Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 52
ТОЛЬЯТТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра «Технология машиностроения» ПРОЕКТИРОВАНИЕ КУЛАЧКОВЫХ САМОЦЕНТРИРУЮЩИХ ПАТРОНОВ
по дисциплине «Технологическая оснастка»
Студент: Бережнов Е. П. Группа: М-302 Преподаватель: Кучеров Андрей Олегович ТОЛЬЯТТИ 2004г. Цель курсовой работы – научиться проектировать станочные приспособления на примере разработки конструкции токарного самоцентрирующего трехкулачкового патрона. Задачи курсового проекта: - изучить конструкцию кулачкового патрона; - разобраться в методике проектирования станочного приспособления; - выполнить необходимые расчеты для проектирования патрона и силового привода к нему; - разработать конструкцию токарного кулачкового самоцентрирующего патрона с механизированным приводом; 1.1 Сбор исходных данных
Операционный эскиз
Вид обработки – черновая. Материал и геометрия режущей части инструмента – резец расточной из Т15К6 с φ=60о
; γ=-3о
; λ=+5о
; Режимы резания: глубина t=1.2мм, подача S=0,45мм/об. Скорость резания определяем по формуле: Т=60мин, Cv
=350 X=0.15 Y=0.35 M=0.20 Металлорежущий станок – 16К20Ф3 (наибольший диаметр патрона – 200мм, внутренний конус шпинделя – Морзе 6. 1.2 Расчет сил резания
Расчет сил резания выполним по методике, изложенной в [3]. При внутреннем точении составляющие Pz
,
Py
силы резания рассчитываются по формуле: где Ср
, Х, У, n – постоянная и показатели степени для конкретных условий обработки. При обработке стали резцом, оснащенным пластиной из твердого сплава, равны: - для расчета Pz
Ср
=300, Х=1, У=0,75, n=-0,15 - для расчета Pу
Ср
=243, Х=0,9, У=0,6, n=-0,3 Поправочный коэффициент Кр представляет собой произведение ряда коэффициентов, учитывающий фактические условия резания Кр=Кмр.
Кφр.
Кγр.
Кλр где Кмр= Кφр –коэффициент, учитывающий влияние угла в плане резца на силы. Кγр - коэффициент, учитывающий влияние переднего угла резца на силы. Кλр - коэффициент, учитывающий влияние угла наклона режущей кромки. - для расчета Рz
: Кφр=0,94, Кγр=1,1, Кλр=1 - для расчета Ру
: Кφр=0,77, Кγр=1,4, Кλр=1,25 Кмр= Крz=1.
0,94.
1,1.
1=1,034 Кру=1.
0,77.
1,4.
1,25=1,3475 1.3 Расчет усилия зажима
В процессе обработки заготовки на нее воздействует система сил. С одной стороны действует составляющие силы резания, с другой – сила зажима препятствующая этому. Из условия равновесия моментов данных сил и с учетом коэффициента запаса определяются необходимые зажимное и исходное усилия. Суммарный крутящий момент от касательной составляющей силы резания, стремящейся провернуть заготовку в кулачках равен: Повороту заготовки препятствует момент силы зажима, определяемый следующим образом: Из равенства Мр’ и Mз’ определяем необходимое усилие зажима, препятствующее повороту заготовки в кулачках. d1
=62.6мм, d2
=102мм, Pz=2277Н, f=0,4 К=Ко
.
К1
.
К2
.
К3
.
К4
.
К5
.
