Станочное приспособление для установки и закрепления заготовки при выполнении сверлильной операции

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

станочное приспособление машиностроительное производство

Введение

Формулировка задачи проекта

Эскизная компоновка приспособления

Выбор баз

Расчетная схема приспособления

Выбор привода приспособления

Определение силы резания на проектируемую операцию

Расчет сил закрепления заготовки

Проектирование общего вида приспособления

Техника безопасности

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Технологическая оснастка является важной составляющей повышения эффективности и качества машиностроительного производства. Станочные приспособления являются наиболее многочисленными из всех видов приспособлений. Они составляют около 75 - 80% всего парка приспособлений.

Основные принципы конструирования станочных приспособлений применимы и для других видов приспособлений (сборочных, контрольных и т. д.).

Станочное приспособление - устройство для базирования и закрепления заготовки при обработке на металлорежущем станке.

Технологическая оснастка - это средство технологического оснащения, которое дополняет технологическое оборудование для выполнения технологического процесса изготовления или ремонта изделий.

Выбор станочных приспособлений зависит от формы, габаритных размеров и технических требований, предъявляемых к обрабатываемым деталям, а также от типа производства и программы выпуска изделий.

Станочными приспособлениями называют дополнительное устройство к металлорежущим станкам, применяемые для установки и закрепления деталей, обрабатываемых на металлорежущих станках.

По степени механизаций приспособления разделяют ручные, механизированные, полуавтоматические и автоматические. Универсальные приспособления разделяют на безналадочные и наладочные.

При изготовлении разнообразных деталей в машиностроении большинство фрезерных работ можно выполнять в универсально - сборных приспособлениях.

Фрезерные приспособления состоят в основном из устройств для базирования и фиксации обрабатываемой детали относительно режущего инструмента, а также из различных крепежных узлов.

Использование приспособлений снижает себестоимость продукций. Затраты на изготовление приспособлений специального назначения ограничивают, однако, их употребление в производствах с малой программой выпуска изделий. Целесообразность применения этих приспособлений должна в каждом случае подтверждаться экономическими расчетами.

Формулировка задачи проекта

Для установки и закрепления заготовки при выполнении сверлильной операции необходимо разработать специальное приспособление. Основанием для разработки является операционная карта технологического процесса механической обработки корпуса улитки.

Операция сверлильная, станок вертикально - сверлильный 2Н125. Тип производства-среднесерийное. N=4000 штук в год.

Вертикально-сверлильный станок 2Н125 предназначен для выполнения операций сверления различных отверстийв условиях серийного, мелкосерийного и единичного производства. Техническая характеристика станка приведены в таблице 1. 1

Таблица 1.1

Техническая характеристика станка 2Н125

Наименование параметра, размерность	Величина параметра
Размеры рабочей поверхности стола, мм	400 х 1600
Наибольшее перемещение стола, мм:
Продольное	1000
Поперечное	320
Вертикальное	420
Наибольшее перемещение пиноли шпинделя, мм	80
Угол поворота шпиндельной головки, градусов	±45
Расстояние, мм:
от торца шпинделя до рабочей поверхности стола	30-500
от оси шпинделя до вертикальных направляющих станины	420
Количество скоростей шпинделя	18
Пределы подач, мм/минуту:
Продольной	25-1250
Поперечной	25-1250
Вертикальной	8, 3-416, 6
Мощность электродвигателей, кВт:
- главного движения	11
- привода подач	3
Масса обрабатываемых деталей c приспособлением, кг	800

Проектируемое приспособление должно обеспечить:

- точную установку и надежное закрепление заготовки;

- постоянное положение заготовки относительно стола станка и режущего инструмента;

- удобство установки, закрепления, и снятия заготовки.

Эскизная компоновка приспособления

Перед тем как приступить к разработке компоновки станочного приспособления необходимо внимательно изучить исходные данные и определиться с основным набором характеристик проектируемого приспособления.

Форма заготовки, устанавливаемой в приспособление, и её размерыопределяют габаритные размеры приспособления. Для крупногабаритныхдеталей разработка специального станочного приспособления чаще всегоявляется нерациональной и связана с рядом трудностей.

