Станочное приспособление

2

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Задание

1. Анализ технологической операции

1.1 Общие сведения об операции

1.2 Анализ операционного эскиза

1.3 Упрощенный операционный эскиз

1.4 Возможная схема обработки

2. Разработка принципиальной схемы СП

2.1 Разработка схемы зажимного устройства

2.2 Разработка схемы элементов корпуса

2.3 Анализ принципиальной схемы

3. Определение условий закрепления заготовки

4. Расчёт точности обработки

Заключение

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

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

Применение приспособлений позволяет: устранить разметку заготовок перед обработкой, повысить ее точность, увеличить производительность труда на операции, снизить себестоимость продукции, облегчить условия работы и обеспечить ее безопасность, расширить технологические возможности оборудования, организовать многостаночное обслуживание, применить технически обоснованные нормы времени, сократить число рабочих, необходимых для выпуска продукции.

В данной курсовой работе по представленному чертежу заготовки и готового изделия, а так же эскизу из маршрутной карты технологического процесса со схемой базирования заготовки на данной операции, разработано станочное приспособление, которое предназначено для установки на стол фрезерного станка, и позволяющее осуществить обработку торцевой поверхности подошвы обрабатываемого изделия (кронштейна). Базовые поверхности обработаны на предыдущих операциях. Заготовка изделия - чугунное литьё. Операция фрезерования является окончательной обработкой торца, в последующих операциях торец подошвы является базовой поверхностью.

Исходя из условий обработки, произведен расчет необходимых усилий для зажима заготовки и осуществлен выбор пневмоцилиндра, приводящего в движение зажимный рычаг.

Задание

Разработать конструкцию СП на операцию фрезерование плоскости

130±0,5в детали "Кронштейн" (рис.1). Основное содержание задания на проектирование станочного приспособления на выполняемую операцию приводится в табл.1.

Рис. 1

Таблица 1.

№ З/Я	Содержание операции (перехода)	Операционный эскиз
	Фрезеровать плоскость выдерживая размеры 1. С - вертикально-фрезерный; РИ - концевая фреза; СМ - рычажный.	025 Фрезерование

1. Анализ технологической операции

1.1 Общие сведения об операции

По картам технологического процесса и справочной литературе/1, т.2/ устанавливаем:

- материал заготовки - чугун СЧ18; ГОСТ 1412-79

- твердость НВ170…229;

- станок - фрезерный модели 614

- включение станка, установку и снятие заготовки, ее закрепление и раскрепление осуществляет рабочий, выполняющий эту операцию;

- режущий инструмент - концевая фреза O 32 из быстрорежущей стали Р6М5;

Режимы резания: глубина резания t = 1мм.; ширина фрезерования В = 20 мм; подача S = 0,27 мм/об; скорость резания V=90 м/мин; частота вращения фрезы n = 370 мин-1, потребная мощность N_рез =2,4 кВт; мощность станка N_э = 13 кВт.

1.2 Анализ операционного эскиза

При выполнении операции необходимо получить один технологический размер 130 ±0,5 мм. Выполнение размера зависит от конструкции станочного приспособления.

Схемой простановки опор предусмотрена установка ЗГ на плоские опоры по нижним плоским поверхностям, с одним упором в торец и с одним упором в боковую поверхность заготовки. Такая схема базирования приведена на рис 2.



Рис.2

В качестве основной базы используем основание, торец и боковую поверхность детали. Плоская поверхность отнимает 3 степени свободы, торец - 2 степени свободы, боковая поверхность отнимает 1 степень свободы.

Для создания надлежавшей фиксации заготовки на неподвижных установочных опорах и сохранении этого в процессе обработке применяем пневматический зажим со сферической формой контактной поверхности. Пневматический зажим препятствует вылету заготовки вверх, вправо и поворачивании заготовки в приспособлении. Таким образом отнимаются все 6 степеней свободы и деталь можно обрабатывать.

1.3 Упрощенный операционный эскиз

В результате анализа операционного эскиза заготовки на выполняемой операции получен упрощенный операционный эскиз, приведенный на (рис.3).



Рис. 3

1.4 Возможная схема обработки

Процесс фрезерования плоскостей (рис.3) обеспечивается вращением (n) и подачей (S) фрезы (РИ) . Отношение диаметра оправки к длине обрабатываемого плоскости около 0,5 что позволяет обходится без дополнительного направляющего устройства.

2. Разработка принципиальной схемы СП

2.1 Разработка схемы зажимного устройства

В соответствии с заданием на проектирование при разработке схемы закрепления необходимо использовать в конструкции СП пневматический силовой привод (СПр) и рычажный силовой механизм (СМ). На основе анализа (п.1.4) возможных схем зажимного устройства (ЗУ) выбрана схема, приведенная на рис.4.

Установка и базирование заготовки производиться на две установочные планки 7 и базируется за счет упора с боку детали 8 и в торец 9.

В структуре ЗУ предусматривается прихват 1, который через шток 3 сообщается с пневматическим силовым приводом (СПр) 3 двухстороннего действия.

Рис. 4

2.2 Разработка схемы элементов корпуса и принципиальной схемы СП

В рисунке закрепления ЗУ (рис.4) показаны также элементы корпуса 2 (Ксп) и его можно использовать как схему станочного приспособления.

Позиционирование на столе станка осуществляется посредством крепежных пазов 10

2.3 Анализ принципиальной схемы показывает следующее:

В представленной схеме полностью реализованы ограничения, выявленные на этапе анализа технологической операции (раздел 1).

Предусмотрены возможности для свободной установки и снятия ЗГ.

Нет препятствий для свободного подвода СОЖ и отвода стружки.

Принципиальная схема может быть принята за основу будущей конструкции СП.

3. Определение условий закрепления заготовки

Рис.5 Схема расчета силы, необходимой для закрепления заготовки

Определим величину силы, необходимой для закрепления заготовки в приспособлении. Для этого необходимо разработать расчетную схему. Схема для расчета силы закрепления заготовки (рис.5) определяется конкретными условиями ее обработки.

Определим наиболее неблагоприятное действие сил резания на заготовку при обработке. При фрезеровании основания концевой фрезой на заготовку действуют четыре силы резания

- Р_z - горизонтальная;

- Р_h - вертикальная;

- Р_v - радиальная;

- Р_x - осевая;

- Мкр - крутящий момент.

Но т.к. величина Мкр при этом относительно мала, по сравнению силами резания, и стремится прижать заготовку к установочным планкам и упорам, поэтому в дальнейших расчетах мы ею пренебрежем.

При проектировании СП важны две составляющие сил резания Р_z и Р_{h .} Сила Р_z стремиться сдвинуть 3Г на УЭ, а сила Р_h прижать ее к УЭ. Учитывая различный характер действие сил Р_z и Р_h и различие их по величине, часто принимают допущение, что сила Р_h= 0. Дальнейшие расчеты ведут только по силе Р_z.

Запишем уравнение сил:

k ^. Р_z ? Fтp ^. ( l1 + l2)

Т.к. Fтp = W ^. f , а так же плечи и силы равны то расчетное будет иметь вид:

W = К ^. Р_z / f ^. L

К - коэффициент надежности закрепления.

К = К0 ^. К1 ^. К2 ^. КЗ ^. К4 ^. К5 ^. К6

Здесь К0 - минимальный коэффициент запаса, равный 1,5. К1...К6 -поправочные коэффициенты, зависящие от конкретных условий обработки заготовки.

К=1,5^. 1,2^. 1,2^. 1^. 1^. 1^. 1=2,16

Где К₀ - минимальный коэффициент запаса, равный 1,5.

К1- коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

К₂ - коэффициент учитывающий увеличение сил резания от прогрессирующего затупления инструмента;

К₃ - коэффициент учитывающий изменения сил резания при обработке прерывистых поверхностей;

К₄ - коэффициент учитывающий непостоянство сил при закреплении;

К₅ - коэффициент учитывающий непостоянство сил зажимных устройств с ручным приводом;

К₆ - коэффициент учитывающий неопределенность мест контакта плоских базовых поверхностей заготовки с плоскими поверхностями центрирующего элемента.

по технической литературе находим:

где С_р= 62,8; х = 0,86; у = 0,72; q = 0,86; w = 0;

t = 1 мм; S_z = S/z = 0,27/6 = 0,045мм;

В = 20мм; n = 370 об/мин; Z = 6; D = 36мм;

n = 1,0/0,55;

Тогда сила закрепления:

W = К ^. М_кр / f ^. L = 2,16 ^. 2050,04 / 0,15 ^. 127 = 2656,8Н

Определим конкретные параметры зажимного устройства станочного приспособления, то есть диаметр пневмоцилиндра.

