Расчет усилия зажима заготовки в приспособлении
На заготовку при обработке в приспособлении действуют:
· силы резания,
· объёмные силы (вес, центробежные и инерционные силы),
· силы зажима.
Под действием этих сил заготовка должна находиться в фиксированном положении и равновесии.
2.4.1 Расчёт режимов резания
Расчёт производим по формулам используя методику применительно к конкретному виду обработки.
При назначении элементов режимов резания учитываем характер обработки, тип и размеры инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования. Данные заносим в таблицу 2.1.
Таблица 2.1 - Исходные данные для расчета режимов резания
Тип и размеры инструмента
| Сверло спиральное с цилиндрическим хвостовиком диаметром10 мм. ГОСТ 4010-64
| Материал режущей части инструмента
| Р6М5
| Твердость материала
| 229 НВ
| Метод получения заготовки
| Прокат
| Состояние поверхности
| Предварительно-обработанная
| Наименование и модель станка
| 2Н125
| Диапазон частот вращения
шпинделя
| 45-2000 мин-1
| Диапазон подач
| 0,1-1,6 мм/об
| Мощность привода
| 2,2 кВт
|
На основании таблицы 2.1 производим расчет режимов резания на сверление отверстий диаметром 12 мм используя методику [8]
Определяем глубину резания. При сверлении глубина резания определяется по формуле (стр. 276)
t=0,5∙D мм; (2.4)
где:D – диаметр обрабатываемого отверстия,
t = 0,5∙10 = 5 мм;
Выбираем максимально допустимую на прочность сверла подачу. При D = 10 мм и HB≤ 229, подача 0,1 мм/об. По паспортным данным станка модели 2Н125 принимаем подачу равную 0,1 мм/об.
По эмпирической формуле определяем скорость резания (стр.276)
(2.5)
– коэффициент зависящий от обрабатываемого материала;
D – диаметр обрабатываемого отверстия, мм;
Т – период стойкости инструмента, мин;
S – подача при сверлении, мм/об;
– общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания;
q, m, y – показатели степени.
Значения коэффициентов и показателей степени выбираем из таблицы 28, стр. 278: Т=25.
Значение периода стойкости выбираем из таблицы 30. Выбираем T = 25 мин.
Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания
(2.6)
– коэффициент на обрабатываемый материал (см. табл. 1),
– коэффициент на инструментальный материал (см. табл. 6)
– коэффициент, учитывающий глубину сверления (см. табл.31).
= nv, (2.7)
где: nv– показатель степени; nv = -0,9; ; ;(табл. 2 стр. 359)
= -0,9=0,78,
По выбранным данным выбираем скорость резания:
Определяем частоту вращения шпинделя станка и корректируем по паспортным данным
(2.8)
Принимаем из паспортных данных станка модели 2Н125: n = 355 об/мин, которые соответствуют действительным данным.
2.4.2 Расчёт сил резания
Находим крутящий момент и осевую силу .
(2.9)
– крутящий момент, Н·м
– коэффициент зависящий от крутящего момента;
D – диаметр обрабатываемого отверстия, мм;
S – подача при сверлении, мм/об;
– коэффициент, учитывающий фактические условия обработки;
q, y – показатели степени.
Значения коэффициентов и показателей степени выбираем из табл. 32.
Выбираем .
Коэффициент, учитывающий фактические условия резания
;
–коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости (табл. 9);
Тогда
(2.10)
– коэффициент зависящий от силы резания;
D – диаметр обрабатываемого отверстия, мм;
S – подача при сверлении, мм/об;
– коэффициент, учитывающий фактические условия обработки;
q, y - показатели степени. .
Тогда
Определяем мощность резания по формуле:
(2.11)
Определяем мощность на шпинделе станка
(2.12)
где: - мощность электродвигателя станка, кВт;
- КПД станка.
=2,24 кВт.
0,34 2,24
Условие выполняется.
Определяем время, затрачиваемое на резание:
(2.13)
Где:lр.х.- длина рабочего хода, мм; = 6 мм.
- длина перебега инструмента, мм; = 10,5 мм.
n - частота вращения шпинделя, об/мин; n = 1000 об/мин
S – откорректированная подача, мм/об; S = 0,1 мм/об
i – число рабочих ходов; i = 8
мин;
Определяем штучное время обработки детали по формуле:
Тшт. = φо∙То , (2.14)
где: То – основное время, мин;
Тшт= 1,72∙ 0,98 =1,68 мин.
2.4.3 Расчёт усилия зажима
Коэффициент запаса К, учитывающий нестабильность силовых воздействий на заготовку, вводят при вычислении силы Рз для обеспечения надежного закрепления:K = K0,K1,K2,K3,K4,K5,K6. Коэффициенты: К0 = 1,5 гарантированный коэффициент запаса; К1 учитывает увеличение сил резания из-за случайных неровностей на обрабатываемых поверхностях заготовок, при черновой обработке К1 = 1,2, при чистовой и отделочной К1 = 1,0; К2 учитывает увеличение сил резания вследствие затупления режущего инструмента (табл. 2). Коэффициент К3 учитывает увеличение сил резания при прерывистом резании. При прерывистом точении и торцевом фрезеровании Кз – 1,2; если резание является прерывистым, то К3 = 1,0. Коэффициент к4 характеризует постоянство силы, развиваемой ЗМ. Для ЗМ с немеханизированным приводом, а так же с пневмо- и гидроцилиндрами одностороннего действия к4 – 1,3. Если на силу закрепления влияют отклонения размеров заготовки, что имеет место при использовании пневмокамер, пневморычажных систем, приспособлений с упругими элементами (мембранных, гидропластмассовых и др.). К4 – 1,2. При использовании пневматических, гидравлических двухстороннего действия, магнитных, вакуумных и других ЗМ К4 – 1,0. Коэффициент К5 характеризует эргономику немеханизированного ЗМ. При неудобном расположении рукоятки и угле ее поворота более 90°. К5 – 1,2; при удобном расположении рукоятка и малом угле ее поворота К5 – 1,0. Коэффициент К6 учитывают только при наличии моментов, стремящихся повернуть заготовку, установленную плоской поверхностью. При установке заготовки плоской поверхностью на опорные штыри, расположение точек контакта постоянное (и известное) и К6 = 1,0. Если заготовка установлена на опорные пластины, то точки контакта расположении неопределенно и К6 = 1,5. Если в результате расчета коэффициент запаса К окажется меньше 2,5 принимают к = 2,5. Коэффициент трения f между заготовкой, упорами и зажимным механизмом СП см. табл. 3.
К=1,5∙1,2∙1,0∙1,0∙1,3∙1,0∙1,0=2,34;
Принимаем К = 2,5.
Усилие зажима заготовки определяем из условий равновесия сил, которые суммируются на основе рассмотрения схемы действия всех сил на заготовку, включая силы трения на поверхностях контакта заготовки с установочными и зажимными элементами.
Для составления уравнения моментов вычерчиваем эскиз заготовки, как показано на рисунке 2.1, на котором изображаем места приложения и направления сил, действующих на заготовку в процессе обработки.
Рисунок 2.1 – Схема усилия зажима.
Сила закрепления для данной схемы определяется по формуле:
W= (2.15)
где:k– коэффициент запаса,
++++++++++++++++++
W= =6994 H.
Так как усилие зажима больше силы резания, то будет обеспечен надежный зажим заготовки в приспособлении.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|