Режимы резания

1.4 Режимы резания

Точение предварительное

Нарезание резьбы

Зубофрезерная операция

На основании выполненных расчетах. Мы выбираем большую силу которая будет действовать при обработке. Это будет операция точение предварительное Pz=2783Н. На примере точения посмотрим влияния размеров на действующую силу. Дальнейшие расчеты будем производить по предварительное точение.

Рисунок 1 – Влияние размеров заготовки на действующую силу.

2.  Теоретическая схема базирования и анализ погрешности базирования

Рисунок 2 – Теоретическая схема базирования

Данная схема базирования лишает заготовку 5 степеней свободы. Поэтому погрешности базирования по осям.

По оси ОХ:

По оси ОУ:

По оси ОZ:

3.  Схема и расчет силы закрепления

Рисунок 3 – Схема сил закрепления

Схема сил, действующих на заготовку в процессе обработки, представлена на рис.3.

Составим уравнения.

Mox=n*Fтр1*(D/2) – Pz*(D/2)=0,

Pox=n*Fтр2 – Px=0,

Fтр=f*Q,

где Fтр – сила трения, Н

f – коэффициент трения, f=0,3

Q – сила закрепления, Н

где k – коэффициент запаса;

k₀ – гарантированный коэффициент запаса;

k₁ – коэффициент учитывающий изменения силы резания;

k₂ – коэффициент учитывающий возрастание сил резания при затуплении инструмента;

k₃, k₄, k₅, k₆ – коэффициенты учитывающие специфику условий

закрепления и обработки заготовки.

Сила закрепления не будет зависит от параметров заготовки(детали).

4.  Расчет и выбор привода

Так как сила закрепления Q=5448Н, то выбираем гидропривод.

Усилие на штоке W=Q=5448Н.

Диаметр штока

Принимаем диаметр штока D=32мм, остальные параметры гидроцилиндра принимаются конструктивно.

5. Расчеты на прочность

В данной работе общие законы расчетов на прочность рассматривают в приложении к конкретным деталям и придают им форму инженерных расчетов.

Кроме обычных видов разрушения (поломок) деталей, наблюдаются случаи разрушения поверхности деталей, которые связанны с контактными напряжениями. Контактные напряжения возникают вместе соприкасания двух деталей: ролика (18) и конуса втулки (16), когда размеры площадки касания малы по сравнению с размерами деталей.

Схема нагружения шарика.

Расчетное условие контактной выносливости шарика (ниже приводятся (без вывода) и объясняются те формулы, которые используются в дальнейшем как исходные для выполнения расчета по контактной выносливости):

где σ_Н – величина контактных напряжений, МПа.

здесь т– коэффициент зависящий от формы тел качения, т=0,1;

Fп – сила прижатия, нормальная к поверхности контакта, Н:

,

где Fш – усилие на штоке, Fш = 2800Н, α =15˚,

;

Eпр – приведенный модуль упругости:

,

где Е₁, Е₂ – модули упругости. Так как и шарик и втулка стальные, то Е₁=Е₂=2·10⁵ МПа, следовательно Е_пр = Е₁ = 2·10⁵ МПа;

 - приведенный радиус кривизны контактирующих тел, мм:

где R₁, R₂ – радиусы кривизны в точке контакта, R₁=2,5 мм, R₂=.

МПа;

[σ_Н] – допускаемое напряжение, для закаленной стали твердостью 60HRC при начальном контакте в точке [σ_Н] = 2000МПа.

МПа, следовательно контактная выносливость шарика обеспечена.

Закрепление корпуса патрона на станке осуществляется при движении штока вправо, при этом сухарик скользит по конусному, а затем цилиндрическому участку постепенно прижимаясь к корпусу, сухарик при этом испытывает напряжения смятия (размеры площади контакта сопоставимы с размерами контактирующих тел).

Расчетное условие:

где  - напряжение смятия, МПа:

где F - сила прижатия, нормальная к поверхности контакта, Н

,

где Fз – сила закрепления, Fз = 2800Н; α =45˚,

А – площадь сопротивления смятию, мм²

А = ,

где d – диаметр сухаря, d = 4 мм.

А = мм².

МПа;

[] – допустимое напряжение смятия, [] = 150 МПа.

МПа, сопротивление детали смятию обеспечивается

Болтовое соединение рассчитываем на срез.

Схема к расчету болтового соединения

Условие прочности на срез

,

где F – сила действующая на болт, Н;

d – диаметр болта, мм;

z – количество болтов.

МПа

допускаемое напряжения,

147<160МПа, сопротивление детали срезу обеспечивается

Болтовое соединение рассчитывается на смятие

Условие прочности на смятие

где  - напряжение смятия, МПа

где F – сила действующая на болт, Н;

dб – диаметр болта, мм;

δ – толщина стенки, мм.

[] – допустимое напряжение смятия, [] = 150 МПа.

МПа, сопротивление детали смятию обеспечивается.

Эпюра нагружения

Расчет на прочность штифтового соединения.

Схема к расчету штифтового соединения

Расчет на прочность штифтового соединения на срез:

Условие прочности на срез

,

где F – сила действующая на штифт, Н;

dш – диаметр штифта, мм;

z – количество штифтов.

МПа

допускаемое напряжения,

110<160МПа, сопротивление детали срезу обеспечивается

Штифтовое соединение рассчитывается на смятие

Условие прочности на смятие

где  - напряжение смятия, МПа

где F – сила действующая на штифт, Н;

dш – диаметр штифта, мм;

δ – толщина стенки, мм.

[] – допустимое напряжение смятия, [] = 150 МПа.

МПа, сопротивление детали смятию обеспечивается.

Эпюра нагружения

Расчет на прочность шлицевого соединения

Схема к расчету шлицевого соединения

Расчет шлицевого соединения на смятие

Условие смятие

Мк=87,67Нмм

где z – число шлицев z=8;

h – высота поверхности контакта

D – наружный диаметр втулки, мм

D – внутренний диаметр отверстия, мм

[] – допустимое напряжение среза

Ψ – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения

нагрузки по шлицам ψ=0,7-0,8

Нмм, сопротивление детали смятия обеспечивается.

На срез не будет считаться, так как действующая сила на шлицы действует равномерно по всей поверхности.