Обрабатываемая деталь - фланец, обработка ведется на вертикально-сверлильном станке 2Н125, в данном случае наиболее рациональным является базирование заготовки на двух призмах ГОСТ 12195-66, которые крепятся к плите ГОСТ 12947-67 приспособления. Закрепление заготовки осуществляется с помощью прихватов ГОСТ 4736-69[5, c. 84]. Эскиз приспособления представлен на рисунке 2. 1.

Обрабатываемая деталь - фланец, обработка ведется на вертикально-сверлильном станке 2Н125, поэтому выбираю базирование заготовки в двух призмах которые крепятся к плите приспособления. Закрепление заготовки осуществляется с помощью прихватов. Эскиз приспособления представлен на рисунке 2. 1.

Исходные данные: годовой объём выпуска деталей N=4000 штук; производство - среднесерийное.



Рисунок 2.1 - Эскиз приспособления

Выбор баз

Точность базирования заготовки зависит от выбранной схемы базирования, т. е. схемы расположения опорных точек на базах заготовки.

Для базирования заготовки по цилиндрическим поверхностям применяютпризмы. Стандартные призмы изготовляют с углом 90°. При базировании в призмах ось цилиндрической поверхности заготовки независимо от отклонения в величине ее диаметра устанавливается в плоскости симметрии призмы.

На рисунке 3. 1приведена типовая схема базирования заготовки цилиндрической формы. Заготовку устанавливают наружной поверхностью на призмы, играющие роль опорной и направляющей базовых поверхностей, и прижимают к боковой поверхности одной из призм, которая является упорной, базовой поверхностью. Базы 1, 2, 3, 4 лишают заготовку 4 степеней свободы: вращения и перемещения по координатам x и y. База 5 лишает заготовку одной степени свободы: перемещению вдоль оси z. Скрытая база 6 предотвращает вращение заготовки вокруг оси z.

Расчетная схема приспособления

Для последующего расчета силы зажима строим расчетную схему приспособления, на которой показываем установленную на призму заготовку, указываем силу закрепления, а также действующий на заготовку крутящий момент силы резания М. Расчетная схема приспособления показана на рисунке 4. 1.

Рисунок 4. 1 - Расчетная схема приспособления

Выбор привода приспособления

Главными критериями для определения типа привода станочного приспособления являются:

-потребные усилия зажима;

-вписываемость привода в рабочую зону станка;

-компактность привода;

-экономичность.

Для закрепления заготовки будем использоватьэлементарный зажимной механизм (ЭЗМ) винтовоготипа. Различают ЭЗМ: винтовые, эксцентриковые, рычажные, клиновые, клиноплунжерные, рычажно-шарнирные и реечные. Винтовые, эксцентриковые, клиновые и клиноплунжерные без роликов ЭЗМ являются самотормозящими.

Данный привод обеспечивает надежность закрепления и хорошую стойкость при знакопеременных нагрузках. Также этот привод обладает надежной, технологичной и ремонтопригодной конструкцией, проверенной временем и многими машиностроительными предприятиями.

Привод состоит из двух прихватов, которые посредством откидных болтов и других крепежных элементов надежно закрепляют заготовку для последующей её механической обработки. В нашем случае - сверлильной операции на вертикально-сверлильном станке модели 2Н125.

Данный привод рекомендуется применять в условиях единичного, мелкосерийного и среднесерийного производства.

Так как заготовка базируется двумя цилиндрическими поверхностями, необходимо использовать две призмы и, следовательно, два механизма зажима, как показано на рисунке 5. 1.

Рисунок 5.1 - Схема привода приспособления

Определение силы резания на проектируемую операцию

В этой главе курсового проекта рассчитываются режимы резания для проектируемой операции.

Исходные данные для расчета:

глубина резания= 5, 7мм;

подача S =0. 33мм/об

длина = 195

Используемый режущий инструмент: сверлоГОСТ 10902-77.

