Технологическая оснастка

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

станочный приспособление сверление зенкерование

Введение

1. Техническое задание на проектирование приспособления

2. Разработка схемы установки заготовки

3. Разработка эскизных вариантов приспособления

4. Расчет экономической эффективности выбранной конструкции приспособления

5. Расчет производительности - пропускной способности приспособлений

6. Расчет зажимного усилия

7. Расчет основных характеристик силового механизма и выбор силового привода

8. Выбор силового привода

9. Расчет на точность выполняемого размера

10. Разработка эскиза сборочного чертежа

11. Описание работы приспособления

Заключение

Список использованных источников

Введение

Цель данной курсовой работы по «Технологической оснастке» заключается в разработке приспособлений для различных видов обработки заготовок. Кроме этого, данная курсовая работа представляет собой подготовительную работу для дипломного проекта.

В данной курсовой работе мы должны спроектировать станочное приспособление для обработки двух отверстий: сверления, зенкерования и нарезания резьбы. Необходимо спроектировать и проанализировать несколько приспособлений, таким образом будет возможно определить оптимальный экономический эффект производства, что в условиях современного производства очень важно. После выбора наиболее экономического приспособления рассчитать основные его характеристики: основные характеристики силового механизма, силовой привод, точность размера и т.д. Все характеристики спроектированного приспособления должны соответствовать условиям данного производства.

1. Техническое задание на проектирование приспособления

Спроектировать приспособление для сверления, зенкования и последующего нарезания резьбы в детали (стакан) 2 отверстий Ш6 на диаметре 106 мм в детали “Стакан”.

Исходные данные:

Годовая программа выпуска - 10000шт;

Тип производства - серийное;

Работа двухсменная;

Материал детали - Сталь 45

Масса детали - 0,175 кг;

Принимаем станок вертикально-сверлильный модели 2Н125.

Режущий инструмент:

- Сверло Ш5 из быстрорежущей стали Р6М5 с цилиндрическим хвостовиком, ступенчатое, для одновременного снятия фаски и сверления под резьбу М6.

- Метчик короткий для метрической резьбы Ш6.

- Материал режущей части инструментов - Р6М5.

Определение режимов резания.

А) Сверление отверстия ш5мм:

Глубина резания.

При сверлении глубина резания t = 2,5 мм.

Подача.

При сверлении отверстия принимаем подачу S=0,2 мм/об.

Скорость резания.

Скорость резания при сверлении:

м/мин

где, C_v = 7.

q = 0,4.

у= 0,7.

m = 0,2.

Т = 15 мин - период стойкости сверла;

D = 5 мм - диаметр сверла;

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания,

Где - поправочный коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания;

= 1;

= 650 МПа (для стали 45);

= 0,9;

= 1 - поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания;

= 1 - коэффициент, учитывающий глубину резания.

Определяем осевую силу:

,

где ; ; ;

Н

Частота вращения:

об/мин.

По паспорту станка n=1721 об/мин.

Уточняем скорость резания:

м/мин

Находим мощность резания:

Крутящий момент:

где:

- поправочный коэффициент, учитывающий условия обработки; где - показатель степени.

Нм

Мощность резания:

кВт,

где n - частота вращения инструмента.

Б) Зенкерование поверхности ш8мм:

Назначение режимов резания:

Глубина сверления t=1,5 мм.

Принимаем подачу S=0,6 мм/об.

Определяем скорость резания.

.

где С_v, q, y, m,х - коэффициент и показатели степени.

С_v=16.3;

q=0,3;

y=0,5;

m=0,3;

х=0.2.

D - диаметр зенкера;

T - период стойкости зенкера, T=60 мин.

K_v - общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания,

где К_мv - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала,

К_uv - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, K_nv=1,0;

К_lv - коэффициент, учитывающий глубину сверления, К_иv=1,0;

Определяем частоту вращения шпинделя:

По технологическим соображениям принимаем n=400 мин^-1

Уточняем скорость резания:

,

Определяем крутящий момент:

.

где ;

;

;

х=0.9.

- поправочный коэффициент, учитывающий условия обработки; где - показатель степени.

Определяем осевую силу:

,

где ,

,

.

Мощность резания определяем по формуле:

кВт,

где n - частота вращения инструмента.

Проверяем, достаточна ли мощность станка.

Обработка возможна, если .

Мощность на шпинделе станка . У станка 2Н125 , а ; . , т.е. обработка возможна.

В) Нарезание резьбы метчиком ш6мм:

Назначение режимов резания:

Принимаем подачу S=0,75 мм/об.

Определяем скорость резания.

где С_v, q, y, m - коэффициент и показатели степени

С_v=64.8;

q=1,2;

y=0,5;

m=0,9;

D - диаметр метчика;

T - период стойкости метчика, T=90 мин.

K_v - общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания,

где К_мv - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала,

К_uv - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, K_nv=1,0;

К_lv - коэффициент, учитывающий глубину сверления, К_иv=1,0;

Определяем частоту вращения шпинделя:

По технологическим соображениям принимаем n=300 мин^-1

Уточняем скорость резания:

,

Определяем крутящий момент:



где ;

;

.

