Разработка конструкции станочного приспособления для установки детали "Клин"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство общего и профессионального образования РФ

Тольяттинский технический колледж

Пояснительная записка

к курсовой работе по технологической оснастке

Разработка конструкции станочного приспособления для установки детали «Клин»

Тольятти 2004г.

Содержание

Введение

Выбор типа приспособления

Выбор способа монтажа приспособления на станке

Выбор схемы базирования заготовки

Выбор конструкции установочных элементов

Расчет сил резания

Выбор схемы закрепления заготовки, расчет усилия зажима

Выбор конструкции и расчет зажимного механизма

Выбор конструкции и расчет силового привода

Расчет погрешности базирования

Расчет на прочность детали приспособления

Описание устройства и принципа действия приспособления

Литература

Приложения

Введение

станочное приспособление деталь

Станочное приспособление - это вспомогательное орудие производства для установки заготовок с целью обработки на металлорежущих станках.

В зависимости от типа станка станочные приспособления подразделяются на токарные, сверлильные, фрезерные, расточные, шлифовальные и т.д. В общем объеме средств технологической оснастки примерно 50% составляют станочные приспособления.

С помощью станочных приспособлений можно решить 3 основные задачи:

- базирование обрабатываемых деталей на станках производится без выверки, что ускоряет процесс установки и обеспечивает возможность автоматического получения размеров на настроенных станках;

- повышается производительность, и облегчаются условия труда рабочих на счет применения многоместной, многопозиционной и непрерывной обработки;

- расширяются технологические возможности станков, что позволяет на обычных станках выполнять такую обработку или получать такую точность, для которой эти станки не предназначены.

Приспособления различают от типа производства. В массовом и крупносерийном производстве в основном применяют специальные приспособления, предназначенные для выполнения определенных операций для заданных заготовок на конкретном станке. В условиях серийного производства применяют агрегатированные приспособления, состоящие из базовой части и сменных наладок. В мелкосерийном производстве широко распространены универсальные и универсально - сборные приспособления.

Проектирование приспособлений находится в зависимости не только от типа производства, но и от технологического процесса изготовления детали, что обеспечивает на производстве тесную связь между технологом и конструктором.

Темой данного курсового проекта является разработка станочного приспособления для установки детали «Клин» на сверлильной операции.

Выбор типа приспособления

По степени механизации приспособления подразделяют на:

ручные;

механизированные;

полуавтоматические;

автоматические.

По специализации приспособления подразделяют на:

универсальные;

специализированные;

специальные.

Существует семь стандартных систем станочных приспособлений.

Универсальные безналадочные приспособления - предназначены для установки и закрепления разнообразных деталей, отличающихся размерами и конфигурацией.

Универсальные наладочные приспособления - предназначены для закрепления различных заготовок с различными технологическими базами.

Специализированные безналадочные приспособления - предназначены для закрепления однотипных заготовок с различными размерами, но идентичными технологическими базами, требующими одинаковой обработки.

Специализированные наладочные приспособления - предназначены для закрепления однотипных заготовок с различными размерами и различными технологическими базами.

Универсально-сборные приспособления - предназначены для закрепления заготовок широкой номенклатуры при выполнении различных операций.

Сборно-разборные приспособления - собираются из стандартных деталей и узлов, плюс, специально изготовленные или доработанные детали.

Неразборные специальные приспособления - используют для выполнения определённой операции при обработки конкретных деталей на долгий срок службы.

В соответствии с исходными данными для заданного крупносерийного производства принимается неразборное специальное приспособление с механизированным приводом.

Выбор способа монтажа приспособления на станке

Операция горизонтально расточная

Тип производства среднесерийное

Согласно исходным данным монтаж разработанного приспособления осуществляется на столе станка модели 2М615, размеры которого изображены на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1.-Размеры стола станка

На столе имеются Т-образные пазы, размеры которых представлены на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2.-Размеры пазов в столе станка

Установка приспособления происходит путём центрования двумя привёртными шпонками, по центральному пазу стола станка. Закрепление производится с помощью двух Т-образных болтов.

Выбор схемы базирования заготовки

Базирование - придание заготовке требуемого положения относительно выбранной системы координат станка или инструмента.

