Разработка технологического процесса обработки вала-шестерни (стр. 7 из 8)

fN1+fN2- Py=0

N1cos45°+N2×cos45°+fN1×cos45°-fN2×cos45°-Px-W-G=0

где: f=0,12 - коэффициент трения

Приближенно принимаем: 0,707×(N1+N2)=W+PX+G

f×(W+ PX+G ) =0,707×Py

W= (0,707×Py/f)- PX-G=(0,707×79,6/0,12)-109,45-278=81,6 H

Далее находим силу зажима W из условия отсутствия прокручивания детали вокруг оси. Силы резания прикладываем к наружной поверхности детали, соответствующей началу фрезерования, т.к. при том действуют максимальные моменты.

SFx =0

SFy =0

SM0 =0

Pz –fW+fN2×cos45°+fN1×cos45°+ N2×cos45°- N1×cos45°=0

N2×sin45°+N1× sin45°+fN1×sin45°-fN2×sin45°-W-Px-G=0

PzR –fWR-fN2R-fN1R=0

Pz-0,12×W-0.62×N2+0,79×N1=0

- Px-G-W+0,62×N2+0,79×N1=0

Pz-0,12×W-0,12×N2-0,12×N1=0

-0,5N1+0,9N2=0

N1=1,82×N2

- PX-G-W+2,06×N2=0

Pz-0,12×W-0,34×N2=0

- 0,12×PX-0,12×G- Pz +0,59×N1=0

N2=(0,12×PX +0,12×G+ Pz)/0,59=(0,12×109,45+0,12×278+199)/0,59=419,4 H

N1=1,82×419,4=763,3 H

W = 2,06×N2- PX -G=2,06×416,1-109,45-278 = 476,5 H

Сила зажима, требуемая по условию проворачивания меньше силы, требуемой по условию продольного перемещения, следовательно, принимаем эту силу в качестве требуемой силы зажима.

W = 476,5 H – усилие зажима без учета коэффициента запаса.

2.8 Расчёт коэффициента запаса

В расчёт сил закрепления вводят коэффициент запаса k. Он необходим для обеспечения сил надёжности зажимающих устройств, т.к. вырыв или смещение заготовки при обработке недопустимы. К учитывает неточность расчётов, непостоянство условий обработки и установки заготовки.

k=k0×k1×k2×k3×k4×k5×k6

k0=k0’×k0’’×k0’’’ - учитывает неточность расчётов

где: k0’=1,1 - учитывает неточность расчета силы резания.

k0’’=1,2 - учитывает несовершенство расчетной схемы (в нашем случае многозвенная система зажима).

k0’’’=1,1 - учитывает внезапные факторы (твердые включения в обрабатываемом материале, выкрашивание режущей кромки и др.).

k0=1,1×1,2×1,1=1,452

k1=1,1 - учитывает наличие случайных неровностей на поверхности заготовки, что вызывает увеличение силы резания.

k2=1,4 - учитывает увеличение силы резания от прогрессирующего затупления инструмента [ . табл. 12]

k3=1,2- учитывает увеличение силы резания при прерывистом резании.

k4=1,2 - учитывает непостоянство развиваемых сил (при использовании пневморычажных систем).

k5=1 - характеризует удобство расположения рукояток в ручных зажимных устройствах.

k6=1 - характеризует неопределенность мест контакта относительно центра возможного поворота заготовки.

k=1.452×1,1×1,4×1,2×1,2×,1×1=3,22

Сила зажима с учетом коэффициента запаса:

W = 476,5×3,22 = 1,534 кН

2.9 Расчет пневмокамеры

Диаметр пневмокамеры определяется по формуле:

где: Q – необходимое усилие на штоке

p – рабочее давление

D –диаметр диафрагмы

d –диаметр шайбы, d=0,7D

Принимаем p=0,4 МПа

мм

Выбор пневмокамеры с ее параметрами и размерами: [3, стр.233-235].

