Приспособление (кондуктор) предназначено для сверления трех отверстий Ø13Н14, расположенных на расстоянии друг от друга в детали «Крышка КЗК 0202118» на вертикально-сверлильном станке модели 2Н135.
Приспособление одноместное с ручным приводом.
К основным элементам приспособления относится корпус 1, который представляет собой сварной корпус, состоящий из нижней и верхней плиты. Материалом корпуса является сталь Ст 3 ГОСТ 380 – 88.
К установочным элементам приспособления относятся: опора 10 изготовленные из стали 40Х ГОСТ 4543 – 71. Опора устанавливается на диске 14 и поворачивается вместе с кольцом. К установочным элементам относятся также базирующая призма 19, которая направляется 18 с помощью винта 17. В опоре 10 отфрезерованы три паза для выхода сверла.
К зажимным элементам относятся винт на оси 12, гайка 32, быстросменная шайба 11. Зажим детали осуществляется через кондукторную плиту 12 и запрессованные в нее три опоры. Кондукторная плита относится к направляющим элементом приспособления, в нее запрессовываются три закаленных втулки, которые вставляются быстросменные втулки, (т.к. приспособление применяется для нескольких деталей). Быстросменные втулки крепятся винтом. В конструкцию входит делительный механизм делительный диск скрепленный с осью 12 и штифтом 5, фиксатор 23 установлен на оси 41 и находится под воздействием пружины 49. Делительный диск имеет три паза для сверления отверстий.
К вспомогательным элементам относят ремболты 36 для установки приспособления на столе станка.
Принцип работы – приспособление устанавливается и крепится на столе четырьмя болтовыми соединениями. В исходном положении быстросменная шайба снята, кондукторная плита откинута. Деталь устанавливается на опору Ø120h8 и торцом – на ширину заготовки опускается кондукторная плита, одевается быстросменная шайба, гайкой 32 деталь закрепляется, производится сверление. После этого фиксатор выводится из паза, поворачиваем часть приспособления вместе с деталью и кондукторной плитой поворачиваем относительно оси 12 до попадания фиксатора в паз во второй паз делительного диска производится сверление второго отверстия и т.д.
Расчет на точность
Точность приспособления определяется величиной погрешности установки деталей в приспособлении.
На данной операции (040 вертикально-сверлильная) выдерживаются два размера: Ø13Н14 и 0,08.
Точность размера Ø13Н14 обеспечивается режущим инструментом (сверлом) и не зависит от точности приспособления.
Тобр = 0,108 мм и зависит от точности приспособления
Погрешность установки заготовки в приспособлении Еуст, определяется по формуле:
; (3.2.1.1)
где К1 - коэффициент, учитывающий закон распределения составляющих погрешностей. Принимаем К1 = 1, т. к. составляющие погрешности подчиняются
закону нормального распределения, а их количество достаточно велико.
К2 - коэффициент, учитывающий уменьшение погрешности базирования при работе на настроенных станках. Принимаем К2 = 0,8.
Еб - погрешность базирования. Еб = 0,128 мм.
Ез - погрешность закрепления. Находим в зависимости от вида зажимного устройства, установочных элементов и размера детали, по которому осуществляется зажим: Ез = 100 мкм = 0,1 мм.
Еу- погрешность установки приспособления на столе станка. Еу = 0, т.к. обеспечен надежный контакт приспособления со столом станка, а обработка деталей ведется без перестановки приспособления.
Епр - погрешность изготовления деталей приспособления. Определяем по чертежу: Епр = 0,02 мм.
Еи - погрешность положения детали, вызванная износом установочных элементов: Еи = u,
где и - износ установочных элементов, мкм.
В свою очередь u, определяется по формуле:
(3.2.1.2)
где и0 - средний износ установочных элементов; для чугунной заготовки при базовом числе установок N0 = 100 000 шт: u0 = 40 мкм.
k1, k2, k3, k4 - коэффициенты, учитывающие влияние на износ установочных элементов соответственно материала заготовки, оборудования, условий обработки и числа установок заготовки: k1 = 0,97; k2 = 1; k3 = 0,94; k4 = =2,4.