На рисунке 4.3 представлена схема базирования детали на сверлильной операции.

Рисунок 4.3.-Схема базирования

Таблица 4.1.-Лишаемые степени свободы

№ точки	1	2	3	4	5	6
Ст.св.	у	цx	x	цу	z	цz

1,2,3,4-двойная направляющая база (ДНБ)-ось заготовки.

5-опорная база-торец заготовки.

Выбор конструкции установочных элементов

Установочные элементы приспособлений предназначены для материализации теоретической схемы базирования.

В качестве установочных элементов принимаются призма и прихват.

Призма 7033-0035 ГОСТ 12195-66*

Прихват ГОСТ 15608-81

Расчет сил резания

Исходные данные:

Марка обрабатываемого материала - Сталь 19ХГН по ТУ-14-1-261-72 (у_в = 900 МПа)

СПИД - средняя

Выбор режущего инструмента

. Спиральное сверло: D = 4.25 мм по ГОСТ 10903 - 77 [3, с. 144, табл. 41]

Материал режущей части сверла - быстрорежущая сталь Р6М5 (3, с. 115, табл. 2)

Выбор оборудования

Координатно-расточной станок 2М615

Паспортные данные: N_эл.дв. = 4.5 кВт, з = 0.8, Р_max = 15 000 Н [3, с. 20, табл. 11]

Режимы резания

Подача, мм/об

So = S_табл. * K_s, мм/об

где, K_s = 0,50 [3, с. 277, табл. 25]

S_табл. = 0,1 мм/об

So = 0,1 * 0,50 = 0,05 мм/об

Корректируем по паспорту станка и определяем Sд = 0,1 мм/об [3, с. 23, табл. 13]

Осевая сила Po, H

Po = 10 * Cp * D^q * S^y * Kp, H

где, Cp = 68 q = 1,0 y = 0,7 [3, с. 281, табл. 32]

Kp = Kмp = ? ув/750?ⁿ = (900/750)^0,75 = 1,146

где, n = 0,75 [3, с. 264, табл. 9]

Po = 10 * 68 * 4,25^1,0 * 0,1^0,7 * 1,146 = 661 H

Po = 661 H < Pmax = 15 кН - следовательно обработка возможна

Период стойкости сверла, мин

Т = 15 мин [3, с. 279, табл. 30]

Скорость резания, допускаемая режущими свойствами сверла, м/мин

V = Cv * D^q * Kv / S^y * T^m, м/мин

где. Cv = 7,0 q = 0,40 y = 0,70 m = 0,20 [3, с. 278, табл. 28]

Kv = Kmv * Kиv * Klv

где, Kmv = Kг * (750/ ув)ⁿ = 1,0 * (750/900)^0,9 = 0,84

где, Kг = 1,0 n = 0,9 Kиv = 1,0 [3, с. 262, табл. 2]

Klv = 1,0 [3, с. 280, табл. 3]

Kv = 0,84* 1,0 * 1,0= 0,84

V =7,0* 4,25^0,4*0,84 / (15^0,2*0,1^0,7)=31 м/мин

Частота вращения сверла, мин^-1

n = 1000 * V/ р * D, мин^-1

n = 1000 * 31/ (3,14 * 4,25) = 2100мин^-1

Корректируем по паспорту станка и определяем nд = 1600мин^-1 [3, с. 20, табл. 11]

Действительная скорость резания, м/мин

Vд = р * D * nд / 1000, м/мин

Vд = 3,14 * 4,25 * 1600 / 1000 = 21 м/мин

Крутящий момент, Н * м

Мкр = 10 * См * D^q * S^y * Kp, Н * м

где, См = 0,0345 q = 2,0 y = 0,8 [3, с. 281, табл. 32]

Kp = 1,146

Мкр = 10 * 0,0345 * 4,25^2,0 * 0,1^0,8 * 1,146= 1,13 Н * м

Мощность резания, кВт

Nрез = Мкр * nд / 9750, кВт

Nрез = 1,13 * 1600 / 9750 = 0,18 кВт

Проверка возможности обработки с заданными режимами резания

Nст = Nэл.дв. * з = 4,5 * 0,8 = 3,6 кВт

Nрез = 0,18 кВт < Nст = 3,6 кВт - следовательно обработка возможна при данных режимах резания

