Разработать конструкцию станочного приспособления для операции механической обработки корпуса

Содержание

Введение. Цель и задачи курсового проекта.

заготовки.

1.2. Разработка теоретической схемы базирования заготовки на

проектируемую операцию. Определение погрешности базирования.

1.3. Выбор станочного оборудования.

1.4. Выбор режимов резания. Расчёт силы резания.

2.1. Выбор установочных элементов.

2.2.Выбор элементов для направления режущего инструмента.

2.3.Составление схемы закрепления заготовки и определение усилия

зажима.

2.4.Выбор вида зажимного механизма и его силовой расчёт.

2.5.Выбор силового привода и его расчёт.

2.6.Расчёт приспособления на точность обработки (расчёт погрешности

установки).

2.7.Составление технических требований на приспособление.

Список использованной литературы.

Введение. Цель и задачи курсового проекта.

Цель курсового проекта - разработать конструкцию станочного приспособления для операции механической обработки корпуса.

Задачи курсового проекта:

-Определить вид станочного приспособления;

-Разработать теоретическую схему базирования и определить погрешность

базирования.

-Произвести расчёт погрешности установки в приспособлении.

Разработка маршрута технологии изготовления корпуса

Проектирование технологических процессов (ТП) механической обработки начинается с изучения служебного назначения детали, технических требований к ней, норм точности и программы выпуска, анализа возможности предприятия по обработке данной детали.

Проектирование ТП представляет собой многовариантную задачу, правильное решение которой требует проведения ряда расчетов. В начале проектирования предварительно устанавливаются виды обработки отдельных поверхностей заготовки и методы достижения их точности, соответствующие требованиям чертежа, серийности производства и существующего на предприятии оборудования.

При низкой точности исходных заготовок ТП начинается с черновой обработки поверхности, имеющей наибольшие припуски. При этом в самую первую очередь снимается припуск с тех поверхностей, на которых возможны дефекты с целью скорейшего отсеивания брака.

Дальнейший маршрут строится по принципу обработки сначала грубых, а затем более точных поверхностей. Наиболее точные поверхности обрабатываются в последнюю очередь.

В конце маршрута выполняются и второстепенные операции (сверление малых отверстий, нарезание крепежной резьбы, снятие фасок, заусениц и т.д.). Наиболее легко повреждаемые поверхности обрабатываются на заключительной стадии ТП.

1.1 Служебное назначение детали.

Служебным назначением корпуса является ориентирование всех присоединяемых деталей относительно друг друга и их относительно внешних/наружных поверхностей.

1.2 Разработка теоретической схемы базирования заготовки на

проектируемую операцию. Определение погрешности базирования.

На многоцелевой операции будут окончательно обрабатываться плоские поверхности 1,2,3 и отверстия различных диаметров, в некоторых из которых будет нарезаться внутренняя резьба.

Обработка видется в один установ, так как на этой операции про- изводится обработка поверхностей в одной плоскости.

При выборе схемы базирований придерживаемся следующих соображений:

чистовые базы должны быть представлены точными, имеющими достаточную площадь поверхностями;

необходимо использовать принцип единства баз (совмещение технологической, конструкторской и измерительной баз);

необходимо использовать принцип постоянства баз;

обеспечивать возможность простого и быстрого закрепления заготовки;

обеспечивать свободный доступ инструмента в зону резания.

Базирование детали не представляет особых трудностей, так как она имеет достаточно развитые поверхности, которые можно использовать в качестве базовых.

Наиболее эффективный способ базирования заготовки на операции – установка на плоскость и 2 отверстия перпендикулярных плоскости .

В качестве установочной базы принимаем поверхность основания корпуса, направляющая и опорная база – оси крепёжных отверстий, в одно из которых вставляется цилиндрический самоцентрирующийся палец, а в другое – срезанный шестигранный палец.

Погрешность базирования εБ=0, т. к. для обрабатываемых поверхностей технологическая и измерительная база совмещены.

Выбор металлорежущего станка выполняем исходя из следующих требований:

обращаем внимание на технологические методы обработки поверхностей;

мощность двигателя с учетом коэффициента полезного действия должна быть больше мощности резания;

габариты рабочего пространства должны позволять производить обработку как можно большего числа поверхностей за один установ;

тип оборудования должен соответствовать типу производства;

Исходя из вышеперечисленного, для многоцелевой операции выбираем станок сверлильно-фрезерно-расточной с ЧПУ модели 2254ВМФ4 с поворотным шпинделем.

