Проектирование приспособления из деталей УСП для фрезерования плоскостей пластины

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Основную группу технологической оснастки составляют приспособления механосборочного производства. Приспособлениями в машиностроении называют вспомогательные устройства к технологическому оборудованию, используемые при выполнении операций механической обработки, сборки и контроля.

Использование приспособлений позволяет: устранить разметку заготовки перед обработкой, повысить точность обработки, снизить стоимость продукции, облегчить условия работы и обеспечить ее безопасность, расширить технические возможности технологического оборудования, организовать станочное обслуживание, применять технически обоснованные нормы времени, а также снизить трудоемкость.

В современных технологических процессах поточно-массового производства затраты на изготовление и эксплуатацию технологической оснастки составляют до 20% себестоимости продукции.

В серийном производстве необходимо использовать специализированные, быстропереналаживаемые и обратимые системы приспособлений. В мелкосерийном и единичном производстве все более широко применяют систему универсально-сборочных приспособлений.

Ряд принципиально новых требований, предъявляемых к приспособлениям, определены расширением парка станков с числовым программным управлением, переналадка которых на обработку новых заготовок, сводится к замене программы и смене или переналадке приспособлений для базирования и закрепления заготовки.

Постоянное совершенствование методов обработки требует создания наиболее рациональных конструкций и экономического обоснования применения различных видов приспособлений, снижения их металлоемкости при обеспечении необходимой жесткости.

1. Описание принципа работы приспособления

Спроектировать и рассчитать приспособление из деталей УСП для фрезерования плоскости пластины. Все поверхности пластины обработаны до размеров, указанных на рисунке 1.1. Припуск под обработку составляет 3 мм. Объем выпуска 2000 штук в год.

Рисунок 1.1 Деталь - пластина

Исходя из конструкции детали, учитывая годовой объем выпуска, определим схему и принцип работы.

На рисунке 1.2 показана принципиальная схема приспособления.

Рисунок 1.2 Принципиальная схема приспособления

На основании 1 установлен угольник 2, к которому крепится базирующая плита 3, на которой закрепляется деталь в данном прихватом 4. Исходя из габаритов детали, определим ее серию и выберем детали УСП для проектируемого приспособления. Определим размеры основания УСП(плита прямоугольная).

1. Учитывая размеры детали, принимаем прямоугольную плиту «тип 1»: 180х180х30.

2. На основную плиту устанавливаем два крепежных угольника серии 2 «тип 1»: L = 120 мм, В = 60 мм, h = 120 мм.

3. К угольнику крепим прямоульную плиту, на которой будет непосредственно базироваться деталь. Размеры плиты принимаем по таблице 16, серия 2 «тип 1»: »: L = 180 мм, Н = 30 мм.

4. Для зажима детали принимаем два прихвата. Форму и размеры прихватов «тип 1» серия 2:

L = 50 мм, В = 35 мм, Н = 8 мм, l1 = 15 мм, l = 20 мм, d = M8, B = 8,9 мм.

2. Расчёт режимов резания и технических норм времени

2.1 Выбор оборудования и инструмента

Приспособление применяется на фрезерной операции для фрезерования всех поверхностей пластины: 160х48х23.

Исходные данные для расчета режимов резания:

Деталь:

Наименование - Пластина

Марка материала- Сталь 45

Размеры детали - 160х48х23

Припуск - 3 мм

Объем выпуска - 2000 шт. в год

2.2 Назначение режимов резания

Режимы резания устанавливаются в зависимости от требуемой точности и качества обрабатываемых поверхностей, а также исходя из условий минимально возможной себестоимости и наибольшей производительности.

Назначаем режимы резания согласно справочку.

t =3 мм - глубина резания. Sz=0,15 мм/зуб - подача. V=40 м/мин ? скорость резания.

Выбираем параметры фрезы:

Исходя из того, что ширина нашей детали 48 мм и материал сталь 45, принимаем фрезу из быстрорежущей стали с параметрами:

D = 63 мм, L = 40 мм, d = 27 мм, z = 8.

