Проектування процесу обробки деталі "Корпус диску"

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Загальні відомості про прилад

Область застосування

Дане пристосування застосовується для операції 075 - вертикально-фрезерній з ЧПК - фрезерування лопаток по програмі. Для даної операції використано вертикально-фрезерний верстат з ЧПК ХК7136.

Паспортні данні верстату:

- Розмір робочого столу, мм 1220360;

- Переміщення робочого столу повздовжнє \ поперечне 600\360;

- Хід шпинделю, мм 500;

- Максимальна відстань між торцем шпинделя та робочою поверхнею столу, мм 100-600;

- Діапазон швидкостей обертання шпинделя 50-2400;

- Габарити верстату (ДШВ), мм 190019502450;

- Швидкісне переміщення, мм/хв. 6000;

- Потужність електродвигуна головного приводу, кВт 4.

Дана деталь “Корпус диску” виготовляється за програмою випуску на рік N=1000 шт., враховуючи масу деталі m=20,4 кг - відповідає серійному типу виробництва.

Переваги даного пристрою

Перевагами даного пристрою в порівнянні зі стандартними та гідравлічними пристроями є:

- Швидкий затиск і розтиск заготовки.

- Надійність і довговічність роботи.

- Висока точність базування та обробки деталі.

- Відсутність шкідливих та небезпечних для здоров'я людини відходів.

- Простота конструкції.

- Використане повітря виходить в атмосферу без допоміжних трубопроводів.

Рисунок 1.1 ? Ескіз деталі

При проектуванні даного затискного пристосування використовуються, як стандартні - болти, гайки, шайби; так і спеціальні елементи - корпуса, пневмокамери, коротка оправка, шток і т.д. Корпус і пневмокамера проектуються спеціально, для кожного конкретного випадку і компоновки пристосування для забезпечення необхідних параметрів затиску деталі (сила затиску деталі, крутний момент та ін.), розташування усіх елементів пристосування відносно корпусу (які приєднуються до нього, та розташовані поза ним) та кріплення корпусу пристосування безпосередньо до верстату.

Шток - за допомогою пневмокамери притискає деталь зрізаною шайбою до короткої оправки.

Матеріал деяких деталей

Вибір матеріалів деталей пристосування повинен ґрунтуватися на умовах роботи даної деталі в пристосуванні. В загальному випадку вибір матеріалу для виготовлення будь-яких деталей та елементів пристроїв проводиться таким чином, щоб забезпечити вимогам механічних навантажень, які будуть на них діяти та відсутності хімічних реакцій між цими елементами, середовищем та деталями.

Для короткої оправки сталь 45 (або сталі 45Х, 50, 50Г2, які є замінниками), згідно поставкам по ГОСТ 8479-70, ГОСТ 1131-71.

Таблиця 1.1 ? Хімічний склад сталі 45

Для штоку використати сталь 8Х3 (або сталь 7Х3) згідно поставкам по ГОСТ 5950-74, ГОСТ 1133-71, ГОСТ 7831-78, для виготовлення деталей, що працюють під змінними навантаженнями.

Таблиця 1.2 ? Хімічний склад сталі 8Х3

Для елементів пристосування, що є стандартними використати матеріал для їх виготовлення згідно з діючими стандартами.

2. Визначення погрішності базування

При базуванні деталі на фрезерній операції з ЧПК (рисунок 2.1) деталь позбавляється 6 мір свободи. Мають місце 3 технологічних бази: установча база, якою є конус торця деталі, подвійна опорна база, якою є центральний отвір d=24H11 і опорна база, якою є шпонковий паз. Установча база позбавляє деталь 3-х мір свободи: обертання навколо осей Х і У; переміщення уздовж осі Z. Подвійна опорна база позбавляє деталь 2-х мір свободи: переміщення уздовж осей Х і У. Опорна база позбавляє деталь 1-ої міри свободи: обертання навколо осі Z. Закріплення деталі ведеться одиночним притискуванням пневматичної дії.

Таблиця 2.1 Матриця відповідностей

Таблиця 2.2 Матриця зв'язків

Із-за різниці зовнішніх діаметральних розмірів, а також через те, що отвір є базою, то підраховується погрішність базування.

Розрахункова схема для визначення погрішності базування приведена на рисунку 2.2.

Рисунок 2.1 ? Схема базування

Рисунок 2.2 ? Розрахункова схема для визначення погрішності базування

Погрішність базування визначається по формулі:

(1)

Де д_Н11 = 0,13 - точність отвору;

д_h10= 0,084 - точність оправки;

мм.

Допустима погрішність рівна [?_доп] = 0,38, так як допуск на розмір отвору і пазів дорівнює 0,38 тоді із умови базування:

[?_доп]? (2)

0,38 ? 0,088 - умова виконується.

3. Розрахунок сил затиску заготовки

фрезерний верстат деталь корпус

З рисунка 3.1 видно, що складова Рх поля виникаючих сил врівноважується реакцією Rх. Останні складові поля збурюючих сил неврівноважені і вимагають додаткових сил закріплення. При даній схемі базування раціональним є вживання прижиму, який створить поле врівноважуючих сил, представлене на малюнку 3.2.

Рисунок 3.1 - Схема сил діючих на деталь Рх, Рy, Рz

Величина сумарного зусилля закріплення необхідно вважати з наступних умов:

· умови невідриву заготовки від опори під дією складової сили різання

Р_Х : W Р_{Х ;}

· умови непроворота від сили:

Р_z: F_тр= W*f> Р_Х*к,

де: к - коефіцієнт запасу закріплення;

f - коефіцієнт тертя.

Рисунок 3.2 - Схема сил, що діють на деталь Рх, Рy, Рz

На деталь діє така система сил (рисунок 3.2):

W - сила затиску;

Pz, Py - складові сили різання;

D = 220 мм;

d = 24 мм;

а = 136 мм;

Необхідну силу затиску знаходжу по формулі:

(3)

k ? коефіцієнт запасу

f ? коефіцієнт тертя на робочих поверхнях (0,25)

Визначаємо коефіцієнт запасу:

де: К0 ? коефіцієнт запасу сил затиску, він враховує неточність розрахунків, знос інструменту;

К1 - коефіцієнт запасу сил затиску, він враховує стан технологічної бази;

К2 - коефіцієнт запасу сил затиску, він враховує збільшення сили різання від затуплення ріжучого інструменту;

К3 - коефіцієнт запасу сил затиску, він враховує ударне навантаження на інструмент;

К4 - коефіцієнт запасу сил затиску, він враховує стабільність силового приводу;

К5 - коефіцієнт запасу сил затиску, він враховує зручність і розташування в ручних затискних пристроях;

К6 ? коефіцієнт запасу сил затиску, він враховує наявність моментів прагнучих повернути заготовку.

По формулі: К= 1,5*1,2*1,0*1,2*1,0*1,0*1,0 = 2,15

Визначаємо силу різання Рz,Рy.

(4)

де Ср, х, у, u, w - показники, що характеризують конкретні умови обробки;

D - діаметр фрези;

t - глибина різання мм;

У - ширина зрізаного шару, мм;

Sz - подача на зуб мм./зуб;

n - частота обертання шпинделя об/хв.;

Z - число зубців;

- коефіцієнт, що враховує фактичні умови різання;;

кг

Py = kPz = 3,579 кг k=0,4

Визначаємо необхідну силу затиску знаходжу по формулі (3)

W = 58 кг

4. Розрахунок пневмоприводу

В даному випадку сила на штоку рівна силі затиску заготовки цангой, тобто W=Q=580 Н.

Діаметр пневмоциліндра визначаю по формулі:

D=м (5)

де Р - це тиск стислого повітря, що подається до пневмоприводу;

Р - 400000 Па;

з - коефіцієнт корисної дії пневмопривода, 0,85.

D ? діаметр пневмоциліндра.

D= = 0,05м

У стандартах пневмоциліндр діаметром 50 мм відсутній, тому вибираю пневмоциліндр з більшим найближчим значенням, тобто 63 мм.

Визначаю дійсну силу на штоку:

(6)

W=16814 H.

5. Розрахунок деталі на міцність

Для розрахунку на міцність приймається деталь-шток d16. Для неї розраховується на міцність при розтягуванні різьблення М12. Матеріал деталі - Сталь 40. Для того, щоб різьблення на штоку не зірвало, необхідне виконання умова

Межа текучості для сталі 40 рівний у_т=340 МПа.

[у_p]=0,6

у_т=204 МПа

Небезпечним є перетин, ослаблений нарізкою

Розрахунковий діаметр різьблення визначається по формулі:

dp=d-0,94p (7)

де d - зовнішній діаметр різьблення, мм;

р - крок різьблення, мм

dp=12-0,94*1,5=10,635 мм.

Рисунок 5.1 ? Розрахункова схема

, (8)

де W - максимальна осьова сила, що діє на розтягування

Умова у_р?[у]_p виконується (189<204).

Размещено на Allbest.ru