Станок предназначен для выполнения сверлильных, фрезерных и расточных операций при обработке плоских сторон деталей средних размеров. На станке могут быть обработаны изделия из чугуна, стали, легких сплавов, цветных металлов, пластмасс и др. Станок производит черновое и чистовое фрезерование плоскостей и криволинейных поверхностей, а также сверление, растачивание, зенкерование и развертывание точных отверстий, нарезание резьб метчиками и резцами.

Основные технические характеристики станка приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Технические характеристики сверлильно-фрезерно- расточного станка с ЧПУ модели 2254ВМФ4

Расчёт режимов резания и силы резания ведём для многоцелевой операции для перехода по фрезерованию поверхности 1, как самого нагруженного перехода.

Исходные данные:

Обработка производится на сверлильно-фрезерно-расточном станке с ЧПУ модели 2254ВМФ4. Обрабатываемый материал – чугун серый СЧ20. Литая заготовка. Инструмент – фреза торцевая Ø250мм с режущими пластинами из быстрорежущей стали Р6М5.

<Object: word/embeddings/oleObject1.bin>

где D - диаметр фрезы;

Т - период стойкости;

t - глубина фрезерования;

Sz - подача на зуб;

В - ширина фрезерования;

Z - число зубьев фрезы;

Kv - общий поправочный коэффициент, учитывающий фактические

условия резания.

Из таблиц 39,40 [2.том 2, стр286]

Сv=42; q=0.2; x=0.1; y=0.4; u=0.1; m=0.15; p=0.1; Т=300

Общий поправочный коэффициент на скорость резания

<Object: word/embeddings/oleObject2.bin>

KV = KМV*KПV *KИV = 0,838*0,83*1= 0,696.

<Object: word/embeddings/oleObject3.bin>

n = 1000*V/(<Object: word/embeddings/oleObject4.bin>*D) = 1000*84/(3,14*250) = 107 об/мин.

Принимаем фактическое число оборотов, с учетом типа станка:

n=107 об/мин, т. к. у станка бесступенчатая регулировка частоты вращения шпинделя.

3. Фактическая скорость резания:

V = <Object: word/embeddings/oleObject5.bin>*D* nф/1000 = 3,14*250*107/1000 = 84м/мин.

4. Окружная сила

<Object: word/embeddings/oleObject6.bin>

Коэффициенты выбираем из табл.41 [2.том 2, стр291]

Сp=50; x=0.9; y=0.72; u=1,14; q=1.14; w=0

<Object: word/embeddings/oleObject7.bin>

Величины остальных составляющих силы резания найдём через окружную силу:

Горизонтальная сила (подачи) Ph=0,4*Pz =3432 Н.

Вертикальная сила Pv=0,9*Pz =7723 Н.

Радиальная сила Py=0,4*Pz =3432 Н.

Осевая сила Px=0,55*Pz =4720 Н.

5. Крутящий момент на шпинделе

<Object: word/embeddings/oleObject8.bin>

6. Мощность резания (эффективная)

<Object: word/embeddings/oleObject9.bin>

7. Мощность привода главного движения:

<Object: word/embeddings/oleObject10.bin>

Мощность станка 8кВт,что достаточно для выполнения операции.

2.1 Выбор установочных элементов.

Для многоцелевой операции 020 выбираем схему базирования по плоскости и отверстиям с применением установочных пальцев, а именно по плоскости и двум отверстиям с установкой на низкие цилиндрический и срезанный пальцы.

В качестве установочных элементов выбираем плоские опоры (ГОСТ 16896-71), палец установочный цилиндрический с упором (ГОСТ16898-71) и установочный срезанный палец с упором (ГОСТ16899-71).

Для устранения упругих отжатий инструмента и придания ему требуемого положения в процессе обработки заготовки применяют направляющие элементы.

На рассматриваемой многоцелевой операции данные элементы не предусмотрены.

2.3 Составление схемы закрепления заготовки и определение усилия зажима.

Силы возникающие при обработке в случае установки заготовки на два пальца и перпендикулярную к ним плоскость стремятся отодвинуть заготовку от опор (рис. 1). Из условий точности обработки и предохранения базового отверстия от вмятин ромбического пальца, сила резания должна восприниматься силой трения на базовой (установочной) плоскости заготовки, т. е. пальцы должны быть полностью разгружены.

Рис. 1

Как видно из рисунка 1, сила подачи P стремится сдвинуть заготовку с установочной плоскости, но этому препятствует сила трения, возникающая в местах контакта заготовки с опорами и зажимными элементами.

Из уравнения равновесия сил определим величину усилия зажима:

<Object: word/embeddings/oleObject11.bin>=<Object: word/embeddings/oleObject12.bin> , где

f1 и f2 - коэффициенты трения в местах контакта заготовки с опорами и

зажимными элементами.

