Проектирование кулачковых самоцентрирующих патронов

ТОЛЬЯТТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Технология машиностроения»

ПРОЕКТИРОВАНИЕ КУЛАЧКОВЫХ САМОЦЕНТРИРУЮЩИХ ПАТРОНОВ

Курсовая работа по дисциплине «Технологическая оснастка»

 

Студент: Бережнов Е. П.

Группа: М-302

Преподаватель: Кучеров Андрей Олегович

ТОЛЬЯТТИ 2004г.

Цель курсовой работы – научиться проектировать станочные приспособления на примере разработки конструкции токарного самоцентрирующего трехкулачкового патрона.

Задачи курсового проекта:

ü  изучить конструкцию кулачкового патрона;

ü  разобраться в методике проектирования станочного приспособления;

ü  выполнить необходимые расчеты для проектирования патрона и силового привода к нему;

ü  разработать конструкцию токарного кулачкового самоцентрирующего патрона с механизированным приводом;

1.1 Сбор исходных данных

 

Операционный эскиз

Вид и материал заготовки – штамповка, сталь45.

Вид обработки – черновая.

Материал и геометрия режущей части инструмента – резец расточной из Т15К6 с

φ=60^о;

γ=-3^о;

λ=+5^о;

Режимы резания: глубина t=1.2мм, подача S=0,45мм/об.

Скорость резания определяем по формуле:

;

Т=60мин,

C_v=350

X=0.15

Y=0.35

M=0.20

м/мин

Металлорежущий станок – 16К20Ф3 (наибольший диаметр патрона – 200мм, внутренний конус шпинделя – Морзе 6.

1.2 Расчет сил резания

Расчет сил резания выполним по методике, изложенной в [3]. При внутреннем точении составляющие P_z, P_y силы резания рассчитываются по формуле:

,

где С_р, Х, У, n – постоянная и показатели степени для конкретных условий обработки. При обработке стали резцом, оснащенным пластиной из твердого сплава, равны:

- для расчета P_z

С_р=300, Х=1, У=0,75, n=-0,15

- для расчета P_у

С_р=243, Х=0,9, У=0,6, n=-0,3

Поправочный коэффициент Кр представляет собой произведение ряда коэффициентов, учитывающий фактические условия резания

Кр=Кмр^.Кφр^.Кγр^.Кλр

где Кмр=- коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости (n’=0,75 для стали [3]).

Кφр –коэффициент, учитывающий влияние угла в плане резца на силы.

Кγр - коэффициент, учитывающий влияние переднего угла резца на силы.

Кλр - коэффициент, учитывающий влияние угла наклона режущей кромки.

- для расчета Р_z:

Кφр=0,94, Кγр=1,1, Кλр=1

- для расчета Р_у:

Кφр=0,77, Кγр=1,4, Кλр=1,25

Кмр=

Крz=1^.0,94^.1,1^.1=1,034

Кру=1^.0,77^.1,4^.1,25=1,3475

1.3 Расчет усилия зажима

В процессе обработки заготовки на нее воздействует система сил. С одной стороны действует составляющие силы резания, с другой – сила зажима препятствующая этому. Из условия равновесия моментов данных сил и с учетом коэффициента запаса определяются необходимые зажимное и исходное усилия.

Суммарный крутящий момент от касательной составляющей силы резания, стремящейся провернуть заготовку в кулачках равен:

Повороту заготовки препятствует момент силы зажима, определяемый следующим образом:

Из равенства Мр’ и Mз’ определяем необходимое усилие зажима, препятствующее повороту заготовки в кулачках.

 где

d₁=62.6мм, d₂=102мм, Pz=2277Н, f=0,4

К=К_о^.К₁^.К₂^.К₃^.К₄^.К₅^.К₆

- для расчета W’

Ко=1,5, К₁=1,2, К₂=1, К₃ =1, К₄=1, К₅ =1, К₆=1.

К=1,8

- для расчета W’’

Ко=1,5, К₁=1,2, К₂=1.4, К₃ =1, К₄=1, К₅ =1, К₆=1.

К=2.52

Сила Ру стремится вывернуть заготовку из кулачков.

Данному моменту препятствует момент от силы зажима

Необходимая сила зажима равна:

, где

d₂=102мм, Pу=854Н, f=0,4, l=105мм, К=2,52

Для дальнейших расчетов принимаем наихудший случай

W=12828.6H

Величина усилия зажима W₁ прикладываемая к постоянным кулачкам несколько увеличивается по сравнению с усилием W и рассчитывается по формуле:

где l_k- вылет кулачка, расстояние от середины рабочей поверхности сменного кулачка до середины направляющей постоянного кулачка.

Н_к – длина направляющей постоянного кулачка, мм.

f – коэффициент трения в направляющих постоянного кулачка и корпуса

в_с=30мм, - толщина сменного кулачка,

в_к+в_з=20+30=50мм, - толщина постоянного кулачка

В_к=40мм, - ширина направляющей постоянного кулачка

В₁=25мм, - ширина сменного кулачка

Н_к=80мм

l_k=62мм

f=0,1

Подставим исходные данные в формулу: