Делительное приспособление для сверления отверстия втулки

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Содержание

Введение

1 Общая часть

1.1 Анализ исходных данных и подготовка дополнительных материалов для проектирования

1.2 Разработка технологического задания на проектирование приспособления

1.3 Разработка схемы станочного приспособления

2 Специальная часть

2.1 Расчет сил резания, действующих на заготовку

2.2 Расчет потребных сил зажима

2.3 Расчет установочных баз детали. Выбор вида установочных элементов

2.4 Расчет погрешности установки детали в приспособлении

2.5 Выбор вида силового зажима, расчет создаваемых сил зажима

3 Конструкторская часть

3.1 Назначение и принцип работы проектируемого приспособления

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Основную группу технологической оснастки составляют приспособления механосборочного производства. Приспособлениями в машиностроительном производстве называют вспомогательные устройства к технологическому оборудованию, используемые при выполнении операций обработки, сборки и контроля. Применение приспособлений позволяет:

- устранить разметку заготовок перед обработкой, повысить её точность;

- увеличить производительность труда на операции;

- снизить себестоимость продукции;

- облегчить условия работы и её безопасность;

- расширить технологические возможности оборудования;

- организовать многостаночное обслуживание и мн.др.

Частая смена объектов производства, связанная с нарастанием темпов технологического процесса, требует создание конструкций приспособлений, методов их расчёта и проектирования, обеспечивающих неуклонное сокращение сроков подготовки производства.

Затраты на изготовление технологической оснастки составляют 15…20% от затрат на оборудования для технологического процесса обработки деталей машин или 10…24% от себестоимости машины. Станочные приспособления занимают наибольший удельный вес по стоимости и трудоёмкости изготовления в общем количестве различных типов технологической оснастки.

За последнее время на передовых машиностроительных заводах проведена большая работа по механизации и автоматизации приспособлений, а также по стандартизации и нормализации отдельных деталей и узлов приспособлений.

Поэтому темой моего курсового проекта является разработать и рассчитать приспособление делительное для сверления отверстия 10Н7.

1. Общая часть

1.1 Анализ исходных данных и подготовка дополнительных материалов для проектирования приспособления

Дана заготовка детали «Втулка» (рисунок 1), изготовленная из стали 40 ГОСТ 1050-88. Заготовка - пруток. Заготовка устанавливается на призму и закрепляется кондукторной плитой. Основной операцией является получение отверстия 10Н7. Сверлильная операция осуществляется на вертикально-сверлильном станке 2Н125.

Рисунок 1

Рисунок 2 - Эскиз и трехмерная модель детали

1.2 Разработка технического задания на проектирование приспособления

Таблица 1 - Техническое задание на проектирование приспособления

Раздел	Содержание раздела
1. Наименование и область применения	Приспособление для сверления отверстия 10Н7 на вертикально-сверлильном станке 2Н118.
2. Основание для разработки	Маршрутная карта механической обработки детали «Втулка»
3. Цель и назначение разработки	Проектируемое приспособление должно обеспечить: - точную установку и надёжное закрепление заготовки; - постоянное во времени положение детали относительно центра шпинделя станка и режущего инструмента с целью получения необходимой точности обрабатываемого размера; - его положения относительно других поверхностей детали, удобство установки, закрепления и снятия заготовки.
4 Технические требования	Тип производства - серийное; Установочные и присоединительные размеры должны соответствовать станку 2Н118; Входные данные заготовки, поступающую на сверлильную операцию: - наружный диаметр для базирования O45мм х 89мм. - канавка O36мм; - проточка b=16мм; Выходные данные: - отверстие 10Н7 Характеристика режущего инструмента: Сверло спиральное 2301-0025 ГОСТ 10903-75 (9,5мм). Сверло изготовлено из стали Р6М5 ГОСТ 1050-88

Маршрут обработки детали «Втулка».

Таблица 2 - Маршрут обработки

Операция	Эскиз
005 Токарная операция. Токарно-револьверный станок. Патрон цанговый. Сверло центровочное, резец токарный проходной отогнутый, проходной упорный, отрезной, сверло спиральное. Подрезать торец, центровать отверстие, точить наружную поверхность, сверлить отверстие, отрезать заготовку.
010 Токарная операция. Токарный станок. Оправка цанговая. Резец токарный проходной отогнутый, канавочный, проходной упорный, фасочный. Подрезать торец, точить наружную поверхность, две канавки, фаску.
015 Токарная операция Токарный станок. Патрон трехкулачковый. Резец токарный расточной для глухих отверстий, фасочный. Расточить отверстие, точить фаски.
020 Сверлильная операция. Вертикально-сверлильный станок. Кондуктор. Сверло спиральное, комплект разверток. Сверлить отверстие, развернуть отверстие.
025 Шлифовальная операция. Кругло-шлифовальный станок. Оправка. Круг шлифовальный. Шлифовать наружную поверхность.