Подача:

SМ = Sn= SZnz (6. 1)

где n- частота вращения фрезы,

z -число зубьев фрезы.

Определяем SZ по таблице 35 [2, с. 284]

SZ=0, 033 мм/зуб

Скорость резания - окружная скорость фрезы:

(6. 2)

Значение коэффициента и показателей степени приведены в таблице 39 [3, с. 286], а период стойкостиТ- в таблице 40 [3, с. 290]

Коэффициент является произведением коэффициентов, учитывающих влияние материала заготовки (определяется по таблицам 1-4 [3, с. 261-263]), состояния поверхности (по таблицам 5 [3, с. 263]), материала инструмента (по таблицам 6 [3, с. 263]).

(6. 3)

(6. 4)

Вычисляемпоформуле (6. 3)

Т = 45 мин

Подставляем значения в формулу (6. 2)

Частота вращения:

(6. 5)

Крутящиймомент:

(6. 8)

Мощностьрезания:

(6. 9)

Основное время:

Расчет сил закрепления заготовки

Для обеспечения надежного закрепления заготовки в проектируемом станочном приспособлении, необходимо обеспечить необходимую силу зажима заготовки.

Сила зажима, при базировании заготовки в призмах и вертикальном закреплении, считается согласно [2, с. 83] формуле:

где K - коэффициент запаса;

и - коэффициенты трения соответственно в местах контакта заготовки с опорами и с зажимным механизмом, по таблице 10[2, с. 85]==0, 16.

Коэффициент запаса К вводят в формулы при вычислении силы зажима для обеспечения надежного закрепления заготовки:

По рекомендациям [2, c. 85] выбираем:

=1, 5 - коэффициент гарантированного запаса;

=1, 2 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания из-за случайных неровностей на обрабатываемых поверхностях;

=1, 15 - коэффициент, характеризующий увеличение сил резания вследствие затупления режущего инструмента;

=1, 2 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при непрерывном резании;

=1, 3 - коэффициент, характеризующий постоянство силы закрепления в зажимном механизме;

=1, 2 - коэффициент, характеризующий эргономику ручных зажимных механизмов;

=1, 5 - коэффициент, учитывающийся при наличии моментов, стремящихся повернуть заготовку.

Находим коэффициент запаса по (7. 2) :

K=1, 51, 21, 151, 21, 31, 2•1, 5=5, 8

По формуле (7. 1) вычисляем силу зажима:

Расчет параметров силового привода

В качестве расчета параметров силового привода, находим необходимый диаметр винта винтового зажимного механизма.

При известной силе зажима вычисляем номинальный диаметр винта по формуле [2, c. 85]:

-сила зажима, по условию H;

- напряжение растяжения материала винта, для стали МПа

Вычисляем номинальный диаметр винта

Найденный диаметр округляем до ближайшего большего значения. Исходя из данных таблицы 11[2, c. 86], выбираем винт М20 с шагом резьбы 2, 5мм.

Расчет точности приспособления

Чтобы обработать деталь на станке, необходимо выдержать заданную точность размеров, формы поверхностей и их взаимного расположения.

Погрешность установки еу определяется как векторная сумма погрешности базирования еби погрешность закрепления ез при обработке поверхности вращения

, (9. 1)

Погрешность положения заготовки в приспособлении

, (9. 2)

где - погрешность возникающая из-за ошибок изготовления приспособления, =15 мкм;

-погрешность возникающая при установке приспособления на станок, =12мкм;

- погрешность, возникающая из-за износа установочных деталей.

Величину износа приближенно определяют по эмпирической зависимости

И=Я• (9. 3)

N - число контактов заготовок с опорами в 1 год, N=10 шт. ;

Я и m - эмпирические коэффициент и показатель степени, Я=0, 7, m=0, 5 [7, с. 33].

И=0, 7•=2, 21 мкм, (9. 4)

Подставляя найденные значения в формулу 9. 2

мкм,

Погрешность базирования и закрепления заготовки равны 0, следовательно, погрешность установки равна погрешности приспособления

Расчет на прочность конструктивных элементов приспособления

Подобранный за ранее болт необходимо произвести его расчет на прочность

Определимминимальнонеобходимоесечениеболта

- предел прочности материала болта, МПа.

