Пневматическое приспособление для фрезерования паза 12H11

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ

УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ МОГИЛЕВСКОГО ОБЛАСТНОГО

ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО КОМИТЕТА УЧРЕЖДЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ

«МОГИЛЁВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

Специальность 2-36 01 01

Группа ТМ-277

Дисциплина Проектирование технологической оснастки

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Пневматическое приспособление для фрезерования паза 12H11

Пояснительная записка

КП.ТМ.00.00.000.ПЗ

Разработал А.В. Черняков

Руководитель проекта Т.П. Костина

2015

Содержание

Введение

1. Конструкторский раздел

1.1 Назначение, устройства и принцип работы приспособления

1.2 Проверка условия выполнения правила шести точек

1.3 Расчет погрешности базирования заготовки в приспособлении

1.4 Расчет усилия зажима заготовки в приспособлении

1.5 Расчет основных параметров привода приспособления

1.6 Расчет на прочность деталей приспособления

1.7 Расчет экономической эффективности приспособления

1.8 Мероприятия по экономии материальных и энергетических ресурсов

1.9 Мероприятия по экономике и охране труда

Заключение

Список используемых источников

Приложение А Спецификация

Введение

На современном этапе строительства придается исключительное значение развитию отечественного машиностроения, подготовке высококвалифицированных инженерно-технических кадров для этой отрасли промышленности. Ведущую роль в машиностроении играет станкостроение, производящее средства производства - технологическое оборудование, приспособления и инструменты для машиностроительных предприятий. Затраты на технологическую оснастку достигают до 20% себестоимости изделия, особенно значительны они при создании сложной, дорогостоящей и ответственной ее части - приспособлений. Приспособлениями в машиностроении называют дополнительные устройства к технологическому оборудованию, применяемые при выполнении технологических операций (обработка заготовок, сборка изделий, контроль и др.).

За счет использования приспособлений устраняется необходимость разметки заготовок, расширяются технологические возможности металлообрабатывающего оборудования; возрастает производительность труда; повышаются точность обработки и качество изделий; обеспечивается возможность многостаночного обслуживания, применения прогрессивных норм времени, снижения потребной квалификации и численности рабочих; создаются условия для механизации и автоматизации процессов производства; снижается себестоимость продукции; улучшаются условия и безопасность труда. Широкое распространение в машиностроении получает оснастка многократного использования. При внедрении переналаживаемых (обратимых) станочных приспособлений в 2-3 раза уменьшается трудоемкость проектирования и в 3-4 раза - цикл изготовления станочных приспособлений. Технологическая оснастка многократного использования применяется в различных типах производства, а также соответствует требованиям, обусловленным расширением парка станков с числовым программным управлением (ЧПУ). Переналадка станков с ЧПУ на обработку других заготовок сводится к замене программы, замене или переналадке приспособлений для установки этих заготовок с малыми затратами времени.

фрезерование паз привод деталь

1. Конструкторский раздел

1.1 Назначение, устройства и принцип работы приспособления

Тиски предназначены для базирования и закрепления заготовок плоских деталей при обработке их на фрезерных и сверлильных станках с ЧПУ.

Тиски из основания и поворотного корпуса со встроенным пневмоцилиндром. При повороте рукоятке распределительного крана в положение зажима сжатый воздух поступает в штоковую полость пневмоцилиндра, в результате чего поршень со штоком опускается вниз, поворачивая по часовой стрелке рычаг. Рычаг перемещает подвижную губку.

Быстрая переналадка неподвижной губки осуществляется ее поворотом с помощью рукоятки против часовой стрелки, при этом выступ планки выходит из паза корпуса тисков. Затем губку перемещают в требуемое положение до тех пор, пока выступ планки не войдет в соответствующий паз.

1.2 Проверка условия выполнения правила шести точек

Рисунок 1-Схема лишения заготовки степеней свободы

Из механики известно, что твердые тела имеют шесть степеней свободы: три связанные с перемещением тела вдоль трех взаимно перпендикулярных осей координат 0x, 0y, 0z и три с возможным его поворотом относительно этих осей.

Эти точки находятся в трех взаимно перпендикулярных плоскостях: точки 1,2,3, расположенные в плоскости x0y, лишают деталь трех степеней свободы- возможности перемещаться вдоль оси 0z и вращаться вокруг осей 0x, 0y; точки 4 и 5, расположенные на плоскости z0y, лишают деталь двух степеней свободы- возможности перемещаться вдоль оси 0x и вращаться вокруг оси 0z; точка 6 расположенная на плоскости x0z, лишает деталь шестой степени свободы - возможности перемещаться вдоль оси 0y.