1.3 Разработка схемы станочного приспособления

Большая часть деталей машин ограничена простейшими поверхностями - плоскими, цилиндрическими, коническими, которые и используются в качестве опорных установочных баз.

Поэтому количество типовых схем базирования невелико. В нашем случае схема станочного приспособления на операцию 020:

Рисунок 1.3.1 - Схема приспособления.

Заготовку устанавливают на призму и прижимают кондукторной плитой сверху.

2. Специальная часть

2.1 Расчёт режимов резания, действующих на заготовку

Расчет режимов резания на сверлильную операцию 020.

По справочнику [4] выбираем сверло и устанавливаем его геометрические параметры. Принимаем спиральное сверло с коническим хвостовиком из быстрорежущей стали Р6М5 по ГОСТ 3964-59.

Геометрические параметры: г = 15°; б = 16°,

Назначаем режимы резания [6].

1) Определяем глубину резания по формуле:

мм

где: D - диаметр отверстия, мм;

мм

2) Определяем подачу S, мм/об. S = 0,25 мм/об

3) Определяем скорость резания V, м/мин, по формуле:

кгм

где: D - диаметр инструмента, мм; t - глубина резания, мм; S - подача, мм/об; СV - постоянная скорости резания, СV=9,8; qv, xv, yv, m, - показатели степени, qv = 0,4 xv = 0 yv = 0,5 m = 0,2.; Т - среднее значение стойкости инструмента, Т = 60 мин; Кv - общий поправочный коэффициент на скорость резания, который находится по формуле:

где: Kmv - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала; Kmv=1; Klv - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки; Klv =1; Kuv - коэффициент, учитывающий инструментальный материал; Kuv =1.

м/мин

4) Частота вращения шпинделя n, об/мин; определяется по формуле:

об/мин

где: V - скорость резания, м/мин; D - диаметр обрабатываемой заготовки, мм;

об/мин

5) Частота вращения шпинделя корректируется по паспортным данным станка, и находится действительная частота вращения шпинделя. nд = 650 об/мин

6) Действительная скорость резания Vд м/мин; определяется по формуле:

м/мин

7) Осевая сила резания при сверлении Pо, кг; рассчитывается по формуле:

кг,

где: Ср - постоянная осевой силы, Ср = 68; qр, yр - показатели степени, qр = 1 yр = 0,7; Кр - общий поправочный коэффициент на осевую силу, Кр = 1.

кг.

8) Крутящий момент М, кгм рассчитывается по формуле:

кгм,

где: См - постоянная момента резания, См = 0,345; qм, yм - показатели степени, qм = 2 yм = 0,8; Кр - общий поправочный коэффициент на осевую силу, Кр = 1.

кгм

2.2 Расчет потребных сил зажима

Выбрав способ базирования детали, и разместив установочные элементы в приспособлении, определяют величину, место приложения и направление сил для зажима обрабатываемой детали.

Зажимные устройства приспособлений должны удовлетворять следующим требованиям:

1) при зажиме не изменять первоначально заданное положение обрабатываемой детали в приспособлении;

2) сила зажима должна обеспечить надежное закрепление детали и не допускать сдвига, поворота или вибраций детали при обработке детали на станке;

Величину сил зажима и их направление определяют в зависимости от сил резания и их моментов, действующих на обрабатываемую деталь.

Найденное значение сил резания для надежности зажима детали умножают на коэффициент запаса К = 1,4-2,6 (при чистовой обработке К = 1,4, при черновой К = 2,6).

Обрабатываемая деталь закреплена в кондукторе.

На практике потребные силы зажима определяются приближенно, исход из анализа взаимодействия сил резания из зажима и их моментов.

Рисунок 2.2.1 - Расчетная схема

Из выше приведенной схемы определяем, что сила Рz приложенная на радиусе R1 создает крутящий момент пытающийся повернуть деталь вокруг оси.

Условие зажима закрепленной заготовки рассчитывают по следующей формуле:

кгс

где: К - коэффициент запаса; f1 - коэффициент трения на рабочих прижимов; f2 - коэффициент трения на рабочих поверхностях призмы; М - момент создаваемый инструментом; угол призмы; Р - сила действия пружин; Р=45кгс.

кг.

Усилие на штоке пневмоцилиндра рассчитываем по формуле:

кг

кг.

2.3 Расчет баз детали. Выбор вида установочных элементов

При определении технологического процесса механической обработки выбираем установочные базы обрабатываемой детали, от которых зависит точность обработки данной детали. Установка обрабатываемой детали базовыми поверхностями в приспособлении определяет её положение относительно режущего инструмента.

