Специальные средства технологического оснащения.

6.1.1 Описание конструкции рабочего приспособления.

Приспособления-спутники в автоматических линиях (АЛ) используются главным образом для обработки деталей сложной конфигурации не имеющих базовых поверхностей для их ориентации и транспортирования непосредственно по направляющим транспортёра, либо выполняемых из непрочного материала, когда в процессе перемещения возможен значительный износ базовых поверхностей.

Приспособление - спутник-узел, в котором скомпонованы элементы базирования, фиксации и зажима, как обрабатываемых деталей, так и спутника в АЛ. Конструкция приспособления спутника обеспечивает точность и жесткость базирования детали, её надёжный прижим, исключающий упругие деформации, хорошие условия отвода спутника. Спутник имеет форму, удобную для транспортировки вдоль АЛ, надёжную фиксацию и закрепления на технологических позициях. Приспособление также отвечает следующим требования:

автоматизация и стабилизация усиления закрепления обрабатываемой
детали;

автоматизация и контроль стабильности базирования обрабатываемой
детали;

точное базирование и надёжное закрепление обрабатываемой детали в условиях многоинструментальной обработки, отличающиеся большими
усилиями резания;

выбор схемы закрепления обрабатываемой детали, обеспечивающий
обработку с максимального числа сторон;

компактность конструкций, обеспечивающая встройку в ограниченное пространство технологической позиции (в стационарное либо позиционирующее приспособление);

высокая степень унификации и стандартизация элементов конструкции (при значительном многообразии компоновок приспособлений);

взаимозаменяемость быстроизнашиваемых элементов конструкции (для базирования, ориентации, фиксации, направления режущего инструмента и др.);

обеспечение требуемой последовательности работы механизмов и
элементов приспособления в соответствии с циклограммой работы
автоматической линии;

высокая степень быстродействия;

максимальная механизация и автоматизация загрузки-разгрузки
обрабатываемой детали;

гарантированное обеспечение непопадания стружки на поверхности
базирования обрабатываемой детали;

высокая надёжность функционирования;

надёжная смазка и защита пар трения от попадания металлической
пыли и стружки.

Спутник относится к группе для базирования деталей (закрепление детали вместе со спутником производиться вместе на рабочих позициях АЛ) имеющих устойчивую базу.

Базирование детали в приспособление-спутник по плоскости и по наружной цилиндрической поверхности с фиксацией углового положения детали.

Крепление деталей в приспособление-спутник выполняется прихватами через винтовые самотормозящие пары. Прихват отличается простотой, надежностью конструкции, а также компактностью. Вращение винтовой пары осуществляется электродвигателем.

Вращающий момент от электродвигателя через вал (9) передает вращение через зубчатую пару (6/5). Зубчатое колесо (5) вращая вал (3) перемещает его в низ от заготовки, заставляя прижимать планкой (4) заготовку (1). Палец (7) мешает провернуться штоку (3) вокруг своей оси( рисунок 6.1).

6.1.2. Расчет рабочего приспособления.

Исходные данные:

Диаметр обрабатываемого отверстия    D_обр=12mm.

Длина детали для закрепления в спутнике L_В=100мм.

Материал детали 40Х.

Инструмент:

Спиральное сверло диаметром 12 мм. ГОСТ 886-77 из быстрорежущей стали Р6М5 с коническим хвостовиком.

Обработка с применением СОЖ.

Режимы резания:

Глубина резания   t=6 мм.

Подача S=0,12 мм.

Скорость резания V=15,l м/мин.

Частота вращения n=400 об/мин.

Для определения крутящего момента и осевой силы при сверлильной обработке по справочнику "Режимы резания" определяем исходные данные:

Для М_кр С_м=0,0345 g=2 y=0,8

Дополнительные исходные данные:

f_{тр 1}⁼f_{тр 2}⁼ 0,13 - коэффициент трения при контакте обработанных поверхностей с опорами и зажимным механизмом;

Ко= 1,5 - гарантированный коэффициент запаса;

K₁ - коэффициент учитывающий износ затупление инструмента;

K_{1 Мкр}=1,15;

к₂= 1,2 - коэффициент учитывающий изменение припуска черновой обработки;

K_общ =K₁K₂K₃

K_{общ Мкр} =1,5•1,15•1,2=2,07

                   Основные расчетные формулы.

Окружная составляющая силы резания для сверлильной операции: М_кр=10 С_мD^gS^yK_{общ Мкр}Kp=10•0,0345•12²•0,12^0,8•2,07•l,ll=10,lНм

где, к_р= ( σв / 750 )0,75=1,11 - коэффициент, учитывающей материал обрабатываемой заготовки.

Сила резания:

F = М_кр / r = 1,01 / 0,06 = 16,8 кг.

Условие не подвижности детали определяем уравнением моментов:

М^Σ_тр = K₃ М_рез

где М^Σ_тр - это суммарный момент трения от двух прижимов;

К₃ =2,5... 3 - коэффициент запаса.

М^Σ_тр= QfR₂+ QfR₂+ QfR₁+ QfR₁ = 2 Qf (R₂+ R₁)

M_peз = 4•F_p•R

2Qf(R₂+R₁)=K₃4F_pR

Q= К_з•4•F_p•R/ f • (R₂+ R₁) =2,07•4•16,8•74/2•0,15• (64 + 73) = 250 кг.

Расчет исходного усилия крутящего момента привода

1. по силе закрепления Q выбираем номинальный и средний диаметры и
шаг резьбы Р (по табл. 4, стр.17,Л.11):

М24хЗ   D_вн= 20,752 мм D_cp =22,051 мм.

2. угол подъема резьбы:

a=arctg Р/πD_ср= arctg 3/π•22,051 =2,4796° Приведенный угол трения в резьбе:

φ_пр=arctg 0,1/cosβ = arctg0,l/cos 30° = 6,58°

2•Q•f• (R₂+ R₁)=K₃-4-F_p-R

где β=30°- половина угла при вершине резьбы.

3. Вычисляем момент, который нужно приложить к винту для создания
силы закрепления Q:

M_кpQ(0,5 D_cptg(ά+ φ_пр)+ f₁ D_ц/3)=2500•(0,5*22,051 x

xtg(2,4796+6,58)+0,15•24/3) = 5274,0 Нмм - 0,5274 кгм,

где f₁ =0,15 - коэффициент трения.

4. Сила предварительного сжатия пружины предохранительной муфты,
предназначенной для передачи необходимого крутящего момента на винт:

Р_пр =М_кр/ r_cptg(ά ₃-φ₂)