Проектирование приспособления для центрования отверстия в скалке

Размещено на http://www.allbest.ru/

Отделение: Машиностроительное

Специальность: 2 36 01 01

Технология машиностроения

Спроектировать приспособления для центрования отверстия в скалке

Пояснительная записка

БККП. 012614.000 ПЗ

Разработал Е.С.Смольский

Руководитель проекта В.М.Адаменко



Введение

Станочное приспособление, которое используется в машиностроении, называют дополнительные устройства к металлорежущим станкам. Они непосредственно применяются для установки и закрепления деталей, которые обрабатываются на станках.

Все станочные приспособления, режущий и измерительный инструмент, вспомогательный инструмент (предназначенный для закрепления режущего инструмента),

называют технологической оснасткой.

В зависимости от типа производства все станочные приспособления по степени специализации разделяются на универсальные, универсально-наладочные, сборно-разборные, специальные и универсально-сборочные.

По целевому назначению приспособления, в зависимости от способа механической обработки, подразделяются на приспособления для токарных, сверлильных, фрезерных, шлифовальных и других станков.

По степени механизации и автоматизации все приспособления подразделяются на ручные, механизированные, полуавтоматические и автоматические.

Применение данных станочных приспособлений позволяет:

-устранить разметку деталей перед их обработкой и исключить их выверку на станке при разметки;

-значительно повысить производительность труда в результате сокращения вспомогательного времени, увеличение числа одновременно обрабатываемых деталей и числа одновременно работающих режущих инструментов;

-обеспечения условия для многостаночного обслуживания нескольких станков одним рабочим.

Выбор приспособления зависит от типа производства, программы выпуска деталей, формы и габаритов деталей, точности их изготовления и от технических требований, которые предъявляются к обрабатываемым деталям.

1 

1. Общий раздел

1.1 Назначение, устройство и принцип работы проектируемого приспособления

Данное специальное сверлильное приспособление предназначена для сверления осевых отверстий в детали «Скалка». Обрабатываемая деталь в этом приспособлении устанавливаем во втулку и зажимаем по бокам эксцентриками.

Сжатый воздух с помощью ручного переключателя подается от цеховой магистрали через штуцера или цилиндры, после чего поршень приводиться в движения и с помощью штока с нарезанными зубьями, передает движения на зубчатое колесо, приводящие в движения эксцентрики.

Приспособление относиться к группе специализированных наладочных приспособлений (СНП), так как при их переналадке производиться замена наладочных элементов. В тех случаях, когда наладочные элементы при переналадке не заменяются, наладка осуществляется регулированием элементов приспособлений



Рисунок 1.1.1-Общяя компоновка сверлильного приспособления.

Где 1-корпус; 2-база; 3-эксцэнтрики; 4-крышка; 5-поршень; 7-зубчатые колеса; 8-шток с нарезанными зубьями.

1.2 Проверка условия лишения перемещения заготовки по шести степеням свободы в соответствии с ГОСТ 21495-73

Данную проверку будем производить в соответствии с ГОСТ 21495-73.

Под базированием подразумевается процесс придания заготовки или изделию требуемое положение относительно выбранной системы координат или относительно режущего инструмента, или неподвижной части станка. При установке обрабатываемой заготовки в приспособлении, каждая из степеней свободы связывается с деталью путем прижима. Каждая опора отбирает у заготовки одну степень свободы. Для того, что бы обеспечить неподвижность заготовки, необходимо соответственно лишить заготовку шести степеней свободы, которые она может иметь при ее расположении в системе трех взаимно перпендикулярных координатных осей: ОХ, OY, OZ (перемещение и поворот вокруг этих осей).

Точки 1, 2, 3, лишают заготовку вращения вдоль осей OX, OY и перемещению по OZ. Точки 4 и 5 лишают заготовку перемещению вокруг OX, OY. Точка 6 лишает вращению вокруг OZ.

1.3 Расчет погрешности базирования и закрепления

Погрешность базирования и закрепления входят в формулу по которой непосредственно рассчитывается погрешность установки детали. Эта формула имеет следующий вид:

, (1.3.1)

Где Е_б - погрешность базирования, мкм;

Е_з- погрешность закрепления, мкм.

Погрешности базирования зависит от приспособления, в котором будет закрепляться деталь. Для данного случая, мы используем самоцентрирующие эксцентрики при этом погрешность базирования будет равна нулю:

Е_б=0

Погрешность закрепления выбираем из таблицы:

Е_з=50 мкм [1,c.129]

Погрешность установки будет равно погрешности закрепления:

Е_у=Е_з=50 мкм

Данная погрешность зависит от неточности приспособления, а так же от точностей, возникающих при изготовлении приспособления или сборке узлов.

Погрешность установки заготовки в приспособлении может определяться как суммарное поле рассеивания выполняемого размера. Кроме этого, она представляет собой отклонение фактического положения закрепленной детали в приспособлении от требуемого теоретического.



1.4 Расчет усилия зажима заготовки в приспособлении

Зажимное устройство проектируемого приспособления должно удовлетворять следующие требования:

1.При зажиме заготовки оно не должно изменять первоначально заданное положение заготовки;

2.Сила зажима должна обеспечивать надежное закрепление заготовки;

3.Не допускать сдвига, поворота или вибрации деталей при обработке.

Для расчета усилия зажима определим крутящий момент при сверлении и силу резания:

(1.4.1)

Выбираем подачу по таблицы:

S=0.16 мм/об [2, c. 277]

Определяем коэффициенты по таблице:

С_м=0,0345; q=2.0; y=0.8 [2, c.281]

K_р=(G_в/750)ⁿ=(608/750)^0.75=0.85 (1.4.2)

M_k=10*0.0345*6.3²*0.16^0.8*0.85=2.8 H*м

Рассчитаем усилие зажима по следующей формуле:

, (1.4.3)

Где- К-коэффициент запаса,

К=К_о*К₁*К₂*К₃*К₄*К₅*К_6, (1.4.4)



К₀ -гарантированный коэффициент запаса для всех случаев обработки;

К₁-коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

К₂-коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при затупленном режущим инструменте;

К₃-коэффициент, учитывающий увеличения сил резания при обработке прерывистых поверхностей;

К₄-коэффициент, учитывающий постоянство сил зажима, развиваемый силовым приводом.

К₅- коэффициент, учитывающий наличие моментов, стремящихся повернуть обрабатываемую заготовку вокруг своей оси (при удобном расположении рукоятки).

f- коэффициент трения 0,25;

М- крутящий момент на сверле, Н;

D- диаметр сверла, мм.

K₀=1.5*1*1*1*1=1.5

Определяем основное технологическое время

, (1.4.5)

Определяем скорость резания V, м/мин:

V=21 м/мин

Рассчитываем частоту вращения шпинделя n, мин^-1

Принимаем n=390 мин^-1

Подача S=0.16 мм/об



Определяем время на обработку одной детали

1.5 Расчет основных параметров зажимного механизма

В качестве зажимного механизма используем пневматический привод. Пневмопривод экономически эффективен, прост по конструкции, обладает высоким быстродействием, малочувствителен к потере герметичности ( по сравнению с гидравлическим), а так же работает при давлении 0,4-1 МПа.

Определяем диаметр пневмоцилиндра исходя из необходимой силы зажима по формуле:

(1.5.1)

где Р- давление воздуха, МПа;

з- КПД пневмопривода 0,8-0,9;

W- сила зажима, Н.

Основные параметры цилиндра:

Диаметр поршня 70 мм.

Диаметр штока 20 мм.

Резьба штока внутренняя М16.

1.6 Прочностной расчет деталей в приспособлении

В проектируемом приспособлении наиболее нагруженной деталью является шток.

Для того, чтоб прочность штока обеспечивалась необходимо, что б выполнялось условие:

Где- [д_в]- 190…196 МПа (для стали 40Х) -это допускаемое напряжение штока при растяжении,

д_р - это рассчитанное напряжение штока при растяжении.

д_р=W/A, (1.6.1)

где -W=669 H - это сила зажима или сила среза;

А=р*R²- площадь поперечного сечения, мм²;

R- радиус штока в этом сечении, мм.

Диаметр штока d=20 мм.

д_р=669/3,14*10²=2.13МПа

д_р ?[д_в] (2.13?196), следовательно условие прочности соблюдается.

Рассчитываем шток на прочность при изгибе.

, (1.6.2)

где- М=W*l - изгибающий момент;

[д_изг]=220 МПа - допустимое напряжение при изгибе;

М=669*0,11=73,59 Н*м

Тогда,

д_в?[д_изг]- условия соблюдается.



1.7 Анализ проектируемого приспособления с целью уменьшения его материалоемкости

Технологический анализ- это один из самых важнейших этапов технологической разработки любого приспособления.

Данный анализ конструкции проектируемого приспособления обеспечивает улучшение технико-экономических показателей этого приспособления. Основные задачи, которые решаются при проектировании любого приспособления, сводятся к возможному уменьшению трудоемкости и материалоемкости, возможности обработки деталей высокопроизводительными методами. Таким образом, улучшение технологичности конструкции позволяет снизить себестоимость ее изготовления без ущерба для служебного назначения.

Материалоемкость проектируемого станочного приспособления приводится к минимуму за счет применения сборной конструкции приспособления. Такая сборная конструкция приспособления позволяет рассматривать это приспособление как совокупность отдельных и более мелких деталей, материалоемкость которых будет значительно меньше, чем материалоемкость всего приспособления. Именно по этому конструкторам необходимо стремится к созданию сборных приспособлений. Дальнейшее уменьшение материалоемкости может быть достигнуто в том случае, если мы приблизим профиль заготовки к профилю готовой детали. Иными словами, для изготовления заготовок деталей приспособления нам необходимо отработка экономической целесообразности применения более трудоемких способов изготовления заготовки. Кроме этого уменьшить материалоемкость приспособления можно при помощи уменьшения толщины стенки корпуса до предельно допустимого значения, кроме этого можно уменьшить диаметр валов, если изготовить их из более прочного материала.



1.8 Расчет экономической эффективности приспособления

Расчет экономической эффективности применения приспособления основывается на составлении затрат и экономии, возникающих при его использовании относимых к годовому периоду.

Нужно рассчитать себестоимость при использовании приспособления нового С_а и себестоимость при использовании старого приспособления С_в:

, (1.8.1)

, (1.8.2)

где З_а, З_в - зарплата станочника;

Н=200% - цеховые накладные расходы;

S_a , S_в - количество деталей в приспособлении;

П- годовая программа выпуска, деталей;

А- срок амортизации приспособления в годах (2 года);

q - расходы связанные с эксплуатацией приспособления, в % от их себестоимости.

Определяем заработную плату станочника

З_а = Т_о *З_м, (1.8.3)

где Т_о - основное технологическое время (0,26 мин.);

З_м - тарифная ставка (1700 р.)

З_а=0,26*1700=442 руб.

З_в = 0,46*1700=782 руб.

Для приспособления средняя сложность q=35% от себестоимости приспособления.

Определяем эффективность применения нового приспособления

Э=(С_а-С_в)*П, (1.8.4)

Э=(2346-1326)*2300=2346000 руб.

Применение нового приспособления экономически эффективнее.



Вывод

электродвигатель привод передача вал

По заданию курсового проекта я спроектировал приспособление для центрирования скалки 7315-4009.00.005. Усилие зажима W=669 H. Приспособление устанавливается на вертикально-сверлильный станок 2Р118, можно так же установить и на 2Н125. Экономическая эффективность Э=2346000 руб.



Список использованной литературы

1. Антанюк В.А., Конструктору станочных приспособлений, Беларусь, 1991г., 400 с.

2. Косилов А.Г., Мещереков Р.К., Справочник технолога машиностроителя, Москва; Машиностроение, 2 том, 1985 г., 455 с.

3. Ицкович И.М., Сопротивление материалов, М.: Машиностроение, 1989 г., 240 с.

4. Корсаков В.С., Основы конструирования приспособлений, М.: Машгиз, 2 том, 1983 г., 277 с.

5. Горбацевич А.Ф; Шкред В.А., Курсовое проектирование по технологии машиностроения, Мн.: Высшая школа, 1983 г., 256 с.

Размещено на Allbest.ru

...