Проект приспособления для обработки отверстия у детали "кронштейн"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Тема:

Спроектировать приспособление для обработки отверстия у детали «кронштейн»



Содержание

Введение

1. Общая часть

1.1 Технологичное конструирование чертежа и ТУ на изготовление детали

1.2 Количественная оценка технологичности

1.3 Качественная оценка технологичности

2. Технологическая часть

2.1 Выбор оборудования

2.2 Выбор режущего инструмента и расчет режимов резания

2.2.1 Сверление отверстия

2.2.2 Зенкерование отверстия

2.2.3 Развёртывание отверстия

2.3 Определение нормы времени

2.3.1 Определение нормы времени без применения приспособления

2.3.2 Определение нормы времени с применением приспособления

3. Конструкторская часть

3.1 Выбор установочных элементов

3.2 Выбор направляющих элементов

3.3 Расчёт силы зажима

3.4 Расчёт зажимного устройства

3.5 Расчёт на прочность

3.6 Описание работы приспособления.

4. Экономическая часть

4.1 Экономическая эффективность применения спроектированного приспособления

Список использованной литературы



Введение

Машиностроение - важнейшая отрасль в развитии народного хозяйства, так как все отрасли зависят от машиностроения.

Большое значение для народного хозяйства имеет развитие машиностроения. Затраты на установление, приобретение и эксплуатацию разнообразной технологической оснастки составляет 20% от стоимости оборудования, а себестоимость и сроки подготовки производства в основном определяются величиной затрат труда и времени, для проектов и изготовления технологической оснастки. Наибольший удельный вес в общий массе оснастки имеют станочные приспособления.

За последнее время повысился механизации и автоматизации приспособления, а также проведена большая работа по стандартизации их деталей, узлов и отдельных конструкций. Применение переналаживаемых и универсальных станочных приспособлений, а также универсальных приводов резко снижает затраты и времени на подготовку производства.

При комплексной автоматизации обработки на станках, приспособления проектируется с полуавтоматическим циклом работы. В современном машиностроении все больше распространение получает технологическая оснастка из стандартных деталей и узлов. Применение стандартных приспособлений способствует решению двух основных задач:

1. Обеспечение заданной точности обработки.

2. Повышение производительности.



1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Назначение конструкции детали

Данная деталь относится к деталям типа «кронштейн», изготовленная из стали 35 ГОСТ 1050-89, предназначенная для поддерживания вала. Кронштейны применяются к некоторым станинам машин которые крепятся болтами и электросваркой.

Таблица 1

Механические свойства стали 35 ГОСТ 1050-89

Т, МПа	В, МПа	%	%	Ан	НВ, не более
Не менее	49	123-167
215	430	20	45

[Табл.18 стр.62]

т - предел текучести условный

в - предел прочности

- относительное удлинение после разрыва.

- относительное сужение

Ан - удельная вязкость

НВ - твердость

Таблица 2

Химический состав стали 35 ГОСТ 1050-89

С%	Si %	Mn %	Cr	S	P	Cu	Ni	As
0,32-0,4	0,17-0,37	0,5-0,8	% не более
			0,25	0,04	0,035	0,25	0,25	0,08



1.2 Технические условия на изготовление детали.

1) Размеры указанные без отклонений выполняются

2) Острые кромки притупить.

1.3 Количественная оценка технологичности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1 (Эскиз детали)

Таблица 3

Количественные показатели элементов детали

Обозначение поверхности	Количество поверхностей	Количество унифицированных поверхностей	Квалитет	Шероховатость
1	2	3	4	5
А	2	-	14	50
Б	2	-	14	50
В	2	-	14	50
Г	2	-	14	50
Д	2	-	14	50
Е	4	-	14	50
Ж	2	-	12	3,2
З	1	-	12	25
И	2	2	12	12,5
К	2	2	7	1,6
Л	2	2	7	1,6
Итого	23	6

Определение коэффициента унификации.

Qу - количество унифицированных поверхностей

Qэ - количество поверхностей.

По данному показателю деталь не технологична Ку<0,6

Определение коэффициента точности:

По данному показателю деталь технологична Кт>0,8

Определение коэффициента шероховатости:

По данному показателю деталь технологична Кш<0,32

1.4 Качественная оценка технологичности детали

К качественной технологичности можго отнести достаточную жесткость детали. 4 отверстия можно обработать с одной установки, все отверстия обрабатываются на проход, есть свободный доступ инструмента ко всем поверхностям, опорную плоскость можго обработать на проход, достаточно прост способ получения заготовки (отливки).

К недостаткам можно отнести отсутствие фасок на отверстиях затрудняющее сборку.

