Розробка технологічного процесу обробки диску 07 02 00 в умовах дрібносерійного виробництва (стр. 7 из 8)

8.В данному курсовому проекті розробляється конструкція зажимногомеханізму супутника.

3.1.1. Опис роботи та принцип дії пристрою

Заготовка деталі встановлюється на установочну базу – три упора з одночасним центруванням на підпружиненому кільці по поверхні Ш80Н7.

Заготовка провертається по часовій стрілці до упора до упорної бази, яка виконана у вигляді упорного штифта. Для застереження зміщення – заготовка зажимається прихватами. Прихвати управляються конічними кулачками, які змінюють свій осьовий розмір в залежності від кутового положення. Кутове положення кулачка змінюється шляхом розвороту рукоятки поз.11.

Розміщення прихвату вибрано таким чином, що зусилля зажиму направлено чітко над упором – це застерігає від перекосу заготовки при закріпленні. Ричажна система прихвату має співвідношення плеч ричагів 1:1, що є зусилля, що розвивається на конічному кулачці передається в співвідношенні 1:1 на заготовку, яка закріпляється.

3.1.2. Розрахунок необхідної сили затиску деталі

3.1.2.1. Підберемо параметри пружини кільця, що центруємо

На рис. 3.1.1. показана розрахункова схема підбору геометричних розмірів пружини стискання.

Рис.3.1.1.

Пружина підбирається таким чином, щоб стискатися під масою заготовки на 90%, подальше дотискання виконується завдяки ексцентриковим циліндричним прихватам. Така умова забезпечує найкращі умови центрування заготовки по внутрішньому діаметру. Маса заготовки 72,3кг; зусилля: F=м g =72,3х9,8=708,5Н (3.1)

Зусилля повного стиснення пружини: F_енс = м_загх1,1хg; де ш_заг- маса заготовки, 1,1 – коефіцієнт, який враховує 10% збільшення нагрузки; g – прискорення вільного падіння;

F_сис= 72,3 х 1,1 х 9,8=779,4Н;

Відповідно, зусилля, додатково нагружаєме ексцентриковим циліндричним прихватом:

Qпр = 1/nx ш_з х 0,1 х g (3.2)

Де: n – число прихватів, n=3;

м_з – маса заготовки , ш_з= 72,3 кг.

0,1 – коефіцієнт, який враховує 10% залишкове натяжіння пружини;

g – прискорення вільного падіння.

Qпр = 1/3 x 72,3 х 0,1 х 9,8 = 23,6Н

З формули для максимальної напруги в пружині [7, стор.120] знаходимо необхідний діаметр проволоки:

d =

(3.3)

Межа міцності пружинної проволоки для класу П та ПА (ГОСТ 9389-75) не менше, чим 1800МПа; приймаємо відповідно з ГОСТ 13764 допустиму напругу [τк] = 0,3δb= 0,3 х 1800 = 540 МПа;

F – максимальне зусилля дії на пружину; Fсж=779,4Н;

Dср – середній діаметр пружини, призначаємо конструктивно: Dер=30мм;

К – поправочний коефіцієнт, К=1,2.

d =

= 3,96мм;

Приймаємо пружину №416 (ГОСТ 13767-86) з параметрами d= 4,0мм, d=32мм.

Відповідно з умовою розрахунку при стисненні на 4мм зміна зусилля пружини дорівнює:779,4 – 708,5 = 70,9Н;

Звідси необхідна жорсткість пружини:

С=

=17,7 Н/мм

Визначаємо необхідне число робочих витків:

n=

(3.4)

де: G – модуль пружності; G = 8 х 10⁴;

n=

=9,35 9,4;

Повне число витків: n=1,5=9,4+1,5=10,9

Для розрахунків висоти пружини в вільному стані, найдемо найбільшу деформацію:

f=

= =44мм (3.5.)

При найбільшому зазорі між витками – 0,5мм в вільному стані крок дорівнює:

Р=0,5+f/ n+ d=0,5+44/9,4+4=9,1мм (3.6)

Висота пружини в вільному стані:

Н=пр+d=9,4 х 9,1 +4 = 89,5мм

3.1.2.2. Розрахунок необхідної сили затиску деталі

Для розрахунку необхідної сили зажиму деталі, розраховуємо відповідні сили різання на операціях, які виконуються вказаним способом закріплення деталі.

Найбільш енергоміскою та призводящої до виникнення найбільших зусиль різання є операція фрезерування.

В розділі визначення режимів різання для вказаного випадку було визначено зусилля різання; окружна сила при фрезеруванні: Pz=1951,5Н.

