Проектирование приспособления для радиально-сверлильного станка для получения сквозного отверстия в детали

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Машиностроение - ведущий комплекс отраслей в промышленности. Ведущую роль в машиностроении играет станкостроение, выпускающее технологическое оборудование, приспособления, инструменты.

Большое значение в совершенствовании производства имеют приспособления.

Затраты на технологическую оснастку достигают до 20% себестоимости изделия, особенно значительны они при создании сложной, дорогостоящей и ответственной её части - приспособлений.

Приспособление - это вспомогательное устройство, используемое при механической обработке, сборке и контроле изделий.

При внедрении переналаживаемых станочных приспособлений в 2..3 раза уменьшается трудоёмкость проектирования и в 3..4 раза - цикл изготовления станочных приспособлений.

Для успешного решения вопросов научно-технического прогресса инженер должен знать теоретические основы создания приспособлений, их системы и типовые конструкции; уметь анализировать соответствующие конструкции приспособлений требованиям производства; обладать соответствующими навыками проектирования и расчёта различных приспособлений.

1. Техническое задание на проектирование приспособления

Рис. 1 Деталь - вал

Для выполнения данной операции выбираем токарно-винторезный станок (1к62).Данные станка:

Таблица 1

Наименование станка	1к62
Наибольший диаметр изделия, устанавливаемого над станиной, мм	400
Наибольший диаметр точения над нижней частью суппорта, мм	220
Наибольший диаметр обрабатываемого пункта, мм	36
Расстояние между центрами, мм	710; 1000; 1400
Наибольшая длина обтачивания, мм	640;930;1330
Пределы чисел оборотов шпинделя в минуту	12,5 - 2000
Пределы продольных подач, мм/об	0,07 - 4,16
Пределы поперечных подач, мм/об	0,035 - 2,08
Нарезаемые резьбы:
Метрическая, шаг в мм	1-192
Дюймовая, число виток на 1”	24-2
Модульная, шаг в модулях	0,5-48
Питчевая в питчах	96-1
Диаметр отверстия в шпинделе, мм	38
Мощность главного электродвигателя, квт	10
Габариты станка (длина x ширина x высота), мм	2522;2812;3212x1166x1324
Вес станка, кг	2065;2200;2300

Расчет режимов и сил резания на данной операции

Глубина резания

При точении глубина резания t = 90-84/2=3 мм.

Подача.

При точении принимаем подачу S = 0,5 мм/об [табл. 10].

Скорость резания расчетная.

Скорость резания при точении

где, C_v = 350 - стойкость инструмента при обработке;

y = 0.35

x = 0.5

м = 0,2

Т = 240 мин

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

,

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

= 1 [2, с. 360, таб. 2];

= 1 [2, с. 360, таб. 2];

= 1;

= 0,8;

= 07;

= 1;

Данные коэффициенты выбраны из табл.1,2,3,6,7 гл. 4 [10];

Частота вращения

мин^-1; мин^-1;

По паспорту станка n=315 мин^-1

D - диаметр заготовки при обтачивании большей ступени.

Скорость резания действительная.

Скорость резания при точении

Сила резания

, где

С_р = 60

;

Минутная подача

Находим мощность резания:

кВт.

2. Разработка схемы установки заготовки

В данном случае базирование производиться в центрах

Рисунок 2. Теоретическая схема базирования: 1, 2, 3, 4 - двойная-направляющая скрытая база; 5 - опорная явная база; 6 - опорная скрытая база.

Рисунок 3. Практическая схема базирования.

3. Разработка эскизных вариантов приспособления

Для принятой схемы базирования заготовки разрабатываем два варианта приспособлений:

вариант 1 - с ручным закреплением заготовки (рис. 4.);

вариант 2 - с механическим закреплением заготовки (рис. 5.).

Рисунок 4. Вариант 1. Приспособление с винтовым зажимом заготовки.

Рисунок 5. Вариант 2. Приспособление с механическим зажимом.

4. Расчёт пропускной способности приспособлений

Пропускная способность приспособления механическим закреплением заготовки.

Пропускную способность приспособления определяем исходя из штучного времени:

мин

где мин - основное технологическое время

N₁ = 315 мин^-1 - частота вращения шпинделя.

