Технологическое оснащение для токарной обработки гайки с патроном

Гайка с патроном.cdw

КНУ.РГР.6.050502.13.13.ТО
Технологічне оснащення
Похибка базування для токарної операції - 0030мм
Зусилля затиску 85кН
Вихідне зусилля 250Н
Пристрій розроблений для токарної напівчистової обробки

Д.з. ОСНАСТКА.doc

ВИБР СТАНДАРТНО ОСНАСТКИ
Розробка схем установки заготовки на верстаті
Для заданої деталі розробити та спроектувати стандартне пристосування для
обробки заданоі поверхні.
Покажемо ескіз механічної обробки (рис. 1) деталі гайка на якому
зображено деталь у тому положенні в якому вона буде кріплятись на
верстаті під час обробки поверхні 1 нанесені розміри з вимогами щодо
точності та шорсткості на поверхні що оброблюються.
Рисунок 1 – Ескіз токарної операції для деталі гайка
Таблиця 1.1 - верстат – 16К20Ф3 токарно-гвинторізний:
найбільший діаметр оброблюваної деталі
над станиною 400 мм
над супортом 220 мм
діаметр прутка проходячого через отвір 50 мм
число частот обертання шпинделя 12
межі частот обертання шпинделя 35— 1600 обхв
число подач безступінчате регулювання
швидкість швидких ходів:
поперечних 2400 ммхв
дискретність переміщень:
конус шпинделя Морзе 6
габаритні розміри верстата 3360 x 1710x1750 мм
маса верстата 5000 кг
Ріжучий інструмент - фасонний різець (спеціальний різець).
Етапи обробки – точіння: чорнове получистове чистове.
Розрахунок режимів різання (по чорновим операціям):
В якості матеріалу для корпуса різця обираємо вуглецеву Сталь 45 ГОСТ
50-88 з [pic]=610 МПа та допустиме навантаження на згин [pic]=200 МПа.
Розрахунок конструктивних параметрів ріжучого інструмента
Проводимо перевірку фасонного різця зі швидкорізальної сталі на
міцність для найбільш навантажених умов обробки. [pic]=90º φ[pic]=15º
[pic]=6º λ=0º γ=15º.
Визначаємо режими різання. Подачу на оберт приймаємо по таблиці 25 с.
7: S0=05 – 08 ммоб приймаємо S0=05 ммоб.
Визначаємо швидкість різання за формулою (1.1).
де 09-коефіцієнт для розрахунків фасонних різців.
Виписуємо значення коефіцієнтів та степенів.
Підставляємо всі значення у формулу швидкості:
Частота обертання шпинделя обчислюється за формулою (1.2).
Приймаємо стандартне значення частоти обертання шпинделя n=1270
Перераховуємо значення швидкості:
4 Визначаємо тангенціальну складову сили різання за формулою (1.3).
Значення степенів та змінних:
Глибину різання визначаємо по формулі (1.4)
Визначаємо основний час за формулою (1.5).
де L=l+y+Δ y=tctgφ=05ctg90=0 L=5+0+3=8мм – довжина робочого ходу
різця у – врізання S[pic]=05ммоб.
Потужність заточувана на різання за формулою (1.6).
Момент опору різання за формулою (1.7).
Швидкість різання що допускається різцем за формулою (1.8).
За ГОСТ 25557-82 обираємо найбільший ближчий діаметр d=25мм.
З урахуванням виду обробки типу інструмента параметрів ріжучої
частини габаритів визначених за умовою міцності призначаються
типорозміри стандартних металорізальних інструментів.
Отже обраний переріз різця задовольняє всі умови міцності та
Вибір матеріалу ріжучої частини - обираємо матеріал ріжучої пластини
Т15К6 ГОСТ 3882-74 та пластину 11210 ГОСТ 25398-82.
Рисунок 2-Ескіз шпинделя верстата 16К20Ф3
2 Розробка схем базування заготовки
Рисунок 3 - Базування гайки для токарної обробки
На рисунку 3 показуємо базування нашої гайки. Гайку базуємо в трьохку-
лачковому патроні з упором в торець що полишають гайку можливості
переміщуватись й обертатись вздовж осей OZ OX й переміщуватись вздовж осі
ОY. За допомогою трьохкулачкового патрона на гайку буде передаватись
обертовий момент який і потрібний для токарної обробки.
Поверхня А – торець (80 – установна полишає трьох ступенів вільності.
Поверхня Б – (80 L80–циліндр – напрямна 2-х ступенів вільності.
3 Розробка схем засобів кріплення заготовки
При даній обробці (точіння) та при даній схемі закріплення
(трикулачковий патрон) похибка базування буде залежити лише від установки
деталі і буде дорівнювати:
* в осьовому напрямі – 190 мкм;
* в радіальному - 280 мкм [СТМ1 с.43].
4 Технологічний аналіз верстатного оснащення
При виконанні цієї механічної операції зовнішня циліндрична поверхня є
напрямнною базою і полишає деталь 2-х ступенів вільності торець (80 –
