Разработка технологического процесса обработки детали "Муфта"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Анализ объекта производства

1.1 Служебное назначение детали

1.2 Анализ технологичности конструкции детали

1.3 Соответствие чертежа требованиям ЕСКД и ЕСТД

2. Проектная часть

2.1 Описание технологической операции

2.2 Выбор схемы базирования

2.3 Разработка, сравнение и выбор возможных вариантов конструкции приспособления

2.4 Силовой расчет приспособления

2.4.1 Расчет режимов резанья

2.4.2 Выбор станка

2.4.3 Расчет усилия зажима

2.5 Расчёт приспособления на точность

2.6 Расчет на прочность детали станочного приспособления

2.7 Описание служебного назначения и принципа действия приспособления

2.8 Выбор материала деталей приспособления

Заключение

Список литературы

Нормативные ссылки

Приложение А. Спецификация деталей станочного приспособления



Введение

В машиностроении широко применяется разнообразная технологическая оснастка. Затраты на ее изготовление и эксплуатацию составляют до 15-20 % от себестоимости продукции, а стоимость и сроки подготовки производства в основном определяются величиной затрат труда и времени на проектирование и изготовление технологической оснастки.

Наибольший удельный вес в общей массе оснастки имеют станочные приспособления, с помощью которых решаются три основные задачи:

1) базирование обрабатываемых деталей на станках с выверкой по проверочным базам заменяется базированием без выверки, что ускоряет процесс базирования и обеспечивает возможность автоматического получения точности размеров на настроенных станках;

повышается производительность и облегчаются условия труда рабочих за счет механизации и автоматизации приспособлений, а также за счет применения многоместной, позиционной и непрерывной обработки;

расширяются технологические возможности станков, что позволяет на обычных станках выполнять такую обработку или получать такую точность, для которой эти станки не предназначены.

В соответствии с требованиями ЕСТПП различают три вида станочных приспособлений: специальные (одноцелевые, непереналаживаемые - используются в массовом производстве); переналаживаемые (в мелко и среднесерийном производстве); универсальные (многоцелевые, широкопереналаживаемые - применяются в единичном или мелкосерийном производстве).

За последнее время повысился уровень механизации и автоматизации приспособлений, проведена работа по их стандартизации и нормализации.

Производительность труда значительно возрастает за счет применения быстродействующих с механизированным приводом, многоместных, автоматизированных станочных приспособлений.

Точность обработки деталей по параметрам отклонений размеров, формы и расположения поверхностей увеличивается (в среднем на 20-40%) за счет применения точных, надежных, обладающих достаточной собственной и контактной жесткостью приспособлений, с уменьшенными деформациями заготовок и стабильными силами их закрепления.

Конструкции станочных приспособлений совершенствуются с развитием технологий и методов организации производства, с развитием станкостроения и появлением принципиально новых станков.



1. Анализ объекта производства

1.1 Служебное назначение детали

Деталь, для которой необходимо разработать приспособление - «Муфта» является изделием сложной сферической формы, изготовленной из Трубы .

Деталь «Муфта» является частью сборочной единицы изделия. Она служит для передачи вращения и момента без изменения его величины с одного вала на другой. Муфты всегда изготавливают в виде отдельных деталей, а в сборе с валом составляют сборочную единицу. Как и в нашем случае.

Материал заготовки - Труба . Применяется при изготовлении различных муфт, полумуфт, гильз и других деталей, в частности для различных механических приводов.

В чертеже детали учтены все технологические требования. Все поверхности обработки детали «Муфта» легко доступны, как для обработки, так и для контроля.

1.2 Анализ технологичности конструкции детали

Технологичность - это совокупность свойств конструкции детали, проявляемых в возможности оптимальных затрат труда, средств, материалов и времени при технической подготовке ее производства, изготовлении и ремонте.

