Конструирование станочных приспособлений

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Введение

Основную группу технологической оснастки составляет приспособления, применяемые в машиностроении. Приспособлениями в машиностроении называют вспомогательные устройства, используемые при механической обработке, сборке и контроле изделий. Приспособления, рабочие и контрольные инструменты вместе взятые называют технологической оснасткой.

Приспособления решают широкий круг задач. Однако из всего разнообразия этих задач можно выделить 3 основных, такие как:

Установка заготовки без выверки - в этом случае в технологическом процессе исключается операция разметки, кроме того при таком виде установки на точность не влияет субъективный фактор. Приспособления которые позволяют установить заготовку без выверки оснащены специальными элементами, которые после определенным способом ориентируют заготовку в пространстве.

Расширение технологических возможностей станка - каждый станок предназначен для выполнения определенных видов работ с определенной точностью. Однако используя специальные приспособления можно осуществить не свойственный вид обработки.

Повышение производительности - следующие пути повышения производительности:

Сокращение времени на установку заготовки;

Увеличение числа одновременно работающих инструментов;

Одновременная обработка нескольких заготовок;

Повышение режимов резания.

Сложность построения технологических процессов в машиностроении обуславливает большое разнообразие конструкций приспособлений и высокий уровень предъявляемых к ним требований. Недостаточно продуманные технологические и конструкционные решения при создании приспособлений приводят к удлинению сроков полготовки производства, к снижению его эффективности.

Использование приспособлений способствует повышению производительности и точности обработки, сборки и контроля; облегчению условий труда, сокращению количества и снижению необходимой квалификации рабочих; строгой регламентации длительности выполняемых операций; расширению технологических возможностей оборудования; повышению безопасности работы и снижению аварийности.

По целевому назначению приспособления делят на следующие группы:

Станочные для установки и закрепления обрабатываемых заготовок.

Станочные для установки и закрепления рабочего инструмента.

Сборочные, используемые для соединения деталей в изделия.

Контрольные, применяемые для проверки заготовок, при промежуточном и окончательном контроле деталей, а также при сборке машин.

Приспособления для захвата, перемещения и перевертывания тяжелых, а в автоматизированном производстве и легких заготовок, деталей и собираемых изделий.

По степени специализации приспособления делят на универсальные (применяемые в единичном и мелкосерийном производстве для обработки деталей широкой номенклатуры и различных размеров), специальные (используются в массовом производстве при постоянном закреплении операций на рабочих местах, предназначены для выполнения определенных технологических операций)

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

Приспособления должны быть удобными и безопасными в работе, быстродействующими, достаточно жесткими для обеспечения заданной точности обработки, удобными для быстрой установки на станок, простыми и дешевыми в изготовлении, доступными для ремонта и замены изношенных деталей.

Расчет годовой программы запуска деталь в производство и определение типа производства табличным методом

Заданная годовая программа выпуска деталей составляет .

Годовая программа запуска деталей в производство рассчитывается по следующей формуле:

,

где - коэффициент, характеризующий технологический брак (2…4% от годовой программы выпуска);

- коэффициент незавершенного производства (1…3% от годовой программы выпуска);

Принимаем .

Расчетный такт производства:

,

где - расчетный фонд работы в часах при двухсменном режиме работы (принимаем );

Действительный такт производства:

, где

- коэффициент загрузки оборудования ();

.

Для определения типа производства необходимо знать массу детали =0,36 кг и годовую программу выпуска деталей 5000шт.

Тип производства определяется по следующей таблице:

По таблице данной годовой программе выпуска и массе детали соответствует крупносерийный тип производства. Данный тип производства имеет следующие характеристики:

большая годовая программа выпуска изделий;

узкая номенклатура выпускаемых изделий;

заготовки имеют как можно меньшие припуски на обработку;

для механической обработки используется специальный инструмент;

использование в процессе производства рабочих средней квалификации; специализация рабочих мест на выполнении нескольких закрепленных за ними операций, незначительный объем ручного труда;

трудоемкость изготовления деталей мала, а т.к. трудоемкость является одной из составляющих себестоимости продукции, то себестоимость также мала;

применение специального оборудования и инструмента снижает гибкость производства до минимума.

Анализ технических условий и технологичности конструкции детали

Исходными данными для выполнения курсового проекта являются чертеж детали с указанием технических условий.

Для изготовления данного корпуса используется литейный алюминиевый сплав АК12М2 ГОСТ 1583-93. Корпус изготавливается методом литья под давлением. Для получения качественной отливки в технических требованиях заложены литейные уклоны и радиусы. Неуказанная шероховатость Ra 6,3 мкм, следовательно, чтобы получить данную шероховатость нужно провести получистовую обработку данных поверхностей. Неуказанные отклонения по 14 квалитету, что можно согласовать с данной шероховатостью. Также необходимо обеспечить требования, которые касаются погрешностей формы и расположения. На чертеже детали допусков на погрешность формы нет, что касается допусков расположения, то к детали предъявляется обеспечение следующих допусков: допуск параллельности, допуск соосности и позиционный допуск.

Допуск параллельности отверстия относительно поверхности М 0,1 мм.

Допуск соосности оси отверстия относительно отверстия на0,1мм.

Позиционный допуск оси на 0,4 мм(допуск зависимый), база ось отверстия Л.

Позиционный допуск осей 4-х отверстий на 0,4 мм(допуск зависимый), база ось отверстия Н.

В данной детали необходимо фрезеровать паз шириной 5 мм с шероховатостью Ra12,5. Указанная шероховатость соответствует черновой обработке.

Анализ технологичности конструкции детали.

Для оценки технологичности используют два вида показателей технологичности: качественные и количественные.

