Проектирование станочного приспособления "Кондуктор с пневмоприводом" АТКП. 2.15.02.08. 14. 121 СБ

Размещено на http://www.allbest.ru

КГАПОУ

«Пермский авиационный техникум им. А.Д. Швецова»

курсовой Проект

Пояснительная записка

ПМ 03 Реализация технологических процессов изготовления деталей машин

Проектирование станочного приспособления «Кондуктор с пневмоприводом» АТКП. 2.15.02.08. 14. 121

Преподаватель М.А. Цыганкова

Студент, гр. ТМ - 14 - 1 А.А. Хузин

2017

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Технологическая часть

1.1 Конструкторско-технологическая характеристика детали и технологической операции, выполняемой с применением станочного приспособления

1.2 Технологическое назначение и краткое описание проектируемого приспособления

1.3 Характеристика используемого технологического оборудования

1.4 Описание используемого режущего инструмента

1.5 Описание используемой вспомогательной технологической оснастки

1.6 Операционная карта технологического процесса

1.7 Схема наладки станка на выполнение технологической операции

1.8 Заказ на проектирование станочного приспособления

2. Конструкторская часть

2.1 Проектирование станочного приспособления

2.2 Анализ конструкции приспособления и его элементов

2.3 Расчёт погрешности базирования детали в приспособлении

2.4 Расчёт усилия закрепления детали в приспособлении

Заключение

Список используемых источников (литературы)

Графический материал:

Спецификация конструкции приспособления

Приложения:

1. Операционная карта / Карта эскизов

2. Карта заказа



ВВЕДЕНИЕ

Без применения технологической оснастки в каком-либо производстве обойтись невозможно. Так, при выполнении любой технологической операции требуется использовать приспособления, вспомогательную инструменты и т.д.

Наиболее широко используемая разновидность оснастки - станочные приспособления, назначение которых - базирование и закрепление заготовок на станках. Проектирование станочных приспособлений представляет собой сложный процесс, связанный с решением комплексных, научных, инженерных, организационно-технических и кадровых задач.

Главной целью проектирования приспособления является - создание такого приспособления, которое будет обеспечивать бесперебойную, качественную, высокопроизводительную работу, без каких - либо сбоев при выполнении технологического процесса. Также приспособление должно отвечать объёму выпуска детали, специфике на производственном участке и технологическим требованиям самой детали, а оптимальная конструкция приспособления позволит получить требуемую точность обработки при высокой производительности процесса, обеспечивая безопасность работы и снижение утомляемости рабочего.

Целью выполнения данной работы является - проектирование станочного приспособления «Кондуктор» для сверления шестнадцати отверстий, который будет оснащён пневмоприводом, главным образом уменьшающий вспомогательное время при выполнении операции.

Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:

1. Изучить справочную нормативную литературу;

2. Изучить типаж, особенности и назначение станочного приспособления;

3. Рассчитать режимы резания на операцию и погрешность базирования при установке детали в приспособлении;

4. Произвести расчёты сил закрепления, зажимных механизмов и силовых приводов.

приспособление режущий инструмент станочный



1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Конструкторско-технологическая характеристика детали и технологической операции, выполняемой с применением станочного приспособления

Деталь типа «Валик шлицевой» имеет довольно простую геометрическую форму. Основные поверхности - тела вращения. Валик шлицевой предназначен для передачи крутящего момента шлицевым соединением. Главным достоинством, которого, является возможность передавать значительные вращающие моменты и обеспечивать меньшую концентрацию напряжений. Валик шлицевой должен обеспечивать соосность функционально важных поверхностей, с возможностью осевого перемещения детали вдоль оси, и обладать большой прочностью.

Деталь - валик шлицевой, по своим габаритным размерам Ш136h7(_-0.04) и 79h12(_-0.3) и массой 0,6 килограмм, относится к группе малогабаритных деталей. Изготавливается из жаропрочной, коррозионностойкой, особовысококачественной стали, марки 15Х12Н2МВФАБ - Ш (ЭП517 - Ш), так как деталь будет работать в условиях повышенных температур в течение определённого времени, что позволит ей сохранить свои качества и свойства без заметной остаточной деформации и разрушения.

