Технологический процесс изготовления шпинделя токарного станка (стр. 16 из 22)
Из диапазона соотношений принимаем меньшие. В нашем случае:
=538 H, Ph= 
= 162H, 
= 
= 458H.10.3 Расчет усилий зажима
Схема закрепления заготовки, включающая схему установки заготовки. разработанную на основе теоретической схемы базирования, и схему составляющих силы резания для наихудшего случая их расположения представлена на рис.10.2.
Схема закрепления заготовки
Рис.10.2
Определяем коэффициент запаса К по [24,c.382]:
(10.3.)где, К0 – гарантированный коэффициент запаса, К0=1,5;
К1 – коэффициент, учитывающий неравномерность припуска, К1=1,2;
К2 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при затуплении инструмента К2 =1,2;
К3 – коэффициент, учитывающий прерывистость резания, К3=1;
К4 – коэффициент, учитывающий постоянство сил закрепления, для механизированных ЗМ К4= 1;
К5 – коэффициент, учитывающий эргономику немеханизированного ЗМ, К5=1;
К6 – коэффициент, учитывающий наличие моментов стремящихся повернуть заготовку вокруг своей оси, К6=1,5.
Подставляя в формулу 10.3., получим
K=1,5 . 1,2 . 1,2 . 1 . 1 . 1 . 1,5 =3,24
При расположении зуба фрезы в точке В сила Ph стремиться провернуть заготовку относительно точки О1, создавая момент, равный:
(10.4.)Повороту заготовки препятствуют силы трения Т , Т’ , Т1 и Т2, возникающие за счет прижима заготовки к призмам:
Т=R.f(10.5.)
где, f – коэффициенты трения в контакте призмы и прижима с заготовкой; принимаем f=f’=f1=f2=0,16.
Момент закрепления будет составлять:
(10.6.)Подставляя выражения (10.5.) в (10.6.), получим:
r1 и r2 – радиусы поверхностей устанавливаемых на призмы.
Приравняв
и 
и введя коэффициент запаса, получим формулу для расчета силы зажима. 
(10.7.) 
Аналогичным образом определяется, величена силы зажима, необходимая для удержания заготовки от сдвига вдоль её оси под действием силы:
=Рh (10.8.)Сдвигу заготовки препятствуют силы трения Т , Т’ , Т1 и Т2, возникающие за счет прижима заготовки к призме. Сила закрепления будет составлять:
;
(10.9.)Приравняв
и 
и введя коэффициент запаса, получим формулу для расчета силы зажима: 
Н (10.10.) 
НИз расчетов видно, что W’>>W’’, следовательно, для дальнейших расчетов принимаем W=W’=1606 Н.
10.4 Расчет зажимного механизма
Зажимной механизм, используемый в приспособлении показан на рис.10.3.
Зажимной механизм
Рис. 10.3.
Усилие W1, создаваемое пневмоцилиндром определяем из уравнения:
W1=cosb.Q(10.11.)
Сила зажима детали:
(10.12.)где, А, Б – длина плеч рычажного механизма (прихвата). А и Б определяем из компоновочной схемы: А=90мм, Б=120мм.
Находим усилие на штоке Q: 
(10.13.) 
10.5 Расчет силового привода
В качестве силового привода выбираем двухсторонний пневмоцилиндр. Диаметр поршня определяем по формуле:
, мм (10.14.)где, Q – усилие на штоке, Н;
р – усилие сжатого воздуха, р=0,63МПа;
h = 0,9 – КПД гидроцилиндра.
мм. Принимаем D = 80мм.Погрешность установки шпинделя в приспособлении
∆εу=0,5 TD(1+1/sin α), мм (10.15.)
∆εу =0,5 0,14(1+1/sin90) = 0,14мм
10.6 Описание приспособления
СНП предназначено для базирования и закрепления заготовок цилиндрической формы при выполнении мелких фрезерных работ: фрезерование шпоночных, сегментных пазов, лысок и т.д на вертикально-фрезерном консольном станке с ЧПУ 6Р13РФ3.
Приспособление содержит основание 6 и плиту 8 на которых закрепляются установочные элементы выполненные в виде призм 10 и осевого упора – уголка 12 с опорой 27. Плита 8 имеет возможность осевого перемещения по направляющей в форме ласточкина хвоста. Зажимной рычажный механизм приспособления состоит из прижимов 9, рычагов 11, вилок 1,2 и четырех пневматических цилиндров двухстороннего действия.
