Розробка складального креслення та розрахунок пристрою для виконання розточувальної операції

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсова робота

з дисципліни «Технологічна оснастка»

на тему: «Розробка складального креслення та розрахунок пристрою для виконання розточувальної операції»

017К-10.00.00.00.000 ПЗ

Студент

О.М. Морозюк

Керівник

Т.Є. Божко

Реферат

Курсова робота включає в себе пояснювальну записку, графічну частину та специфікацію на складальне креслення. Пояснювальна записка складається з наступних основних розділів: вибір схеми базування деталі, поточний розрахунок похибок, розрахунок сили різання та сил затиску, розрахунок пневматичного привода. Графічна частина включає в себе складальне креслення пристрою (формат А1).

Вступ

Швидкий розвиток машинобудування - важливої галузі промисловості визначає темпи переоснащення народного господарства новою технікою і викликає необхідність подальшого вдосконалення технології машинобудування.

Першочерговою задачею залишається прискорення розробки технологічного оснащення. Технічний процес в цьому напрямку веде до розробки і удосконалення нових типів пристроїв, що сприяє зростанню продуктивності виробництва.

Створення і запровадження у виробництво новітніх технологій веде до значного покращення якості виробів, зменшення неточностей і похибок при їх обробці, зменшення затрат, матеріальних ресурсів і часу виготовлення одиниці продукції, полегшення праці робітників. Ці заходи дають значний економічний ефект, що і є кінцевою метою виробництва.

Розробка і впровадження нового технологічного оснащення є досить складним процесом, що включає в себе багато етапів і вимагає врахування всіх параметрів і критеріїв обробки виробів, розрахування всіх можливих похибок обробки, з метою їх максимального зменшення, узгодження і пристосування розроблених пристроїв до умов і можливостей сучасного виробництва.

1. Розробка маршруту механічної обробки деталі

Враховуючи річну програму випуску - 50000 штук, можна сказати, що тип виробництва буде крупносерійний, тому деталь обробляємо на універсальних чи спеціальних верстатах. Затиск деталі робимо пневматичним.

Згідно креслення деталі, враховуючи вимоги до шорсткості і точності поверхонь складемо маршрут обробки деталі з призначенням необхідного технологічного обладнання.

Таблиця 1

Розробка маршруту механічної обробки деталі

№ опер.	№ перех.	Зміст переходу	Обладнання
005 Горизонтально-розточувальна операція	1 2	Розточити отвір o38 начорно Розточити отвір o38 начисто	Горизонтально-розточувальний верстат

В даній курсовій роботі розробляється пристрій для операції попереднього горизонтального розточування отвору o38Н7.

2. Вибір структурної схеми пристрою та конструкції затискного пристрою

Вихідні дані:

- тип виробництва - крупносерійний;

- програма випуску - N=50000;

- схема базування.

Для забезпечення точності передачі сили натиску деталі, зменшення часу на затиск і розтиснення доцільно вибирати механізовані затискні пристрої.

Пристрій використовується на столі горизонтально-фрезерного верстату моделі 6Р83Ш. При обробці отвору o38Н7. При проектуванні пристрою необхідно забезпечити жорсткість конструкції при значних габаритах деталі, рівномірність припуску, який необхідно зняти, відносно велику силу затиску.

Згідно рекомендацій, пристрій повинен мати механізований привід затискування, а саме пневмопривод. В багатосерійному і масовому виробництві широко використовуються затискні пристрої з пневматичним приводом. Це пояснюється тим що вони мають зручну конструкцію, є швидкодіючими, прості в управлінні, володіють надійністю та мають невелику вартість. Переваги пневматичних пристроїв - скорочення часу на затиск деталі, постійна сила затиску, можливість її регулювати, простота керування.

Отже, для затиску нашої деталі вибираємо універсальний пневмопривод - спеціальний пневмоагрегат, які використовуються для переміщення затискних елементів у верстатних пристроях.

3. Розрахунок сил різання

3.1 Вибираємо глибину різання

t: ; t=2 мм.