Диаметр болта был подобран d=20 мм,, следовательно, сечение болта подобрано правильно и заданную нагрузку выдержит.

Проектирование общего вида приспособления

Исходными данными для проектирования приспособлений являются: рабочие чертежи заготовки и готовой детали и технические условия ее приемки; операционный эскиз заготовки на выполняемую операцию; карта технологического процесса обработки данной заготовки с указанием последовательности и содержания операций, принятого базирования, используемого оборудования и инструмента, режимов резания; ГОСТы на детали и узлы станочных приспособлений, а также альбомы нормализованных конструкций приспособлений.

Последовательность конструирования предусматривает вначале уточнение схемы установки. Зная принятое базирование, точность и шероховатость базовых поверхностей, определяют тип и размер установочных элементов, их количество и взаимное положение.

Разработку общего вида приспособления начинают с нанесения на лист контура заготовки. После этого последовательно наносят отдельные элементы приспособления вокруг контуров заготовки. Сначала вычерчивают установочные элементы (опоры), затем зажимные устройства, направляющие элементы инструмента и вспомогательные устройства, затем определяют контуры корпуса приспособления.

В общем виде приспособления указывают его габаритные размеры и размеры, которые необходимо выдержать при сборке приспособления, а также технические требования к его сборке.

Техника безопасности

Работать только на станках, к которым имеется допуск, и выполнять работу, которая поручена.

Заметив нарушение инструкции другим рабочим, предупредить его о необходимости соблюдения требований по технике безопасности

Нельзя работать на неисправном и не имеющем необходимых ограждений станке. Не производить ремонт и переделку станка самостоятельно.

Не разрешать уборщику убирать у станка во время его работы.

Запрещается работать на станке в рукавицах или перчатках, а также с забинтованными пальцами без резиновых напальчников.

Надежно и жестко закреплять обрабатываемую деталь.

Масса и габаритные размеры обрабатываемой детали должны соответствовать паспортным данным станка.

Каждый рабочий обязан: требовать проведения инструктажа по технике безопасности до начала работы; требовать, чтобы печатная инструкция о мерах безопасности при работе на данном станке находилась на рабочем месте.

Обязательно пользоваться полагающейся спецодеждой, спецобувью и индивидуальными защитными средствами.

Привести в порядок рабочую одежду: застегнуть или подвязать обшлага рукавов, надеть головной убор; женщины должны убрать волосы под косынку, повязанную без свисающих концов.

Перед каждым включением станка убедиться, что пуск станка никому не угрожает опасностью.

При обнаружении возможной опасности предупредить товарищей и немедленно сообщить администрации.

Проверить, хорошо ли убраны станок и рабочее место, выявить неполадки в работе станка и принять меры по их устранению.

Содержать в чистоте рабочее место в течение всего рабочего дня и не загромождать его деталями, заготовками, металлическими отходами, мусором и т. п.

Если пол скользкий (облит маслом, эмульсией), потребовать, чтобы его посыпали опилками, или сделать это самому.

Отрегулировать местное освещение станка так, чтобы рабочая зона была достаточно освещена и свет не слепил глаза. Протереть арматуру и светильник. Пользоваться местным освещением напряжением выше 36 В запрещается.

О неисправности станка немедленно заявить мастеру. До устранения неисправности к работе не приступать.

Приготовить крючок для удаления стружки, ключи и другой необходимый инструмент. Не применять крючок с ручкой в виде петли.

Проверить наличие и исправность; ограждений зубчатых колес, приводных ремней, валиков, приводов и пр., а также токоведущих частей электрической аппаратуры (пускателей, рубильников, трансформаторов, кнопок) ; заземляющих устройств; режущего, измерительного, крепежного инструмента и приспособлений и разложить их в удобном для пользования порядке.

Проверить на холостом ходу станка: исправность органов управления; нет ли заеданий или излишней слабины в движущихся частях станка.