- поправочный коэффициент, учитывающий условия обработки; где - показатель степени.

Мощность резания определяем по формуле:

кВт,

где n - частота вращения инструмента.

Проверяем, достаточна ли мощность станка.

Обработка возможна, если .

Мощность на шпинделе станка . У станка 2Н125 , а ; . т.е. обработка возможна.

2. Разработка схемы установки заготовки

Операционный эскиз обработки детали представлен на рисунке 1.

Рисунок 1. Операционный эскиз

Для обеспечения точности расположения обрабатываемого отверстия применяем схему базирования, представленную на рисунке 2.

Рисунок 2. Схема базирования: 1, 2, 3, 4 - двойная направляющая база. Лишает заготовку двух вращений и двух перемещений; 5 - опорная база. Лишает заготовку одного перемещения; 6 - опорная база. Лишает заготовку одного вращения

В результате заготовка лишена шести степеней свободы.

3. Разработка эскизных вариантов приспособления

Для принятой схемы базирования заготовки разрабатываем два варианта приспособлений:

вариант 1 - с ручным закреплением заготовки (рисунок 3);

вариант 2 - с механизированным закреплением заготовки (рисунок 4).

Рисунок 3. Приспособление с ручным закреплением заготовки



Рисунок 4. Приспособление с механизированным закрепление заготовки.

4. Расчет экономической эффективности выбранной конструкции приспособления

Экономическое сравнение вариантов конструкций проводим по годовой технологической себестоимости выполнения операции. Приведенные затраты на единицу продукции определяются по формуле:

,

где - основная заработная плата производственных рабочих;

руб.- часовая тарифная ставка рабочего 1-го разряда;

- тарифный коэффициент 3-го разряда;

% - накладные расходы на зарплату;

- стоимость приспособления,

- количество деталей в приспособлении;

- удельная стоимость одной детали приспособления;

- коэффициент коррекции цен;

N - годовая программа выпуска;

- коэффициент, учитывающий затраты на приспособление;

- коэффициент, учитывающий затраты, связанные с эксплуатацией приспособления;

года - срок окупаемости приспособления.

Для первого варианта приспособления технологическая себестоимость обработки одной детали (при мин):

руб.,

для второго варианта (при мин):

руб.

Годовая экономическая эффективность:

руб.

Вариант приспособления с пневматическим зажимом экономичнее, чем вариант приспособления с ручным зажимом.

5. Расчет производительности - пропускной способности приспособлений

Пропускная способность приспособления с ручным закреплением заготовки (рисунок 3.1). Пропускную способность приспособления определяем исходя из штучного времени:

мин,

где мин - основное технологическое время;

при сверлении длинна рабочего хода равна:

мм,

при нарезании резьбы метчиком:

мм,

мин - вспомогательное время на закрепление и открепление заготовки;

мин - время на обслуживание рабочего места;

мин - время перерывов на отдых и личные надобности.

Пропускная способность приспособления:

шт/год,

где ч - действительный годовой фонд времени работы оборудования при работе в одну смену.

Пропускная способность приспособления с механизированным зажимом.

Основное технологическое время мин.

Вспомогательное время мин (/4/, табл. 2.2, стр. 55).

мин,

мин.

Штучное время.

мин.

Пропускная способность

шт./год.

Пропускная способность приспособления с ручным зажимом ниже пропускной способности приспособления с механизированным зажимом.

6. Расчет зажимного усилия

Зажимное усилие должно обеспечить равновесие под действием внешних сил. Цилиндрическая заготовка закреплена в призме с углом и находится под действием момента М. Создаваемые силы трения и реакции опор противодействуют сдвигу вдоль оси и повороту заготовки.



Рисунок 5. Расчетная схема

Зажимное усилие должно обеспечить равновесие под действием внешних сил. Заготовка находится под действием зажимной силы Q и крутящего момента. Потребная сила зажима заготовки определяется из условия равновесия с учетом коэффициента запаса k.

f=0,15 - коэффициент трения;

z=39 мм - длинна от силы Q до действия зажима;

М_р=1,71 Н·м - крутящий момент при сверлении.

Из уравнения выразим требуемую силу зажима

Н,

7. Расчет основных характеристик силового механизма и выбор силового привода

В качестве силового механизма выбираем рычажный.

Рисунок 6. Рычажный механизм

Основной характеристикой механизма является передаточное отношение сил, которое для рычажного механизма определяем как:

,

где l₁ и l₂ - плечи рычага; Q - исходная сила, прикладываемая к рычагу.

Н.