К - коэффициент запаса, в свою очередь находится по формуле:

К=К0* К1* К2* К3, где

К0 - гарантированный коэффициент запаса, равный 1,5.

К1 - коэффициент, учитывающий вид технологической базы, для чистовых баз, как в данном случае, К1=1.

К2 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания вследствие затупления режущего инструмента, при фрезеровании чугуна и стали К2=1,2. К3 - коэффициент, учитывающий прерывистость резания, при фрезеровании К3=1,3.

К=1,5*1*1,2*1,3=2,34 ; Принимаем К=2,5

Коэффициент трения f1 примем равным 0,25, тогда f2=1,41х 0,25=0, 3525.

<Object: word/embeddings/oleObject13.bin>=<Object: word/embeddings/oleObject14.bin>

Основное назначение зажимных устройств приспособлений заключается в обеспечении надежного контакта заготовки с установочными элементами и предупреждении ее смещения и вибраций в процессе обработки, т. е. в сохранении теоретической схемы базирования заготовки при обработке.

Для закрепления заготовки будем использовать винтовые прижимы (прихваты).

Преимуществом винтовых прижимов являются: простата конструкции; значительный выигрыш в силе и перемещениях; постоянство силы закрепления, которая не зависит от размеров заготовки; возможность закрепить заготовку в труднодоступном месте; технологичность; удобство в эксплуатации; надежность.

Недостаткам относятся: не предназначены для непосредственного закрепления нежестких заготовок; являются несамотормозящими.

Выбирается схему винтового прихвата с регулируемой опорой (рис. 2)

Р

Рис. 2

Расчитаем номинальный диаметр зажимной шпильки:

<Object: word/embeddings/oleObject15.bin>=<Object: word/embeddings/oleObject16.bin> мм , где

С=1,4 – коэффициент для основной метрической резьбы;

Q=14240Н – требуемая величина усилия зажима;

σ=100МПа – напряжение сжатия для шпилек из стали с учётом износа резьбы.

Принимаем D=20 (М20).

Из справочников выбираем основные размеры:

L=125мм; ℓ=54мм; H=25мм.

При этом усилие Р, которое нужно приложить на зажим по оси шпильки:

<Object: word/embeddings/oleObject17.bin>=<Object: word/embeddings/oleObject18.bin>

2.5 Выбор силового привода и его расчёт.

В качестве силовых устройств в приспособлениях применяют пневмоцилиндры, гидроцилиндры, вакуумные зажимные устройства, зажимные устройства с приводом от электродвигателя и др.

В данном проекте силовой привод не применяется.

2.6 Расчёт приспособления на точность обработки (расчёт погрешности установки).

Погрешность установки А∆ есть отклонение фактически достигнутого положения заготовки при установки в СП от требуемого. Погрешность установки возникает вследствии несовпадения измерительных и технологических баз, неоднородности качества поверхности заготовок, неточность изготовления и износ опор СП.

Расчитаем погрешность установки и базирования для обеспечения требуемой точности оси отверстия 82 мм относительно основания корпуса. Этот размер должен быть 100±0,2мм.

В данном случае размерная цепь состоит из звеньев А1, А2 (уменьшающие), А3 (увеличивающее) и замыкающего звена А∆.

Уравнение размерной цепи: А∆= А3 - А1 - А2 = 345-8- 42=295

Задачу решаем методом полной взаимозаменяемости способом одного квалитета.

Рис. 3

Допуск замыкающего звена: ТА∆=Т А3 +ТА1 + ТА2

По справочнику находим допуски на составляющие звенья:

ТА1= 0,024мм; ТА2=0,04мм; Т А3=0,095мм;

ТА∆=Т А3 +ТА1 + ТА2 = 0,095+0,024+0,04=0,159мм < [ТА∆] = 0,2мм

2.7 Составление технических требований на приспособление.

Основываясь на типовых технических требованиях к чертежам общего вида приспособлений (рис. 3) и принимая во внимание особенности проектируемого приспособления предъявляем к конструкции приспособления следующие требования:

1. Отклонение от параллельности плоскости А относительно плоскости Б не более 0,05 мм на длине 200 мм.

2. Отклонение от параллельности плоскости, проходящей через оси пальцев, относительно поверхности В не более 0,05 мм на длине 200 мм.

3. Отклонение от соосности пальцев относительно общей оси Г не более 0,02 мм.

Рис. 3

Список использованной литературы.

Р.К.Мещеряков. Том № 1.