Качественная оценка конструкции детали на технологичность:

Данный корпус является жестким, т.к. , что является допустимым, а это является одним из условий технологичности. Возможность использования принципа совмещения баз (если измерительная и технологическая база измеряемого размера совпадает, то погрешность базирования для данного размера равна 0). Соблюдение принципа постоянства и единства баз желательно использовать одну и ту же «чистую» базу. Так же деталь состоит из стандартных и унифицированных конструктивных элементов: диаметральных и линейных размеров. Это способствует использованию стандартных режущих и измерительных инструментов. На детали имеются канавки для свободного выхода режущего инструмента. Все обрабатываемые поверхности имеют свободный подвод и отвод режущего инструмента. Шероховатость базовых поверхностей удовлетворяет требованиям точности установки детали, ее обработки и контроля. Все шероховатости, обозначенные на чертеже, соответствуют данным квалитетам точности, а это также является одним из условий технологичности.

Количественная оценка технологичности конструкции изделия выражается показателем, численное значение которого характеризует степень удовлетворения требований к технологичности конструкции.

Коэффициент точности детали:

, где

- средний квалитет точности размеров;

- число размеров заданного квалитета;

.

Коэффициент точности обработки детали , следовательно, деталь считается технологичной.

Коэффициент шероховатости поверхности детали:

Где - средняя шероховатость поверхности детали;

где - число основных поверхностей детали соответствующей шероховатости;

.

Коэффициент шероховатости поверхности детали <0.32, следовательно, деталь считается технологичной.

Исходя из всего вышеперечисленного можно сделать заключение, что деталь является технологичной.

Разработка операционной технологии на операцию технологического процесса

Определяем поверхности детали, которые можно использовать в качестве технологических баз, обеспечивающих точность выполняемых размеров. Наиболее оптимальным вариантом установки и базирования детали является плоскость (установочная база, лишает деталь 3-х степеней свободы), цилиндрический палец (двойная опорная база, лишает деталь 2-х степеней свободы), опорная база, лишает деталь последней степени свободы).

станочный фрезерный деталь

Выбираем метод обработки, инструмент и оборудования. Для обработки нам предложен паз шириной 5 мм. Исходя из требуемого квалитета точности обработки отверстия достаточно чернового фрезерования. В качестве инструмента принимаем фрезу пазовую затылованную. Данную операцию выполняем на горизонтально-фрезерном станке. В качестве первоначально варианта оборудования выбираем вертикально сверлильный станок 6Р82Г.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СТАНОК СВЕРЛИЛЬНЫЙ 2Н135

Исходные данные: материал заготовки - алюминиевый сплав АК12М2 

Точность обработки - 0,4мм (допуск на симметричность)

Заготовка - литьё

Масса ? 0,36 кг

Оборудование - горизонтально-фрезерный станок 6Р83Г

Выбор глубины резания: h=14,5.

Подача -

Скорость

-

Определение частоты вращения шпинделя:

По паспорту станка принимаем

Определяем фактическую скорость резания:

Сила резания -

Крутящий момент

Мощность резания

Определение основного технологического времени.

Проектирование приспособления, используемого при выполнении операции

Принцип работы приспособления

Заготовка (1) устанавливается на палец (2) зафиксированный с помощью резьбового фланца (3). Заготовка лишается 3-х степеней свободы. Отверстие - двойная опорная база, лишает деталь 2-х степеней свободы. Сила закрепления осуществляется пневмоцилиндром (4). Пневмоцилиндр закреплен в плите.

Преимуществами такой схемы возможность соблюдения принципа постоянства баз на большинстве операций технологического процесса и относительно простая фиксация детали в приспособлении. Эта схема обеспечивает хорошую доступность режущего инструмента к обрабатываемой детали. Установочным элементом служит палец. Шестой степени свободы деталь лишает сила закрепления, прикладываемая вертикально.

Силовой расчет.

Расчет сил закрепления производят при конструировании новых приспособлений и при использовании имеющихся универсальных (и переналаживаемых) приспособлений.

Для расчета сил закрепления в первом случае необходимо знать условия проектируемой обработки - величину, направление и место приложения сил, сдвигающих заготовку, а также схему ее установки и закрепления. Расчет сил закрепления в первом приближении может быть сведен к задаче статистики на равновесие заготовки под действием приложенных к ней внешних сил. К обрабатываемой заготовке приложены силы, возникающие в процессе обработки, искомые силы закрепления и реакции опор. Под действием этих сил заготовка находится в равновесии. Сила закрепления должна быть достаточной для предупреждения смещения установленной в приспособлении заготовки.

Во втором случае расчет силы закрепления носит проверочный характер. Найденная из условий обработки необходимая сила закрепления должна быть меньше силы, которую развивает зажимное устройство используемого приспособления, или равна ей. Если этого нет, то изменяют условия обработки в целях уменьшения необходимой силы закрепления с последующим проверочным расчетом. Может решаться и обратная задача - по силе закрепления находят режимы резания, число рабочих ходов (проходов) и другие условия обработки.

Должно выполняться условие:

;

, где

- коэффициенты трения в местах контакта детали и приспособления;

- коэффициент запаса.

Необходимая сила закрепления:

Т.к. действуют два прихвата общая сила закрепления будет равна

Прочностной расчет.

Условие прочности:

, где

- допускаемые напряжения;

;

Точностной расчет.

Предельное отклонение отверстия составляет .

Тогда подбираем вал .

Таким образом, сложив нижнее отклонение вала и верхнее отклонение отверстия, получая максимальный зазор ,

Можно сделать вывод о том, что данная посадка подходит,

- посадка с зазором

т.к. максимальный зазор (допуска на )

Следовательно, приспособление обеспечивает заданную точность.

Размещено на Allbest.ru