Рассчитываем частоту вращения шпинделя:



Подача на оборот будет равна:

So = Sz z =0,15x8=1,2 мм/об

Определим штучное время по следующей формуле:

где: ? основное время, мин;

- вспомогательное время, мин.

где - время на установку и снятие детали, мин.; - время на открепление и закрепление детали, мин;

Выбирается в зависимости от массы детали:

.

 - время на управление станком при подготовке рабочего хода; мин; при первом проходе с одной пробной стружкой;

- время на измерение детали.

Выбираем измерение штангенциркулем, т.к. он может обеспечить нам необходимую точность:

- время на обслуживание рабочего места, мин,

где ? время на организационное обслуживание рабочего места, мин.;

- время на техническое обслуживание рабочего места, мин.;

- число смен;

- основное время, мин; - период стойкости при работе одним инструментом.

- время перерывов на отдых и личные надобности, мин,

Подготовительно заключительное время.

3. Силовой расчет приспособления

3.1 Расчет усилия зажима

Составим схему для расчета сил закрепления заготовки от смещения.

Рисунок 3.1. Схема действия сил на пластину

Общее усилие зажима:

Q=Q1+Q2

Для данной схемы зажима силу Q можно определить как:

Где j2, j1- жесткость установочных и зажимных элементов;

f1 и f2- коэффициент трения заготовки с установочными и зажимными элементами;

Р1- радиальная составляющая от сил резания Рz;

Р2- тангенциальная составляющая (Ру=0,3-0,4Р2);

k- коэффициент зажима k>1 .

Согласно методики определяем жесткости системы установочных и зажимных элементов приспособления.

Коэффициент трения принимаем f1=f2=0,2.

Коэффициент зажима выбираем дифференцированно, как произведение первых коэффициентов k0;k1;k2…k5

Коэффициент К1 учитывает наличие случайных неровностей на заготовке k1=1,0

К0=1,7- коэффициент, учитывающий увеличение сил резания от затупления инструмента

k2- коэффициент устанавливающий увеличение сил резания от затупления инструмента

k2=1,5

k3- коэффициент учитывающий увеличение сил резания при прерывистом резании

k3=1,1

k4- коэффициент, характеризующий зажимное устройство

k4=1,3

k5- коэффициент характеризует удобство расположения рукоятки в ручном зажимном устройстве

k5=1,2

Тогда общий коэффициент:

К= K0 *k1 *k2 *k3 *k4 *k5= 1,7*1*1,7*1,1*1,3*1,2=5

К=5

Определяем силу резания:

Р1= Рz

Обработка заготовки будет производится торцевой фрезой. Глубина резания t=3 мм. Согласно рекомендации назначаем режимы резания.

Подача на зуб Sz= 0,15мм

Скорость резания V=40 м/мин

Частота вращения шпинделя:

Силу резания Pz определяем по эмпирической формуле:

Где z=8,Ср=825;х=1,0; y=0,75; u=1,1; g=1,3; w=0,2.

Определяем вторую составляющую от силы резания:

P2=Рy=0,4Рz=0,4*425=170

Определяем необходимую силу закрепления детали, способную удержать деталь от смещения:

Q=

Учитывая то, что в данном приспособлении 2 зажима, каждый должен вырабатывать усилие:

Q1=Q2=.

3.2 Расчет винтового зажима

Наименьший диаметр винта определяется как

,

Где с=1,4- коэффициент для метрической резьбы;

- напряжение растяжения для винтов из стали 45 с учетом износа резьбы.

;

Тогда d=1,4

Принимаем d=8/

На рисунке 3.2 изображена схема зажимного устройства.



Рисунок 3.2. Схема зажима заготовки

Для данной схемы зажимного устройства сила, необходимая для затяжки шпильки, что бы удержать заготовку с заданным усилием:

Q=1537 Н определяется по формуле

N= QL / l,

где L-сумма плеч прихвата

l- длина кривого плеча

L=50 мм; l= 28 мм, тогда

Н

4. Точностной расчет приспособления

Допуск, обеспечиваемый при обработке поверхности:

Д2y - погрешность, возникающая в результате непостоянства действия сил резания;

Д2Н - погрешность, определяемая настройкой станка;

Д2И - погрешность, обусловленная износом инструмента;

Д2t - погрешность от температурных факторов;

еyдоп - погрешность установки детали а приспособлении;

У Дф - арифметическая сумма погрешностей формы.

