Разработка приспособления для фрезерования поверхностей на фрезерном станке с заданной точностью

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

При обработке заготовок на металлорежущих станках возникает необходимость в их базировании и надежном закреплении.

Применение различного рода приспособлений при производстве деталей машин повышает качество изделий, снижает материалоемкость и трудоемкость процесса обработки, его себестоимость. Приспособления механизируют и автоматизируют производство, повышая культуру производства, его технический уровень.

Основные конструктивные элементы приспособлений и их типы стандартизованы и унифицированы, что позволяет обеспечить взаимозаменяемость частей, уменьшить сроки на подготовку производства новых изделий.

1. Исходные данные

Необходимо разработать конструкцию приспособления на операцию фрезерование поверхностей для детали щит. Общий вид детали приведен на рисунке 1.

Рисунок 1 - Эскиз детали

Материал заготовки - Сталь 30ХГСА ГОСТ 4543-71;

Габаритные размеры - 52х36,5 мм.

Приспособление должно обеспечить точную установку и надежное закрепления для одновременного фрезерования двух поверхностей, расстояние между поверхностями 7Н11 мм. При обработке надо получить шероховатость Rz40.

2. Назначение приспособления

Конструкция приспособления должна с заданной технологическим процессом и точностью обеспечить обработку заготовки щит на горизонтально-фрезерном станке, модель 6Р82.

Исходя из условий удобства в эксплуатации и обеспечения эффективного применения в условиях крупносерийного и массового производства, необходимо разработать автоматизированное приспособление, обладающее высоким быстродействием установки и снятия заготовки, при этом должна быть обеспечена безопасность труда рабочего, монотонность труда которого неизбежно приведет к ошибочным действиям.

Для надежного и точного закрепления заготовки в приспособлении необходимо обеспечить точность позиционирования заготовки в пространстве. Исходя из конструкции заготовки и предыдущих операций технологического процесса, принимается конструкция приспособления, состоящая из опорной поверхности, цилиндрического пальца и параллельного зажима.

Рисунок 2 - Возможные схемы приспособления

На рисунке 2а приведена схема приспособления в которой зажим детали обеспечивается за счёт пневмоцилиндра через отодвигаемый прихват. Эта схема приспособления имеет большие габаритные размеры и сильно увеличиваются размеры пневмоцилиндра.

На рисунке 2б представлена схема приспособления согласно которой зажим детали осуществляется за счет параллельного зажима. Данное приспособление неудобно в эксплуатации и сложно в изготовлении.

Рациональной является схема приведенная на рисунке 2в, т.к. она обеспечивает надежное закрепление и необходимую силу зажима.

3 Выбор установочных элементов для базирования. Схема приспособления

Для установки детали типа диска нужно обеспечить установочную базу, лишающую 3 степеней свободы и опорную базу, лишающую 2 степеней свободы. В шестой точке базирования нет необходимости, так как деталь имеет большой припуск на обработку. Базирование осуществляется на цилиндрический палец и плоскость. Поверхности обрабатываются по 11 квалитету точности, что соответствует чертежу.

Палец выполняют из стали 20Х с цементацией на глубину 1,2-1,5 мм. и закалкой до твердости HRC 55…60. Рабочие поверхности шлифуют до Ra 0,63-0,32.

В качестве зажимного элемента используется параллельно-рычажный зажим, рычаги соединены шарнирно. Рычаги приводится в движение от пневмоцилиндра, который обеспечивает необходимую силу зажатия.

На рисунке 3 приведена общая схема приспособления, содержащая базирующие и зажимные элементы.

Рисунок 3 - Схема приспособления

4. Конструкция и принцип работы приспособления. Точность обработки детали, надежность и безопасность работы приспособления

Разрабатывается приспособление, на котором одновременно обрабатываются (фрезеруются) две поверхности детали двумя дисковыми фрезами настроенными на размер 7 мм между ними. Конструкция спроектированного приспособления представлена на сборочном чертеже ТПЖА. 293224. 133 СБ. Приспособление состоит из следующих основных частей: на основание установлены две стойки, к которой прикреплена плита, в данную плиту установлен палец на данный палец устанавливается и центрируется деталь. Зажим осуществляется с помощью параллельного зажима состоящего из двух рычагов качающихся на осях, рычаги приводятся в движение с помощью пневмоцилиндра через ось. Пневмоцилиндр крепится к основанию приспособления с помощью шпилек. Приспособление центрируется с помощью шпонки, которая крепится к приспособлению винтом. Плита крепится к стойкам с помощью винтов.

Деталь устанавливается на палец, для этого рычаги должны находится в верхнем положении. После установки деталь из цеховой пневмомагистрали подается воздух в штоковую полость пневмоцилиндра, поршень вместе со штоком опускается вниз и тянет ось на которой закреплены рычаги, которые поворачиваясь на осях прижимают деталь. Максимальный ход поршня 16 мм, максимальное усилие зажатия детали 1250 Н.