1.3 Расчет погрешности базирования заготовки в приспособлении

Рисунок 2-Схема базирования заготовки в приспособлении

При базировании паза 12Н11 погрешность равна 0 т.к. она предусматривается толщиной фрезы.

При выборной схеме базирования, погрешность базирования Е_б32 ровна допуску на длину 100h13:

Е_б32=Т100

100h13(-0,540) следовательно Е_б32=0,540мм

Необходимо, чтобы выполнялось условие:

Е_б32<Т₃₂

Т₃₂=0,870

0,540<0.870

Условие выполняется.

1.4 Расчет усилия зажима заготовки в приспособлении

Рисунок 3-Схема закрепления заготовки в приспособлении

Для схемы закрепления заготовки, показанной на рисунке 3 определяем силу закрепления W,Н.Сила зажима заготовки определяем по формуле:

W = (1)

Где: f₁,f₂ -коэффициент трения; f₁=f₂=0.3

К-коэффициент запаса;

P_z-сила трения;

Коэффициент запаса определяется по формуле

К=К₀·К₁·К₂·К₃·К₄·К₅·К₆ (2)

К₀-гарантированный коэффициент запаса;

К₀=1.5;

К₁-коэффициент, учитывающий состояния поверхности заготовок;

К₁=1;

К₂-коэффициент, учитывающий увеличение сил резанья вследствие затупления режущего инструмента;

К₂=1.6;

К₃- коэффициент, учитывающий увеличение силы резанья при прерывистом резанье;

К₃=1.2;

К₄- коэффициент, учитывающий постоянства силы зажима;

К₄=1;

К₅- коэффициент, учитывающий эргономику ручных зажимных элементов;

К₅=1;

К₆- коэффициент, учитывающий появления дополнительных моментов;

К₆=1;

К=1.5·1·1.6·1.2·1·1·1=2.88

Сила трения определяется по формуле;

P_z= (3)

Где:z-число зубьев фрезы;

z=2

n-частота вращения фрезы;

n=1035,03 об/мин.

S_z-подача на зуб фрезы;

S_z=0,02

C_p=68,2

t-глубина резанья;

t=10 мм

В-ширина фрезерования;

В=12 мм

D-диаметр фрезы;

D=12 мм

К_мр-коэффициент, учитывающий фактические условия обработки

К_мр=1

x=0,86

y=0,72

n=1

q=0,86

w=0

P_z=

W= H

Q= (4)

Где:l₁=40 мм

l₂=60 мм

Q= H

1.5 Расчет основных параметров привода приспособления

Диаметр цилиндра для пневмопривода на тянущей силе определяется по формуле:

D_ц= (5)

Где:p-давление сжатого воздуха(0,4-0,6Мпа)

-КПД(0,85-0,95)

D_ц= мм

Окончательно принимаем диаметр цилиндра из стандартного ряда D_ц=100 мм

Остальные параметры пневмоцилиндра выбираются по справочным данным и сводятся в таблица 1.

Таблица 1-параметры пневмоцилиндра

параметры	Диаметр цилиндра D=100мм
Толщина стенки цилиндра, мм.	6
Диаметр шпилек, мм.	М10
Количество шпилек, шт.	4
Диаметр штока, мм.	25
Диаметр резьбы на шток, мм.	М16

1.6 Расчет на прочность деталей приспособления

Прочность одно из основных требований предъявляемые к деталям и приспособлениям в целом. Прочность детали может рассматриваться по коэффициенту запаса или по номинальным допускаемым напряжениям. Расчеты по номинальным допускаемым напряжениям менее точны прогрессивны но значительно проще. С помощью расчета деталей приспособлений на прочность можно решать две задачи:

1) проверку на прочность уже существующей детали с определёнными размерами сечений путем сравнения фактических напряжений с допускаемыми, такой расчет наз. проверенным.

2) определения размеров сечений деталей наз. предварительный проектный расчет.

Расчет на прочность детали губка (рисунок 4).

Рисунок 4-губка

Расчет на прочность детали губка осуществляется по формуле:

= (6)

Где: -фактическое напряжение сжатие, МПа;

W-расчетная сила;

-допускаемое сжатие, =196 МПа;

S-площадь опасного сечения, мм²;

Площадь опасного сечения определяется по формуле:

S=a•b (7)

Где: а-ширина губки;

a=65мм;

b-высота губки;

b=16мм;

S=65•16=1040 мм²

= =3,88 МПа =196 МПа

Условие выполняется.