Обрабатываемые поверхности имеют простую геометрическую форму, что не требует использования сложных фасонных инструментов. Нет больших трудностей обеспечения доступа режущего и мерительного инструмента. Исключения составляют три отверстия Ш 6 мм.

Конструкция детали такова, что обработка цилиндрических поверхностей происходит точением, обработка отверстий - сверлением и нарезанием резьбы где это необходимо, необходимая шероховатость достигается шлифовкой.

1.3 Соответствие чертежа требованиям ЕСКД и ЕСТД

деталь муфта станочный резание

Основные требования, предъявляемые к чертежу, заключаются в следующем:

1. Чертеж детали должен полно и ясно отображать конструкцию и форму детали, имея минимальное и достаточное для этого количество изображений.

2. Чертеж детали должен содержать все размеры, необходимые для изготовления детали, проставленные четко и технологически грамотно.

3. Чертеж детали должен содержать соответствующие технические требования.

Чертеж детали выполнен в соответствии с требованиями ГОСТов ЕСКД. На чертеже детали «Муфта» имеются все изображения и разрезы, из которых ясна форма детали и даны все размеры, необходимые для её получения, проставлены посадки и шероховатость поверхностей.



2. Проектная часть

2.1 Описание технологической операции

В данном курсовом проекте проектируем специальное станочное приспособление с пневматическим приводом на сверлильную операцию для сверления трех отверстий Ш 6 мм. Инструмент Сверло D=6 мм. Материал режущей части сверла - быстрорежущая сталь Р6М5.

2.2 Выбор схемы базирования

Осуществляя выбор баз, следует придерживаться основных правил и принципов базирования: правила шести точек, принципов единства (совмещения) баз и постоянства баз. При проектировании специальных станочных приспособлений применяются три основные схемы базирования заготовки, по типу прямоугольного параллелепипеда, цилиндра и диска.

Применяем схему базирования заготовки по типу цилиндра.

Схема базирования заготовки предоставлена на рисунке 2.1

Рисунок 2.1 - Схема базирования заготовки

Базирование происходит по трем базам:

1) Двойная направляющая (опорные точки 1,2,3,4).

2) Опорная (опорная точка 5).

3) Опорная (опорная точка 6).

Двойная направляющая база лишает заготовку трех степеней свободы (двух вращений и одного перемещения). Опорная база лишает заготовку двух степеней свободы (двух перемещений). Опорная база лишает заготовку одной степени свободы (вращения).

2.3 Разработка, сравнение и выбор возможных вариантов конструкции приспособления

При проектировании специального станочного приспособления рассматривается несколько вариантов зажима заготовки в приспособлении. Первый - ручной зажим, требующий больших усилий рабочего при закреплении заготовки в приспособлении, а также нестабильное усилие зажима при ручном закреплении заготовки, которое ведёт к короблению заготовки, износу, а в дальнейшем и выходу из строя деталей специального станочного приспособления. Ручной зажим требует более длительного времени на установку и снятие заготовки.

Второй - механизированные зажимы не требуют приложения физической силы рабочего, что намного облегчает его труд и уменьшает время на установку и снятие заготовки. К механизированным зажимам относятся пневматические, гидравлические и пневмогидравлические приводы. Гидравлические и пневмогидравлические приводы при относительно малых габаритах, развивают в несколько раз большее усилие на штоке чем пневматические приводы тех же размеров. Недостаток гидравлических и пневмогидравлических приводов - повышенные требования к уплотнительным устройствам.



2.4 Силовой расчет приспособления

2.4.1 Расчет режимов резанья

Операция - Вертикально-сверлильная.

Сверлить три отверстия Ш 6 мм.

Инструмент - Сверло, D=6мм.

Материал режущей части - быстрорежущая сталь Р6М5.

Глубина резанья; t=3 мм.

