Разработать конструкцию приспособления на токарную операцию

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

• Введение
• 1. Определение типа производства
• 2. Описание конструкции приспособления
• 3. Определение погрешности установки изделия в приспособлении
• 4. Расчёт потребных сил и моментов закрепления заготовки в приспособлении
• 5. Выбор типа привода приспособления и расчёт его геометрических размеров
• 6. Выявление слабого звена приспособления и его расчет на прочность
• 7. Расчёт технико-экономических показателей эффективности предложенной конструкции приспособления
• 8. Разработка конструкции приспособления
• Список литературы

Введение

Технологическая оснастка значительно сокращает вспомогательное время при механической обработке. Затраты на изготовление и эксплуатацию разнообразной технологической оснастки составляют до 20% от себестоимости продукции, а стоимость и сроки подготовки производства в основном определяются величиной затраты труда и времени на проектирование и изготовление технологической оснастки. Наибольший удельный вес в общей массе оснастки имеют станочные приспособления, с помощью которых решаются три основные задачи:

1) базирование обрабатываемых деталей на станках с выверкой по поверочным базам заменяется базированием без выверки, что ускоряет процесс базирования и обеспечивает возможность автоматического получения размеров на настроенных станках;

2) повышается производительность, и облегчаются условия труда рабочих за счет механизации и автоматизации приспособлений, а также за счет применения многоместной, позиционной и непрерывной обработки;

3) расширяются технологические возможности станков, что позволяет на обычных станках выполнять такую обработку и получать такую точность, для которых эти станки не предназначены.

Из сказанного видно, что для успешного решения вопросов научно-технического прогресса инженерно-технические работники машиностроения должны знать теоретические основы создания приспособлений, их системы и типовые конструкции; уметь анализировать соответствие конструкции приспособлений требованиям производства; обладать соответствующими навыками проектирования и расчёта различных приспособлений.

1. Определение типа производства

Годовая программа выпуска 1500 штук.

Тип производства в соответствии с [2] характеризует коэффициент закрепления операции . При определении типа производства, можно определить по следующей зависимости:

; (1.1)

Для определения коэффициента закрепления операций К_з.о. необходимо найти среднее штучно-калькуляционное время по основным операциям Т_шт.к. [1].

; (1.2)

где: Т_шт. - среднее штучное время на каждой операции;

n - количество операций.

; (1.3)

где: Т_о. - основное технологическое время.

; (1.4)

где: L - длина;

b₁+b₂ - недовод инструмента;

S - подача;

n - частота оборотов шпинделя.

; (1.5)

. (1.6)

Рассчитаем среднее штучно-калькуляционное время (формула 3.2):

.

Определим тип производства по формуле (1.1):

;

где: - действительный годовой фонд времени работы оборудования, в часах;

- годовой объём выпуска деталей, в штуках;

- среднее штучно-калькуляционное время по основным операциям, в минутах.

Действительный годовой фонд времени работы единицы оборудования устанавливается с учетом минимально необходимых затрат времени на ремонт оборудования и определяется как:

; (1.7)

где: - номинальный годовой фонд работы оборудования, в часах;

К - коэффициент, учитывающий потери номинального фонда времени на ремонт, в %.

Этот коэффициент принимается равным: для металлорежущих станков до 30 категории сложности - 3.0%, свыше 30 категории сложности - 6%.

Номинальный годовой фонд работы оборудования определяется по формуле:

; (1.8)

где: - число дней в году;

- число выходных и праздничных дней в году;

m - число рабочих смен.

при двухсменной работе.

.

Годовой объём выпуска .

.

Сравнивая полученное значение с ГОСТом (ГОСТ 14.004-83) можно сделать вывод, что тип данного производство - мелкосерийное: .

При серийном типе производства определяем величину партии деталей, одновременно запускаемых в производство:

; (1.9)

где: f - периодичность запуска партии деталей, дней: ;

число рабочих дней в году.

.

