Машиностроение

2.6              Расчет и конструирование режущего инструмента

Таблица 5 – Параметры режущего инструмента

       Рассчитаем и сконструируем токарный проходной отогнутый резец с пластиной из твёрдого сплава Т15К6, для обработки торцовой поверхности.

      Диаметр заготовки D =50 мм, глубина резания t = 2.5мм, подача S = 0,5 мм/об.

      В качестве материала для державки резца выбираем углеродистую сталь 40. Предел прочности [в] = 570 МПа. Допустимое напряжение на изгиб [и] = 200 МПа = 20 кгс/мм2.

   1  Сила резания при точении фаски определяется по формуле:

Pz = Cp  txp Syp  Vnp  Kp

Pz = 300  2.51  0,50,75  188,4-0,15  2,75 = 300  2  0,6   0,44  2,75 = 871,2 Н = 87,12 кгс/мм2

где      Ср – постоянный коэффициент = 300

           t – глубина резания =2 мм

           S – подача = 0,5 мм/об

           V – скорость резания = 188,4 м/мин

           x = 1

           y = 0,75          показатели степени

           n = - 0,15

           Кр -  поправочный коэффициент

Кр= КМр  Кр  К  Кр = 2,75  1  1  1=2,75

     Выбираем прямоугольное сечение державки резца при условии, что h = 2В, где h – высота державки, В – ширина державки.

    2   Определяем ширину державки резца по формуле:

где      Рz – сила резания при подрезке торца, кгс/мм2

           l – длина вылета резца, мм

           [и] -  допустимое напряжение на изгиб, кгс/мм2

    Выбираем ближайшее по стандарту ГОСТ 18877-73 большое сечение державки В = 8 мм.

     Руководствуясь принятым соотношением, получаем высоту державки h = 16 мм, т.е. сечение державки резца Вh = 816 мм.   Таблица 3.1 справочника [8, стр. 95]

    Проверяем выбранное сечение на прочность и жесткость.

    3  Определяем максимально – допустимую нагрузку исходя  из прочности резца по формуле:

где      В – ширина державки, мм

            h – высота державки, мм

           [и] – допустимое напряжение на изгиб, кгс/мм2

           l – длина вылета резца, мм

    4  Определяем максимально – допустимую нагрузку исходя  из жесткости выбранного сечения резца:

где      f – стрела прогиба резца (допустимая), мм

           E – модуль упругости материала

           j – жесткость сечения державки резца

           l – длина вылета резца, мм

    11.5   Резец обладает достаточной прочностью  и жесткостью если:  

Pzпр>Рz<Рzжест

195>87,12<382

    В данном случае резец обладает достаточной жёсткостью и прочность. 

    Конструктивные размеры резца выбираем по стандарту СТ СЭВ 190-75.

Общая длина резца L = 110 мм. Геометрические параметры режущей части резца выбираем по справочнику: =8; =10; =45; =0 . Радиус при вершине резца r = 0,5мм.  [8, стр.56]

    По стандарту ГОСТ 5688-89 принимаем следующие характеристики:

а) качество отделки передней и задней поверхностей, а также режущей

части ;качество отделки опорной поверхности державки  ;

б) габаритные предельные размеры L = 110 мм, В = 8 мм, h = 16 мм;

в) марка материала режущей части – Т15К6, марка материала державки

резца – сталь 40;

г) содержание и место маркировки.

             2.7 Проектирование станочного приспособления

Станочное приспособление - это технологическая оснастка, применяемая для базирования и обеспечение нужной жесткости и точности обработки, а также  для уменьшение времени обработки.

2.7.1 Разработка технического задания на проектирование приспособления               Техническое задание на проектирование станочного приспособления разрабатывается в соответствии с ГОСТ 15.001-88.

Приспособление используется при сверлении отверстий и предназначено для базирование заготовки наружно цилиндрической поверхностью и опорной торцевой плоскостью. Для закрепления заготовки применяют 2 г образных зажима с пневматическим приводом в приспособлении Заготовка двойной направляющей базы устанавливается на призмы поз 5 и лишает заготовку 4-х степеней свободы. Торцом деталь упирается в упор поз 6 и лишается 5-ой степени свободы. При зажиме детали в приспособлении деталь лишается 6-ой степени свободы. Рычаг позиции 3 передает усилие зажима с пневмо камеры на два прихвата. При установки приспособление на столе станка используются две привёртные шпонки которые обеспечивают параллельность оси приспособления направлению подачи стола. С помощью проушин и т-образных пазов приспособление крепиться на столе станка болтами. Преимуществами данного приспособления является мембранный механизированный привод, точность базирования и надежное закрепление детали. Применяется данное приспособление на сверлильных станке при массовом производстве.