К6
- для расчета W’ Ко=1,5, К1
=1,2, К2
=1, К3
=1, К4
=1, К5
=1, К6
=1. К=1,8 - для расчета W’’ Ко=1,5, К1
=1,2, К2
=1.4, К3
=1, К4
=1, К5
=1, К6
=1. К=2.52 Сила Ру стремится вывернуть заготовку из кулачков. Данному моменту препятствует момент от силы зажима Необходимая сила зажима равна: d2
=102мм, Pу=854Н, f=0,4, l=105мм, К=2,52 Для дальнейших расчетов принимаем наихудший случай W=12828.6H Величина усилия зажима W1
прикладываемая к постоянным кулачкам несколько увеличивается по сравнению с усилием W и рассчитывается по формуле: где lk
- вылет кулачка, расстояние от середины рабочей поверхности сменного кулачка до середины направляющей постоянного кулачка. Нк
– длина направляющей постоянного кулачка, мм. f – коэффициент трения в направляющих постоянного кулачка и корпуса вс
=30мм, - толщина сменного кулачка, вк
+вз
=20+30=50мм, - толщина постоянного кулачка Вк
=40мм, - ширина направляющей постоянного кулачка В1
=25мм, - ширина сменного кулачка Нк
=80мм lk
=62мм f=0,1 Подставим исходные данные в формулу: 1.4 Расчет зажимного механизма патрона
Приступая к расчету зажимного механизма необходимо определиться с его конструкцией. В самоцентрирующих механизмах установочные элементы (кулачки) должны быть подвижными в направлении зажима и закон их относительного движения необходимо выдержать с высокой точностью. Поэтому на движение кулачков накладываются условия: разнонаправленность, одновременность и равная скорость движения. Данное условие можно выдержать, обеспечивая движение трех кулачков от одного источника движения. В кулачковых патронах наибольшее применение получили рычажные и клиновые зажимные механизмы, движение которым передается центральной втулкой, связанной с силовым приводом. Рычажный механизм представляет собой неравноплечий угловой рычаг, смонтированный в корпусе патрона на неподвижных осях, и которые своими сферическими концами входит с посадкой в пазы постоянного кулачка и центральной втулки. При расчете зажимного механизма определяется усилие Q, создаваемое силовым приводом, которое зажимным механизмом увеличивается и передается постоянному кулачку где iс
– передаточное отношение по силе зажимного механизма Данное отношение для рычажного механизма равно А и Б – плечи рычага На этапе расчета наружный диаметр патрона можно определить по формуле: Дп
=d2
+2.
Нк
=102+2.
80=262мм, так как Дп
>200мм, выбираем рычажный зажимной механизм с iс
=2. 1.5 Расчет силового привода
Для создания исходного усилия Q используется силовой привод, устанавливаемый на задний конец шпинделя. В его конструкции можно выделить силовую часть, вращающуюся совместно со шпинделем, и муфту для подвода рабочей среды. В качестве приводов наибольшее применение получили пневматические и гидравлические вращающиеся цилиндры. Следует попытаться применить пневматический привод, так как в любом производстве имеются трубопроводы для подачи сжатого воздуха. Диаметр поршня пневмоцилиндра определяется по формуле: где Р – избыточное давление воздуха. Р=0,4МПа. В конструкции станка 16К20Ф3 можно встроить силовой привод с диаметром поршня не более 120мм. Если при расчете по формуле При Рг
=1МПа Принимаем D=110мм. Ход поршня цилиндра рассчитывается по формуле: где Sw
– свободный ход кулачков. Sw
=5мм 1.6 Расчет погрешности установки заготовки в приспособление
Погрешность установки определяется по формуле: где εδ
– погрешность базирования, равная нулю, так как измерительная база используется в качестве технологической. εз
– погрешность закрепления – это смещение измерительной базы под действием сил зажима. εз
=0 εпр
– погрешность элементов приспособления, зависящая от точности их изготовления. ∆1
, ∆3
– погрешности, возникающие вследствие неточности изготовления размеров А1
и А3
(∆1
=0,013мм, ∆3
=0,008мм) ∆2
, ∆4
, ∆6
– погрешности из-за колебания зазоров в сопряжениях (∆2
=0,009мм, ∆4
=0,013мм) ∆5
– погрешность, появляющаяся из-за неточности изготовления плеч рычага. ∆5
=А.
sin∆β==0,01 Z εy
<
Z ЛИТЕРАТУРА
1. Обработка металлов резанием: Справочник технолога / А. А. Панов и др.; М.: Машиностроение, 1988/ 2. Горошкин А. К. Приспособления для металлорежущих станков: Справочник – 7-е издание М. Машиностроение, 1979 3. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х томах. Т2 /А. Г. Косилова – 4-е изд. М. Машиностроение,1985/ 4. Справочные приспособления: Справочник. В 2-х томах. Т1 / Б. Н. Вардашкин, 1984/
|