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=60о;
γ=-3о;
λ=+5о;
Режимы резания: глубина t=1.2мм, подача S=0,45мм/об.
Скорость резания определяем по формуле:
;
Т=60мин,
Cv=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 Pz, Py силы резания рассчитываются по формуле:
,
где Ср, Х, У, n – постоянная и показатели степени для конкретных условий обработки. При обработке стали резцом, оснащенным пластиной из твердого сплава, равны:
- для расчета Pz
Ср=300, Х=1, У=0,75, n=-0,15
- для расчета Pу
Ср=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 Рz:
Кφр=0,94, Кγр=1,1, Кλр=1
- для расчета Ру:
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=Ко.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 lk - вылет кулачка, расстояние от середины рабочей поверхности сменного кулачка до середины направляющей постоянного кулачка.
Нк – длина направляющей постоянного кулачка, мм.
f – коэффициент трения в направляющих постоянного кулачка и корпуса
вс=30мм, - толщина сменного кулачка,
вк+вз=20+30=50мм, - толщина постоянного кулачка
Вк=40мм, - ширина направляющей постоянного кулачка
В1=25мм, - ширина сменного кулачка
Нк=80мм
lk=62мм
f=0,1
Подставим исходные данные в формулу:
1.4 Расчет зажимного механизма патрона
Приступая к расчету зажимного механизма необходимо определиться с его конструкцией. ............