Для выявления точной формы поверхностей и конструктивных элементов, мысленно разделим деталь на две части. Одна часть имеет форму диска со сквозными шестнадцатью отверстиями на торце разного диаметра Ш19H12 (4 отверстия с шероховатостью поверхности Ra 12,5 мкм), Ш8H7 (8 отверстий с шероховатостью поверхности Ra 2,5 мкм), Ш6,5H12 (4 отверстия с шероховатостью поверхности Ra 12,5 мкм), расположенные по осевым диаметрам Ш75, Ш120, Ш87 соответственно. Эти отверстия должны точно позиционироваться, с возможностью отклонения от заданного расположения на 0,25 миллиметров, 0,05 миллиметров и 0,16 миллиметров. В отверстиях Ш8H7 есть фаски 0,6Ч45°, а в отверстиях Ш6,5H12 - 1Ч45°. Другая часть имеет форму ступенчатого вала, на одном диаметре из которых (Ш26,2), нарезаны эвольвентные шлицы (Эв. 25Ч1,25Ч20 S₄ d₈). Их поверхность будет самой изнашиваемой частью, имея большую нагрузочную способность, вследствие большей площади контакта. А также она будет подвергаться химическому пассивированию.

К конструктивным элементам относится радиальное отверстие Ш1H12 (шероховатость поверхности Ra 12,5 мкм), расположенное между двумя шлицами.

В месте соединения диска со ступенчатым валом имеется радиусная канавка R1,5, предназначенная для выхода шлифовального круга при выполнении шлифовальных операций, с целью сохранения формы углов круга. А на самом ступенчатом валу - две канавки 6,7H12 и 3,3H12 - призматической формы.

По оси симметрии детали проходит сквозное, ступенчатое цилиндрическое отверстие Ш13H12, начинающееся отверстием Ш90JS15 глубиной 1±0,3 миллиметра, переходящее в конусное отверстие под углом 30° и заканчивающееся также конусной поверхностью под углом 30°.

Самой низкой шероховатостью Ra 0,8 мкм, полученной со снятием слоя материала, обладают Ш27,95h7, Ш22,4h8, Ш18h8, , Ш21,95h7. Также эти размеры являются самыми точными. Шероховатость неуказанных поверхностей, полученная со снятием слоя материала, составляет Ra 3,2 мкм.

К изготовлению данной детали предъёвляются следующие технические требывания: неуказанные отклонения отверстия H12, валов h12, остальных ±IT12/2; твёрдость по Бринеллю 258…320 HB; взаимное угловое расположение шлиц и отверстий - безразлично.

Механическиекие свойства стали 15Х12Н2МВФАБ - Ш ОСТ 1 90176-75 в %

- предел прочности ? 981 [МПа] ;

- предел текучести ? 835 [МПа] ;

д - относительное удлинение ? 14 [%] ;

Ш - относительное сужение ? 55 [%] ;

KCU - ударная вязкость ? 588 [кДж / ] ;

Твёрдость по Бринеллю - 285…320 [HB] ;

Таблица 1 Хим. состав стали 15Х12Н2МВФАБ - Ш ОСТ 1 90176 -75 в %

Компонент	Количество
С (Углерод)	0,15
Si (Кремний)	0,5
Mn (Марганец)	0,5
Ni (Никель)	2
S (Сера)	0,015
P (Фосфор)	0,03
Cr (Хром)	12
Mo (Молибден)	1,5
W (Вольфрам)	1
V (Ванадий)	0,5
N (Азот)	0,5
Nb (Ниобий)	0,5
Fe (Железо)	? 81

Необходимо спроектировать станочное приспособление для обработки 16 сквозных отверстий (8 отверстий Ш7,5 мм, 4 отверстия Ш6,5 мм, 4 отверстия Ш19 мм) , глубиной 5,9 мм в условиях серийного производства.

