Задача № 4

Таблица 4.Исходные данные к задаче

Де-таль	Матери-ал, мех. свойства	Станок	Тип производства	Режущий инструмент	Приспо-собление	Вид обработки	Момент резания, Н•м
Шкив	СЧ 20; 170-241 НВ	16К20	Серий-ное	Резец канавочный	Токарное с пневмозажимом	Точение предвари-тельное	47,0

Содержание операции: Точить последовательно 2 канавки, выдерживая размеры 17; 25,5 ±0,5; 24+0,5; 34⁰±1º; 20±0,5.

1. Операционный эскиз.

Рис.10.

2.Определение сил действующих на заготовку.

При точении канавок на заготовку действует сила Pz создающая момент резания М, силы P₁ и P₂ , сила зажима “W”, сила трения с коэффициентами трения f₁ и f₂ (см. рис 11а).

3.Выбор схемы взаимодействия сил резания и сил зажима.

Для расчета силы зажима может быть применена схема из 10 вариантов (с.33/1/), представленная на рис.11-б:

а) б)

Рис. 11. Схема взаимодействия сил резания и зажима:

а) полный случай при обработке данной детали;

б) упрощенный случай из литературы для расчетов силы зажима “W”.

4. Формула для расчета силы зажима.

Заготовка, центрируемая по выточке, прижимается к 3-м опорам прихватами.

Сила зажима при жесткой установке и достаточной жесткости закрепления определяется по формуле (с.35/1/):

(28)

где f₁=0,25 – коэф. трения между обрабатываемой заготовкой и прихватом (табл.10 с.85/2/);

f₂=0,2 – коэф. трения между обрабатываемой заготовкой и опорами приспособления (табл.10 с.85/2/);

R₁=110 мм – расстояние от опоры приспособления до оси детали

R₂=100 мм – расстояние от места приложения прихвата до оси детали.

K – каэф. Запаса

Силы Р₁ и Р₂ действуют симметрично и при обработке канавки взаимноуравновешиваются, поэтому сила Р в расчетах не участвует и приравнивается к нулю. Поэтому формула (1) будет иметь вид:

(29)

5.Расчет коэффициента запаса к.

Коэффициент запаса K рассчитываем по формуле (с. 85/2/):

K= K₀ K₁ K₂ K₃ K₄ K₅ K₆ , (30)

где K₀=1,5 – коэффициент гарантированного запаса;

K₁=1,2 – коэффициент учитывающий состояние технологической базы – поверхности черновые (с.85/2/);

K₂ =1,0– коэффициент, характеризирующий увеличение сил резания вследствие затупления режущего инструмента (табл. 9, с. 84/2/);

K₃=1,0 – коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при прерывистом резании (с. 85/2/);

K₄=1,0 – коэффициент, характеризующий постоянство силы закрепления в зажимных механизмах (с. 85/2/);

K₅=1,0 – коэффициент, характеризующий эргономику ручных зажимных механизмов (с.85/2/);

K₆=1,0 – коэффициент, учитываемый при наличии моментов при установке заготовки на постоянные опоры с ограниченной (точечной) поверхностью контакта (с. 85/2/).

K=1,5•1,2•1•1•1•1•1=1,8

Принимаем К= 2,5 (с. 85/2/).

6.Расчет усилия зажима W.

W= Н.

7. Расчет потребного усилия зажима.

В рассматриваемом приспособлении зажим детали производится непосредственно через шток пневмоцилиндра (см. рис.12). Поэтому:

Q_потр=W, H (31)

Рис. 12.

8.Расчет основних параметров зажимного механизма.

При рабочем давлении воздуха в штоковой плоскости и осуществлении зажима заготовки усилие, развиваемое пневмоцилиндром двухстороннего действия, расчитывается по формуле:

(32)

где D – диаметр поршня пневмоцилиндра, мм;

d – диаметр штока пневмоцилиндра, мм;

ρ = 0,5 Н/мм² – давление воздуха в пневмосети;

η = 0,8 – КПД пневмоцилиндра.

Для проведения расчетов искомых размеров пневмоцилиндра принимаем:

(33)

и подставляем в формулу 32, получаем:

(34)

, мм (35)

мм

По таблице 17 (с.91/2/) находим ближайшее большее значение диаметра поршня и штока: D_Г=100мм,

d_Г=25 мм.