8. Выбор силового привода

Поскольку сила, прикладываемая к рычагу, намного больше допустимой [Q]=200…300 Н, то можно применить поршневой пневматический привод. Он представляет собой поршневое устройство, приводимое в действие от отдельного компрессора. Определим диаметр пневмоцилиндра по формуле:

где D_ц - диаметр пневмоцилиндра, мм;

F_{шт. тол.} - требуемое усилие зажима, Н (F_{шт. тян.}=Q);

P - давление сжатого воздуха, Па (Р=0,6·10⁶ Па);

з - КПД пневмоцилиндра (з=0,95)

Выбираем цилиндр диаметром 63 мм. Диаметр штока при этом будет равняться 0,2..0,3 d. Следовательно

Диаметр штока принимаем 16 мм.

9. Расчет на точность выполняемого размера

Точность обработки напрямую зависит от точности изготовления приспособления.

где: - допуск, выполняемого при обработке размера заготовки;

- допуск на размер 106 по 7 квалитету(=1300 мкм);

К_Т=1 - коэффициент, учитывающий отклонения рассеяния значений составляющих величин от значения нормального распределения;

К_Т1=0,8 - коэффициент, учитывающий уменьшение предельного значения погрешности базирования при работе на настроенном станке;

К_Т2=0,6 - коэффициент, учитывающий погрешности обработки в суммарной погрешности, вызываемой факторами, не зависящими от приспособления;

=36 мкм - погрешность базирования;

_з - погрешность закрепления(_з=40 мкм);

_у= 2мкм - погрешность установки приспособления.

Погрешность установки приспособления может возникнуть вследствие возникновения зазора между пазами станка и базирующими элементами приспособления.

_п=4Sd/l=4Ч0,042Ч6/46=0,021 мм;

Погрешность от изнашивания установочных элементов определяется по формуле:

З_И=₂N

где: ₂=0,0015 - постоянная зависящая от условий контакта;

N=10000 - количество контактов в год.

З_И=0,0015·10000=15 мкм.

=120 мкм - экономическая точность обработки.

мкм.

.

Вывод: изготовления выполняемого диаметра, при установке кондукторной плиты, должно быть выполнено с погрешностью не больше 1208 мкм.

10. Разработка эскиза сборочного чертежа

Эскизный вариант конструкции приспособления показан на рисунке 7.

Рисунок 7. Эскиз сборочного чертежа приспособления

11. Описание работы приспособления

Принцип работы и конструкция приспособления показаны на рисунке 8.



Рисунок 8. Конструкция приспособления: 1 - плита; 2 - пневмоцилиндр; 3 - рычаг; 4 - шток; 5 - кондукторная плита; 5 - быстросъемная шайба; 7 - гайка; 8 - заготовка

Приспособление состоит из плиты 1, на которой расположен корпус приспособления и пневмоцилиндр 2. Пневмоцилиндр через рычаг 3, соединен со штоком 4, на котором крепится быстросменная шайба 6, при помощи гайки 7. Приспособление устанавливается на поворотный стол станка. Крепеж приспособления к поворотному столу станка осуществляется при помощи болтов, которые устанавливаются в Т-образные пазы станка. Заготовка 8 устанавливается на корпус приспособления по диаметру 120h6. На нее устанавливается кондукторная плита 5, которая центрируется диаметром 155_-0,04 по поверхности детали. Затем воздух подается в нижнюю полость пневмоцилиндра, который через рычаг передает усилие на шток, который в свою очередь при помощи быстросменной шайбы прижимает заготовку к корпусу приспособления вместе с кондукторной плитой. После сверления отверстий, в верхнюю полость пневмоцилиндра подается воздух, и происходит отжим заготовки. Износ деталей приспособления может привести к уменьшению усилия зажима. Для устранения этого необходимо поджать гайку 7, тем самым обеспечив необходимую длину хода поршня пневмоцилиндра.

Заключение

В данной курсовой работе я рассмотрел два варианта приспособления для обработки отверстия в детали «стакан»:

Приспособление с ручным зажимом заготовки,

Приспособление с пневматическим зажимом заготовки.

Произведя расчеты экономической эффективности, пропускной способности и основных характеристик силового механизма приспособлений я определил наиболее эффективное приспособление. Данным приспособлением является приспособление с пневматическим зажимом детали.

Список использованных источников

1. В.И. Анурьев. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 Т. Т.1. 8-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение. 2001.

2. Справочник технолога-машиностроителя. Т. 2. Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. Москва, "Машиностроение", 1986.

3. В.А Федоренко, А.И Шошин. Справочник по машиностроительному черчению. Ленинград, "Машиностроение", 1981.

4. В.А. Горохов. Проектирование и расчет приспособления. Минск, Вышэйшая школа", 1986.

5. В.С. Корсаков. Основы конструирования приспособлений. Москва, "Машиностроение", 1983.

6. А.К. Горошкин. Приспособления для металлорежущих станков. Справочник. Москва, «Машиностроение». 1979.

7. В.И. Анурьев. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 Т. Т.2. 8-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение. 2001.

8. В.И. Анурьев. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 Т. Т.3. 8-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение. 2001.

9. М.А. Ансеров. Приспособления для металлорежущих станков. 4-е изд., исправленное и доп. Ленинград: Машиностроение. 1975.

Размещено на Allbest.ru

...