Расчет на прочность и жесткость отдельных элементов

При проектировании технологического процесса механической обработки деталей (заготовок) конструируемое приспособление должно быть достаточно жестким. Жесткость в первую очередь обеспечивается в направлении действия сил закрепления и резания. Для повышения жесткости следует, применять конструкции с малым количеством стыков. Уменьшать зазоры в соединениях и устранять внецентренное приложение нагрузки.

Контрольную жесткость стыков, работающих на сжатие, повышают, уменьшая шероховатость и волнистость сопряженных поверхностей, применяя шлифование или шабрение. Возможность контактных деформаций в неподвижных стыках снижают сильной предварительной затяжкой соединяющих и крепежных деталей.

Детали приспособлений должны быть жесткими при изгибе и кручении. Корпус приспособления не должен деформироваться при закреплении заготовок и деформировать стол станка, на котором он закреплен.

Непостоянство силы резания и неоднородность жесткости станочных приспособлений и других элементов упругой технологической системы предопределяют возникновение вибраций. При вибрации повышается шероховатость обрабатываемой поверхности, ухудшаются условия работы режущего инструмента и усиливается динамический характер силы резания.

Формулы для расчета отдельных элементов приспособлений на характерные свойства стандартизированы и приведены в справочной литературе [8], [11].

В качестве примера рассмотрим расчеты на прочность и жесткость специальную шпоночную протяжку, используемую для прорезания шпоночного паза в детали типа «втулка» и являющейся дополнительной опорой в приспособлении.

 

Схема зажимного устройства

 

P_oc – осевая сила

P_z – сила резания (тангенциальная)

 

1. Проверяем конструкцию протяжки на прочность

а) Расчет на разрыв во впадине первого зуба:

,

где δ_н – напряжение в опасном сечении;

P_{z max} – максимально допустимая сила резания;

F – площадь опасного сечения во впадине первого зуба;

,

где D ₁ – диаметр первого зуба;

h – глубина впадины зуба;

где D – диаметр передней направляющей части;

А – припуск на протягивание: А = 0,6 мм [6, стр. 273]

При прямолинейной форме стружечной канавки глубина канавки
 h = 2,0 [6, стр. 276]

Максимально допустимая сила резания:

,

где С_р – предел прочности материала 700 – 800 мн/м², выбираем
С_р = 800 мн/м² [6, стр. 115];

S_z^x – величина подъема на зуб;

Z_max – максимальное число одновременно работающих зубьев;

К_γ = 1 (т.к. γ = 15°);

К_с = 1 (в качестве СОЖ используется сульфофрезол);

К_и = 1 (для зубьев протяжки со стружкоразделительными канавками).

принимаем Z = 4 зуба

Для протяжек из быстрорежущих сталей допускается напряжений
 [δ_н] = 250 – 400 мн/м². Напряжение в опасном сечении δ_н не должно превышать допускаемого напряжения [δ_н] = 400 мн/м². Расчет доказывает, что условие напряжений выполняется:

δ_н (390,8)≤ [δ_н] (400)

 

б) расчет на разрыв для сечения хвостовика

Допустимое значение напряжении в опасном сечении по хвостовику
 [δ_н] ≤ 350 мн/м²

F_x – площадь опасного сечения по хвостовику.

где D ₂ – диаметр хвостовика протяжки;

где d – диаметр предварительно обработанного отверстия;

d = 20 мм; D ₂ =19 мм [7, стр. 125]

Полученное напряжение δ_н = 257,9 мн/м² допустимо для хвостовика из легированной стали Ст40Х.

 

2. Расчет на жесткость

а) Расчет хвостовика на смятие:

,

где F ₁ – опорная площадь замка.

,

где D _з – диаметр хвостовика протяжки под замок;

[7, стр. 125]

Полученное напряжение допустимо для хвостовика из легированной стали Ст40 Х.

Для данных условий работы режущая часть протяжки должна быть выполнена из стали Р18, а хвостовик из стали Ст40Х. Конструкция протяжки выполняется в сварном варианте.

 

---

Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 426; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!