В серийном, крупносерийном и массовом типах производства применяется в основном непосредственная установка детали в приспособлении. Этот метод обеспечивает точное положение детали в рабочей зоне и требует минимальной затраты вспомогательного времени.

Погрешность базирования возникает при не совмещении установочной и измерительной баз заготовки. В этом случае положение измерительных баз отдельных заготовок в партии относительно обрабатываемой поверхности будет различным.

Для получения наименьшей величины погрешности необходимо, таким образом выбрать базовую поверхность, чтобы она являлась основной (конструкторской) или вспомогательной (технологической) базой.

Для полной ориентации число и расположение опор должно быть таким, чтобы соблюдалось условие неотрывности баз заготовки от приспособления, т.е. не должно быть сдвига или вращения заготовки относительно трех координатных осей. В этом случае заготовка лишается всех степеней свободы, и положение ее баз в пространстве является вполне определенным. Число опор (точек), на которые устанавливают заготовку, должно быть равно 6 (правило шести точек); их взаимное расположение должно обеспечивать устойчивую установку заготовки в приспособлении.

Для этой цели расстояние между опорами следует выбирать по возможности большим и, во всяком случае, таким, чтобы под действием силы тяжести не возникло опрокидывающего момента.

Рис.2.3.1 - Схема базирования

Комплект баз: опорные - точки 1, 2, 3, 4, 5, 6.

2.4 Расчет погрешности установки детали в приспособлении

Суммарная погрешность при выполнении какой либо операции механической обработки складывается из:

1) погрешности установки детали (еу), которая возникает в процессе установки деталей на станке (в приспособлении) и складывается из погрешностей базирования (еб) и погрешности закрепления (ез);

2) погрешности настройки станка (Дн), которая возникает в процессе установки режущего инструмента на размер или регулировки упоров и копиров для автоматического получения точности размеров на станке;

3) погрешностей обработки (Добр) возникающих в процессе непосредственной обработки и вызываются:

а) геометрической неточностью станка в ненагруженном состоянии;

б) деформацией упругой технологической системы станок - приспособление - деталь - инструмент (СПИД) под нагрузкой;

в) износом и температурными деформациями режущего инструмента и другими причинами;

Если все эти погрешности сложить, то получится следующее условие обеспечения заданной точности:

,

где : д - допуск, заданный на размер; Д - суммарная погрешность (без учета погрешности базирования), определяемая для размера 7 мм из таблиц средней экономической точности 0,03мм.

Исходя из вышеперечисленных расчетов:

0,50,03 мм.

2.5 Выбор вида силового зажима

Силовые пневматические приводы состоят из пневмодвигателей, пневматической аппаратуры и воздухопроводов.

Пневматические силовые «приводы разделяют по виду пневмодвигателя на пневматические цилиндры с поршнем и пневматические камеры с диафрагмами.

По способу компоновки с приспособлениями поршневые и диафрагменные пневмоприводы разделяют на встроенные, прикрепляемые и универсальные. Встроенные пневмоприводы размещают в корпусе приспособления и составляют с ним одно целое. Прикрепляемые пневмоприводы устанавливают на корпусе приспособления, соединяют с зажимными устройствами, их можно отсоединять от него и применять на других приспособлениях. Универсальный (приставной) пневмопривод - это специальный пневмоагрегат, применяемый для перемещения зажимных устройств в различных станочных приспособлениях.

Пневматические поршневые и диафрагменные пневмодвигатели бывают одно- и двустороннего действия. В пневмодвигателях одностороннего действия рабочий ход поршня со штоком в пневмоцилиндре или прогиб диафрагмы в пневмокамере производится сжатым воздухом, а обратный ход поршня со штоком или диафрагмы со штоком -- под действием пружины, установленной на штоке. Пневмоприводы одностороннего действия применяют в тех случаях, когда при зажиме детали требуется сила, большая, чем при разжиме.

Пневмоприводы по виду установки делятся на не вращающиеся и вращающиеся. Не вращающиеся пневмоприводы применяют в стационарных приспособлениях, устанавливаемых на столах сверлильных и фрезерных станков.

Замена в станочных приспособлениях ручных зажимов механизированными (пневматическими) дает большие преимущества:

1) значительное сокращение времени на зажим и разжим обрабатываемых деталей (в 48 раз) вследствие быстроты действия (0,51,2 сек) пневмопривода;

2) постоянство силы зажима детали в приспособлении;

3) возможность регулирования силы зажима детали;

4) простота управления зажимными устройствами приспособлений;

5) бесперебойность работы пневмопривода при изменениях температуры воздуха в цехе.

