![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Методические указания к выполнению контрольной работы № 2
Целью контрольной работы №2 является изучение отдельных теоретических вопросов по теме №5 «Средства технологического оснащения механообрабатывающего производства» и практическое использование полученных знаний при проектировании приспособления для механической обработки заготовки. Основные задачи контрольной работы: – получение знаний о металлорежущих станках, приспособлениях для закрепления заготовок на станках, инструментах: вспомогательном для установки инструмента и металлорежущем; – получение навыков расчета усилия закрепления простейшей детали в приспособлении при механической обработке. Контрольная работа состоит из двух частей: 1) написание реферата по двум теоретическим вопросам; 2) расчет усилия закрепления крышки в скальчатом кондукторе. В первой части нужно, применяя список рекомендуемых источников ответить на вопросы: 1) по металлорежущим станкам; 2) по приспособлениям для закрепления заготовок на металлорежущих станках. При ответах на вопросы нужно выбрать вариант задания (см. п.4) и кратко изложить взятый из литературы материал с необходимыми рисунками, схемами, таблицами, расчетами, выполняя требования по выполнению реферата (см. п.5). Во второй части нужно рассчитать усилие закрепления крышки в скальчатом кондукторе на сверлильной операции. Расчет зажимного усилия начинают с построения схемы установки и закрепления заготовки в приспособлении с указанием места приложения и направления действия сил и их моментов (сил резания, зажима, массы, реакции опор, сил трения). Величину сил резания и их моментов определяют из условий обработки по формулам теории резания металлов [27]. Чтобы обеспечить надежность зажима, силы резания увеличивают на коэффициент запаса, величина которого зависит от условий обработки. Расчет зажимного усилия следует производить по методикам, приводимых в работах [1, 6, 13, 27, 28]. В качестве примера выбрана крышка 1 из эскиза сборочного узла входного вала редуктора (рис. 3). Размеры детали приведены на рис. 1.
Рис. 3. Эскиз сборочного узла входного вала редуктора 1, 7 – крышки, 2 – прокладка регулировочная, 3, 6 – корпус редуктора, 4 – крышка корпуса, 5 – зубчатое колесо, 8 – вал, 9 – болт М 8× 20, 10 – болт М 10× 20, 11 – манжета, 12, 13 – подшипник Расчет усилия закрепления крышки необходимо производить, используя схему базирования и закрепления заготовки на сверлильной операции. На этой операции крышка базируется по наружной цилиндрической посадочной поверхности А – второй опорной базе, лишающей заготовку двух степеней свободы, и торцу Б – установочной технологической базе, лишающей заготовку трех степеней свободы (рис. 4). В данном случае производится неполное базирование заготовки, т.к. остается одна степень свободы – возможность поворота заготовки вокруг оси. Выбор такой схемы базирования оправдан, т.к. не задано угловое положение крепежного отверстия относительно какого-либо элемента на поверхности А, а важно только взаимное угловое расположение крепежных отверстий. Реализуется такая схема базирования и закрепления на кондукторе при установке заготовки, например, наружной цилиндрической поверхностью с зазором в отверстие втулки, укрепленной на основании кондуктора. Усилие закрепления Q от кондукторной плиты приложено через опорную плиту по оси заготовки.
Рис. 4. Схема базирования и закрепления крышки по наружной цилиндрической поверхности и торцу на сверлильной операции
Сила Q вызывает появления сил трения: F тр1, направленной по окружности торца заготовки, предотвращающее проворот заготовки в отверстии под действием крутящего момента Мкр, и F тр2 – по радиусу верхней плоскости заготовки, предотвращающие поворот заготовки относительно точки В под действием осевой силы резания Р о в вертикальной плоскости. На схеме (рис. 4) указаны размеры а, в, с, составляющие плечи при определении моментов поворота под действием силы закрепления, резания и трения. Расчет производится в следующей последовательности: 1. Определение размеров промежуточной заготовки на сверлильной операции: – номинальный диаметр d заг наружной цилиндрической поверхности А крышки (рис. 4). Из сборочного чертежа узла редуктора (рис. 3) эта поверхность на крышке (позиция 1) имеет размер Æ 80 d 11. Механическая обработка включает следующие операции: – точение однократное; – шлифование однократное. В соответствии с типовым технологическим маршрутом обработки крышки [11, табл. 9] сверлильная операция осуществляется перед шлифовальной, поэтому поверхность имеет припуск под последующее шлифование. Этот припуск для номинального размера крышки d дет=80 мм составит Z =0, 1 мм на сторону [10, Прил. 7, табл. 3]. Тогда номинальный диаметр промежуточной заготовки равен
– номинальная высота h заг крышки. В соответствии с типовым технологически маршрутом обработки крышки [11, табл. 9] ее торец, который упирается в подшипник (рис. 3), подрезан с припуском по шлифование. Этот припуск для номинального размера h дет=20 мм при диаметре торца 80 мм составит Z =0, 3 мм [10, Прил. 7, табл. 5]. Тогда номинальная высота промежуточной заготовки составит
