1.5.4.Оптимизация геометрии

Классическая задача: снизить массу детали, но увеличив её жесткость, не снижая запаса прочности. Исходными данными являются чертеж детали и его материал, а так же сила которая прикладывается на нее. Построим модель детали и проведем, расчет, определим массу, запас прочности и максимальное перемещение (рис1.5.4.1.).

Рисунок 1.5.4.1.Модель детали кронштейн и эпюры перемещения.

Затем оптимизируем модель детали кронштейн, снизив ее массу, увеличив её запас прочности и уменьшить прогиб (рис.1.5.4.2.).

Рисунок 1.5.4.2.Модель оптимизированной детали кронштейн и эпюры перемещения

Рисунок 1.5.4.3.Диаграммы разницы массы, запаса прочности, max деформации, старой детали и оптимизированной.

Глава 2. Исследовательская часть

Вторая глава данной работы посвящена исследованию необходимой минимальной зажимающей силы в приспособлении для детали «Корпус» на операции «сверлить».

2.1.Исходные данные

Задача данной главы, нахождение минимальной зажимной силы заготовки на операции. Это необходимо для того чтобы при сверлении не произошло перекоса оси отверстия относительно заданного. Исходными данными являются: материал заготовки – АК7ч (Ал9), диаметр сверла – 6,8 мм, модель заготовки (см пункт 2.2.).

2.2.Описание объекта исследования

2.2.1.Модель детали «Корпус»

Модель детали (рис. 2.2.1.1.) и операционная карта были получены мною в технологическом бюро на предприятии изготовителе этой детали.

Рисунок 2.2.1.1. Модель детали «Корпус».

Рисунок 2.2.1.2.Дерево конструирования модели «Корпус».

2.2.2.Модель приспособления на операцию

Приспособление на операцию изготовлена из простой углеродистой стали модель приспособления на рис.2.2.2.1. Болты со шпилек уберем т.к. они нужны только для общего представления модели.

Рисунок 2.2.2.1. Модель приспособления на операцию.

2.3.Нагрузки

Для начала рассчитаем действующую силу сверления:диаметр сверла D=6,8 мм, материал заготовки АК7ч (НВ=45…70Мпа,

Выбираем подачу s=0,19 [2], материал режущей части сверла Р6М5 [2]. Рассчитаем силу:

H. [2].

Все коэффициенты выбираются из справочника 2.

Следующим этапом создаем сборку (базируем заготовку на два пальца и поверхность) и добавляем закрепления и силу (рис.2.3.1.).

Рисунок 2.3.1. Сборка с заделом, нагрузкой и отмеченными местами базирования.

Рисунок 2.3.2. Сборка с сеткой и со всеми силами

2.4.Результаты расчетов

Определимся с местами замеров перемещения: точки I и II на рис. 2.4.1.

Рисунок 2.4.1. Исследуемые точки модели.

Суть данной работы это нахождение минимальной зажимной силы для обеспечения отклонения от оси не более 1,8 микрон. То есть с какой силы нужно зажимать гайки на приспособлении, что бы не перекос отверстия при сверлении не превысил 1,8 микрон (точка I). Точка II в данном исследовании представлена исключительно для наглядности относительно I точки.

Результаты исследования приведены на рис.2.4.2.

Рисунок 2.4.2. Диаграмма перемещения точек в зависимости от зажимающей силы.

Минимальной зажимной силой которая удовлетворяет условие, является 60Н (рис.2.4.3.).

Рисунок 2.4.3.Эпюра минимальной зажимной силы.

Следует отметить что начиная с зажимной силы примерно в 200Н, происходит перезатяжка детали что приводит к увеличению отклонения, для примера на рисунке 2.4.4. приведена эпюра при затяжке в 2000Н.

Рисунок 2.4.4.Эпюра зажимной силы в 2000Н

Как рекомендацию, можно посоветовать выбирать зажимную силу не 60Н, а 65±5Н это обеспечит необходимый допуск на ошибку человека. И стоит подчеркнуть, что не стоит перетягивать выше 2000Н, это может привести к пластическим деформациям.