Ведомый вал муфты. Конструкционные особенности детали
![]()
|
2. Конструкторская часть2.1 Силовой расчет приспособления. Приспособление – специализированное универсально-безналадочное с гидроприводом предназначено для базирования и крепления заготовок валов при фрезеровании шпоночных пазов на вертикально-фрезерном станке 6Р13. Приспособление содержит корпус 1, к которому с помощью болтов 18 жестко прикреплена призма 2. По бокам призмы расположены прихваты 9, к которым с помощью винтов 21 прикреплены прижимы 3. На нижней части корпуса закрепляются направляющие шпонки 12, с помощью которых приспособление базируется на столе станка. Закрепление приспособления на столе осуществляется с помощью болтов 15. Приспособление работает следующим образом. Заготовку устанавливают на призму 2 и крепят прихватами 9. При подаче масла под давлением в полость гидроцилиндра 4, поршень вместе со штоком 7 движется вправо, давят на правый прихват, который прижимает с необходимым усилием заготовку к призме. Усилие крепления на правый прихват передается от шток-поршня гидроцилиндра через проушину 11 и ось 10. Таким образом, осуществляется зажим заготовки. Для разжима давление масла уменьшается, толкатель отходит назад, тянет за собой прихват и отжимает вал. Силовой расчет приспособления. Рассчитываем скорость резания по формуле 3.1: ![]() где: D – диаметр фрезы; Т – период стойкости; t – глубина фрезерования; Sz – подача на зуб; В – ширина фрезерования; Z – число зубьев фрезы; ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Частоту вращения фрезы найдём по формуле 3.3: ![]() ![]() Ближайшая стандартная частота по паспорту станка ![]() ![]() ![]() Определим окружную силу при фрезеровании по формуле 3.5: ![]() ![]() ![]() Величины остальных составляющих силы резания найдем через окружную силу, используя табл. 42. Горизонтальная сила (подачи) ![]() Вертикальная сила ![]() Радиальная сила ![]() Осевая сила ![]() Расчет параметров силового привода. Для закрепления заготовки используется зажимной механизм. В зажимных механизмах обычно применяются пневматические, гидравлические и смешанные типы приводов. Пневматический привод при своей простоте и удобстве эксплуатации имеет ряд недостатков: во-первых, воздух сжимаем и при переменных нагрузках пневмопривод не обеспечит достаточной жёсткости закрепления. Во-вторых, данный вид привода развивает меньшее усилие, нежели гидропривод; и в третьих, из-за мгновенного срабатывания пневмопривода прижим будет резко ударять по детали, что отрицательно скажется и на заготовке, и на зажимном механизме, и на условиях труда рабочего. Соответственно, в нашем приспособлении применим гидравлический привод. 2.2 Расчет точности базирования заготовки. Силовой расчет приспособления Необходимую силу крепления ![]() ![]() ![]() Рисунок 3.1 – схема зажимного механизма где: ![]() ![]() ![]() ![]() Силу ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Так как ![]() ![]() Аналогично получаем ![]() Полная сила крепления заготовки 3.6: ![]() Принимаем по табл. 3 [10 стр. 384] ![]() В свою очередь коэффициент запаса, учитывающий нестабильность силовых воздействий на заготовку, находим по формуле 3.7: ![]() где: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Так как в результате расчета ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Из условия статического равновесия прихватов ![]() Сила ![]() ![]() ![]() ![]() Решая это уравнение относительно ![]() ![]() где: ![]() ![]() Определяем диаметр поршня гидроцилиндра: ![]() В качестве привода фрезерного приспособления выбираем гидроцилиндр по ГОСТ 19899-74 с диаметром поршня 125 мм. Т.к. действительная сила зажима ![]() ![]() Расчет приспособления на точность получаемых размеров. Сборка шпоночных соединений производится по методу полной взаимозаменяемости без дополнительной доработки шпонки или паза. Точность паза определяется точностью размеров. ![]() ![]() а) б) Рисунок 3.2 – а) сечение шпоночного паза б) схема обработки При работе на настроенном оборудовании точность размеров ![]() ![]() Точность элементов приспособления в направлении размера ![]() ![]() где: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() При установке в призму нарушается принцип единства баз и по размеру ![]() ![]() Величину ![]() ![]() где: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Учитывая, что ![]() ![]() ![]() ![]() Погрешность износа установочного элемента рассчитываем по формуле 3.15: ![]() где: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Определяем погрешность: ![]() ![]() Так как ![]() ![]() 2.3 Описание и расчёт режущего инструмента Резец состоит из головки (рабочей или несущей режущей части) и тела (корпуса или державки). Режущая часть резца - твердый сплав. Сплавы отличаются высокой твердостью (НRА 82-92), сочетающейся с сопротивлением изнашиванию при трении о металлы и о неметаллические материалы, эти свойства сохраняются в значительной степени и при повышенных температурах. Сплавы не подвергаются заметной пластической деформации при низких температурах и почти не подвержены упругой деформации: величина модуля упругости у твердых сплавов выше, чем у всех известных в технике материалов. Твердые сплавы отличаются также весьма высоким пределом прочности при сжатии. Значение предела прочности при изгибе и ударной вязкости этих сплавов невелики. Сплавы обладают относительно высокой теплопроводностью и электропроводностью, приближающейся к электропроводности железа и его сплавов. В химическом отношении твердые сплавы являются весьма устойчивыми против воздействия кислот и щелочей, некоторые сплавы заметно не окисляются на воздухе даже при 600-800°С. Корпус резца характеризуется формой поперечного сечения, материалом, твердостью посадочного места пластины из твердого сплава и размерно-геометрическими параметрами. Материал корпуса выберем сталь 40Х ГОСТ 4543-71 с целью экономии дорогостоящих материалов державки. Для продления срока службы корпуса (а значит и резца) применим опорную пластину твердосплавную однокарбидную ВК8 ГОСТ3882-74. Условия обработки Материал режущей части – Т15К6 (ГОСТ 3882-74). Материал детали – Сталь 40ХН (ГОСТ 4543-71). Выбираем четырехгранную пластину по ГОСТ 19049-80 [3, табл. 4.13, с. 128], (рисунок). Основные размеры: ![]() ![]() ![]() ![]() [3, табл. 4.15, с. 138]. ![]() Рисунок 3.3 – Пластина четырехгранной формы (ГОСТ 19049-80)
![]() l1= 100 мм;h1= 16 мм; h2= 24 мм; l= 9 мм; l2= 25 мм; f= 20 мм.
Главный передний угол γ = 10°; Главный задний угол α = 10°; Главный угол в плане φ = 45°; вспомогательный угол в плане φ1= 45°; радиус вершины лезвия r = 0,5 мм.
t = 1,85 мм на сторону (черновое точение).
S= 1,3 мм/об [1, табл. 13, с. 366].
![]() где: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() T – Стойкость режущего инструмента мин.; T = 60 мин; t – глубина резания; S – подача; ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]()
![]() ![]()
![]()
![]() ![]()
![]() где: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() где: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]()
![]() ![]() Мощность станка модели 16К20 по паспорту 10 кВт (см. приложение Б). Следовательно, выбранные режимы резания удовлетворяют паспортным данным станка.
Определим ширину b поперечного сечения державки по формуле 3.22: ![]() где: l – вылет резца; ![]() ![]() ![]() Принимаем b и h – 16 мм
Максимальная нагрузка, допускаемая прочностью резца определяем по формуле 3.23: ![]() ![]() Максимальная нагрузка, допускаемая жесткостью резца определяется по формуле 3.24: ![]() ![]() ![]() где: f= 0,1 мм; Е= 2·105МПа; Резец обладает достаточными прочностью и жесткостью в случае, когда: ![]() ![]() 6827 > 4517 < 5119,97 Н – условие выполняется. 2.4 Схема контроля или контрольное приспособление Для контроля выполнения технического требования чертежа допуск радиального биения поверхностей под подшипники диаметром 50k6 относительно друг друга – 0,04 мм рекомендуется выполнять на контрольном месте-компоновке при установке детали в центрах. Компоновка для измерения радиального биения состоит из базирующих центров и измерительных приборов. Измерительных прибор включает в себя измерительную головку с индикатором часового типа, установленную на штативе. Схема контроля показана на рисунке. Радиальное биение это разность наибольшего и наименьшего расстояний от точек радиальной поверхности до базовой оси вращения в сечении, перпендикулярном к этой оси. Порядок измерения радиального биения. Необходимо протереть чистой тканью измеряемые поверхности детали и ее центровые отверстия, тщательно осмотреть конические участки центровых отверстий и убедится в отсутствии забоин и заусенцев, так как их наличие резко увеличивает измерительную величину биения поверхности. Установить деталь в центрах. Подготовить измерительных прибор, установить в исходное положение. Создать контакт измерительного наконечника с поверхностью вала и далее до поворота главной стрелки индикатора на полный оборот. Поворачивать вал в центрах до установки стрелки индикатора в наибольшее положение при вращении в направлении часовой стрелки. Установить на «0» шкалу индикатора по положению стрелки, для чего плавно повернуть ободок с циферблатом до совмещения оси главной стрелки и середины нулевого штриха шкалы. При повороте вала на 360 градусов наблюдать за показаниями измерительных головок и фиксировать замер. Отклонение стрелки каждой из двух измерительных головок составит удвоенное значение отклонения соосности отверстий. ![]() Рисунок 3.4 – Схема контроля радиального биения вала |