В целом деталь технологична.



2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Выбор оборудования

Выбираю вертикально сверлильный станок модели 2Н135.

Станок предназначен для сверления, рассверливания, зенкерования, развёртывания отверстий в различных деталях в условиях индивидуального и серийного производства.

Техническая характеристика станка

Наибольший диаметр сверления, мм	35
Наибольшее усилие подачи, кг	1600
Расстояние от шпинделя до плиты, мм	700-1120
Расстояние от центра до вертикальных направляющих, мм	300
Наибольшее расстояние от торца шпинделя до стола, мм	750
Конус морзе отверстия шпинделя	4
Количество ступеней оборотов шпинделя	12
Приделы чисел оборотов в минуту	31.5-1400
Количество ступеней подач	9
Приделы подач шпинделя, мм\об	0.1-1.6
Размеры стола, мм	450*500
Мощность электродвигателя, кВт	4
Категория ремонтной сложности	13

2.2 Выбор режущего инструмента и расчет режимов резания

На основании (Л2, табл.2, стр.137) составляем технологический процесс механической обработки внутренней поверхности 25 (H7)

1) сверлить 23,7 (Н12)

2) зенкеровать 24,8 (Н10)

3) развернуть начерно 24,94 (Н8)

4) развернуть начисто 25 (Н7)



2.2.1 Сверление отверстия 23.7 (Н12)

Выбираю цельное нормальное сверло из быстрорежущей стали Р18 с коническим хвостовиком ГОСТ 10903-89, с параметрами:

D=23.7;

lo= 90;

L=180

[Л2, стр. 197]

Выбор геометрических параметров:

2j=118;

j=45°;

a=7°;

w=30°;

[Л2, стр. 432-437]

Расчёт длины рабочего хода:

Lp.x.= l+l1+l2

L= 20+20=40 мм ; l2=35 мм.

l1 - величина перебега и врезания; l1=8 мм

Lp.x.= 40+35+8=83 мм

Определяем величину подачи:

S=0,25-0,35 (мм\0,35) [стр.433]

По паспорту станка м.2Н135 принимаем S=0.25 мм\об.

Определяем стойкость сверла: Т=50 мин [стр. 435]

Находим скорость резания:



= Км · Кu · Кl = 1· 0.7· 0.9 = 0,63 [стр.436]

Сх = 9,8;

q = 0,4;

x = 0;

y = 0,5;

m = 0,2; [стр.434]

t - глубина резания

t = 1/2D = Ѕ 23,7 = 11,85 мм

Определяем число оборотов шпинделя:

По паспорту станка принимаем ng = 400 об/мин.

Действительная скорость резания:

Определяем машинное время:



Определяем крутящий момент:

См = 0,0345;

q = 2;

х = 1;

y = 0,8;

К = 0,8; [стр.436]

Определяем мощность затрачиваемую на резание:

Мощность станка Nст = 4,5кпд = 4,50,8 = 3,6 кВт

N<Nст. - обработка возможна.

Осевая сила при сверление:

Допустимая осевая сила для станка Рg = 1600 кГс.

Ро < Рg - обработка возможна



2.2.2 Зенкерование отверстия 24.8 (Н10)

Рис. 3 (Эскиз обработки)

Выбираю цельный короткий зенкер с коническим хвостовиком из быстрорежущей стали Р18.

D = 24,8 ;

L = 180 ;

lo = 90. ГОСТ 12489-89

Выбираю геометрические параметры:

a = 8°;

ц = 60°;

цо = 30°;

щ = 25°;

у = 15°. [стр.211]



Расчёт длины рабочего хода:

Lрх = l + l1 + l2

l = 40; l1 = 3; l2 = 35.

Lрх = 40 + 3 + 35 = 78 мм.

Глубина резания:

Определяем величину подачи:

S = 0.7 ч 0.9 мм/об. [стр.433]

По паспорту станка принимаем S = 0,72 мм\об.

Определяем стойкость зенкера:

Т = 50 мин. [стр.435]

Определяем скорость резания:

Определяем число оборотов шпинделя:

По паспорту станка принимаем n = 275 об/мин.

Действительная скорость резания:

Определяем машинное время:

2.2.3. Развертывание отверстия Ш24,94^+0,039и отверстия Ш25^+0,021(Н7)

Рис. 4 (Эскиз обработки)

Черновое и чистовое развертывания похожи, расчет произведём по черновому развёртыванию.

Выбираю машинные цельные развёртки с коническим хвостовиком из стали Р18 2 шт. ГОСТ 1672-89



D1 = 24,94;

D2 = 25;

L = 180;

l0 = 25. [стр.213]

Выбираю геометрические параметры:

a = 6°;

ц = -2°;

a1 = 10°.