мин - вспомогательное время на закрепление заготовки, время управления станком, установку инструмента;

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 больше программы выпуска.

Пропускная способность приспособления с винтовым зажимом.

мин

где мин - основное технологическое время Вспомогательное время:

мин

мин

мин

Пропускная способность приспособления

шт/год

Пропускная способность приспособления с винтовым зажимом ниже пропускной способности приспособления с механическим зажимом.

5. Экономическое сравнение вариантов конструкций

Экономическое сравнение вариантов конструкций проводим по годовой технологической себестоимости выполнения операции.

Приведённые затраты на единицу продукции определяются по формуле:

где - основная заработная плата производственных рабочих;

S₁ = 38,2 руб. - часовая тарифная ставка рабочего 1-го разряда;

m= 1.51 - тарифный коэффициент 4-го разряда;

z = 200 % - накладные расходы на зарплату;

А = - стоимость приспособления,

Z_n =17 - количество деталей в приспособлении;

С_н = 20 - удельная себестоимость (себестоимость приспособления, приходящаяся на одну его деталь);

K_k =20 - коэффициент коррекции цен;

N =5000 - годовая программа выпуска;

= 0,5 - коэффициент, учитывающий затраты на приспособление;

= 0,2 - коэффициент, учитывающий затраты, связанные с эксплуатацией приспособления:

=3 года - срок окупаемости приспособления.

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

руб

для второго варианта (при t_шт = мин):

руб

Годовая экономическая эффективность:

руб

Вариант приспособления с механическим зажимом экономичнее, чем вариант с винтовым зажимом.

6. Расчёт зажимного усилия

Назначение зажимных механизмов (ЗМ) станочных приспособлений состоит в надежном закреплении, предупреждающем вибрации и смещения заготовки относительно опор приспособления при обработке.

При конструировании нового СП силу закрепления W находят из условия равновесия заготовки под деиствием сил резания, тяжести, инерции, трения; реакций в опорах и собственно силы закрепления.

При расчетах ЗМ. закрепления Самотормозящие силы следует учитывать упругую (винтовые, характеристику эксцентриковые и т.п.) имеют линеиную зависимость между приложенной клиновые, перемещением. Пневматические, силой пневмогидравлические зм прямого деиствия имеют сложную зависимость между приложенной силой и упругими перемещениями. упругим гидравлические,

Силы закрепления определяют из условия равновесия заготовки. В данном случае заготовка центрируется по двум пальцам. Прижимается рычагом к торцевой поверхности стенки рычажный механизм передаётся при помощи приспособления.

H ,

где M_кр - крутящий момент;

k = 2 - коэффициент запаса; , - коэффициенты трения; L - рычаг.

7. Выбор силового привода

Определим диаметр штока пневмоцилиндра:

где P=Q - требуемое усилие зажима, Н;

з - КПД (з=0,95) [2, стр. 143].

м.

Согласно ГОСТ 15608-81 принимаем мм.

8. Выбор силового привода

Определим диаметр штока пневмоцилиндра:

где P=Q - требуемое усилие зажима, Н;

с - давление сжатого воздуха, Па (с =0.4Ч10⁶ Па);

з - КПД гидроцилиндра (з=0,9) [2, стр. 143].

м.

м.

Согласно ГОСТ 15608-81 принимаем мм, мм.

Зажимное усилие с учетом принятого диаметра:

.

9. Расчет на точность выполняемого размера

Точность обработки напрямую зависит от точности изготовления приспособления:



где - допуск, выполняемого при обработке размера заготовки;

- допуск на размер 290 по 7 квалитету (=0,65 мм);

K_T - коэффициент, учитывающий отклонения рассеяния значений составляющих величин от значения нормального распределения;

K_T1 = 0,8 - коэффициент, учитывающий уменьшение предельного значения погрешности базирования при работе на настроенном станке;

- погрешность поверхностей установочных элементов в результате их изнашивания.

- коэффициент, учитывающий погрешности обработки в суммарной погрешности, вызываемой факторами, не зависящими от приспособления;

- так как все необходимые базы совмещены;

- погрешность закрепления ( мм); [3, с. 210, табл. 4]

мкм - погрешность установки приспособления.

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

, так как на этом приспособлении нет направляющих элементов; Погрешность от изнашивания установочных элементов определяется по формуле для опор с развитой поверхностью контакта, где:

- постоянная зависящая от условий контакта;

N = 5000 - количество контактов в год.

