2.2.2. Определение усилия  зажима заготовки  при сверлении 

     В процессе обработки отверстий сверлением, зенкерованием и развертыванием обрабатываемая заготовка находится  под действием крутящего момента М и осевого усилия Р₀. В подавляющем большинстве конструкций сверлильных приспособлений сила подачи и сила зажима действуют в одном направлении, прижимая заготовку к установочной поверхности.

     При торцовом креплении заготовки в  накладном кондукторе (рисунок 12) не требуется большого зажимного усилия. В этом случае сила зажима должна обеспечить надежный прижим кондукторной плиты к заготовке только в момент засверливания. Под действием крутящего момента резания М деталь стремится повернуться вокруг оси АА. Этому моменту противодействует момент трения М_тр, создаваемый осевым усилием и силой зажима. Где М - крутящий момент на сверле; d - диаметр сверла, мм; k - коэффициент запаса; R - расстояние от центра сверла до центра заготовки, мм;

     Р₀ — осевое усилие, кгс; f - коэффициент трения; R₁ — расстояние от середины опорной площадки до центра заготовки, мм.

     Откуда

      , кгс                                                

 

 

 

 

 

Таким образом  допустимая сила зажатия не превышает  максимальную:

 
 
 
 
 
 
 

     2.3 Прочностной расчет  ответственных деталей   приспособления  

    Расчет  прочности наиболее ответственных  и нагруженных деталей ведется по правилам, известным из курса учебной дисциплины «Техническая механика».

Все выполненные расчеты иллюстрируются соответствующими эпюрами.

        Пример прочностных  расчетов резьбового штифта

       

       Резьбовые соединения работают с предварительной  затяжкой. В результате затяжки в поперечном сечении данного откидного болта возникают продольная сила и крутящий момент. Таким образом, стержень откидного болта испытывает растяжение и кручение, а резьба болта - срез и смятие. Расчет стержня резьбового штифта на растяжение производится по формуле:

          ,                               (44)

       где К_зат- коэффициент затяжки.

       К - коэффициент переменной нагрузки.

       F_з - допускаемая сила затяжки, Н

       [s_р] - допускаемое напряжение на растяжение материала резьбового штифта, МПа

       d_р -расчетный диаметр резьбового штифта, рассчитывается по формуле:

                d_p = d-0,9Р,мм                                                    (45)

где d- номинальный  диаметр резьбового штифта, мм.

Р -шаг резьбы, в мм.

       По  формуле (45) рассчитывается расчетный  диаметр резьбового штифта:

       dр  = В- 0,9×1,25= 6,87мм.

       По  формуле (44) рассчитывается напряжение растяжения в данной резьбовой паре: 

 

По таблице  (Конические штифты с резьбовой цапфой незакаленные (по ГОСТ 9465 – 79)) находим  размеры штифта: 

d = 25мм

p = 20мм.

 

Исходя из этих данных, находим расчетный диаметр  резьбового штифта: 

 

 

       Исходя  из этих данных можем найти s_р - допускаемое напряжение на растяжение материала резьбового штифта, МПа: 

    

Допускаемое напряжение при растяжении материала резьбового штифта принимается равным 145

                                   _р<

                            144МПа<145МПа

Напряжение, рассчитанное по формуле меньше допустимого на растяжение, значит условие прочности при растяжении соблюдается.

            Условие прочности при кручении:

                                                       _к = <[ _к], Мпа                                    

гдеW_р- полярный момент сопротивления, для круга рассчитывается по формуле:

                                                                    ^. 

где d- номинальный диаметр резьбового штифта, мм.

[ _к] - допускаемое напряжение для валов при кручении, МПа.

М_к - максимально допустимый крутящий момент, рассчитывается по формуле: 

               М_к = G1_р[

0],Н/мм                 

где G-модуль сдвига для стали, МПа;

[ ]-приведенный угол трения, в рад/мм;

1_р – полярный момент инерции, для круга рассчитывается по формуле 

     

 Модуль сдвига  находится по формуле: 

           

    

 

Для значения находим:

                                      

                        

По формуле  рассчитывается максимально допустимый крутящий момент: 

М_к = 97*38330*0,017=63206Н/мм 

По формуле  рассчитываем полярный момент сопротивления: 

     W_p= 0,2*25³=3125мм³ 

     По  формуле  рассчитываем напряжение, возникающее при кручении:

     t_к = 63206/3125 = 20 МПа 

     [t_к ] - 40-50 Мпа – допускаемое напряжение при кручении вала из стали 45. Так как напряжение, возникающее при кручении меньше допускаемого напряжения при кручении (16 Мпа < 40 Мпа), то условие прочности при кручении выполняется.

     Условие прочности при срезе:

     t_ср =

Мпа,                                               

     где А_ср – площадь среза, для круга рассчитывается по формуле:  

     А_ср =

=                                                                                           

     Q– сила резьбового зажима с гайкой, Н

     [t_ср] - допускаемое напряжение при срезе, Мпа

     d – номинальный диаметр резьбового штифта, мм. 
 

По таблице  находим Q = 1460 H.

                         

     [t_ср] = 16-18 Мпа – допускаемое напряжение при срезе.

     Так как напряжение, возникающее при  срезе меньше допускаемого напряжения при срезе(2,97МПа < 16 Мпа), то условие прочности при срезе выполняется. 

                            ЗАКЛЮЧЕНИЕ

           В ходе курсового проектирования была разработана и проанализирована технология изготовления угольника верхнего начиная с выбора заготовки и заканчивая способом её обработки.

     Также была обоснована целесообразность внедрения разработанной технологии: выбор заготовки и обработка детали.

     В теоретической  части подробно описаны технологические возможности сверлильных станков, а также приспособлений к ним.

     В целом курсовой проект вобрал в себя большую часть знаний и навыков полученных нами в теоретическом курсе ТМ, что помогло на конкретном примере закрепить их.