Расчет на прочность детали рычаг (рисунок 5).

Рисунок 5-рычаг

Расчет на прочность детали рычаг осуществляется по формуле:

= (8)

Где: W-расчетная сила;

S-площадь опасного сечения, мм²;

-допускаемое сжатие, =196 МПа;

Площадь опасного сечения определяется по формуле:

S=a•b (9)

Где: а-ширина опасного сечения;

а=6 мм

b-высота опасного сечения;

b=15 мм

S=6•15=90 мм²

= =44,89 МПа =196 МПа

Условие выполняется.

1.7 Расчет экономической эффективности приспособления

Определение экономической эффективности основывается на определении приведенных затрат. Объективность принимаемых технических решений при создании новых приспособлений, их механизации, автоматизации и модернизации всегда должна быть подтверждена расчетом экономической эффективности использования прогрессивной оснастки, главным показателем которой является снижение себестоимости выпускаемой продукции.

Расчет экономической эффективности приспособления рекомендуется выполнять на ЭВМ. Для этого необходимо подготовить исходные данные:

Т_шт-штучное время обработки каждой заготовки на данной операции, ч;

Т_шт=3,17ч;

Т_ст1-часовая ставка рабочего первого разряда;

Т_ст1=6750 руб.;

К_тар-тарифный коэффициент соответствующего разряда;

К_тар=1,35;

n-количество деталей проектируемого приспособления, шт;

n=15 шт.

T_c-срок службы приспособления, лет;

T_c=3 года;

Z-процент цеховых накладных расходов,%;

Z=200%;

В_т-годовой объем выпуска деталей, шт;

В_т-10000 шт;

Расчет выполнен на ЭВМ, результаты расчета приведены в приложении Б.

1.8 Мероприятия по экономии материальных и энергетических ресурсов

Расчет экономии электроэнергии за счет применения механизированного приспособления определяется по формуле:

Э=?N•(T_ш1-Т_ш2)•0,98 (10)

Где: Э-экономия электроэнергии, кВт•ч;

?N-активные потери мощности, кВт, ?N= N₁- N₂;

N₁-мощность двигателя станка по заводскому варианту, кВт;

N₁=10 кВт-мощность электродвигателя станка 6Р13;

N₂- мощность двигателя станка принятого в расчетах, кВт;

N₂=7,5 кВт- мощность электродвигателя станка 6Р12;

T_ш1-штучное время по заводскому варианту, мин.;

T_ш1=3,8 мин.;

T_ш2- штучное время по принятому в расчете варианту, мин.;

T_ш2=3,17 мин.;

0,98-коэффициент, учитывающий увеличение нагрузочных потерь.

?N=10-7,5=2,5 кВт

Э=2,5•(3,8-3,17)•0,98 =1,54 кВт•ч

После расчета точности изготовления приспособления и силового расчета необходимо выбирать конструкционные материалы для деталей приспособления, назначить термическую (химико-термическую, электрохимическую и т.д.) обработку или вид покрытия и рассчитать размеры элементов из условий прочности.

Материалы для деталей(элементов)приспособлений следует выбирать исходя из условий работы и эксплуатационных требований, предъявляемых к этим деталям. Так, к установочным элементам приспособлений, которые являются опорами заготовки в приспособлении и определяют ее положение в пространстве предъявляются требования точности, прочности, жестокости, износостойкости. Применительно к зажимным элементам на первый план выдвигаются прочность жесткость и надежность. Корпуса объединяют в единую конструкцию элементы приспособления и воспринимают все силы, действующие на заготовку в процессе ее закрепления и обработки. Поэтому они должны обладать достаточно высокой прочностью ,жесткостью и длительное время сохранять точность расположения рабочих поверхностей. Подобные требования предъявляются и к другим элементам приспособлениям. В определенной степени многие из названых требований обеспечиваются конструкцией и размерами деталей прспосаблений. А вот износостойкость, прочность и жесткость элементов и компактность приспособлений большей части зависят от правильного выбора конструкционных материалов, химико-термической, отделочной обработки и покрытий.

Для не ответственных деталей приспособления рекомендуется выбирать дешевые материалы.