Скорость резания определяется по формуле [2]:

, (2.1)

где скорость резания, м/мин;

коэффициент, выбирается из [2]: 7,0;

- диаметр сверла мм, 6 мм;

m; y; g - показатели степеней, выбираются из [2]: m=0,20; y=0,70; g=0,40;

период работы сверла, выбирается из [2]:25 мин;

подача мм/мин, 0,20 мм/мин;

поправочный коэффициент;

Поправочный коэффициент рассчитается по формуле [2]:

, (2.2)

где поправочный коэффициент;

коэффициент на обрабатываемый материал [2]: ;

коэффициент инструментального материала, принимается из [2]:

1;

- коэффициент учитывающий глубину сверления [2]: ;

Производится расчет

.

Производится расчет скорости резания:

м./мин.

Рассчитываем частоту вращения по формуле [2]:

, (2.3)

мин^-1.

По паспорту станка принимается ближайшее значение частоты вращения 1225 об/мин.

Уточняем скорость резания по принятому числу оборотов [2]:

, (2.4)

м/мин.

Определяем осевую силу по формуле [2]:

, (2.5)

где коэффициент, выбирается из [2]: 143;

q; y, - показатели степеней, выбираются из [2]: ; q=1,0 ; y=0,7;

- коэффициент, учитывающий условия обработки, =1.

Н.

Крутящий момент определяется по формуле [2]:

, (2.6)

где коэффициент, выбирается из [2]: 0,0345;

g; y, - показатели степеней, выбираются из [2]: ; g=2,0 ; y=0,8.

Тогда момент равен:

Нм.

Мощность резания определяется по формуле [2]:

, (2.7)

кВт.

2.4.2 Выбор станка

По величине мощности резания, частоте вращения шпинделя, подачам выбираем вертикально - сверлильный станок 2Г125.

Обработка на станке 2Г125 возможна, так как мощность двигателя станка N_дв=2,2 кВт >N_e.

2.4.3 Расчет усилия зажима

Расчетная схема приспособления представлена на рисунке 2.2



Рисунок 2.2 - Расчетная схема приспособления

Величину необходимых сил зажима следуем рассчитать с наибольшей точностью. При завышенном её значении увеличивается стоимость изготовления и эксплуатации приспособления за счет увеличения его габаритов и веса, диаметра пневматического цилиндра, расхода сжатого воздуха. Заниженные значения сил не обеспечивают надёжного зажима заготовки.

Сила зажима определяётся по формуле[3]:

, (2.8)

где крутящий момент, 3,5 Нм;

f - коэффициент трения, f₁=f₂=0,1;

R - расстояние от центра отверстия до центра детали, R=45 мм.;

- осевая сила, =2746 Н.;

- коэффициент, запаса который определяется по формуле [2]:

, (2.9)

где - коэффициент гарантированного запаса, = 1,5;

- коэффициент, характеризующий увеличение сил резания вследствие затупления режущего инструмента, =1,2;

- коэффициент, учитывающий увеличение сил резания из-за случайных неровностей на обрабатываемых поверхностях, =1,0;

- коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при прерывистом резании, =1,0;

- коэффициент, характеризующий постоянство силы закрепления в зажимных механизмах, =1,0;

- коэффициент, характеризующий эргономику ручных зажимных механизмов, =1,0;

- коэффициент учитывают только при наличии моментов стремящихся повернуть заготовку, =1,0.

Тогда:

.

Принимается коэффициент запаса равным =2,5.

Производится расчет:

.

Определим диаметр пневмоцилиндра двухстороннего действия из формулы [5]:

, (2.10)

где D_ц - диаметр цилиндра мм.;

- удельное давление воздуха в пневмосети, =0,6Мпа.

Следовательно:

. (2.11)

Принимается из стандартного ряда =60 мм., d_шт=18мм.

Тогда действительное усилие зажима равно:

Н.

Данный привод обеспечивает необходимую силу зажима заготовки, так как действительное усилие зажима Q=1389 Н. больше требуемой Q= 1143 Н.

