверхности можно пренебречь, так как является плоскость с большой опорной площадью. Погрешность от износа кондукторной втулки принимаем равной 1,5…2 допуску на изготовление:

и = 0,1 мм

Погрешность от перекоса инструмента определяем по формуле:

(2.4)

Smax= 0,05 + 0,1 = 0,15 мм - максимальный зазор;

m ? d - расстояние от кондукторной втулки до поверхности при сверлении;

m = 11 мм;

l - длина кондукторной втулки;

l = 27 мм;

Подставим все значения в формулу 2.2:

мм

На основании расчета можно сделать вывод, что допуск на расстояние от базовой поверхности до оси кондукторной втулки равен 0,45 мм.

Анализ конструкции приспособления показывает, что наиболее нагруженной его частью является шейка тяги, к которой присоединяется быстросъемная шайба.

Тяга изготавливается из стали 20 ГОСТ 4543-81 и работает на растяжение, поэтому произведем ее расчет на прочность по напряжению разрыва

Минимальный диаметр шейки штока:

(2.5)

где [у] - допускаемое напряжение на разрыв;

[у] = 100 МПа;

Так как опасное сечение шейки скалки ?25 мм, то условие прочности выполняется.

2.2 Проектирование приспособления для фрезерования