Расчёт длины рабочего хода:

Lрх = l + l1 + l2

l = 40; l1 = 18; l2 = 35.

Lрх = 40 + 18 + 35 = 93 мм.

Глубина резания:

t = (24,94 - 24,8) Ѕ = 0,07 мм.

Определяем подачу:

S = 1,1 мм/об. [стр.433]

По паспорту станка принимаем S = 1,22 мм/об.

Определяем стойкость развёрток:

Т = 50 мин.

Определяем скорость резания:



Определяем число оборотов шпинделя:

По паспорту станка принимаем n = 140 об/мин.

Действительная скорость резания:

Определяем машинное время:

Общее машинное время чернового и чистового развертывания:

Тм = Тм1 2 = 0,54 2 = 1,08 мин.



2.3 Определение нормы времени

На операцию 010, обработка отверстия 25^+0,021 (Н7)

Технологический процесс обработки:

1) Сверлить 23,7^+0,25 (Н12) - Тм1 = 0,83 мин.

2) Зенкеровать 24,8^+0,1 (Н10) - Тм2 = 0,4 мин

3) Развернуть начерно 24,94^+0,038 (Н8) - Тм3 = 0,54 мин

4) Развернуть начисто 25^+0,021 (Н7) - Тм4 = 0,54 мин

2.3.1 Определение нормы и расчёт расценок без применения приспособления (Л5)

Вспомогательное время:

tв1 = 0,32 (К9,П8) - на установку и снятие

tв2 = 0,06 (К16,П36) - на закрепление и открепление

Время связанные с переходом:

tв3 = 0,4 (К18,П53)

tв4 = 2 0,11 (К18,П61)

tв5 = 3 0,12 (К18,П73)

tв6 = 2 0,08 (К18,П68)

tв7 = 5 0,07 (К18,П69)

tв8 = 0,13 (К86,П158) - на контрольные измерения.

Оперативное время:

Топ = Тм1 + Тм2 + Тм3 + Тм4 + Тв

Топ = 0,83+0,4+0,54+0,54+0,32+0,06+0,4+20,11+30,12+20,08+50,07+

+ 0,13=4,31 мин.

Время на обслуживание рабочего места:

Тобс = 4% от Топ = 0,17 мин.

Время на отдых и личные потребности:

Тотл = 4% от Топ (К41)

Тотл = 0,17 мин

Подготовительно заключительное время:

Тпз = 23 (К19,П5)

Штучное время:

Тшт = Топ + Тобс + Тотл = 4,31+0,17+0,17=4,65 мин

Штучно калькуляционное время:

Сдельный расценок:

С - тарифная ставка; С = 1578 (3 разряд)



2.3.2 Определение нормы времени и расценок на операцию 010 с применением приспособления (Л5)

Вспомогательное время:

tв1 = 0,12 (К16,П9) - на установку и снятие

tв2 = 0,06 (К16,П36) - на закрепление и открепление

Время связанное с переходом:

tв3 = 0,4 (К18,П53)

tв4 = 2 0,11 (К18,П61)

tв5 = 3 0,12 (К18,П73)

tв6 = 2 0,08 (К18,П68)

tв7 = 5 0,07 (К18,П69)

tв8 = 0,13 (К86,П158) - на контрольные измерения.

Оперативное время:

Топ = Тм1 + Тм2 + Тм3 + Тм4 + Тв

Топ =

0,83+0,4+0,54+0,54+0,12+0,06+0,4+20,11+30,12+20,08+50,07 +

+ 0,13=3,93 мин.

Время на обслуживание рабочего места:

Тобс = 4% от Топ = 0,15 мин.

Время на отдых и личные потребности:

Тотл = 4% от Топ (К41)

Тотл = 0,15 мин

Подготовительно заключительное время:

Тпз = 23 (К19,П5)

Штучное время:

Тшт = Топ + Тобс + Тотл = 3,93+0,15+0,15=4,23 мин

Штучно калькуляционное время:

Сдельный расценок:

С - тарифная ставка; С = 1578 (3 разряд)

автоматизация станок сверление отверстие



3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Выбор установочных приспособлений

Деталь устанавливается на широкую опорную поверхность, предварительно обработанную, поэтому для установки детали на плоскость я выбираю 2 опорные пластины: ГОСТ 4743-89 (Л5,стр.151)

Рис. 5 (Эскиз пластины)

Изготовляется из стали У7А HRC 35…40

Примечание: центральное отверстие расточить до размера 15 под запрессовку установочных пальцев.