2.5 Расчёт приспособления на точность

Для получения требуемой точности изготавливаемой детали в приспособлении должно соблюдаться следующее условие: максимальная результирующая погрешность обработки должна быть менее допуска на получаемый параметр примерно на 10-15%, то есть

Т, (2.12)

где Т - допуск на координирующий размер, расстояние от центра отверстия до края детали 22 мм, Т=0,52 мм. по ГОСТ 30893.1: Н14; h14; IT/2.

Результирующая погрешность обработки является следствием совокупного влияния различных факторов, приводящих к погрешности обработки. К их числу относятся: погрешности изготовления и износа элементов станка, приспособления и инструмента, погрешности деформации приспособления и заготовки под действием сил резанья и т.д.

Таким образом, для расчёта точности изготовления приспособления воспользуемся уравнением:

, (2.13)



где - коэффициент, учитывающий возможное отступление от нормального распределения отдельных составляющих, = 1,1;

- погрешность станка в ненагруженном состоянии, вызываемая погрешностями изготовления и сборки его деталей и узлов, .;

- погрешность расположения приспособления на станке - расположение посадочных поверхностей приспособления относительно посадочного места станка. =0.;

- погрешность, зависящая от отклонений относительного расположения установочных элементов мм.;

- погрешность базирования заготовки в приспособлении, в данном случае равна нулю, так как установочная база совпадает с технологической.

- погрешность закрепления, вызываемая действием зажима, = 0,01 мм;

- погрешность расположения направляющих элементов для инструмента относительно установочных поверхностей приспособления, равна максимальному зазору между сверлом и максимально изношенной втулкой определяется по формуле:

(2.14)

где - максимальный диаметр втулки, =6,036 мм;

- минимальный диаметр сверла, =5,95 мм;

6,036-5,95=0,086 мм.

- погрешность инструмента при его изготовлении, учитывается в том случае, когда размеры и профиль инструмента переносятся на деталь (копируются). =0.

- погрешность расположения инструмента на станке; в данном случае;

- погрешность вызываемая износом инструмента, =0,01.

- погрешность деформации системы СПИД, ей можно пренебречь ввиду сложности расчетов, = 0.

Подставляем значения составляющих погрешностей в формулу (2.13) и находим результирующую погрешность:

<0,52 мм.

Спроектированное приспособление будет обеспечивать заданную точность обработки.

2.6 Расчет на прочность детали станочного приспособления

Произведем расчет детали шток поз.4 в опасном сечении М12Ч1,5. На диаметре резьбы М12 согласно схеме зажима действует сила растяжения у_р.

Сила у_р должна быть меньше [у_р] для материала сталь 40Х ГОСТ 4543-71 [у_р]=250 н/мм².

Q- усилие зажима; Q=1389 Н.

Определим площадь сечение резьбы штока по формуле:

S, (2.15)

где - средний радиус резьбы;

D - диаметр резьбы, D = 13 мм.;

t - шаг резьбы, t = 1,5 мм.

S мм².

Проверяем напряжение на растяжение резьбы штока по формуле [4]:



, (2.16)

Н/мм².

у_р = 76,7<[у_р]=250 Н/мм².

Расчетное напряжение на растяжение меньше допустимого. Прочность конструкции обеспечена.

2.7 Описание служебного назначения и принципа действия приспособления

Разработанное приспособление предназначено для базирования и закрепления заготовки «Муфта» на операции сверление трех отверстий Ш 6 мм.

Рассматривается принцип работы специального станочного приспособления с пневмоцилиндром двухстороннего действия:

1 Устанавливается заготовка “Муфта” на площадку установочную поз. 8.

2 Подается воздух в безштоковую полость цилиндра. Поршень поз. 5 со штоком поз. 4 и прижимным диском поз. 7 двигаясь по оси вправо, зажимают заготовку в приспособлении. Винтом фиксирующим поз. 10 происходит поджатие заготовки от проворота.