3.2 Розраховуємо подачу S:При свердлінні отворів без обмежуючих факторів вибираємо максимально допустиму по міцності свердла подачу (2,табл.11)

3.3 Швидкість різання V

При зовнішньому поздовжньому і поперечному розточуванні використовуємо формулу:

Вибираємо коефіцієнти:

; - коефіцієнт, що характеризує швидкість різанняпри вибраній твердості ;

x=0,15,y=0,20,m=0,20 - показники степені в формулі швидкості різання при обробці різцем.

Загальний коефіцієнт поправки на швидкість різання, враховуючий фактичні умови різання визначаємо за нижче наведеною формулою:

;

де, - коефіцієнт, що враховує вплив матеріалу заготовки на швидкість різання;[2,табл.1-4]

- коефіцієнт, що враховує стан поверхні;[2, табл.5]

- коефіцієнт, що враховує матеріал інструмента.[2, табл.4]

де Kr=1,0; ;

Приймаємо , яке вибирається із діапазону (0,8-0,85).

Приймаємо для матеріалу різця Т15К6 .

Отже, підставивши знайдені коефіцієнти отримаємо:

Т- середнє значення стійкості при інструментальній обробці (30-60 хв.). Приймаємо 30 хв.

Отже

3.4 Визначення сили різання

Силові залежності розраховуються по емпіричних формулах, значення коефіцієнтів і показників степені в яких для різних видів обробки наведенні у відповідних таблицях.



Визначаємо загальний поправочний коефіцієнт:

Вибираємо коефіцієнти

- коефіцієнт, який враховує вплив якості оброблюваного матеріалу;

- коефіцієнт головного кута в плані різця ;

- коефіцієнт переднього кута різця ;

- коефіцієнт кута нахилу головного леза різця ;

- коефіцієнт радіуса при вершині різця;

Отже, підставивши коефіцієнти отримаємо загальний поправочний коефіцієнт

Отже, підставивши отримані дані, отримаємо:

Визначаємо потужність:

кВт.

Визначаємо частоту обертання інструменту:

деталь пристрій різання заготовка

4. Розробка теоретичної схеми базування

Призначення баз є одним з найскладніших і принципових розділів проектування технологічних процесів. Від правильного вибору технологічних баз залежить точність взаємного розташування поверхонь і ступінь складності пристроїв, різального та вимірювального інструменту.

Для повного базування заготовок в пристрої необхідно створити 6 опорних точок, розміщених визначеним чином відповідно базових поверхонь заготовки, цим ми позбавляємо заготовку шести ступенів вільності, що забезпечує її правильну орієнтацію в просторі і нерухомість.

Установочна база позбавляє заготовку 3 ступенів вільності (двох обертальних рухів і одного поступального).

Орієнтування заготовок здійснюється за рахунок установочних елементів для орієнтації заготовки в просторі:

- затискних елементів, для забезпечення надійного контакту базових поверхонь заготовки з установочними елементами приспосіблень і попереднє попередження зміщення заготовки при обробці;

- силові приводи забезпечують дію затискних елементів на заготовку із заданою силою;

- елементи для визначення і напрямлення інструментів;

- корпуси - базові і найбільш відповідальні елементи приспосіблень, за допомогою яких всі деталі пристроїв і приспосіблень об'єднуються в одне ціле.

Опорні елементи повинні володіти підвищеною зносостійкістю, тому їх виготовляють з вуглецевих сталей з загартуванням до твердості 55-60HRCe. В даному випадку деталь встановлюють на 3 опорні штирі з напівкруглими головками та на 2 пальці.

При достатньо високих вимогах до точності обробки необхідно вибрати таку схему базування, яка забезпечує найменшу похибку установки, а також необхідно дотримуватись принципу постійності баз.

Враховуючи геометричні параметри заготовки вибираємо наступну схему базування (рис. 2.1).

Рис. 2.1 Схема базування виробу

5. Поточний розрахунок похибок обробки

В процесі обробки на деталь діє багато факторів, що зумовлюють появу неточностей і похибок. Сумарна похибка обробки складається з похибок базування, закріплення, що виникають в процесі обробки і похибки вимірювання:

де - похибка базування;

- похибка закріплення.