Покажемо схему направлення сил при фрезеруванні на рис. 3.1.2.

Рис.3.1.2

Випишемо співвідношення сил Ру та Рх (на рис. 3.1.2 сила Рх проектується в точку):

Ру : Рz = 0,9;

Рх : Рz = 0,5.

Зусилля зажиму повинно перешкоджати зміщенню деталі відносно опор. Направлення обертання вибрано таким чином, щоб окружне зусилля прижимало заготовку до опорної поверхні, тим самим зменшуючи зусилля зажиму.

Осьове Rх та радикальне зусилля прагнуть здвинути заготовку, визначимо зусилля зажиму деталі з умови нерухомості відносно вказаних сил.

На рис.3.1.3 покажемо розрахункову схему визначення необхідного зусилля зажиму.

Рис. 3.1.3

Р =

= 1,02Pz = Pz;

Визначаємо зусилля зажиму в співвідношенні:

Qзат=

(3.7)

Де: К – коефіцієнт заносу, к=1,2;

f – коефіцієнт тертя, для сталі f=0,1

Q=

= 23418 Н;

Зусилля, яке приходиться на один з трьох затисків:

Q_заж.=

= = 7806Н; (3.8)

Окружне зусилля не враховуємо, рахуючи, що воно приведе до збільшення коефіцієнту заноса К.

Визначаємо зусилля затиску, яке розвивається клиновим циліндром механізму. Для забезпечення самогальмування кут підйому клину

<12є, приймаємо <10є.

Визначаємо зусилля затиску:

Qзаж=

;

де: Р- зусилля, яке прикладене до рукоятки, Н, Р=100Н;

L – плече рукоятки, L = 150мм;

r – середній радіус клинового кулачка, r=30мм;

ά – кут підйому клина, ά=10є;

g – кут тертя на поверхні контакту клинового кулачка з коромислом; g=6є.

Qзаж=

=8374Н;

Що й забезпечує нерухомість деталі при обробці.

Визначаємо величину осьового підйому клина при повороті циліндричного клину на 360є:

Рис. 3.1.4.

h = πdtgά = 94,2 xtg10є = 16,6 мм;

При співвідношення плеч прихвату 1:1 вказаної величини осьового переміщення достатньо (h_min = 4мм).

3.1.3. Розрахунок на міцність слабкої ланки

Слабкою ланкою пристрою являється коромисловий прижим. Необхідно визначити величину напруги в кожній точці прижиму і по допустимим напругам зробити висновок про роботоздатність.

Покажемо схему навантаження коромислового прихвату.

Схема дії сил в коромисловому зажимі

Рис. 3.1.5

Моз = Qзаж х lz = 8374 х 0,062 = 519 Нм (3.9)

Розрахуємо необхідний розмір поперечного зрізу ричала в точці „В”

Момент опору:

W =

=692мм³ (3.10)

Знайдемо висоту поперечного зрізу з формули:

;

h =

=12,9мм 13мм (3.11)

З цього видно, що поперечний розтин коромислового прижиму повинен бути 10х13мм. В дійсності h=35мм, що значно перевищує потрібне значення, чим забезпечує запас міцності.

3.2. Розробка конструкції контрольного пристрою

На кресленні КП.МТ.61МТ-07.00.00 зображено контрольний пристрій для контролю співосності бічних площин квадрату внутрішньому циліндричному отвору Ш80Н7, а також перпендикулярності та паралельності площин квадрата між собою.

Контрольний пристрій працює наступним чином:

Контрольна деталь встановлюється на план-шайбу поз.2 по посадці Ш80Н7/h6.

Контрольна деталь до планшайби не закріплюється, оскільки утримується в нерухомому положенні за рахунок своєї маси.

Планшайба може повертатися за рахунок позиціювання положення на 90°.

Поворот здійснюється за рахунок рукоятки поз.10, фіксація здійснюється стопором поз.12.

Планшайба закріплюються відносно корпуса по посадці з мінімальним зазором Ш80Н7/h6, що забезпечує вільне провертання без порушення розташування.

На штанзі поз.3 закріплені індикатори часового шипа. Вони рознесені один від одного на відстань – 100мм. Їх наконечники розміщені та закріплені в контрольній плитці поз.8, так розташування дозволяє контролювати відхилення розміщення та не включати відключення похибки формули.

При вертикальному розміщенні індикатори настроюються в нульовому положенні по контрольній деталі. Показники індикаторів повинні співпадати один з одним. При вимірюванні контрольної деталі різниця індикаторів показує відхилення від паралельності.