1.9 Мероприятия по экономике и охране труда

Приспособления, как и любые механизмы, являются источником повышенной опасности для окружающих. Поэтому при проектировании необходимо обеспечить соблюдение ряда условий, обеспечивающих удобную и безопасную работу при использовании приспособления.

Органы управления должны располагаться в зонах легкой досягаемости. Редко используемые органы управления (не более 5…8 раз в смену) могут размещаться и за пределами зоны досягаемости.

Другим важным эргономическим требованием является соблюдение допустимых нагрузок, которые не должны превышать 10 Н, если работает кисть руки; 20…40 Н - рука до локтя и 80…100 Н - вся рука.

Кроме того, в зависимости от зоны расположения органов управления устанавливаются значения допустимых нагрузок. Следует помнить, что рукоятки с пользованием 5…8 раз в смену необходимо располагать в зоне на высоте от 1600 до 1700 мм при работе стоя и от 600 до 1200- при обслуживании сидя. В случаях использования рукояток и кнопок не более 8 раз в смену допустимо их расположение на высоте от 300 до 1850 мм.

Допускается располагать органы управления, используемые только для настройки, на высоте до 2500 мм.

В зоне расположения рукояток и маховиков не должно быть никаких выступающих частей, которые могут нанести травму работающему или мешать ему.Не допускается применение выступающих винтов выступающих винтов. Все детали в зоне работы рук должны быть закруглены и не иметь острых кромок, углов. Расстояние от неподвижной детали до вращающегося маховика не должно быть менее 30 мм. Для маховиков диаметром более 60 мм рекомендуемое расстояние от неподвижной части машины до охватываемой рукой части маховика не должно быть менее 60мм.

Требования по технике безопасности заключаются в том, чтобы при использовании приспособлений были созданы такие условия работы, которые исключали бы возможность травмирования рабочего при установки или съеме детали, а также во время обработки. Наружные элементы станочных приспособлений не должны иметь острых углов, кромок, неровных поверхностей, представляющих собой источник опасности.

Заключение

При выполнении курсового проекта по дисциплине «Проектирование технологической оснастки» были закреплены знания пройденных дисциплин: «Математика», «Материаловедение», «Инженерная графика», «Техническая механика», «Технологическая оснастка».

Объектом данного курсового проекта является сверлильное приспособление. Были изучены методы расчета и выбор элементов приспособления, полученные навыки проектирования, которые позволяют обеспечить необходимый технический уровень, надежность и долговечность приспособления. Были отработаны навыки пользования справочной литературой, на основании которой базировался теоретический материал данного курсового проекта.

В процессе разработки технологического процесса детали я затронула ряд вопросов, выполнила технико-экономическое обоснование выбора станочного приспособления. Столкнулись с вопросом, как правильно выбрать базы на операциях технологического процесса. Прошли через этапы расчета и выбора режимов резания.

Список используемых источников

1 Антонюк В. Е. Технологическая оснастка: учебное пособие / В.Е. Антонюк [и др]. - Минск: изд-во Гревцова, 2011. - 376с.: ил.

2 Антонюк В. Е. Конструктору станочных приспособлений: справочное пособие / В.Е.Антонюк. - Минск: Беларусь, 1991. - 400с.: ил.

3 Белоусов, А. П. Проектирование станочных приспособлений: учебное пособие / А.П.Белоусов. - Москва: Высшая школа, 1980. - 240с.: ил.

4 Горохов, В.А. Проектирование технологической оснастки: Учебник для студентов машиностроительных специальностей высших учебных заведений / В.А.Горохов. - Минск: «Бервита» ,1997. - 344с.

5 Горбацевич, А.Ф., Шкред, В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения / А.Ф.Горбацевич, В.А.Шкред. - Минск: Высшая школа, - 256с.

6 Кузнецов, Ю.И. Оснастка для станков с ЧПУ: справочник / Ю.И.Кузнецов, А.Р.Маслов, А.Н.Байков. - 2-е издание. - Москва: Машиностроение, 1990. - 512с.: ил.

7 Кузнецов, Ю.И. Конструкции приспособлений для станков с ЧПУ: учебное пособие / Ю.И.Кузнецов. -Минск: Высшая школа, 1988. - 303с.: ил.

8 Реван, С.А. Проектирование технологической оснастки: Учебно- методическое пособие для учащихся средних специальных учебных заведений / С.А.Реван. - Липецк: 1991. - 121с.

9 Сударева, А.П., Костина, Т.П. Курсовое проектирование. Методические рекомендации, 2011 - 51с.

Размещено на Allbest.ru

...