Из формулы определяем допустимую погрешность установки заготовки в приспособлении еyдоп:

Дy= Дсл=72 мкм;

ДН=10 мкм;

где u0 - относительный износ инструмента; l - путь резания.

u0=6 мкм/км;

l=0,16 м.

Допускаем, что получение точностных параметров обрабатываемой детали происходит при установившемся тепловом равновесии станка.

Дt=0 мкм;

Дф=0 мкм.

Действительная погрешность установки заготовки в приспособлении:

где еб - погрешность базирования; ез - погрешность закрепления; епр - погрешность приспособления.

Погрешность базирования равна 0, т.к. измерительная и установочная базы совпадают.

ез=70 мкм;

Тогда:

Принимаем

Тогда:

. Условие выполняется.

5. Экономический расчет станочного приспособления

Расчет приведен в ценах 1986 года.

Расчет приведенных затрат на единицу продукции:

станочный зажимный фреза торцевой

где СТ -технологическая себестоимость обработки одной заготовки в данном приспособлении;

Lз - основная зарплата;

z - процент цеховых накладных расходов,

N - годовой объём выпуска деталей;

А - себестоимость изготовления приспособления;

qn - коэффициент проектирования приспособления, выражается отношением расходов на проектирование и отладку к себестоимости его изготовления, qn = 0.5.

qэ - коэффициент эксплуатации приспособления, является отношением расходов на эксплуатацию (ремонт и уход) за год к себестоимости изготовления приспособления, qэ = 0.2.

ic - срок службы приспособления, ic = 3 года.

Основная зарплата на выполнение операции в данном приспособлении рассчитывается по формуле:

руб.

где S1 - часовая ставка рабочего первого разряда, S1 = 0.447 руб.;

mn - тарифный коэффициент для данного разряда работы, mn = 1.203.

Процент цеховых накладных расходов z = (200-300)% определяется из отношения общей суммы годовой основной ЗП производственных рабочих цеха.

Себестоимость изготовления приспособления можно приближённо определять в зависимости от сложности конструкции по формуле:

руб.

где zn - количество деталей в приспособлении, zn = 11 шт.;

Cn - удельная себестоимость в зависимости от группы сложности приспособления Cn = 3 руб.

руб.

Перевод в нынешние цены:

Заключение

В результате выполнения курсовой работы было спроектировано приспособление для фрезерования пластины. В ходе курсовой работы проверили и углубили теоретические знания, показали умение правильно выбирать конструкцию приспособления в соответствии с требованиями технологического процесса, научились составлять принципиальную схему приспособления, овладели методикой расчета требуемой точности изготовления приспособления, а также умение экономически обосновывать целесообразность выбранного варианта конструкции.

Приспособление устанавливается на вертикально-фрезерный станок модели 6Р12.

Литература

1. Барановский Ю.В. Режимы резания металлов. Справочник. Изд. 3-е, переработанное и дополненное. М.: Машиностроение. 2012. - 305с.

2. Горохов В.А. Проектирование и расчет приспособлений. - Мн.: “Вышэйшая школа”, 1986. - 240с.

3. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учеб. Пособие для машиностроит. спец. вузов. - 4-е изд. перераб. и доп. - Мн.: Выш. Школа, 2009. - 256с.

4. В.Е. Антонюк, В.А. Королев, С.М. Башеев. Справочник конструктора по расчету и проектированию станочных приспособлений. Мн.: “Беларусь”, 2014. - 392с.

5. Баграмов Л.Г. Колокатов А.М. Расчет режимов резания при фрезеровании (Методические рекомендации) МГАУ, 2000.

6. Антонюк И.Е. Конструктору станочных приспособлений.: Справ. Пособие.-Мн.: Беларусь, 2011. - 400с.

Размещено на Allbest.ru