3 Разработка конструкции станочного приспособления
3.1 Разработка схемы кондуктора
Приспособления к сверлильным станкам, служащие для базирования и закрепления обрабатываемых заготовок и снабженные направляющими элементами – кондукторными втулками, называются кондукторами. Кондукторные втулки определяют положение режущего инструмента (сверла, зенкера, развертки и т. п.) относительно установочных поверхностей приспособления при обработке отверстий в заготовке.
В авиадвигателестроении наибольшее распространение получили следующие типы кондукторов, различающиеся конструктивными особенностями: накладные, с прижимной откидной планкой, кантующие поворотные.
Для обработки детали корпус катода более всего подходит кондуктор с прижимной откидной планкой. Данная конструкция кондуктора имеет открытый корпус для сверления 8-ми отверстий. Его особенность заключается в том, что кондукторные втулки непосредственно размещены в стенке корпуса. Это позволяет повысить точность обработки отверстий, т. к. отсутствие кондукторной плиты приводит к уменьшению числа элементарных погрешностей.
При установке заготовки кондуктор на столе станка стоит на стойках. Заготовка устанавливается на палец.
3.2 Силовой расчет станочного приспособления
При обработке на заготовку действуют силы резания, объемные силы, а также силы второстепенного и случайного характера, создавая возможное смещение заготовки. По величине, направлению и точке приложения силы резания являются переменными величинами. При неустановившемся режиме (врезании инструмента) силы резания возрастают от нуля до максимума и уменьшаются от максимума до нуля (выход инструмента). При установившемся режиме она также непостоянная и изменяется в определенных пределах. Точка приложения силы резания в процессе обработки непрерывно перемещается по обрабатываемой поверхности, поэтому сила резания имеет не статический, а динамический характер.
Рисунок 3.1– Схема кондуктора
Направление и точка приложения силы резания изменяются вследствие перемещения инструмента вдоль обрабатываемой поверхности и изменения условий обработки. Силы резания и моменты, создаваемые ими, оказывают воздействие на заготовку: они стремятся повернуть заготовку относительно установочных элементов приспособления, сдвинуть заготовку с установленного положения в приспособлении, вырвать заготовку из зажимного устройства. Несмотря на это, заготовка должна сохранять в процессе обработке неизменное положение относительно опорных элементов приспособления.
Действующие на заготовку силы и моменты сил резания определяют по нормативам и формулам теории резания металлов применительно к конкретному виду обработки.
В практических расчетах величину силы резания, найденную расчетным путем, умножают на коэффициент надежности закрепления К.
Величину необходимого зажимного усилия определяют путем решения задачи статики, рассматривая равновесие заготовки под действием приложенных к ней сил.
При сверлении возникают два усилия: крутящий момент, относительно оси сверла и осевая сила, направленная по оси сверла.
Осевая сила направлена таким образом, что не может вызвать смещение заготовки. Поэтому её в расчете мы учитывать не будем.
Крутящий момент будет стремиться повернуть заготовку относительно оси сверла.
Чтобы в процессе обработки заготовка не повернулась относительно установочных элементов приспособления, принимают
|
(3.1) |
где
- момент силы закрепления (трения);
- момент силы резания.
Значение коэффициента надежности К следует выбирать дифференцированно в зависимости от конкретных условий выполнения операции и способа закрепления заготовки. Для черновых этапов обработки, к которым и относится данная операция, рекомендуется принимать К=2,0…2,5. Примем К=2м.
(3.2)
где Р0
–осевая сила, Р0=270
Н; R1
–максимальное смещение оси, l1=Smax/2;
Smax-
максимальный зазор между пальцем
21.5h6
(
)
и отверстием 21.5H7
(
),
Smax=0.042
мм; l2
– плечо силы F,
R2=9мм.
(3.3)
Рисунок 3.2 – Схема действующих сил
Используя схему действующих сил и решая уравнения статики, найдем зажимное усилие Q:
(3.4)
где f – коэффициент трения, для данного случая f = 0.15.
Определим силу рабочего:
(3.5)
Рисунок 3.3 – Схема сил
Очевидно, что усилия руки рабочего будет достаточно для обеспечения надежного зажима, т. к. нормальное рабочее усилие рабочего не превышает 150 Н по СНиПу. Гайкой фиксируем рычаг, чтобы освободить руку рабочего.