Разложить инструмент и приспособления в удобном для пользования порядке.

Пользоваться режущим инструментом, имеющим правильную заточку. Применение неисправного инструмента и приспособлений запрещается.

Запрещается охлаждать режущий инструмент мокрыми тряпками или щетками.

При всяком перерыве в подаче электроэнергии немедленно выключить электрооборудование станка.

Если на металлических частях станка обнаружено напряжение (ощущение тока), электродвигатель работает на две фазы (гудит), заземляющий провод оборван, остановить станок и немедленно доложить мастеру о неисправности электрооборудования

О всяком несчастном случае немедленно поставить в известность мастера, руководство и обратиться в медицинский пункт.

Не допускать на свое рабочее место лиц, не имеющих отношения к порученной работе. Без разрешения мастера не доверять свой работающий станок другому рабочему.

Не опираться на станок во время его работы и не позволять делать это другим.

Сосредоточить внимание на выполняемой работе, не отвлекаться на посторонние дела и разговоры, не отвлекать других.

Строго выполнять все правила безопасности.

Не принимать пищу у станка.

Не оставлять свою одежду на рабочем месте.

Работать только исправным инструментом и приспособлениями и применять их строго по назначению.

Устанавливать и снимать режущий инструмент только после полного останова станка.

Во время работы станка не брать и не подавать через работающий станок какие-либо предметы, не подтягивать болты, гайки и другие соединительные детали станка.

Не удалять стружку от станка непосредственно руками и инструментом, пользоваться для этого специальными крючками и щетками-сметками.

Следить за своевременным удалением стружки с рабочего места и станка.

Остерегаться заусенцев на обрабатываемых деталях.

При возникновении вибрации остановить станок. Принять меры к устранению вибрации: проверить крепление резца и детали.

Обязательно остановить станок и выключить электродвигатель при: уходе от станка даже на короткое время (если не поручено обслуживание двух или нескольких станков) ; временном прекращении работы; перерыве в подаче электроэнергии; уборке, смазке, чистке станка; обнаружении неисправности в оборудовании; подтягивании болтов, гаек и других соединительных деталей станка; установке, измерении и съеме детали; снятии и надевании ремней на шкивы станка.

Во время работы не наклоняться близко к шпинделю и режущему инструменту.

Установить обрабатываемый предмет правильно и надежно, чтобы была исключена возможность его вылета или каких-либо других нарушений технологического процесса во время хода станка.

Обрабатываемые детали, тиски и приспособления прочно и надежно закреплять на столе или фундаментной плите. Крепление производить специальными крепежными деталями: болтами, соответствующими пазу стола, прижимными планками, упорами и т. п.

Тиски должны быть исправными и насечка губок несработанной.

Установку деталей на станок и снятие их со станка производить в том случае, когда шпиндель с режущим инструментом находится в исходном положении.

При установке режущих инструментов внимательно следить за надежностью и прочностью их крепления и правильностью центровки. Установку инструментов производить при полном останове станка.

Не пользоваться инструментом с изношенными конусными хвостовиками. При установке в шпиндель сверла или развертки с конусным хвостовиком остерегаться пореза рук о режущую кромку инструмента.

В случае заедания инструмента, поломки хвостовика сверла, метчика или другого инструмента выключить станок.

Удерживать просверливаемую деталь руками запрещается. Мелкие детали, если отсутствуют подходящие крепежные приспособления, можно удерживать ручными тисками, клещами или плоскогубцами с параллельными губками только с разрешения мастера.

Запрещается производить сверление тонких пластинок, полос или других подобных деталей без крепления в специальных приспособлениях.

Если изделие поворачивается на столе вместе со сверлом, не пытаться придерживать его рукой, следует остановить станок, сделать нужное исправление или взять соответствующее приспособление.

Крепить деталь на ходу станка запрещается.

При сверлении надеть защитные очки или применять предохранительный щиток из прозрачного материала для защиты от стружки.

При сверлении глубоких отверстий периодически выводить сверло из отверстия для удаления стружки.

Удалять стружку с просверливаемой детали и стола только тогда, когда инструмент остановлен.

При сверлении отверстий в вязких металлах применять спиральные сверла со стружкодробящими канавками.

При смене патрона или сверла пользоваться деревянной выколоткой.

Не останавливать выключенный станок нажимом руки на шпиндель или патрон. Не прикасаться к сверлу до полного останова станка.

Режущий инструмент подводить к обрабатываемой детали постепенно, плавно, без удара.

При ручной подаче сверла и при сверлении напроход или мелкими сверлами не нажимать сильно на рычаг. При автоматической подаче не допускать подач, превышающих указанные в паспорте нормы.

Перед остановом станка обязательно отвести инструмент от обрабатываемой детали.

Выключить станок и электродвигатель.

Привести в порядок рабочее место: убрать со станка стружку, инструмент, приспособление, очистить станок от грязи, вытереть и смазать трущиеся части станка, аккуратно сложить готовые детали и заготовки.

Убрать инструмент в отведенные для этой цели места. Соблюдать чистоту и порядок в шкафчике для инструмента.

По окончании работы о замеченных дефектах станка, вентиляции и др., а также о принятых мерах по их устранению сообщить мастеру.

О всякой замеченной опасности немедленно заявить администрации.

Вымыть лицо и руки теплой водой с мылом или принять душ.

Не мыть руки в масле, эмульсии, керосине и не вытирать их обтирочными материалами, загрязненными стружкой.

При обнаружении неисправности оборудования, инструмента, приспособлений, оснастки работу приостановить и принять меры к ее устранению. В случае невозможности или опасности устранения аварийной ситуации собственными силами сообщить мастеру.

При ремонте станка и пусковых устройств на станке должен быть вывешен плакат: «Не включать - ремонт».

При появлении отклонений от нормальной работы станка немедленно остановить станок и сообщить мастеру.

При поражении электрическим током необходимо немедленно освободить пострадавшего от действия тока, соблюдая требования электробезопасности, оказать доврачебную помощь и вызвать работника медицинской службы, поставить в известность руководство.

При возникновении пожара сообщить в пожарную охрану по телефону 01, руководству и приступить к тушению.

При заболевании, травмировании оказать доврачебную помощь, сообщить в медицинское учреждение и мастеру.

Заключение

Целью данного курсового проекта является проектирование станочного приспособления для сверлильной операции.

При выполнение данной работы было спроектировано специальное приспособление для сверления отверстия диаметром 18мм в детали типа корпус на вертикально-сверлильном станке модели 2Н125.

С целью решения поставленной задачи, для закрепления заготовки было спроектировано приспособление, в котором необходимая сила зажима обеспечивается элементарным зажимным механизмом винтового типа.

Для закрепления детали составлялась расчётная схема, в соответствии с которой рассчитывалась сила зажима, которая равна Р=7667 Н.

Также в данном проекте была определена точность спроектированного станочного приспособления и выполнен расчет прочности конструкции одного из элементов зажимного механизма - прихвата.

Список использованной литературы

1 ДобрыдневИ. С. Курсовое проектирование по предмету “Технология машиностроения”. - М. : Машиностроение, 1985. - 184 с.

2 Косилова А. Г., Мещеряков Р. К. Справочник технолога-машиностроителя, Т. 2. - М. : Машиностроение, 1986. - 495 с.

3 Баймагамбтов Т. Ш. Проектирование технологической останки. - М. : Кереку, 2011- 181 с.

4 Горошкии А. К., Приспособления для металлорежущих станков. - М. : Машиностроение, 1971. - 378 с.

5 Ансеров М. А., Приспособление для металлорежущих станков. -М. : Машгиз, 1966. - 656 с.

6 Корсаков В. С. Основы конструирования приспособлений. Учебник для вузов. М. : Машиностроение, 2005. - 277 с.

7 Кузнецов Ю. И., Конструкции приспособлении для станков с ЧПУ - М. : «Высшая школа» Год: 1988

Размещено на Allbest.ru

...