п = 0.5 (0.4.. ..0.6) - коэффициент, учитывающий условия нагружения опор;

мм Принимаем .

мм - экономическая точность.

мкм

Вывод: Приспособление должно быть выполнено с погрешностью не больше 0,425 мм.

Описание работы приспособления

Рисунок 6 - Эскиз приспособления

Принцип работы и конструкция приспособления показаны на рис.10.1

Контроль радиального и торцевого биения детали:

- установить контролируемую деталь в центрах контрольного приспособления;

- подвести наконечник индикатора в соприкосновение с контролируемой поверхностью детали с таким расчетом, чтобы стрелка сделала примерно 0,5 оборота по шкале. Тогда она получит возможность вращаться в обе стороны;

- поворотом шкалы установить индикатор на нуль;

- рукой медленно вращать деталь в центрах и отметить по шкале наибольшее и наименьшее показания большой стрелки индикатора за полный оборот детали;

- разность этих показаний является биением поверхности детали.

Заключение

В ходе выполнения работы по курсу "Технологическая оснастка", мною было разработано приспособление для радиально-сверлильного станка для получения сквозного отверстия в детали. Были закреплены навыки по базированию заготовки, разработке вариантов приспособлений, расчёту пропускной способности, экономической эффективности и основных характеристик силового механизма.

резание станочное приспособление заготовка

Литература

1. Н.А. Нефёдов, К.А. Осипов. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту. М., "Машиностроение", 1990.

2. Справочник технолога-машиностроителя. Т. 2. Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. М., "Машиностроение", 2001.

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

4. В.А. Горохов. Проектирование и расчёт приспособлений. Минск, Вышэйшая школа", 1986.

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

6. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Т. 3. - 8-е изд., перераб. и доп. Под ред. И.Н. Жестковой. - М.: машиностроение, 2001.-920 с.:ил.

Приложение А

Техническое задание на проектируемое приспособление.

1.Наименование и область применения.

Приспособление для нарезания резьбы в заготовке «Вал» на радиально-сверлильном станке, модели 2М58-1 на операции №ХХХ - Сверлильная.

2. Основание для разработки.

Операционная карта технологического процесса механической обработки детали «вал».

3. Цель и назначение приспособления.

Проектируемое приспособление должно обеспечить:

- точную установку и надежное закрепление заготовки, а также постоянное во времени положение заготовки относительно стола станка и режущего инструмента, с целью получения необходимой точности размеров.

- удобство установки, закрепления и снятия.

- время установки не должно превышать 0,3 мин.

- рост производительности труда.

- сокращение материалоемкости.

4. Технические требования.

- программа выпуска - 5000 шт.

-установочные и присоединительные размеры должны соответствовать рабочему пространству станка 2М58-1.

- регулировка конструкции допускается.

-входные данные операции: смотреть операционный эскиз операции №ХХХ.

- входные данные об механической обработке: режимы резания и время обработки.

- режимы резания: смотреть операционные карты операции №ХХХ.

- технические характеристики станка 2М58-1:

габариты станка 4850x1830x4885 мм

мощность электродвигателя: - главного движения - 13 кВт

- количество одновременно обрабатываемых деталей - 1 шт.

- тип привода - гидравлический.

- квалификация оператора - 4 разряд.

5. Экономические требования:

- уменьшение себестоимости операции.

- нормативный срок окупаемости - 1-2 года.

6. Стадии разработки.

- Эскизный проект

- Разработка схемы установки заготовки.

- Разработка эскизных вариантов приспособления.

- Расчет экономической эффективности конструкции приспособления.

- Расчет пропускной способности приспособления.

- Расчет зажимного усилия.

- Расчет основных характеристик силового механизма.

- Выбор силового привода.

- Расчет на точность выполняемого размера.

-Технический проект

- Описание работы приспособления.

7. Документация.

1. Единая система технологической подготовки производства.

2. Правила проектирования технологической оснастки (ГОСТ 14306).

3. Общие правила обеспечения технологичности конструкции изделия.

8. Документы, предъявляемые при разработке:

- пояснительная записка.

- чертеж общего вида.

- спецификация проектируемого приспособления.

Размещено на Allbest.ru

...