Таблица 6 -     Техническое     задание     на     проектирование     станочного приспособления

2.7.2 Схема базирования в приспособлении, расчет погрешности базирования

Рисунок 2 - Схема базирования заготовки (1,2,3,4-двойная направляющая; 5 -опорная база; 6 -база, скрытая от проворота)

2.7.3 Расчёт усилия зажима в приспособлении

Расчёт производится по [5]  стр. 66

Сила зажима, действующая от прихвата, должна вызывать силы трения, превышающие сдвигающую силу Рокр. Не менее, чем в К таз (1.5 раза ).

Ттр >Рокр;

Ттр >кРокр;

Определяем силу, действующую от винта М16:

W=14600Н

Передаточное отношение плеч прихвата 1:2, оттуда усилие зажима:

Рзаж =14600:2 = 7300Н

На деталь, лежащую на призмах находящую под действием силы зажима, действуют следующие три силы трения, составляющую общую силу трения.

Ттр = Т1+2Т2

Сила трения между деталью и прихватом:

Т1=Р заж f

Т1=73000,16=1095Н

Где f – коэффициент трения.

Две силы Т2 – сила трения, вызываемые реакциями на поверхностях призм.

Рассматривая проекции всех сил, действующих на вертикальную ось вала, устанавливает, что :

-Рзаж + 2R cos45 =0

2Т2 = 2Rf =103500.16 = 1550Н

Общая сила трения :

Ттр = 1095+1550=2645Н

Как следует из расчетов, надежность закрепления детали обеспечена, так как Ттр превышает Рпр в 1,55 раза.

2.7.4 Расчет параметров пневматического цилиндра

Среднее усилие штока :

От сюда высчитываем диаметр цилиндра:

Диаметр штока цилиндра:

                                      D=0,7D= 0.786 = 60,2мм

По таблице справочника выбраны стандартные параметры пневматического цилиндра: D=250мм , Р=17300Н.

Мембранный пневмоцилиндр двустороннего действия с резиновой мембраной.

Скорость перемещения штока цилиндра ~ 0,1 м/с

Минимальный ход штока - 50 мм

3 Результативная часть

В разработанном маршрутно-операционном технологическом процессе используются станки с ЧПУ, более прогрессивные режимы резания и норм времени, позволяющие увеличить срок службы используемого инструмента и производить изготовление детали без лишних затрат времени, что позволяет снизить себестоимость изготовления детали.

В курсовом проекте спроектировано приспособление для обработки Детали на сверлильном станке с ЧПУ. Преимуществами данного приспособления является мембранный механизированный привод, точность базирования и надежное закрепление детали.               Применяется данное приспособление на сверлильном станке при массовом производстве.

Список литературы

1.      Баранчиков В.И. Прогрессивные режимы резания металлов. – М.: Машиностроение, 1994-560 с.

2.      Белкин И.М. Допуски и посадки. – М.: Машиностроение, 1992-528 с.

3.      Волков О.И. Экономика предприятия: Учебник. – М.: Инфра-М, 1999.

4.      Ганенко А.П.и др. Оформление текстовых и графических материалов при подготовке дипломных проектов, курсовых и письменных экзаменационных работ (требования ЕСКД) /А.П. Ганенко, Ю.В. Милованов, М.И. Лапсарь: учеб. для нач. проф. образования. -  М.: ПрофОбрИздат,  2003.-336 с.

5.      Косилова А.Г.: Справочник технолога – машиностроителя: В 2т.- Т.1./ А. Г. Косилова, Р. К. Мещеряков. – М.: Машиностроение, 1985-656 с.

6.      Косилова А.Г. Справочник технолога – машиностроителя./ Косилова А.Г., Мещеряков Р.К. – М.: Машиностроение, Т. 1, 1985-656 с.

7.      Косилова А.Г., Мещеряков Р.К. Справочник технолога – машиностроителя. – М.: Машиностроение, Т. 2, 1986-496 с.

8.      Лахтин Ю.М. Материаловедение и термическая обработка металлов./ Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. – М.: Машиностроение, 1980-493 с.