Приспособление удобно с точки зрения установки и снятия детали, а также безопасно, потому что не содержит никаких съемных деталей. Действия рабочего сводятся к снятию и установке деталей, угловое положение детали определяет сам рабочий.

5. Схема к расчету зажимного усилия. Расчет усилия зажима детали

Расчет необходимо вести по самому неблагоприятному фактору. Во время первого прохода фрезы, сила резания воспринимается опорной поверхностью пальца, а потом опорной поверхностью приспособления. Поэтому расчет ведется исходя из условия, что действие силы резания не совпадает с силой зажима. Сила зажима должна обеспечить надежное крепление детали и исключить вырыв и сдвиг.

Упрощенный чертеж приспособления с закрепленной в нем обрабатываемой деталью и с указанием действующих сил изображен на рисунке 4.

зажимный заготовка металлорежущий конструктивный

Рисунок 4 - Упрощенный чертеж приспособления

Сила резания при фрезеровании определяется по формуле (1):

(1)

где Ср = 68,2 - постоянная для данных условий;

t = 36,5 мм. - глубина резания;

Sz = 0,1 мм. - подача на зуб фрезы;

В = 4 мм. - ширина фрезы;

z = 12 - количество зубьев фрезы;

D = 200 мм. - диаметр фрезы;

n - частота вращения шпинделя;

KМР = 1 - поправочный коэффициент;

x = 0,86; y = 0,72; u = 0,1; q = 0,86; w = 0 - показатели степеней.

Т.к. обработка ведется одновременно двумя фрезами то:

Так как сила резания направлена против усилия зажима, то усилие зажима определяется по формуле (2):

(2)

где - коэффициент запаса.

Коэффициент запаса рассчитывается по формуле (3):

(3)

где к0 = 1,5 - гарантированный коэффициент запаса надежности;

к1 = 1,2 - для черновой обработки;

к2 = 1,2 - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания вследствие затупления инструмента;

к3 = 1 - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при прерывистом резании;

к4 = 1 - для пневматических приводах;

к5 = 1 - степень удобства расположения рукояток.

Принимается к = 2,5.

Исходная сила рассчитывается по формуле (4):

(4)

где а, b, c, d - длины плеч рычагов (см. рисунок 5).

Рисунок 5 - Схема передаточного механизма

6. Расчет исполнительных размеров привода

В приспособлении используется пневмоцилиндр двустороннего действия. Пневмоцилиндр должен обеспечить необходимую исходную силу.

Диаметр пневмоцилиндра определяется по формуле (5):

(5)

где р = 0,5 МПа - давление цеховой пневмомагистрали;

= 0,8 - КПД.

Полученный диаметр цилиндра округляется по нормативам до ближайшего большего значения.

Принимается D = 63 мм.

Уточняется исходная сила по формуле:

7 Расчет приспособления на точность

На точность обработки влияет ряд технологических факторов, вызывающих общую погрешность обработки, которая не должна превышать допуск выполняемого размера при обработке. Для получения необходимой точности, установочные поверхности приспособления обрабатываются, когда корпус приспособления уже собран. Таким образом объединяются технологические и измерительные базы. Погрешность приспособления определяется по формуле (6):

(6)

где - погрешность базирования на цилиндрический палец, мкм;

погрешность базирования на цилиндрический палец определяется как:

по чертежу отверстие изготовлено по Н14, но для более точного базирования это отверстие должно изготавливаться по Н10, а палец по f6;

- эксцентриситет между поверхностями пальца = 0,005 мм;

- погрешность установки приспособления в паз стола по шпонке = 0,08 мм;

- погрешность настройки фрезы на размер = 0,005 мм;

Допуск на размер равен 0,36 мм, значит, приспособление удовлетворяет необходимым требованиям точности.

Рисунок 6 - Расчетная схема

Заключение

В ходе курсовой работы спроектировано приспособление для фрезерования поверхностей на фрезерном станке с заданной точностью. Выполнены следующие операции:

· разработана компоновка приспособления;

· рассчитаны сила зажима и исходное усилие;

· выбран и рассчитан механизированный привод;

· приспособление проверено на точность.

Литература

1. Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков М.: Машиностроение, 1979, - 303с.

2. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. / Под ред. А.Г. Косилова и Р.К. Мещерякова - М.: Машиностроение, 1985. - T.1, 656с.; Т.2, 496с.

3. Станочные приспособления: Альбом/Моск. гос. технолог. ун-т (СТАНКИН)/ - Тверь, 1999. - 112с.

4. Схиртладзе Александр Георгиевич. Станочные приспособления: Учеб. пос. / Схиртладзе Александр Георгиевич, Новиков Владимир Юрьевич. - М.: Высш. шк., 2001. - 110с.

5. Технологическая оснастка: метод. указания для курсов. проектирования (все формы обучения). К.В. Иванов-Польский. Спец. 1201 / ВятГУ. Эл-ный документ - Киров, 2005. 18с.

Размещено на Allbest.ru