Расчёт приспособления и детали на прочность

Расчёт приспособления на прочность выполняется с целью оценки вероятности смятия материала его установочных элементов (призм) при закреплении заготовки и воздействии на неё силы резания.

Исходными данными для расчёта приспособления на прочность является подсчитанное выше усилие зажима W = 610 Н, а также допустимое напряжение материала установочных призм и заготовки (СЧ30) при смятии, которое по справочным данным составляет s_см = 300 МПа.

В соответствии с рабочим чертежом приспособления, представленного на листе графической части дипломного проекта, при закреплении в кондукторе заготовка контактирует с установочными элементами (призмами) приспособления в шести точках, по две на каждую призму. Контактирование заготовки и призм происходит по схеме «цилиндр и плоскость». Для такой схемы поверхностей площадь площадки контакта S (м²) можно определить по формуле [11]:

,                               (3.5)

где l – длина контактирующей поверхности призмы, мм (принимаем l = 20 мм);

  W – усилие зажима (W = 610 Н);

  m – масса заготовки (m = 2,2 кг);

  g – ускорение свободного падения (принимаем g = 9,8 м/с²).

Подставляя известные значения перечисленных выше параметров в формулу (3.5), получаем площадь контакта заготовки и одной поверхности установочных элементов приспособления S:

 м².

Зная площадь контакта заготовки с одной поверхностью установочных призм приспособления (S = 5,6×10^{-5 м2}), количество поверхностей (N = 2) и усилие зажима (W = 100 Н), определим давление на поверхностях призм:

.                                                    (3.6)

Подставляя перечисленные параметры в формулу (3.6), получаем:

Если подсчитанное давление не превышает предел прочности материала при смятии, то деформацией материала при закреплении заготовки можно пренебречь. В нашем случае выполняется условие:

.                                                 (3.7)

5,45 МПа < 300 МПа.

Значит, материал установочных элементов приспособления (СЧ30) обладают прочностью, достаточной для отсутствия деформации при закреплении заготовки в приспособлении. Можно сделать вывод, что приспособление для закрепления заготовки на координатно-расточной операции обладает достаточной прочностью. Запас прочности установочных элементов приспособления составляет 294,55 МПа, следовательно, приспособление также обладает достаточной износоустойчивостью.

Выполним расчёт прочности материала детали. Сталь 45 в нормализованном состоянии имеет предел прочности при смятии s_см = 210 МПа [11].

Если подсчитанное давление установочных элементов приспособления на поверхности детали не превышает предел прочности её материала при смятии, то деформацией детали при её закреплении можно пренебречь. В нашем случае выполняется условие:

.

5,45 МПа < 210 МПа.

Значит, материал детали (сталь 45) обладает прочностью, достаточной для отсутствия деформации при её закреплении в приспособлении.