Обрабатывание плоскости фрезерованием

Обрабатывание плоскости фрезерованием

ЗАДАНИЕ

Разработать УСПО немеханизированное.

Обрабатываются плоскости А и Б фрезерованием.

Закрепление по поверхности Г. Плоскость Г и два отверстия Ø16Н7 обработаны начисто.

При фрезеровании торцовой фрезой PZ=3000Н.

Рис. 1. Схема обработки

1.     
АНАЛИЗ И ВЫБОР СХЕМЫ БАЗИРОВАНИЯ

При обработке подобных деталей обычно используют две схемы базирования - в координатный угол и по плоскости и двум отверстиям. Эти две схемы позволяют позиционировать деталь относительно координат станка для обработки поверхностей А и Б. Учитывая условия задачи - базировать по плоскости основания и двум отверстиям, выбираем соответствующую схему базирования (рис. 2, а).

Рис. 2. Схемы базирования

2.      ВЫБОР И РАЗРАБОТКА УСТАНОВОЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Так как установку детали будем производить по чистовым поверхностям, то в качестве опор выбираем опорные пластины, дающие наименьшую погрешность базирования, с увеличенными размерами в плане для повышения их жесткости. Опоры выбираем исполнения 2 по ГОСТ 4743-68.

Количество опор выбираем следующее: по ширине детали - 2 (по одной с каждой стороны); по длине детали - 4 (по 2 с каждой стороны).

Установочные пальцы на приспособлении располагаем так, чтобы заготовка не касалась их буртиков, для чего применяем регулируемые опоры.

Силы закрепления направляем перпендикулярно опорной плоскости.

Определяем высоту направляющей части пальца Н во избежание заклинивания заготовки по формуле:

,

где ∆min - наименьший зазор между направляющим пояском срезанного пальца и отверстием заготовки.

;

Принимаем Н=2,5 мм.

Рис. 3. Схема съёма заготовки с двух пальцев

3.      РАСЧЁТ СИЛ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ЗАГОТОВКУ В ПРОЦЕССЕ ОБРАБОТКИ

Деталь обрабатывается торцевой фрезой, плоскости А, Б, одновременно. Сила резания Pz = 3000 Н.

Рис. 4. Схема сил резания при торцовом фрезеровании

Найдем силы Ph, Pv, Py (хотя её в расчетах не учитываем, т. к. они компенсируют друг друга) из следующих зависимостей:

;

:

.

4.      РАЗРАБОТКА СИЛОВОЙ СХЕМЫ И РАСЧЁТ СИЛЫ ЗАКРЕПЛЕНИЯ

Для определения силы закрепления составляем силовую схему и делаем расчеты на опрокидывание и сдвиг.

Рис. 5. Силовая схема

Обрабатываются цилиндрические выступы торцевым фрезерованием параллельно обе стороны одновременно на проход на фрезерном станке с горизонтальной осью шпинделя.

Силы резания имеют следующие значения Рy = 1575 Н, РГ = 1050 Н, Pv = 2700 Н, но сила Рy не учитывается, т. к. они направлены по одной оси навстречу друг другу.

Заготовка базируется по чистовым базам по плоскости основания и двум отверстиям, сила закрепления 2Q прижимает заготовку к пластинчатым опорам.

Сила закрепления 2Q образуется как результирующая сила от двух прихватов, симметрично расположенных относительно заготовки.

Определяем коэффициент запаса надежности

где k0, k1, k2, k3, k4, k5, k6 - коэффициенты, учитывающие нестабильность силовых воздействий на заготовку.

k0=1,5 - гарантированный коэффициент запаса;

k1=1,2 - для торцового чернового фрезерования чугуна;

k2=1,4 - для торцового чернового фрезерования чугуна;

k3=1,2 - коэффициент прерывистости фрезерования;

k4=1,3 - при использовании немеханизированного привода;

k5=1,0 - коэффициент эргономичности;

k=1,5∙1,2∙1,4∙1,2∙1,3∙1,0=3,931

Определяем силы, действующие в процессе обработки детали.

Силы резания (в целях упрощения расчета) в точках А, B и D одинаковы и равны РГ = 1050 Н, PV = 2700 Н.

В виду двустороннего фрезерования все силы резания необходимо в расчетах удваивать: 2РГ = 2100 Н, 2PV = 5400 Н.

Составляем уравнение равновесия для точки А относительно точки 1 и решаем его:

∑АМ1=0,

,

=0,2 (для обработанных поверхностей).

;

;

.

заготовка закрепление надежность привод

Составляем уравнение равновесия для точки В относительно точки 1 и решаем его:

;

;

.

Составляем уравнение равновесия для точки D относительно точки 1 и решаем его:

∑DМ1=0,

;

;

.

Для противодействия опрокидыванию необходимо создать усилие прижима Q=24073 Н.

Данное значение силы берем для дальнейших расчетов.

Расчет на сдвиг относительно опор 1, 2, 3

Расчет производим для сдвига с отрывом.

Инструмент совершает горизонтальное движение.

Рис. 6. Схема расчёта на сдвиг с отрывом

Поскольку закрепление осуществляется за счёт использования немеханизированного привода, расчёт производится по формуле:

,

где .

.

Аналогично по формуле:

где .

.

Максимальная из всех сил закрепления Qmax=24073 Н.