Разработка конструкции клиноплунжерного патрона для обработки ведущей шестерни КПП легкового автомобиля

1. Описание конструкции и принципа работы приспособления (рис. 1)

 

Обрабатываемая заготовка 1 зажимается шестью кулачками, в число которых входят кулачки 2 и 3, установленные в 2 ряда. 3 главных кулачка в первом ряду, включая кулачок 2, служат для закрепления детали. Кулачки второго ряда, включая кулачок 3, служат для центрирования и поддержки заготовки.

Кулачки крепятся на подкулачники (в данном примере подкулачник 4) с помощью винта. С противоположной от кулачка стороны подкулачник имеет поверхность, наклоненную на 10⁰ по отношению к продольной оси плунжера 5. Последний имеет ответную плоскость, сопряженную с подкулачником. Пара подкулачник и плунжер являются клиноплунжерным механизмом, с помощью которого осуществляется зажим заготовки.

Принцип работы патрона следующий. В пневмоцилиндре создается давление, создающее осевую силу на штоке 6, который влечет за собой главную тягу 7, а затем, плунжер 5 (в механизме из 3 шт.) За счет клинового сопряжения осевое перемещение плунжера 5 преобразуется в радиальное перемещение подкулачника 4 и кулачка 2, что обеспечивает зажим детали 1. Для перемещения вспомогательных кулачков, включая кулачок 3, предназначена вспомогательная тяга 8. Его привод осуществляется за счет пружины сжатия 9, которая за счет силы упругости заставляет перемещаться тягу 8 в осевом направление, влекущую за собой вспомогательный плунжер 10. Его поверхности также наклонена к продольной оси под углом 10⁰ . Вспомогательный подкулачник имеет ответную наклонную поверхность. Пара вспомогательный плунжер 10 и вспомогательный подкулачник 11 образуют клиноплунжерный механизм. Аксиальное движение плунжера 10 влечет за собой радиальное перемещение подкулачника 11 и кулачка 3, что обеспечивает центрирование и поддержку детали 1. Сила, создаваемая пружиной 9 составляет 20% от силы на штоке 6.

Для раскрепления детали 1 осуществляется обратное движение штока 6 (к детали). Шток 6 перемещает главную тягу 7 и плунжер 5 в обратном направлении. Затем торцевая плоскость штока 6 нажимает на вспомогательную тягу 8, сжимает пружину 9 и перемещает вспомогательный плунжер 10 в обратном направлении. Таким образом осуществляется радиальное перемещение всех 6 кулачков в направлении от детали, а следовательно и ее раскрепление.

 

2. Эскиз обработки детали в приспособление (рис. 2)

 

На проектироемом приспособление выполняется наружная обточка конусной части ведущей шестерни КПП легкового автомобиля.

 

 

3. Силовой расчет патрона

 

1. Окружная сила резания, действующая на деталь при обработке:

 

(Н)

 

2. Момент резания, действующий на деталь:

 

 

3. На закрепленную деталь действуют 3 равные силы закрепления Q_з , как показано на рис. 3:

 

Рис. 3. Схема действия сил закрепления

 

Требуемая сила закрепления  на одном кулачке патрона (рис. 4):

 

, где F=Qf, тогда

, откуда

 

(Н)

 

 

Рис. 4. Расчетная схема

 

4. Осевая сила на  главной тяге одного главного  плунжера (рис. 4):

 

Так как , где

 

 
(град.), то

 

(Н)

 

5. Сила на штоке  пневмоцилиндра, необходимая для  закрепления детали с помощью  трех кулачков (рис. 5):

 

 

6. Сила, создаваемая пружиной 9 составляет 20% от силы на штоке  6 и равняется:

 

 

7. Диаметр поршня пневмоцилиндра:

 

 

Берем поршень диаметром 100 мм - ближайший следующий по размеру  стандартный поршень согласно ГОСТ 15608-81.

 

3. Схема базирования детали в приспособление (рис. 6)

 

Для базирования обрабатываемой детали применяется комплект технологических баз:

 

1,2,3,4 - явная двойная  направляющая база;

5 – явная опорная точка;

6 – скрытая опорная точка (зажим).

 

4. Вывод

 

Для разработанной технологической  оснастки – шести кулачкового  клиноплунжерного патрона определены следующие технологические параметры:

 

П/п	Наименование параметра	Обозначение	Значение	Единица измер-я
1	Сила закрепления	Qз	1701,39	Н
2	Сила пружины	W’’	50	Н
3	Сина на штоке пневмоцилиндра	W	2500	Н
4	Коэффицент запаса	Кз	1,5
5	Угол клина	α	10	град.
6	Ход плунжера		4	мм
7	Ход кулачков		3	мм
8	Тип силового привода	пневмоцилиндр
9	Диаметр поршня	Dп	100	мм
10	Давление в пневмосистеме	Р	0,5	МПа

 

 

 

4. Список литературы

 

1. Шандров Б.В., Булавин И.А., А. Ю. Груздев.

«Проектирование станочных приспособлений». Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Технологическая оснастка» (Библ. №1367). МАМИ 2009г.

 

2. И. А. Булавин, А. Ю. Груздев. «Исследование условий закрепления

деталей в токарных клиноплунжерных патронах». Лабораторная работа №2П (Библ. №1342). МАМИ 2006 г.

 

3. Шандров Б.В., Бутюгин В.А., Булавин И.А.

Методика проектирования зажимных механизмов станочных приспособлений и расчет сил зажима. Методические указания к выполнению дипломного проекта по разделу «Проектирование приспособлений» (Библ. №707) для студентов специальностей 0501, 0636 и 0577 МАМИ, 2006, 49 с.

 

4. Лекции по курсу  «Технологическая оснастка».