3 Обрабатывается одно отверстие.

4 Подается воздух в штоковую полость цилиндра. Поршень поз. 5 со штоком поз. 4 и прижимным диском поз. 7 двигаясь по оси влево, открепляют деталь.

5 Производится поворот установочной площадки, путем оттягивания стопорного пальца поз. 14, на 120° до щелчка и повторяем пункты 2, 3, 4, 5. После обработки третьего отверстия происходит открепление заготовки фиксирующим винтом.

6 Обработанная деталь кладется в тару и повторяем пункты 1, 2, 3, 4, 5. (См КП 04.00.06 СБ)

2.8 Выбор материала деталей приспособления

Конструируя детали специального станочного приспособления необходимо выбрать для них такой материал, который бы полностью удовлетворял требованиям прочности деталей и условиям их работы в приспособлении. Неправильный подход к вопросу выбора материала может свести на нет все усилия предыдущих этапов проектирования, существенно повысить стоимость деталей, либо препятствовать выполнению задачи точности и производительности. Следует учитывать целесообразность сокращения количества марок материалов, применяемых в данной конструкции.

Основание, корпус приспособления, поршень, втулка и крышка изготавливается из чугуна марки СЧ 20 ГОСТ 1412-85.

Диск прижимной, площадка установочная, втулка кондукторная, винт фиксирующий, кондукторные платики, стойка, крышка сквозная, палец стопорный, шайба и штуцера изготавливаются из материала, сталь 45 ГОСТ 1050-88.

Для детали шток применяется сталь 40Х ГОСТ 4543-71 с последующей закалкой 40 … 45 HRC.

Прокладки изготавливаются из паранита.

Уплотнительные кольца изготавливаются из резины ГОСТ 7338-90.



Заключение

В данном курсовом проекте был спроектирован пневматический кондуктор для сверления трех отверстий диаметром 6 мм.

Произведён расчёт режимов резания, усилия зажима, расчёт станочного приспособления на точность, расчёт на прочность деталей приспособления, описан принцип действия приспособления. Выбран станок 2Г125 удовлетворяющий требованиям мощности и режимов резанья. Описан принцип работы станочного приспособления. Подобраны материалы деталей приспособления.



Список литературы

1. Руководство по эксплуатации вертикально-фрезерного станка 6Р13.

2. Справочник технолога - машиностроителя. В 2-х т. Т2 / Под ред. А.М. Дальского, А.Г. Суслова, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение - 1, 2001 г. 944 с., ил.

3. Приспособления для металлорежущих станков./ Ансёров М.А. М.-Л.: изд. Машиностроение, 1964 г. 652 с.

4. Приспособления для металлорежущих станков./ Горошкин А.К.: Справочник. - 7-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1979 г. -303 с.

5.Курсовое проектирование по технологии машиностроения/А.Ф. Горбацевич, В. Н. Чеботарев, В. А. Под.ред. - Минск: Высшая школа, 1975.- 288 с.



Нормативные ссылки

ГОСТ 2.104-68-ЕСКД. Основные надписи.

ГОСТ 2.105-95-ЕСКД. Общие требования к текстовым документам.

ГОСТ 2.109-73-ЕСКД. Основные требования к чертежам.

ГОСТ 2.305-68-ЕСКД. Изображения, виды, разрезы, сечения.

ГОСТ 2.307-68-ЕСКД. Нанесение размеров и предельных отклонений.

ГОСТ 2.308-79-ЕСКД. Указание на чертежах допусков форм и расположение поверхностей.

ГОСТ 2.316-68-ЕСКД. Правила нанесения на чертежах надписей, технических требований и таблиц.

ГОСТ 2.789-74-ЕСКД. Общие положения технической документации.

ГОСТ 25.347-82-ЕСКД. Основные нормы взаимозаменяемости ЕСПД. Поля допусков и рекомендуемые посадки.

Размещено на Allbest.ru

...