Разработка приспособления для многоцелевой операции

Содержание

Введение. Цель и задачи курсового проекта.

заготовки.

проектируемую операцию. Определение погрешности базирования.

зажима.

установки).

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.

Исходные данные для расчёта:

Общий выпуск по неизменным чертежам – 9000 штук;

Производственная программа – 3000 штук в год.

<Object: word/embeddings/oleObject1.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject2.bin> , где

F = 2052 часов – годовой фонд времени,

n – коэффициент, учитывающий простои оборудования, связанные с наладкой и обслуживанием;

N – количество деталей в партии:

<Object: word/embeddings/oleObject3.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject4.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject5.bin>

Так как заданный объем годового выпуска деталей составляет 3000 шт. и масса детали 10-100кг, то тип производства можно считать крупносерийным.

Вид станочного приспособления: Станочные для установки и закрепления обрабатываемых заготовок. По степени специализации - универсально-сборочные приспособления (УСП).

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.

Маршрут технологии изготовления корпуса представлен в виде таблицы на листе А4.

2.1 Служебное назначение детали.

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

2.2 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 в один установ невозможна, так как на этой операции про- изводится обработка различных поверхностей.

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 020 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 020 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/oleObject6.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/oleObject7.bin>

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

<Object: word/embeddings/oleObject8.bin>

n = 1000*V/(<Object: word/embeddings/oleObject9.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/oleObject10.bin>*D* nф/1000 = 3,14*250*107/1000 = 84м/мин.

4. Окружная сила

<Object: word/embeddings/oleObject11.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/oleObject12.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/oleObject13.bin>

6. Мощность резания (эффективная)

<Object: word/embeddings/oleObject14.bin>

7. Мощность привода главного движения:

<Object: word/embeddings/oleObject15.bin>

Мощность станка 8кВт,что достаточно для выполнения операции.

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.

3.3 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.

<Object: word/embeddings/oleObject16.bin>

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/oleObject17.bin>=<Object: word/embeddings/oleObject18.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/oleObject19.bin>=<Object: word/embeddings/oleObject20.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/oleObject21.bin>=<Object: word/embeddings/oleObject22.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/oleObject23.bin>=<Object: word/embeddings/oleObject24.bin>

3.5 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.

3.6 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.

<Object: word/embeddings/oleObject25.bin>

Расчитаем погрешность установки и базирования для обеспечения требуемой точности оси отверстия 250 мм относительно основания корпуса. Этот размер должен быть 295±0,1мм.

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.

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

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.