– номинальная толщина заготовки крышки h 1заг. В соответствии с типовым технологическим маршрутом обработки крышки [11, табл. 9] перед сверлильной операцией фланец окончательно обрабатывается и h 1заг= h 1дет=5 мм; – номинальная высота посадочной поверхности заготовки крышки h 2заг = h заг – h 1заг.= 20, 3 – 5 = 15, 3 мм. 2. Определим значения сил и моментов резания. Сверлильная операция состоит из одного технологического перехода: сверлить 4 отверстия диаметром 8, 5 мм на длину 5 мм (межцентровое расстояние 100 мм). Исходные данные: – материал детали – серый чугун СЧ15 с НВ=190 МПа; – материал режущий, пластины резца Р6М5; а) выбираем диапазон подач [27, с. 277, табл. 25] при сверлении серого чугуна с диаметром сверла D =8-10 мм с НВ> 170 S =0, 24-0, 31 мм/об. Принимаем S =0, 3 мм/об. б) рассчитаем скорость резания [27, с. 276] по формуле
где Cv и Kv – поправочные коэффициенты; q, y, m – показатели степени; Т – период стойкости. Значения коэффициента Cv и показателей степени q, y, m определяем из справочника [27, с. 272, табл. 28]. При обработке серого чугуна с НВ=190 МПа спиральным сверлом с материалом режущей части Р6М5 при S £ 0, 3 мм/об: Cv =14, 7; q =0, 25; y =0, 55; m =0, 125. Значение периода стойкости определяем из [27, с. 279, табл. 30]. При сверлении серого чугуна спиральным сверлом с материалом режущей части из быстрорежущей стали для диаметра сверла D =6-10 мм период стойкости T =35 мин. Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания определяется по формуле
где K м v – коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки; K и v – коэффициент, учитывающий материал инструмента; Ktv – коэффициент, учитывающий глубину сверления. Для серого чугуна При сверление чугуна сверлами с материалом режущей части Р6М5 K и v =1 [27, с. 263, табл. 6]. При сверлении отверстий глубиной £ 3 D Ktv =1, 0 [27, с. 280, табл. 31]. Тогда В результате: в) определим силы резания. В соответствии с рекомендациями [27, с. 277] крутящий момент при сверлении определяется по формуле
а осевая сила по формуле
где 10 – переводной коэффициент из килограмма в ньютоны; C м, Ср и Kp – поправочные коэффициенты; q, y – показатели степени. При сверлении серого чугуна с НВ=190 сверлами с материалом режущей части из быстрорежущей стали [27, с. 281, табл. 32]: – для крутящего момента: С м=0, 021; q =2, 0; y =0, 8; – для осевой силы: С м=42, 7; q =1, 0; y =0, 8. Коэффициент Kp = K м p, т.е. учитывает только свойства обрабатываемого материала. Для серого чугуна при НВ=190 K м р =1. Крутящий момент при сверлении
Осевая сила
3. Расчет потребного зажимного усилия из условия предотвращения проворота заготовки крышки относительно торца отверстия оправки под действием крутящего момента: а) составление уравнение моментов из схемы, базирования и закрепления заготовки (рис. 4). Провороту заготовки относительно торца отверстия под действием крутящего момента Мкр препятствует сила трения F тр2 на плече Сила трения возникает под действием реакции опоры R
Сила трения F тр2 определяется по формуле
Для большей надежности закрепления рекомендуется [1, с. 45] вводить коэффициент запаса K =1, 5…2, 5. Примем K =2, 5. Тогда уравнение моментов примет вид:
б) определение потребного зажимного усилия из формулы (18).
Торец заготовки крышки предварительно обработан, так же как и торец отверстия оправки, поэтому в зоне контакта обрабатываемых поверхностей согласно рекомендации [1, с. 41] коэффициент трения f =0, 15. Плечо С определяется по формуле
где C 1 – фаска на торце заготовки крышки, которая с учетом припуска на шлифование на сторону поверхности А составит
Тогда Тогда
4. Расчет потребного зажимного усилия из условия предотвращения проворота заготовки, относительно точки О (опрокидывания) в пределах зазора между посадочной поверхностью заготовки крышки и отверстия в оправке (рис. 4). а) составление уравнения моментов относительно точки О. Провороту заготовки относительно точки О под действием крутящего момента, вызванного осевой силой Р о на плече а, препятствует момент, вызванный силой закрепления Q 2 на плече С.
С учетом коэффициента запаса K =2, 5 [1, с. 45], уравнение примет вид:
б) определение потребного зажимного усилия из формулы (21).
Таким образом потребное зажимное усилие Q 1, полученное из условия предотвращения проворота заготовки относительно торца отверстия оправки предотвратит и опрокидывания заготовки Q 1> Q 2. На основании условия Q 1 определяется усилие закрепления кондуктора W з> Q 1. 5. Выбор стандартного скальчатого кондуктора. Кондуктор нужно выбрать из двух условий: а) по усилию закрепления W з> Q 1; б) по габаритным размерам, в нашем случае диаметру D =120 мм и высоте h з=20, 3 мм заготовки крышки. Скальчатые кондукторы с консольным зажимом по ГОСТ 16888-71 с усилием зажима W з max=690 Н необходимое усилие зажима не обеспечивают. Выберем кондуктор скальчатый консольный с пневматическим зажимом 7300-0282 ГОСТ 16889-71 (Приложение Г) с усилием закрепления W з=6120 Н > Q 1 и габаритными размерами зоны размещения заготовки B ´ L ´ H max=250´ 125´ 180 мм, позволяющими разместить заготовку крышки. Значения размера L, не указанное в таблицах (Приложение Г) принято равным L = B/2 = 2=125 мм.
|