Принимаем диаметр пневмокамеры: D=125 мм;

Диаметр шайбы пневмокамеры: d=88 мм;

Толщина резинотканевой диафрагмы: t=4 мм.

Ход штока: l=0,35×D=43мм

2.10 Расчет погрешности установки детали в приспособлении.

Погрешность базирования:

где TD - допуск на диаметр который используется в качестве установочного, в

нашем случае TD = 0,058 мм , а - угол призмы (примем а = 90е)

Определяем допустимую погрешность базирования:

где Т- допуск на глубину паза (т.к. глубина паза задана размером 21,5h12, то допуск Т = 0,21 мм)

- погрешность установки, зависящая от установочной поверхности, детали для нашего случая = 0, т.к. установочная поверхность достаточно точная.

- погрешность закрепления детали в приспособлении,

Определяем погрешность закрепления детали в приспособлении из [2, стр 52]

подставляем все коэффициенты и находим:

- погрешность обработки детали, принимаем = 0,02 мм,

- составляющая, учитывающая систематические погрешности

Определяем значение систематической погрешности:

= cm + н + up + n

где

cm - погрешность станка;

н -погрешность настройки режущего инструмента;

Из [1, стр 70] находим погрешность наладки:

где

р = 0,005 мм - погрешность регулирования, установки фрезы на размер;

изм = 0,005 мм - погрешность измерения;

Следовательно:

=0,0075мм

up - погрешность, возникающая в результате износа режущего инструмента, по рекомендации из [1, стр 74] up = 0,005 мм.

n - погрешность приспособления, принимаем 0,01 мм . Определяем из [1,стр 59] погрешность станка 0,01 мм

= 0,01+0,0075+0,005+0,01 = 0,032

Окончательно имеем:

= 0,176 мм

т.к. 0,176 > 0,12 , следовательно, при такой схеме базирования возможна качественная обработка шпоночного паза

2.11 Расчет растяжения и изгиба прихвата

Растяжение:

- условие прочности при растяжении, где

где А площадь поперечного сечения прихвата в месте где наварачивается шток пневмокамеры:

см2

N – воздействующая сила, равна силе зажима:

N = W = 1534 Н

МПа

- условия выполняются

Изгиб:

- условие прочности при изгибе, где МПа

где

МПа

- условия прочности выполняются

Раздел 3. Разработка мерительного приспособления для контроля отклонения соосности шеек под подшипники

3.1 Назначение мерительных приспособлений

Мерительные приспособления преднозначены для измерения и контроля отклонения от формы, располофения поверхностей, ра диального и торцевого биения. Это необходимо для того , что бы когда эта деталь будет работать в узле не возникали различные усилия которые мегут привести к нежилательным последствиям снижающии срок эксплуатации всего узла. Для этого необходимо производить измерение и контроль хотябы 20% деталий от всего годового выпуска, что может позволить снизить брак из-за износа инструмента при обработки детали и другое.

3.2 Описание конструкции приспособления

На плиту 1 крепятся призма 2 посредством болтов 5. Призмы выполнены в единой детали поэтому центрирование штифтами не надо. Стойки 3 также крепится на плиту 1 болтами 5 с выдерживанием размеров между стойками и удаления их от призмы для обеспечения снятия и установки детали. На стойку 3 надевается держатель 4 который фиксируется посредством винта 6. В держатель вставляется измерительная головка (ИГ) 8, которая фиксируется винтом 6, что обеспечивает необходимый зажим ИГ.

3.3 Описание работы приспособления

Приспособление устанавливается на стол плитой 1. Обрабатываемая деталь – вал-шестерня устанавливается на призмы 2, держатели с ИГ необходимо повернуть в стороны для удобной установки детали. При полной установки детали в приспособление держатели поворачиваем в положение для измерения. После чего ИГ надо выставить в одинаковое положение для снятия показаний. Показания снимаются через каждые 30° при помощи диска с проградуированой градусной шкалой – это связано с тем, что мы не сможем зафиксировать измерения за маленький угол.