Основное время, мин

То = Lрх / nд * Sд, мин

где, Lрх = l + y + ?, мм - длина рабочего хода

y = 0,4D = 1,7 мм

? = 2 мм

Lрх = 15 + 1,7 + 2 = 18,7 мм

То = 18,7 / 1600 * 0,1 = 0,12 мин

Выбор схемы закрепления заготовки и расчёт усилия зажима

Необходимое усилие закрепления заготовки определяем исходя из условия равновесия твердого тела под действием приложенных к нему сил. В процессе обработки на заготовку действует осевая сила Р_о и крутящий момент М_кр.

Схема закрепления заготовки представлена на рисунке 7.1

Рисунок 7.1-Схема закрепления заготовки

Расчет сил зажима:

Q₁=(К*М_кр)/(fl),Н

где,

К=К₀*К₁* К₂* К₃* К₄* К₅* К₆

где К₀=1,5-коэффициент гарантированного запаса

К₁=1,2-коэффициент, учитывает увеличение сил резание из-за случайных неровностей на обрабатываемой поверхности

К₂=1,15-коэффициент, характеризует увеличение сил резание вследствие заступления режущего инструмента

К₃=1,0-коэффициент, учитывает увеличение сил резание при прерывистом резании

К₄=1,3-коэффициент, характеризует постоянство сил закрепления

К₅=1,0-коэффициент, характеризует эргономику ручных ЗМ

К₆=1,0-коэффициент, учитывает наличие моментов, стремящихся повернуть заготовку

К=1,5*1,2*1,15*1,0*1,3*1,0*1,0=2,691

Q₁=(2,691*1,13)/(0,1*19)=1,6Н

Q₂=КР₀/f,Н

где

К= К₀*К₁* К₂* К₃* К₄* К₅* К₆

где К₀=1,5-коэффициент гарантированного запаса

К₁=1,2-коэффициент, учитывает увеличение сил резание из-за случайных неровностей на обрабатываемой поверхности

К₂=1,0-коэффициент, характеризует увеличение сил резание вследствие заступления режущего инструмента

К₃=1,0-коэффициент, учитывает увеличение сил резание при прерывистом резании

К₄=1,3-коэффициент, характеризует постоянство сил закрепления

К₅=1,0-коэффициент, характеризует эргономику ручных ЗМ

К₆=1,0-коэффициент, учитывает наличие моментов, стремящихся повернуть заготовку

К=1,5*1,2*1,0*1,0*1,3*1,0*1,0=2,34

Q₂=2,34*661/0,1=15467,4Н

Q= Q₁+Q₂=1,6+15467,4=15469Н

Выбор конструкции и расчёт зажимного механизма

В качестве зажимного механизма принимаем рычаг с отношением плеч i=a/b=1,33

Произведем расчет зажимного механизма.

Исходные данные

Q=15469Н-сила закрепления заготовки, б=0,2-допуск на размер заготовки.

Вычисляем ход

S_P(Q)=б+ Д_гар+Q/J_p+ ДSp(Q)

где Д_гар=0,3мм

ДSp(Q)=0,3мм

J_p=20000кН/м

S_P(Q)=0,2+0,3+15469/20000000+0,3=0,8мм

Вычисляем силу на привод Q₁ и ход Sp(Q₁)

Q₁=Q*l₂/l₁=15469*60/45=20625Н

Sp(Q₁)= S_P(Q)* l₂/l₁=0,8*60/45=1,06мм

Рисунок 8.1-Схема действия сил на рычаг.