* Расчет силы воздействия штока на прихват 3 сводится к следующей схеме:

Рис. 6

Q = W ^. ( L / L₁) = 2656,8(106,9 / 58,9) = 1070,1 Н.

Для расчета диаметра пневмоцилиндра используем следующую формулу:

Q = q_в ^. S

где q_B - давление воздуха в пневмоцилиндре, принимаемое 0,4 МПа;

S - площадь сечения поршня, равная 0,785D².

Рассчитываем значение диаметра пневмоцилиндра:

По табл.[1с.85 П.3.3] устанавливаем, что стандартный диаметр пневмоцилиндра D = 63 мм. Такой диаметр пневмоцилиндра допустим в проектируемой конструкции СП. Поэтому уточняем лишь значение диаметра цилиндра с учетом диаметра штока d=25 мм:

Величина диаметра цилиндра осталась в допустимых 5% пределах расчетного диаметра, поэтому принимаем значение D=63 мм.

4. Расчет точности обработки

1. Анализ операционного эскиза показывает, что от конструкции станочного приспособления зависит только выполнение одного линейного размера 130 ±0,5мм. Дополнительных условий нет.

Точностные расчеты, таким образом, сводятся к определению условий выполнения этого параметра точности.

2. Отклонение от номинального размера здесь возможно из-за следующих погрешностей

_с - погрешность от неточности станка, определяемая как отклонение от перпендикулярности оси вращения шпинделя к рабочей поверхности стола, _с принимаем равным 0,02;

_р.п. - погрешность расположения оси фрезы по отношению к установочным элементам приспособления, _р.п. принимаем равным 0,1;

_у.п. - погрешность пространственного положения плоскости обрабатываемой поверхности при установке на опорные планки и установочные пальцы;

_н.п. - погрешность пространственного положения установочных элементов присобления по отношению к опорной поверхности корпуса станочного приспособления;

_т.п. - погрешность технологического процесса, образуемая в процессе обработки отверстия (без погрешности от неточности станка).

Погрешности _у.п. и _н.п. - взаимосвязаны. Для их расчета зададимся допуском параллельности Т=0,05мм на длине опорных планок (100мм). Расстояние от опорной поверхности корпуса до опорной поверхности заготовки равно 16мм. Таким образом имеем:

Рассчитываем величину суммарной погрешности по предельным значениям:

Рассчитываем величину суммарной погрешности вероятностным методом:

Анализ результатов показывает следующее. При расчете по предельным значениям условие точности обработки выполняется. Запас точности обработки составляет 60%. При расчете по вероятностному методу условие точности обработки также выполняется. Запас точности обработки составляет 75%.

Таким образом можно сделать вывод, что приспособление обеспечивает требуемую точность лимитирующего размера, т.к. запасы точности обработки относительно велики.

Заключение

В курсовой работе было спроектировано станочное приспособление, предназначенное для установки и закрепления заготовки детали «кронштейн» на операцию 025. в.1 - фрезерная. Были составлены схемы базирования, установки и закрепления заготовки, на основании которых была составлена принципиальная схема станочного приспособления, принятая впоследствии для разработки конструкции станочного приспособления. Также были проведены расчеты режимов резания для обеспечения требуемого качества обрабатываемой поверхности и усилия, необходимого для надежного закрепления заготовки. В курсовой работе приведен расчет резьбового домкрата для определения усилия, подаваемого на рукоятку.

Спроектированное приспособление обеспечивает требуемые условия обработки, простоту установки заготовки и снятия детали. Зажим осуществляется при помощи пневмоцилиндра.

Литература

1. В.С. Корсаков Основы конструирования приспособлений, - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1965. - 360с.

2. Г.И. Грановский Металлорежущий инструмент, - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1954. - 315с.

3. А.К. Горошкин Приспособления для металлорежущих станков, - 3-е изд., - М.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной и судостроительной литературы, 1953. - 273с.

4. Мясников Ю.И. Проектирование станочных приспособлений. Учебное пособие, 2-е изд., перераб. и доп. - Челябинск: Издательство ЮУрГУ, 2001. - 484с.

5. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т.: Т.1.- 7-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение, Ленинград. Отд-ние, 1978-544с.