Похибка закріплення - виникає внаслідок зміщення деталі під дією прикладеної сили затиску W. Великий вплив на похибку закріплення здійснює форма і габаритні розміри деталі, точність і чистота базових поверхонь, конструкція пристрою і постійність сил затиску деталі. При обробці деталі в достатньо жорстких системах похибка закріплення значно зменшується.

Похибку закріплення визначаємо із формули:

Q - Сила, що діє по нормалі до опори (PZ).

F - Площина контакту опори з заготовкою.

- коефіцієнт шорсткості;

- коефіцієнт твердості;

- шорсткість поверхні;

- твердість;

; . - показники степені.

;

Вибираємо площину дотику F, мм2, опорних елементів з поверхнею заготовки.Вибираємо гладкі пластинні опори за ГОСТ 4743-68.

мм; F=960, мм2.

Тоді .

Отже, підставивши отримані дані, визначаємо похибку закріплення:

Похибка базування - одна із складових сумарної похибки виконуваного розміру деталі виникає при установці оброблюваної деталі в пристрої.

- для чорнової обробки;

? - мінімальний радіальний зазор при посадці заготовки на палець;

?1-допуск діаметру базового отвору;

?2-допуск розміру на діаметр пальця.

Отже, похибка базування буде рівна:

 (для чорнової обробки).

Для чистової обробки похибка базування буде рівна .

Отже, сумарна похибка обробки:

мкм.

6. Розрахунок пристрою на точність

Мета розрахунку на точність полягає у визначенні необхідної точності виготовлення пристосування по обраному параметру і заданому допуску на розмір деталі. Розрахунковий параметр повинен зв'язувати відносно положення поверхні пристосування, що контактує із заготовкою та верстатом.

На точність параметру впливає ряд технологічних факторів, що викликають загальну похибку обробки, яка не повинна перевищувати допуск на відповідний розмір заготовки.

Визначення похибки встановлення приспосіблення:

;

Приймаємо, такі коефіцієнти:

- коефіцієнт, який враховує граничне значення похибки базування при роботі на налаштованих верстатах;[2. ст. 85].

- коефіцієнт, який враховує частку похибки обробки в загальній похибці, яка викликається факторами, які не залежать від приспосіблення.

- коефіцієнт, який враховує відхилення розсіювання значень вхідних величин від закону нормального розподілу; [2. ст. 85].

?=0,1 - допуск виконуваного при обробці розміру заготовки;

- похибка базування;

- похибка закріплення;

- похибка установки;

?=0,1 - економічна точність обробки.[2.Табл. П5…П20].

Отже, підставивши отримані дані, отримаємо:

;

;

;

7. Розрахунок сил закріплення виробу у пристрої

Вибравши спосіб установки (базування) деталі, розмістивши установлені елементи в пристрої визначають величину, місце прикладання і напрямок сил затиску деталі. Після цього вибираємо тип силових приводів для переміщення затискних елементів. На основі цих даних складаємо схему взаємодії сил різання і сил затиску на деталь, встановлену в пристрої (рис. 6.1). Після цього, розв'язавши задачу статики про рівновагу робочого тіла, що знаходиться під дією прикладених до нього сил і моментів, визначаємо силу затиску W.

Рис. 6.1. Взаємодія сил різання і сил затиску на деталь.

В даному випадку необхідна мінімальна сила затиску, що обчислюється за формулою:

Визначаємо коефіцієнт k:

 - гарантований коефіцієнт запасу;[2, ст.119].

- коефіцієнт, який враховує зростання сил обробки при затупленні інструменту, для різних матеріалів і умов обробки;[2, табл.4.1.].

- коефіцієнт, що відображає нерівномірність сил різання, при постійному знятті припуску;[2, ст.119].

- коефіцієнт, який враховує ударне завантаження на інструмент при перервних обробках; [2, ст.119].

-коефіцієнт, що відображає непостійність збільшуваностіприводами сил затиску;[2, ст.119].

- коефіцієнт, який характеризує зручність розміщення ручок у малому діапазоні кута їх повороту;[2, ст.119].