Так же у детали имеются 2 симметрично просверленных отверстия, поэтому деталь окончательно базируется на 2 установленных посадочных пальца (1 срезанный). Ш17 мм.

Определяем высоту направляющих частей пальцев:



L - расстояние между центрами отверстий

L=100 мм.

l - расстояние от оси отверстия до опущенного края заготовки.

l=15 мм.

D - диаметр отверстия.

min - наименьший посадочный зазор

min=0,1 (Л2,стр.87)

Выбираю цилиндрический установочный палец из стали У7А ГОСТ 12203-89 HRC 35…40 [Л5,стр.167]

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 7 (Эскиз пальца)

Выбираю срезанный установленный палец из стали У7А ГОСТ 12210-89 HRC 35…40

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 8 (Эскиз пальца)

3.2 Выбор направляющих элементов

Обработка отверстия 25^+0,021 (Н7) производятся несколькими инструментами и чтобы устранить упругие отжимы инструментов относительно заготовки применяют специальные направляющие элементы - быстрорежущие кондукторные втулки.

Выбираю призматическую привёрнутую шпонку ГОСТ 14737-89.

Выбираю быстросменную кондукторную втулку ГОСТ 1435-89.

Калить HRC 58….63

D=25;24;23.

Рис. 9 (Эскиз втулки)

Для центрирования приспособления на столе станка выбираю призматическую привёрнутую шпонку из стали У7А. ГОСТ 14737-89

Рис. 10 (Эскиз шпонки)

3.3 Расчёт силы зажима

Расчёт силы зажима будем производить по осевой силе Ро=322 кГс так как она наибольшая.

К - коэффициент запаса.

К = 2,5

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ро К - Fтр = 0

Fтр = Wf

f - коэффициент трения, торцевых поверхностей

f = 0,75 [Л2, стр.88]

3.4 Расчёт зажимного устройства

Для зажима используем винт со сферическим опорным торцом М16X1,25 и с наконечником, длина ключа l=140 мм, шаг резьбы S=1,25.

Рассчитываем усилие на рукоятке ключа:

[Л2, стр.88]

rср - средний радиус резьбы

rср = 7,38 мм

- коэффициент трения на плоском торце

= 0,1

R - радиус сферы винта

R = 8 мм.

B1 - угол конусного углубления наконечника

B1 = 130

3.5 Расчёт на прочность

Проверяем установленные пальца на срез и смятие по осевой силе Ро=322 кГс.

Допустимое напряжение для стали У7А [] = 1000 кг/см²

F - площадь ослабленного сечения:

< []

178<1000 среза и смятия не произойдёт

3.6 Описание работы приспособления

Деталь устанавливается на 2 установочных пальца (один срезанный) и на две опорные пластины. Зажимается с помощью винта с наконечником. Режущий инструмент направляется с помощью кондукторной плиты и быстросменных кондукторных втулок.

В целом приспособление центрируется на столе станка с помощью преверной призматической шпонки и крепится к столу болтами.



4. Экономическая часть

Экономическая эффективность спроектированного приспособления

С - себестоимость обработки детали на операцию без применения приспособления.

1 - заработная плата основного рабочего, выполнившего данную операцию.

З1 = 123 руб. = Ред1

Н - цеховые накладные расходы в % от заработной платы основного рабочего. Для единичного и мелкосерийного.

Н=200250 %

Н=250%

В - себестоимость обработки детали на операции с применением приспособления:

В1 - затраты на изготовление приспособления

В1 = Сн Кд

В1 = 1000 14 = 14000 руб.

Сн - постоянная зависящая от сложности приспособления.

Сн = 15 (1000…5000) - для простых приспособлений.

Кд - количество деталей приспособления.

Кд = 14

Пр - заданная программа выпуска детали

Пр = 5000 шт.

а - скок амортизации

а = 5 лет.

10017,56

Применять приспособление экономически эффективно



Список использованной литературы

1. Курсовое проектирование по технологии машиностроения под редакцией А.Ф. Горбацевича.

2. Справочник технолога-машиностроителя. I и II том. А.Н. Малов, М. Машиностроение 1973 год.

3. Каталог «Металлорежущий инструмент» II часть, И.Л. Гадюшин.

4. «Общемашиностроительные нормативы для времени, для технического нормирования станочных работ».

5. Справочник «Приспособления для металлорежущих станков», А.К. Горошкин, м. машиностроение 1971 год.

6. Справочник «Режимы резания металлов». Ю.В.Барановский

7. «Приспособления для металлорежущих станков». Расчёты и конструкции. М.А. Ансеров, М. Машиностроение 1966 год.

Размещено на Allbest.ru