Проектування кондукторів

http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9195

Проектування кондукторів

Конструкція кондуктора

Рухливі кондуктори призначені для оснащення силових голівок при багатоперхідній обробці отворів для направлення ріжучих інструментів. Усі деталі кондукторів уніфіковані крім кондукторних плит, форма і розміри яких залежать від конфігурації оброблюваної деталі і набору виконуваних технологічних операцій.

Обробка по кондукторі використовується на перших 4-х позиціях (робочих станціях) при виконанні операцій свердління, зенкерування і зенкування фасок (позиції 22-25 по складальному кресленню верстата МШ50.7090203.10К-03).

У дипломному проекті спроектований кондуктор для розсвердління і зенкерування 3-х східчастих отворів Æ25/31 1,2 і 4-м силовыми агрегатами.

Кондуктор (креслення МШ50.709090203.10К-05) переміщається по двох направляючим скалках (УНМ509.01.01-05). Рух кондукторові подається від шпиндельної насадки, що одержує рух від пиноли силової голівки. Насадка штовхає вперед кондукторну планку 10, у яку встанавлені 3 кондукторні втулки 20 для напрямку ріжучих інструментів. Кондукторна планка закріплена на двох повзушках 7,8 (1УДН019).

Між корпусом шпиндельної насадки і ползушками (поз.7,8) на втулках 3 (УДИ042 -01) установлені дві пружини 22 (див. креслення кондуктора), що забезпечують силове замикання плити кондуктора на корпус затискного пристосування (втулок 1 на палец-ловитель затискного пристосування) і, тим самим, фіксоване положення кондукторної втулки і, відповідно, осі що ріже инструментів щодо оброблюваної деталі.

Положення кондуктора щодо повзуна в напрямку робочої подачі обмежується спеціальним пристроєм, що складається з тяги 19, знімного упора 9, труби 2 і гайок 14. Цим же пристроєм регулюється зусилля попереднього стиску пружин 22. Для зміни інструментів кондукторна плита може бути відсунута від корпуса насадки на необхідну відстань. Ця можливість забезпечується знімним упором, відсутність якого дозволяє проходити трубі в паз корпуса повзуна до упора шайби і гайок у цей корпус.

Розрахунок пружини кондуктора

Розраховуємо кручену циліндричну пружину стиску з проволоки круглого перетину за методикою, приведеної в [3, т.3, с.97-146]. Приймаємо клас пружини II, розряд 2 [3,табл.1 і табл.2] із границею циклічної витривалості N=100000 циклів. Вихідними даними для розрахунку є: зовнішній діаметр базових утулок кондуктора, на який удягаються пружини Dвт=50 мм; допускне зусилля подачі силової голівки Рп=4200Н; сумарне діюче зусилля подачі Рд=

498 Н; довжина робочого ходу інструмента Lрх=28 мм.

1) Зусилля попереднього стиску пружини Р1=160 Н;

2) Зусилля пружини, стиснутої в робочому стані (наприкінці рабочого ходу пиноли силової голівки) Р2 = 400 Н (P2 < Рп-Рд);

3) Величина робочого стиску пружини h = Lрх = 28 мм;

4) Найбільша швидкість переміщення рухливого кінця пружини

Vo = Lxx / txx,

Lxx = 2*80 - Lрх = 160 - 28 = 132 мм,

txx = tц - tрх, tц = 20.53 с,

tрх = 60*Lрх / (Sон*nн) = 60*28 / (0.249*526) = 12.83 с,

txx = 20.53 - 12.83 = 7.7 c,

Vo = (132 / 7.7) / 1000 = 0.017 м/с;

5) Зовнішній діаметр пружини приймаємо D=60 мм, діаметр про-

волоки d=5.0 мм;

6) Відносний інерційний зазор d = 0.05-0.25 для пружин стиску II класу;

7) Сила пружини при максимально деформації

Р3 = Р2 / (1 - d) = 400 / (1 - (0.05..0.25)) = 422... 534 Н.

По таблиці 15 [3] приймаємо пружину номер 470 з Р3 = 530 Н,

твердістю одного витка Z1 = 37.56 Н/мм і найбільшим прогином одного витка

f3 = 14.11 мм.

8) Максимальне дотичне напруження при крутінні [3, табл.2] t3 = 0.5*sв = 0.5*1600 = 800 Н/мм2;

9) Критична швидкість пружини Vкр = t3*(1-Р2 / Р3) / 35.8 =

= 800 * (1-400/530)/35.8 = 5.48 м/с.

Модуль зрушення пружинної сталі G = 8*105 Н/мм2, щільність материала пружини r = 8*10-9 Н*с2/мм4.

Перевіряємо на відсутність зіткнення витків по інерції по умові V0 / Vкр < 1.0, 0.017 / 5.48 = 0.0031, має місце значний запас.

10) Жорсткість пружини z = (Р2 - Р1) / h = (400-160)/9 = 26.67 Н/мм;

11) Число робочих витків n = Z1 / Z = 37.56 / 26.67 = 1.41 = 2;

12) Повне число витків n1 = n + n2, де n2 = 2 - число опорних витків,

n1 = 2+2 = 4;

13) Середній діаметр пружини D0 = D - d = 60 - 5 = 55 мм;

14) Індекс пружини c = D0 / d = 55/5 = 11. Цей параметр характеризує стійкість пружини при великій величині стиску. Рекомендується с = 4..12;

15) Величина попереднього стиску (деформації) пружини F1 = P1 / z = 160 / 26.67 = 6.0 мм;

16) Максимальна деформація при зіткненні витків F3 = P3 / Z = 530/26.67 = 19.87 мм;

17) Висота пружини при максимальній деформації (n3 – число зашліфованих витків):

H3 = (n1 - n3 + 1) * d = (4 – 1 + 1) * 5 = 20 мм;

18) Висота пружини у вільному стані:

H0 = H3 + F3 = 20+19.87 = 39.87 мм;

19) Висота пружини при попередній деформації:

H1 = H0 - F1 = 39.87 - 6.0 = 33.87 мм;

20) Висота пружини при робочій деформації (наприкінці робочого ходу насадки з інструментами):

H2 = H0 - F2 = 39.87 - 9 = 30.87 мм;

21) Крок пружини t = f3 + d = 14.11 + 5 = 19.11 мм;

22) Довжина розгорнутої пружини

L = 3.2 * D0 * n1 = 3.2 * 55 * 4 = 704 мм;

23) Маса пружини

М = 19.25 * 10-6 * D0 * d2 *n1 = 19.25 * 10-6 * 55 * 52 * 4 = 0.106 кг.