N - число установок заготовки (программа выпуска): N = 10 000 шт.
Находим значение Еи, по формуле 3.2.1.2:
Епи - погрешность от перекоса и смещения режущего инструмента, определяется по формуле:
(3.2.1.3)
где S - максимальный диаметральный зазор между кондукторной втулкой и сверлом, который определяем в следующей последовательности.
Находим предельные отклонения для сверла общего назначения Ø13:
es = 0 мкм ei = - 27 мкм
Находим предельные отклонения для кондукторной втулки Ø13 F7:
ЕS = + 34 мкм ЕI = + 16 мкм
Строим схему полей допусков для сверла и кондукторной втулки и определяем максимальный диаметральный зазор: S = 61 мкм.
Рисунок 3.2.1.1 - Схема полей допусков сверла и кондукторной втулки
Размеры m, l, l1 определяем по чертежу: m = 8 мм, l = 13 мм, l1 = 9 мм.
Определяем Епи по формуле 3, подставив полученные значения:
Определяем Еуст, подставив в формулу 3.2.1.1 всех составляющих:
Погрешность установки детали в приспособление, равная 0,174 мм не превышает допуск на обрабатываемый размер, равный 0,180 мм, т.е. Еуст<Тобр, следовательно, приспособление будет обеспечивать заданную точность обработки.
Расчет зажимного механизма
При сверлении отверстия на деталь действует осевая сила Ро, сила зажима W и сила трения между деталью и зажимными элементами (коэффициент трения f1), а также между деталью и установочными элементами (коэффициент трения f2).
Рисунок 3.2.2.1 - Схема действия сил.
Зажимное устройство приспособления должно обеспечить такую силу зажима W, которая предотвращает сдвиг детали от действия осевой силы Ро.
В соответствии со схемой действия сил находим расчетную формулу для определения требуемой силы зажима W, Н:
(3.2.2.1)
где К - коэффициент запаса;
f1, f2 - коэффициенты трения;
Ро - осевая сила.
Расчет коэффициента запаса К применительно к конкретным условиям обработки производится по формуле:
(3.2.2.2)
где К0 = 1,5 - гарантированный коэффициент запаса;
К1 = 1,0 - для чистовой поверхности заготовки;
К2 = 1,0 - учитывает увеличение силы резания из-за прогрессирующего затупления инструмента;
К3 = 1,0 - учитывает увеличение силы резания при прерывистом резании;
К4 = 1,3 - учитывает непостоянство силы зажима при ручном приводе;
К5 = 1,0 - при удобном расположении и молом угле поворота рукоятки ручного зажима;
К6 = 1,0 - при установке детали базовой плоскостью на опоры с ограниченной поверхностью контакта.
Коэффициент запаса К определяем по формуле 3.2.2.2:
Принимаем К = 2,9.
Коэффициент трения между деталью и зажимными элементами f1 определяем по табл. 97: f1 = 0,25.
Коэффициент трения между деталью и установочными элементами f2 определяем по табл. 96: f2 = 0,15.
Величину осевой силы Ро, Н, при сверлении определяем по формуле:
(3.2.2.3)
Ср = 68; q = 1; у = 0,7; Кр = 1
Определяем осевую силу по формуле 3.2.2.3:
Определяем силу зажима W, Н, предотвращающую сдвиг детали под действием осевой силы Ро по формуле 3.2.2.1:
Расчет основных параметров зажимного механизма.
Основным параметром зажимного механизма сверлильного приспособления является наружный диаметр резьбы винта и длина гаечного ключа, с помощью которого создается крутящий момент М, необходимый для обеспечения требуемой силы зажима W заготовки. Схема винтового зажимного механизма показан на рисунке 3.2.2.2.