Недостатки пневматического привода:

1) недостаточная плавность перемещения рабочих элементов, особенно при переменной нагрузке;

2) небольшое давление сжатого воздуха в полостях пневмоцилиндра и пневмокамеры (0,39--0,49 Мн/м2 (4--5 кгс/см2)).

3) относительно большие размеры пневмоприводов для получения «значительных» сил на штоке пневмопривода.

Рабочий диаметр пневмоцилиндра зная необходимое усилие зажима, будем рассчитывать по следующей формуле:

,

где: D - диаметр поршня в см; d - диаметр штока в см, по конструктивным особенностям принимаем d = 2 см; р - удельное давление воздуха в кг/см2, р = 4,5кг/см2; з - коэффициент полезного действия (0,85);

см = 82 мм

В качестве силового зажима будем использовать скальчатый кондуктор с пневматическим зажимом 7300-0281 ГОСТ 16889-71, с диаметром поршня D=100мм.

кг

Qрасч?Qфакт - 188кг?285кг

Рисунок 2.5.1 - Скальчатый кондуктор с пневматическим зажимом.

3. Конструкторская часть

3.1 Назначение, устройство и принцип работы проектируемого приспособления

Сконструированное приспособление (рис. 3.1.1) служит для закрепления детали «Втулка» при сверлении отверстия 10Н7.

Приспособление представляет скальчатый кондуктор, на котором установлена специальная наладка для сверления цилиндрических деталей.

Принцип работы данного приспособления заключается в следующем: деталь устанавливается на призму 27 упираясь базовым торцем канавки в штифт 30. Сжатый воздух из сети через штуцер 13 и кран управления 1 подается в верхнюю камеру пневмоцилиндра. Сжатый воздух воздействует на поршень 6, развиваемая в результате этого сила передается через шток 5 и гайки 24 на кондукторную плиту 4, которая опускается и зажимает деталь установленную в призме 27.

Затем производится сверление детали сверлом, направляемым по кондукторной втулке 22, после сверления быстросъемная втулка 22 снимается и комплектом разверток производится развертывание детали до размера 10Н7.

После завершения процесса обработки сжатый воздух подается в нижнюю камеру пневмоцилиндра, сжатый воздух воздействует на поршень 6, развиваемая в результате этого сила передается через шток 5 и гайки 24 на кондукторную плиту 4, которая поднимается и открепляет деталь установленную в призме 27.

Штоки 16 служат для лучшего центрирования кондукторной плиты. Штифт 29 служит защитой от неправильной установки, обрабатываемой детали.

Затем в призму устанавливается следующая деталь и процесс закрепления и обработки повторяется.

Заключение

Технологическая оснастка - важнейший фактор успешного осуществления технического прогресса в машиностроении. Она представляет собой совокупность рабочего, измерительного инструмента и приспособлений, используемых для базирования, закрепления и контроля обрабатываемых деталей на различном технологическом оборудовании: металло-, деревообрабатывающих станках, прессах, измерительных машинах и др. зависимости от назначения технологического оборудования различается и его оснастка. Так, на станках с ЧПУ к оснастке относят дополнительные устройства, не входящие в комплект станка, например устройства для размерной настройки инструмента вне станка.

В курсовом проекте было рассчитано приспособление для сверлильного станка, которое обеспечивает надёжное закрепление заготовки в приспособлении. Также было рассчитано режимы резания, погрешность базирования, разработана схема станочного приспособления, разработан маршрут обработки детали «Втулка».

станочный втулка пневмоцилиндр шпиндель

Список использованной литературы

1 Арсенов М.А. Приспособления для металлорежущих станков. М., «МАШГИЗ», 1960 - 623с.: ил.

2 Белоусов А.П. Проектирование станочных приспособлений. Изд. 2-е, перераб. и доп. Учебное пособие для техникумов. М., «Высшая школа», 1974 - 263 с.: ил.

3 Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков: Справочник. - 7-е изд., перера. И доп. - М. Машиностроение , 1979 - 303 с.: ил.

4 Гладилин А.Н., Справочник молодого инструментальщика по режущему инструменту. М., Высшая школа, 1965. - 368 с.: ил.

5 Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Часть 2. М., Машиностроение, 1967.- 200 с.: ил.

6 Справочник технолога-машиностроителя. Т. 2. Под ред. А.Н. Малова / В.Н. Гриднев, В.В. Досчатов, В.С. Замалин и др. М., Машиностроение, 1972. - 568с.: ил.

7 Схиртладзе А.Г. и др. Станочные приспособления: Учебное пособие - Йошкар-Ола: МарГТУ, 1998. - 170с.: ил.

Размещено на Allbest.ru

...