Размер запускаемой партии деталей должен быть скорректирован с учётом удобства планирования и организации производства (его целесообразно принимать не менее сменной выработки). Корректировка размера партии деталей состоит в определении расчётного числа смен на обработку всей партии деталей на основных рабочих местах:

; (1.10)

где: 476 - действительный фонд времени работы оборудования в смену, мин;

0.8 - нормативный коэффициент загрузки станка в серийном производстве.

.

Расчётное число смен округляется до принятого целого числа .

Затем по формуле (1.10) определяется число деталей в партии, необходимых для загрузки оборудования на основных операциях в течение целого числа смен:

.

2. Описание конструкции приспособления

Разработанное приспособление (см. рисунок 3.1.) предназначено для фрезерования поверхности 80±0,1 заподлицо с поверхностью 18_-0,15. Обработка ведётся на вертикально- фрезерном станке 6Н10. Приспособление состоит из плиты 5 к которой крепятся винтами 15, 17 т - образный упор 10, корпус 3 в который вставляется специальный винт 2, призма 7. Заготовка устанавливается на т - образный упор 10, призму 7 и упирается в специальный упор 2, который служит для предварительного закрепления детали. Закрепление детали осуществляется через гайку 20, шток 11, соединенную с пневмоцилиндром 22.



Рис. 1 Приспособление фрезерное

3. Определение погрешности установки изделия в приспособлении

Погрешность установки заготовки складывается из следующих составляющих

; (3.1)

, т.к. механическая обработка осуществляется за одну установку.

Погрешность закрепления равна нулю, так как сила закрепления постоянная и обеспечивается пневмоцилиндром.

Погрешность приспособления определяется по формуле

; (3.2)

Погрешность, связанную с неточностью расположения приспособления на станке компенсируем настройкой станка, т. е. настраиваем инструмент относительно приспособления на необходимый размер. Тогда .

Погрешность, связанная с износом установочных элементов приспособления . Это связано с тем, что износ поверхностей упоров не будет влиять на точность выполнения данного размера, так как упоры изготовлены из твердосплавного материала.

4. Расчёт потребных сил и моментов закрепления заготовки в приспособлении

Чтобы определить силу зажима необходимо определить значение силы резания, развиваемой при фрезеровании [3].

Главная составляющая силы резания при фрезеровании - окружная сила .

; (4.1)

где: число зубьев фрезы ;

частота вращения фрезы.

Значение коэффициента и показателей степени приведены в таблице 41 [47], для концевой фрезы из быстрорежущей стали: .

Поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала для стали, приведён в таблице 9 [3]. Для легированной конструкционной стали с , расчётная формула для вычисления коэффициента :

. (4.2)

Показатель степени для определения окружной силы резания при фрезеровании: .

.

.

Величины остальных составляющих силы резания устанавливают из соотношения с главной составляющей по таблице 42 [3]:

Горизонтальная сила (сила подачи): ;

Вертикальная сила: ;

Радиальная сила: ;

Осевая сила: .

Крутящий момент от силы резания:

; (4.3)

.

Крутящий момент стремится повернуть заготовку вокруг оси, для предотвращения смещения необходимо силой закрепления детали создать момент трения , равный по значению и направленный противоположно

; (4.4)

; (4.5)

; (4.6)

; (4.7)

; (4.8)

где - сила трения, возникающая между базовой поверхностью заготовки и приспособлением;

- плечо действия силы трения;

- коэффициент трения;

- сила закрепления;

;

; (4.9)

где - коэффициент запаса (выбирается в зависимости от конкретных условий проведения операции);

- коэффициент, учитывающий неточность расчета (стр.83[3]);

- коэффициент, учитывающий увеличение сил резания от прогрессирующего затупления инструмента (стр.83[3]);

- коэффициент, учитывающий макронеровности на базовой поверхности, при наличии моментов стремящихся провернуть заготовку (стр.83[3]);

;

;

Окружная сила стремится повернуть заготовку, для предотвращения поворота необходима сила закрепления, значение которой находим, составив уравнение моментов:

; (4.10)

;

;

где, а=22 мм;

в=23 мм;

- коэффициент запаса (выбирается в зависимости от конкретных условий проведения операции);

- коэффициент, учитывающий неточность расчета (стр.83[3]);

- коэффициент, учитывающий увеличение сил резания от прогрессирующего затупления инструмента (стр.83[3]);

.