Для базирования приспособления на столе станка применяются три шпонки 18 закрепленные в основание.
Приспособление работает следующим образом. На установочные элементы приспособления, в виде призмы и осевого упора, устанавливается заготовка до плотного касания с ними. При подаче сжатого воздуха в поршневую полость пневмоцилиндров рычаги поворачиваются, обеспечивая зажим заготовки.
Раскрепление заготовки производится в обратном порядке.
Переналадка приспособления осуществляется следующим образом:
1) в зависимости от длины заготовки плита 8 устанавливается в необходимое положение и закрепляется с помощью болтов. Точность положения плиты обеспечивается клином и винтом с буртиком.
2) при необходимости производится смена призм 10, которые базируются по коническим штифтам 33 и закрепляются с помощью болтов 19.
3) в качестве места для установки осевого упора может быть использован
Т-образный паз выполненный в основании 6.
11. ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКОГО УЧАСТКА
11.1 Исходные данные
Необходимо спроектировать механический участок для обработки детали «Шпиндель».
Годовая программа выпуска деталей Nг= 10000 шт.
Участок работает в 2 смены по 8 часов. Тип производства – среднесерийный.
Техпроцесс изготовления детали с указанием номеров, наименований операций и штучного времени представлен в табл.11.1.
Таблица 11.1.
Технологический процесс изготовления «Шпинделя»
| Базовый вариант | Проектный вариант | ||||||
| № оп. | Наименование операции | Модель оборудования | Тшт мин | № оп | Наименование операции | Модель оборудования | Тшт мин |
| 10 | Фрезерно-центровальная | МР-73М | 2,55 | 10 | Фрезерно-центровальная | МР-73М | 2,55 |
| 20 | Токарная | 16К20 | 24,1 | 20 | Токарная | 16К20Ф305 | 17,41 |
| 30 | Сверлильная | ОС-5222 | 8,56 | 30 | Сверлильная | ОС-5222 | 8,56 |
| 40 | Токарная | 16К20 | 13,6 | 40 | Токарная | 16К20Ф305 | 9,81 |
| 50 | Фрезерная | 6Р13РФ3 | 6,15 | 50 | Фрезерная | 6Р13РФ3 | 6,15 |
| 70 | Токарная | 16К20 | 5,3 | 70 | Токарная | 16К20Ф305 | 3,46 |
| 80 | Многоцелевая | 6906ВФ3 | 8,42 | 80 | Многоцелевая | 6906ВФ3 | 8,42 |
| 100 | Шлифовальная | 3925Р | 3,7 | 100 | Шлифовальная | 3925Р | 3,7 |
| 110 | Шлифовальная | 3М163Ф2Н1В | 6,97 | 110 | Шлифовальная | 3М163Ф2Н1В | 6,97 |
| 120 | Торцекруглошлифовальная | 3Т161 | 4,5 | 120 | Торцекруглошлифовальная | 3Т161 | 4,5 |
| 130 | Внутришлифовальная | 3А227 | 3,15 | 130 | Внутришлифовальная | 3А227 | 3,15 |
| 150 | Шлифовальная | 3925Р | 4,16 | 150 | Шлифовальная | 3925Р | 4,16 |
| 160 | Шлифовальная | 3М163Ф2Н1В | 5,63 | 160 | Шлифовальная | 3М163Ф2Н1В | 5,63 |
| 170 | Шлифовальная | 3Н163С | 7,58 | 170 | Суперфинишная | 3871К | 3,44 |
| 180 | Торцекруглошлифовальная | ХШ4-11П | 4,79 | 180 | Торцекруглошлифовальная | ХШ4-11П | 4,79 |
| 190 | Внутришлифовальная | СШ-37 | 2,19 | 190 | Внутришлифовальная | СШ-37 | 2,19 |
| 200 | Моечная | Моечная установка | 1,0 | 200 | Моечная | Моечная установка | 1,0 |
| 210 | Контрольная | Специальная контрольная установка | 2,5 | 210 | Контрольная | Специальная контрольная установка | 2,5 |
 =114,35 |  =98,39 | ||||||
11.2 Годовая программа запуска изделий: