Проектирование специального станочного приспособления

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Проектирование специального станочного приспособления

1.1 Силовой расчет станочного приспособления

Проектируемое станочное приспособление должно обеспечить точную установку и надежное закрепление заготовки ступицы колеса, а также постоянное во времени положение заготовки относительно стола станка и режущего инструмента с целью получения необходимой точности размеров и взаимного расположения обрабатываемых поверхностей заготовки.

Рис. 1. Расчетная схема приспособления

Разрабатываем принципиальную расчетную схему приспособления (Рис. 1).

При обработке заготовки, установленной торцем на опорную плиту под действием составляющей силы резания P_м возможен сдвиг заготовки, который предотвращается силами трения, возникающими в местах контакта заготовки с опорной плитой (Т₁ - Т₃) и прихватами (Т₄, Т₅, Т₆, Т₇).

Сила зажима Q прижимает заготовку к опорам (рис. 1), при этом одна сила резания P_о имеет одно направление с силой зажима и прижимает заготовку к нижним опорам, а вторая сила резания P_м действует в направлении, перпендикулярном к силе зажима.

Ро = 3,38кН;

Рм = 3,5кН. Величину силы зажима определяем из соотношения:

P_м < Т₁ + Т₂ + Т₃ + Т₄ + Т₅ + Т₆ + Т₇;

Определим силы трения:

Т₁ = Т₂ = Т₃ = Q·f₂,

где f₂ - коэффициент трения; f₂ = 0,15;

Т₄ = Т₅ = Т₆ = Т₇ = Q·,

где f₁ - коэффициент трения; f₁ = 0,2.

P_м < (3Q + P_о)· f₂ + 2Q f₁

Q = ,

где k - коэффициент надежности закрепления,

к = к₀ к₁ к₂ к₃ к₄ к₅ к₆,

где к₀ - гарантированный коэффициент запаса;

к₁ - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания из-за случайных неровностей на заготовках;

к₂ - коэффициент, учитывающий затупление режущего инструмента в зависимости от метода обработки;

к₃ - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при прерывистом резании;

к₄ - коэффициент, учитывающий непостоянство зажимного усилия;

к₅ - коэффициент, учитывающий степень удобства расположения рукояток в ручных зажимных устройствах;

к₆ - коэффициент, учитывающий неопределенность положения из-за неровностей места контакта заготовки с опорными элементами;

Значение коэффициентов определяем по таблице [1].

к = 1,5 Ч 1,0 Ч 1,5 Ч 1,3 Ч 1,0 Ч 1,0 = 2,6;

Тогда

= 4,5 кН.

По найденному значению усилия зажима находим диаметр цилиндра , мм:

,

где - максимальная сила зажима, Н; = 4,5 кН;

Pв - давление воздуха, МПа; Pв = 0,6 МПа;

з - КПД механизма; з = 0,85;

i - передаточное отношение; i = 1

= 75 мм.

Согласно ГОСТ 15608-81 принимаем диаметр поршневого пневмоцилиндра = 80 мм.

1.2 Описание конструкции и работы специального станочного приспособления

Схема зажимного приспособления представлена на рис. 2. Заготовка предварительно обработанным торцем и внутренней цилиндрической поверхностью устанавливается на плиту установочную 2, которая крепится непосредственно к корпусу приспособления 3 с помощью болтов 4. Рабочий устанавливает заготовку в приспособление, зажимает ее с помощью 4-х прихватов пневмоцилиндра 1.

Рис. 2. Приспособление зажимное

Приспособление устанавливается непосредственно на стол сверлильно-фрезерно-расточного станка 21105П7Ф4, поэтому установочные и присоединительные размеры приспособления соответствуют размерам станка. Для крепления к столу станка в корпусе приспособления выполнены Т-образные пазы 18Н8, соответствующие пазам стола станка.

зажимный контрольный станочный точность погрешность

1.3 Расчет станочного приспособления на точность

Под точностью приспособления понимают свойство его конструкции обеспечивать в процессе эксплуатации заданную точность обрабатываемой детали (по размерам, форме, расположению и шероховатости поверхностей) после обработки. (Схема установки заготовки в приспособлении представлена на рис. 1)

При расчете приспособления на точность должно соблюдаться условие:

,

где д_У - максимальная суммарная погрешность механической обработки;

ТА_i - допуск на выполняемый размер.

Можно выделить следующие основные составляющие погрешности:

- д_рп - погрешность расположения приспособления на станке, мм.

д_рп = L·S₁/l,

где L - длина обрабатываемой заготовки, мм; L = 192 мм;

S₁ - максимальный зазор между направляющей шпонкой и пазом стола станка, мм; S₁ = 0,07 мм;

l - расстояние между шпонками, мм; l = 410 мм.

д_рп = 192·0,07/410 = 0,032 мм;

- д_по - погрешность расположения опорных поверхностей относительно посадочных поверхностей приспособления, мм; д_по = 0,03 мм, т.к допустимое отклонение от параллельности поверхности опорной плиты относительно посадочных поверхностей заготовки 0,03 мм;

- д_б - погрешность базирования, мм:

д_б = а/2 + а_n /2,

где а - допуск на размер отверстия в детали, мм; а = 0,063 мм;

а_n - допуск на размер оправки, мм; аn = 0,04 мм;

д_б = 0,063/2 + 0,04/2 = 0,0515 мм;

- д_з - погрешность закрепления, мм; согласно [1] принимаем д_з = 0,035 мм;

- д_с - погрешность станка, мм; принимаем погрешность станка равной отклонению от параллельности рабочей поверхности стола его продольным направляющим, т.е д_с = 0,01 мм;

- д_ри - погрешность расположения инструмента на станке, мм; согласно [1] принимаем д_ри = 0,01 мм.

Находим суммарную погрешность:

,

где К - коэффициент, учитывающий закон распределения составляющих погрешностей; принимаем К = 1,2.

;

.

Сопоставим результирующую погрешность д_У = 0,026 мм с допуском а = 0,033 мм. Отсюда д_У < а.

Таким образом, приспособление обеспечивает заданную точность обработки.

2. Проектирование специального контрольного приспособления

2.1 Описание конструкции и работы специального контрольного приспособления

Общий вид контрольного приспособления представлен на рис. 3.

Приспособление контрольное ДП.1.15100165.05.06.03.03.00.СБ предназначено для контроля следующих поверхностей:

Ш144- индикатор 1; Ш140 - 2;

торца Е - 3; Ш220; торца Ж - 5; Ш162;

поверхности И - 7.

К плите 7 контрольного приспособления с помощью трех винтов 39 крепится палец 15, который служит для базирования контролируемого изделия внутренней торцовой поверхностью. К плите 7 с помощью кронштейна 8 и планки 9 через винты 38 крепится плита 10. На плите 10 и на плите 7 установлены индикаторы для контроля. Базирование детали осуществляется по внутреннему торцу (палец 15) и по внутренней цилиндрической поверхности (опоры 14).

Принцип работы: контролируемое изделие устанавливается на палец 15 контрольного приспособления. К изделию подводят откидную плиту 10 с закрепленными на ней индикаторами 1, 2, 3, 4, 5. Прижимая контролируемое изделие к торцу пальца 15 и к образующим двух опор 14, необходимо повернуть изделие на один оборот и снять показания индикаторов.

Контролируемое изделие будет годным, если абсолютная величина алгебраической разности показаний индикатора за оборот изделия не превышает:

индикатор 1 - 0,05 мм;

индикатор 2 - 0,05 мм;

индикатор 3 - 0,08 мм;

индикатор 4 - 0,12 мм;

индикатор 5 - 0,16 мм;

индикатор 6 - 0,05 мм;

индикатор 7 - 0,50 мм.

Рис. 3. Контрольное приспособление

2.2 Расчет погрешности контрольного приспособления

Под погрешностью измерения понимается разность между показаниями контрольного приспособления и действительным значением проверяемой им величины. Однако чрезмерное повышение точности измерения может привести к усложнению и удорожанию контрольного устройства и повышению трудоемкости устройства. По опыту передовых заводов машиностроения погрешность измерения может составлять 20…35% от поля допуска на измеряемую величину.

Погрешность контрольного приспособления определяют путем последовательного вычисления погрешностей, составляющих общую погрешность ?_мет, и сравнения ее с допустимым значением [?]_изм [1]:

?_мет ? [?]_изм, или

,

где е_б - погрешность базирование детали в контрольном приспособлении;

?_р - погрешность передаточных устройств приспособления;

?_э - погрешность изготовления эталонных деталей;

?_n - собственная погрешность измерительного прибора;

При базировании заготовки внутренней торцевой поверхностью на палец и внутренней цилиндрической поверхностью Ш160 на опоры Ш20 погрешность базирования е_б находим по формуле:

е_б = а/2 + а_n /2,

где а - допуск на размер отверстия в детали, мм; а = 0,04 мм;

а_n - допуск на размер опоры, мм; аn = 0,013 мм.

е_б = 0,04/2 + 0,013/2 = 0,0265 мм.

Погрешность передаточных устройств ?_р обуславливается совокупным влиянием целого ряда кинематических погрешностей: ?_р = 0,006 мм.

Погрешность изготовления эталонных деталей: ?_э = 0,004 мм.

Собственная погрешность измерительного прибора ?_n = 0,005 мм.

?_мет = = 0,028 мм.

Размещено на Allbest.ru