Определение силы закрепления для сверления отверстия
Донбасская
государственная машиностроительная академия
Кафедра
технологии и управления производством
Контрольная
работа
по
дисциплине: Технологическая оснастка
Определение
силы закрепления для сверления отверстия
В ходе выполнения контрольной работы необходимо:
. Вычертить заготовку в трех проекциях и
заключить ее в систему координат;
. Вычертить установочные элементы в
соприкосновении с базовыми поверхностям заготовки;
. Установить режущий инструмент в точке, где он
вызывает максимальный крутящий (или изгибающий) момент. Расставить векторы
режимов резания на всех проекциях;
. Расставить векторы составляющих силы резания
на всех проекциях и другие внешние возмущающие силы;
. Расставить векторы сил, противодействующих
смещению заготовки на всех проекциях, а также вектор силы закрепления;
. Составить и решить уравнение для расчета силы
закрепления.
Согласно конструктивных расчетов расстояние от
центра детали до центра отверстий слева от оси равно 40 мм, спава от оси детали
40 мм, длина детали от оси слева 50 мм, справа - 55 мм. Соответственно, при
ширине детали справа 60 мм, что конструктивно больше, чем слева, то и для
расчетов принимаем момент, когда отверстия будут обрабатываться справа от оси.
Для установки детали при обработке на
сверлильной операции выбираем универсальное агрегатное приспособление в виде
слесарных тисков. Основной агрегат - механизм тисков остается неизменным и
выбирается из конструктивных размеров детали. Сменные элементы - губки тисков
являются специальными, фасонными по размеру и форме впадин в детали с
радиусными скурглениями R5 и крепятся к тискам винтами. Установочной базой
приспособления является установочная пластина, прикрепленная винтами к
основанию тисков.
черчение проекция уравнение вектор
Рисунок 1 - Тиски слесарные универсальные с
ручным приводом 7827-0251 ГОСТ 4045-75
Обработка ведется спиральным сверлом из
быстрорежущей стали 2301-3578(Ǿ 10) Р6М5 ГОСТ 10903-77
Рисунок 2 - Сверло
На данном переходе выполняется предварительное
сверление отверстия диаметром 10 мм, на глубину 30 мм.
Исходные данные для расчета:
диаметр сверления - D = 10 мм;
по справочным данным выбирается подача - s =
0,25 мм/об.
Скорость резания определяется по формуле:
где Cv = 7 - постоянный коэффициент, /1/;= 0,4 -
показатель степени при диаметре сверления, /1/;= 0,7 - показатель степени при
подаче, /1/;= 0,2 - показатель степени при стойкости инструмента, /1/;= 45 мин.
- период стойкости сверла из быстрорежущей стали, /1/;- поправочный
коэффициент, учитывающий условия резания, определяется по формуле:
Kv = Kmv*Kuv*Klv,(2)
где Kmv = 1 - коэффициент, учитывающий влияние
материала детали, /1/;= 1,4 - коэффициент, учитывающий материал инструмента,
/1/;= 1 - коэффициент, учитывающий соотношение глубины и диаметра сверления,
/1/;= 1*1,4*1 = 1,4.
По формуле (1) вычисляется скорость резания:
Число оборотов рассчитывается по формуле:
где D = 10 - диаметр обрабатываемой поверхности,
мм;
Принимается число оборотов шпинделя n = 800
об/мин.
Фактическая скорость резания определяется по
формуле:
Крутящий момент Мкр и осевая сила резания Ро
рассчитываются по формулам:
= Kmp,(7)
= 1 - коэффициент, учитывающий влияние материала
детали на силовые зависимости, /1/;= 1.
Тогда по формулам (5), (6):
Расчетная схема приведена на рисунке 1.
Заготовка базируется в губках (направляющая база) и основании тисков
(установочная база). Длина заготовки больше длины губок. Сверло расположено в
точке, где оно создает наибольший крутящий момент, а наибольшая составляющая
силы резания Pос действует в направлении основания тисков. Из схемы
видно, что сила Pос стремится вывернуть заготовку из тисков. На уравновешивание
этой силы будет затрачиваться часть силы закрепления Q1. Ей
противодействуют две силы трения Ftr1, расположенные в плоскости
контакта заготовки с губками. Крутящий момент вызывает поворот заготовки вокруг
оси отверстия. Противодействуют повороту две силы трения Ftr2,
расположенные в плоскости контакта заготовки с губками.
Таким образом, необходимо уравновесить 2 внешние
возмущающие силы. Поэтому расчетное уравнение будет иметь следующий вид:
(8)
Для определения величины этой силы
составим 2 уравнения:
, (9)
. (10)
Подставим значения силы трения в
уравнения.
, (11)
Так как условия контакта заготовки с
губками тисков одинаковы, то коэффициенты трения в формулах одинаковы.
После подстановки получим:
, (12)
. (13)
Решая уравнения относительно Qi,
получим:
, 
,.
Подставив значения Q1, Q2
в уравнение, получим:
=
=24343H