- коефіцієнт, що враховує розміщення місць контакту заготовки з установочними елементами, і зміни моменту тертя, котрий протидіє повороту заготовки у базовій плоскості.[2, ст.120].

Отже, підставивши отримані коефіцієнти, отримаємо:

;

- коефіцієнт тертяміж контактними поверхнями заготовки і елементів приспосіблення.[2, табл.4.2.]

Отже, сила затиску буде рівна:

8. Силовий розрахунок пристрою, кінцевий вибір затискного пристрою і приводу до нього

Для забезпечення затиску деталі з силою W=25164,75Н вибираємо пневматичний поршневий привід. Розрахуємо параметри пневмоциліндра із формули:

де W=25164,75Н - сила затиску;

p=0,5МПа - тиск стисненого повітря;

?=0,9 - ККД, що враховує втрати в пневмоциліндрі, тоді діаметр поршня знаходимо за формулою:

Розраховуємо діаметр пневмоциліндра за формулою:

Отже, підставивши отримані дані, отримаємо:

Для забезпечення необхідної точності затиску вибираємо пневмоциліндр двосторонньої дії по ГОСТ 15608-70; приймаємо діаметр поршня D=250 мм. За [2, табл.4.6.] вибираємо параметри пневмоциліндра: товщина стінки циліндра: стального 9 мм; діаметр шпильок ; кількість шпильок рівна чотирьом; діаметр штока d=50 мм; діаметр різьби на штоку .

Остаточно визначаємо силу на штоку поршневого пневмоприводу.

Штовхаюча сила:

Тягова сила:

Отже

9. Спеціальні види розрахунків

9.1 Розрахунок елементів пристрою на міцність

Розрахунок на міцність проводимо за умови, що:

де ? - напруження на зріз, МПа;

P - розрахункова осьова сила, Н;

d - діаметр небезпечного перерізу;

- допустиме напруження на зріз.

Визначення необхідного розміру небезпечного перерізу визначаються за формулою:

Отже,

Отже, міцність буде визначатися:

9.2 Розрахунок елементів пристрою на спрацювання

Загальний допуск установчих упор пристрою визначається як:

де - допуск на виготовлення (приймаємо рівний 1/3 загального допуску);

- допуск на значення.

Приймаємо рекомендований допуск на висоту опори H7 в межах 0,015 мм, отримаємо:

Отримане значення допуску заокруглюємо до стандартного значення, для поля h6 він складає 0,006 мм.

Тоді і допуск на зношення

Визначаємо зносостійкість опор:

Визначаємо допустиму кількість встановлень на опори, що викликають на величину Тзн.

;

Отже



Визначаємо кількість операцій, яка необхідна для виготовлення річної програми N:

10. Загальний опис конструкції, принцип дії

Пристрій горизонтально-розточний призначений для установки і закріплення заготовки при обробці на горизонтально-розточувальному верстаті моделі 6Р83Ш. Дане приспосіблення встановлюється на стіл верстата.

Пристрій складається з корпусу(1), у якому розміщений пневмоциліндр (2) з при хватами (3). Заготовка встановлюється на два пальці (4,5). Після цього на вході пневмоциліндра подається стиснене повітря і відбувається затискання заготовки прихватами. Після закінчення обробки, повітря подається у поршневу порожнину пневмоциліндра і відбувається роз тискання заготовки.

Список використаної літератури

1. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. С74 /Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986.

2. Горохов В. А. Проектирование и расчёт приспособлений: Учеб. пособие для студентов вузов машиностроительных спец. - Мн.: Выш. шк., 1986. - 238с.:ил.

3. Станочные приспособления: Справочник. В 2-х т./Ред. совет: Б. Н. Вардашкин (пред.) и др. - Машиностроение, 1984.

4. Корсаков В. С. Основы констуирования приспособлений: Учебник для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1983. - 277 с., ил.

5. Маркова Т.П. Навчально методичне видання: Розрахунково-аналітичний метод розрахунку припусків. - Луцьк: ЛДТУ, 2002.

Размещено на Allbest.ru