следовательно, силу закрепления принимаем

5. Выбор типа привода приспособления и расчёт его геометрических размеров

В качестве привода проектируемого приспособления принимаем поршневой пневмоцилиндр двустороннего действия.

Диаметр цилиндра определяем по формуле:

; (5.1)

где - сила закрепления;

- диаметр цилиндр;

- диаметр штока;

- давление сжатого воздуха;

- КПД, учитывающий потери в цилиндре.

Принимаем пневмоцилиндр с диаметром и с ходом поршня

ГОСТ 15608-81.

6. Выявление слабого звена приспособления и его расчет на прочность

Исходя из условия прочности, рассчитаем наименьший диаметр штока:

; (6.1)

где - предел текучести, для стали 45,

,

- сила действующая на шток (сила закрепления);

- площадь сечения штока.

;

;

, из условия равнопрочности деталей приспособления принимаем .

7. Расчёт технико-экономических показателей эффективности предложенной конструкции приспособления

Коэффициент унификации:

; (7.1)

где - число унифицированных деталей в приспособлении;

- число неунифицированных деталей.

При подсчете учитываем только те неунифицированные узлы и отдельные детали (помимо крепежных), которые входят непосредственно в конструкцию изделия. Этот коэффициент характеризует преемственность проектируемой конструкции приспособления.

.

Коэффициент загрузки единицы технологической оснастки:

; (7.2)

где - штучно - калькуляционное время, мин.;

- годовой объем выпуска деталей в партии, шт.;

- годовой фонд времени, в часах.

.

Себестоимость изготовления приспособления может быть рассчитана по формуле:

; (7.3)

где - себестоимость изготовления одной условной детали,

- число деталей в приспособлении,

- коэффициент сложности.

Себестоимость изготовления одной условной детали берем из данных базового предприятия, , а коэффициент сложности приспособления принимаем по табл. 4 [3], , исходя из того, что число деталей в приспособлении .

Срок окупаемости приспособления

; (7.4)

где - стоимость выполнения фрезерной операции на предприятии без применения приспособления,;

- стоимость выполнения фрезерной операции на предприятии с применением приспособления,

.

Срок окупаемости приспособления года, что не превышает 6,6 лет.

Экономический эффект от использования приспособления

; (7.5)

8. Разработка конструкции приспособления

При простоте конструкции данное приспособление можно использовать для обработки широкой номенклатуры деталей, различающихся как по своим габаритам, так и по диаметру, количеству и конфигурации обрабатываемых пазов.

Разработка сборочного чертежа приспособления

1) Чертеж приспособления разработан в соответствии с требованиями ЕСКД в масштабе М 1:1.

2) Детали и другие элементы являются прочными технологичными, с минимальной массой и габаритами и обеспечившую удобную сборку, ремонт и эксплуатацию приспособления.

3) На чертеже указаны: размеры посадочных соединений, присоединительные и габаритные размеры.

4) Заготовка на чертеже указывается тонкой линией и условно считается прозрачной.

производство конструкция заготовка привод

Список литературы

1. Проектирование и расчёт приспособлений: учебник / В.А. Горохов. - Старый Оскол: ТНТ, 2008. - 304 с.

2. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 1. Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. 496 с., ил.

3. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2. Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. 496 с., ил.

4. Альбом по проектированию приспособлений: учеб. пособие для студентов машиностроительных специальностей вузов / Б.М. Базров, А.И. Сорокин, В.А. Губарь и др. - М.: Машиностроение, 1991. - 121 с.: ил.

5. М. А. Ансеров. Приспособления для металлорежущих станков. Л., Машиностроение. 1975г.

6. П. Г. Гузенков. Детали машин. М., Машиностроение, 1982.

7. Основы конструирования приспособлений: учебник для вузов, Корсаков В.С. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1983. - 277 с., ил.

8. Технологическая оснастка: Методические указания к выполнению курсовой работы: Изнаиров Б.М., Болкунов В.В. - Саратов: СГТУ, 2009.

Размещено на Allbest.ru