Реакция R в опоре рычага, Н

R=v (Q₁²- Q²)= v (20625²-15469²)=13642Н

Диаметр

d=0,226*vR=0,226*v13642=29,4мм

Принимаем стандартный d=30мм

В качестве привода принимаем клиноплунжерный ЭЗМ

Сила на плунжере

Р_з=Q₁=20625Н

S_P(Р_з)=Sp(Q₁)=1,06мм

Принимаем угол скоса клина

б=12° ц=ц₁=5°50`

ц_гар=2°50`

Ход плунжера

S_P(W)=1,3ctg12°=6,12мм

W=20625((1-tg(12°+2°50`)+tg2°50`)/(tg(12°+2°50`)+tg2°50`))=6849Н

Выбор конструкции и расчёт силового привода

Принимается пневмоцилиндр двойного действия с рабочим давлением

Р_м=1 МПа и з=0,95

Диаметр поршня пневмоцилиндра

D=v4W/(р* Р_м*з)= v4*6849/(3,14*1*0,95)=95мм

Принимаем диаметр поршня D=100мм с учетом закрепления более крупных заготовок

Принимаем диаметр штока d=30мм

Ход поршня

S_P(W)=6,12мм

Расчет погрешности базирования

Погрешность базирования - это отношение фактически допустимого положения при базировании от требуемого



Рисунок 10.5-Схема установки базирования

Погрешность базирования на длину

ЕбА=ТL=0,25мм

Погрешность базирования на призме

ЕбН=TD/2sin б/2=0,0148мм

11. Расчёт на прочность детали приспособления

Расчет рычага на изгиб

W= р/4*(D²-d²)p з=3,14/4*(100²-30²)*1*0,95=6786Н

Определяем реакции опор

?М_А=0

-W*60+V_B*105=0

V_B=3878H

?М_B=0

-V_A*105+W*45=0

V_A=2908H

Проверка: ?Fy=0

V_A-W+V_B=2908-6786+3878=0

Эпюра Qy

Qy_A=0

Qy_c^л= V_A=2908H

Qy_c^п=V_A- W=2908-6786=-3878Н

Qy_В=0

Эпюра Mx

Mx_A=0

Mx_C=V_A*60=2908*60*10^-3=174Н*м

Mx_В=0

Проверка на прочность:

Условие прочности: б=Mx/Wx?[ б]

Wx= рd³/32=2649мм³

б= 174*10⁹/2649=64МПа?160Мпа

Недогрузка

([ б]- б)/ [ б]*100%=(160-64)/160*100%=60%

Рычаг прочен, но не экономичен. Вследствие использования его для крепления других заготовок принимаем расчетный.

Описание устройства и принципа действия приспособления

Данное приспособления служит для установки деталей обрабатываемых на горизонтально сверлильных или горизонталнофрезерных станках . Состоит из следующих основных элементов:

· силовой привод, представляющий собой пневмоцилиндр двойногодействия с односторонним штоком и рабочим давлением 1МПа,

· зажимной механизм представляющий прихват и призму;

· корпус.

Призма с упором устанавливается на корпус приспособления. На призме закрепляется заготовка, сверху прижимаемая рычагом с прижимом.

При поступлении сжатого воздуха в пневмоцилиндр осуществляется движение штока поршня, а так же происходит активизация мобильного трансдифузилятора находящегося в метазквивалайтерном состоянии. В момент активизации в мобильном трансдифузиляторе возникает квазипотенциальная нелинейность под действием которой нарушается фрактальность пространств, что в свою очередь вызывает нарушение тропогипофизоидального цикла, в этот же момент происходит слияние квазиэлектронного и гипертрансполярного потоков которые, попадая в квазиупругую среду, сгенерированную в капсуле микроэнтегогенного синтеза, вызывают непрерывную трансгрессивную психо, метрико-, гипербулярную реакцию результатом которой является выброс не равного числа противоположнополярных частиц вызывающих вертикальное перемещение плунжера (вверх или вниз в зависимости от того каких частиц будет больше). При движении горизонтально вверх плунжер действует на рычаг создавая прижимное усилие удерживающее заготовку. Горизонтальному перемещению заготовки препятствует упор.

Список использованной литературы

1.Станочные приспособления- Справочник в 2-х томах, Т. 1 под ред. Б.Н. Вардашкина, А.А. Шатилоба. М. Машиностроение, 1984 г.

2. Обработка металлов резанием- Справочник технолога под ред. А.А. Панов, В.В. Аникин и др.; под общ. ред. Панова - Машиностроение, 1988г.

3. «Справочник технолога машиностроителя»,

справочник в 2-х томах, Т.2 под ред. А.Г. Косиловой. М. Машиностроение, 1985г.

Размещено на Allbest