установна база полишає деталь 3-х ступенів вільності. Стандартними
опорними елементами при заданій схемі базування є трикулачковий патрон.
Вибір трикулачкового патрона здійснюється за діаметром установної бази –
зовнішньої поверхні.
Рисунок 4 – Трьохкулачковий самоцентруючийся патрон:
а - загальний вид трьохкулачкового самоцентруючогося патрона
б – патрон в розрізі
ГОСТ 2675-80 з діаметром 250мм та шириною 85.
Вибравши спосіб установки деталі та розмістивши установчі елементи в
пристосуванні визначаємо величину місце прикладення та напрямок сил для
затиску оброблюваної заготовки. Величину сил затиску і їх напрямок
визначаємо залежно від сил різання та їх моментів що діють на оброблюєму
При виборі схем установки потрібно забезпечити три умови:
- заготовка повинна займати стійке положення при дії сил закріплення;
- у процесі закріплення заготовки не повинне бути порушене задане їй
при установці положення;
- сили що виникають при обробці не повинні зіштовхувати заготовку.
Рисунок 5 – Схема закріплення
де R=40мм - радіус деталі у місці зажиму M=PzR=1336004=958Нм -
крутний момент f1=035 - коефіцієнт тертя з установочними елементами
f2=035 - коефіцієн тертя із зажимними елементами (кулачки із кільцьовими
канавками) P=Px=2395Н R1=середній радіус розположення площі контакту
К=К0·К1·К2·К3·К4·К5·К6 де К0=15 – гарантований коефіцієнт запаса для всіх
випадків К1=12 – стан поверхні заготовки К2=10 – збільшення сил різання
затуплення інструменту К3=12 – збільшення сили різання при преривчастому
різанні К4=13 – при використанні ручного зажиму К5=10 – враховує
ерганоміку ручних зажимних елементів К6=10 – враховує наявність крутних
К=15·12·10·12·13·10·10=281
Вибір та проектування затискних пристроїв і силових приводів. х
Для закріплення даної деталі вибраний трьохкулачковий самоцентруючийся
патрон. Визначаємо силу зажиму що може розвити патрон
моделі ТС-25 (наружний діаметр 250мм).
На рисунку 7 представлена схема механізму патрона.
Рисунок 6 – Схема механізма патрона:
– рукоятка ключа 2 – конічна шестерня 3 – конічне колесо-спіраль
– середній виток лівої спіралі Архімеда 5 – середній зуб рейки кулачка
Параметри констукції:
l=250мм – довжина рукоятки ключа
r=55мм – Радіус отвору конічного колеса
r1=12мм – радіус середньої початкової окружності конічної шестерні
[pic]=10(25’ – половина кута при вершині початкового конуса шестерні
zШ=10 – число зуб’їв шестерні
r2=85мм – радіус середньої початкової окружності конічного колеса
[pic]=90-[pic] - половина кута при вершині початкового конуса колеса
zK=77 – число зуб’їв колеса
[pic]=25(35’ – кут зачеплення
rСР=75мм – середній радіус-вектор витків спіралі
t=952(38’’) – крок спіралі
[pic]=1(12’ – середній кут підйому витків спіралі.
нші розрахунковві параметри:
Q=25кгс – вихідна сила на рукоятці ключа
P Pr Ps – окружна радіальна осьова сили в зачепленні конічної
пари прикладені в середині зуба та направлені від колеса до шестерні
P1 W1 – окружна та радіальна сили що діють в зачепленні витка
спіралі із зубом рейки кулачка та направлені від спіралі на кулачок
W – сумарна сила зажиму в патроні
in – передаточне відношення переміщень патрона
[pic] - ККД патрона.
Прийняті ККД та коефіцієнти тертя:
[pic]- 096 – ККД зачеплення конічної шестерні з колесом
f=015 – коефіцієнт тертя плоскої пари сталь по чавуну
f1=tg[pic]=01 – коефіцієнт тертя плоскої пари сталь по сталі
[pic]=5(43’ – кут тертя пари сталь по сталі.
Механізм патрона складається з трьох елементарних силових механізмів:
) важільного з плечами l та r1 що взяті відносно осі шестерні
) другого важільного з плечами r2 та rСР що взяті відносно осі
) центруючого клиноплунжерного в котрому клиновими парами є витки
спіралі та зуб’я рейок на кулачках а плунжерними – три кулачка що
ковзають в напрямі корпуса патрона.
) Рівняння сил механізму патрона в загалному вигляді [6.1]:
W=25(096i1i2i3=24i1i2i3
де i1 i2 i3 – передаточні відношення сил важільних та цетруючого
клиноплунжерного механізму.
Передаточне відношення сил
Розраховуємо силу затиску що може розвинути патрон при прикладенні
сили до ключа Q=25кгс:
W=24(164(089(665=2330кгс
КНУ.РГР.6.050502.13.13.ВСП
Вибір стандартного пристрою