1.2 Технологическое назначение и краткое описание проектируемого приспособления

Выбор способа установки приспособления на станке должен предшествовать началу его конструирования, так как от этого, в некоторой степени, зависят схема закрепления заготовки и конструкция зажимных устройств а также общая компоновка приспособления.

Для обработки 16 сквозных отверстий будет использоваться специальное стационарное приспособление - «Кондуктор» с пневматическим приводом, который будет иметь вид пневмоцилиндра двустороннего действия, с односторонним штоком, в целях механизации приспособления. Пневматический привод представляет собой преобразовать энергии сжатого воздуха в механицескую энергию. Его широко используют в приспособлениях благодаря его быстродействию, простоте конструкции, легкости и простоте управления, надежности и стабильности в работе.

Кондуктор - одна из разновидностей станочных приспособлений, применяемая при обработке отверстий на сверлильных станках. Деталь будет базироваться по наружной поверхности диска что не даст ей возможность перемещаться вдоль оси Z и вращаться вокруг осей X и Y и одновременно центрироваться по нему, а также центрироваться по одному из диаметров шейки, что не даст детали перемещаться во время обработки по оси X и Y. Следовательно деталь в процессе обработки будет лишена пяти степеней свободы.

Наиболее нагруженной частью приспособления будет являться его основание, на котором будут располагаться все остальные элементы приспособления, такие как корпус, стакан, пневмоцилиндр со штоком поршня и сам накладной кондуктор. Оно должно обеспечивать их точное и жёсткое базирование, без возможности проворота или сдвига. Также одним из конструктивных элементов конструкции приспособления являются направляющие втулки, которые определяют положение режущего инструмента относительно обрабатываемой детали. Положение оси отверстия каждой втулки должны совпадать с положением оси отверстия в детали, а Ш отверстия втулки должен соответствовать Ш инструмента. Использование кондуктора исключает операцию разметки, повзволяет вести обработку одновременно нескольких отверстий и повышает производительность труда.

1.3 Характеристика используемого технологического оборудования

Задачей правильной эксплуатации оборудования является получение от него наибольшей производительности, при обеспечении его долговечности и точности. Для выполнения сверлильной операции необходимо подобрать оборудование.

При выборе оборудования для данной операции учитывались следующие критерии:

1. Геометрические параметры детали, её габариты, масса;

2. Требуемая точность и шероховатость поверхностей после обработки;

3. Необходимая технологическая оснастка, которую можно устанавливать на данном оборудовании;

4. Размер стола оборудования;

5. Наличие необходимой скорости резания и частоты вращения шпинделя у оборудования.

В заводском технологическом процессе применяется вертикально - сверлильный станок модели 2125. Предлагаю использовать радиально - сверлильный станок модели 2А554, так как обрабатывается довольно большое количество отверстий и в процессе всей обработки, на данном оборудовании, деталь остаётся неподвижной, а шпиндель со сверлом перемещается относительно детали и устанавливается в требуемое положение, что нельзя сделать на станке модели 2125. Использование данного оборудования значительно снизит вспомогательное время и повысит производительность.

Радиальный сверлильный станок 2А554 предназначен для получения сквозных и глухих отверстий в деталях с помощью сверл, для развертывания и чистовой обработки отверстий и для выполнения других операций. Главное движение и движение подачи в радиально - сверлильном станке сообщаются инструменту.

Применение приспособлений и специального инструмента значительно повышает производительность станка и расширяет круг возможных операций, позволяя производить на нем сверление квадратных отверстий, выточку внутренних канавок, вырезку круглых пластин из листа и т.д. При соответствующей оснастке на станке можно выполнять многие операции характерные для расточных станков.

Таблица 1 Технические характеристика станка 2А554

Наименование параметра	Значение
Класс точности станка	Н
Расстояние от оси шпинделя до направляющей колонны, мм	375…1600
Наим. и наиб расстояние от торца шпинделя до плиты, мм	450…1600
Размеры поверхности плиты (ширина Ч длина), мм	1020 Ч 2550
Размеры поверхности стола (ширина Ч длина), мм	500 Ч 630
Размеры Т - образных пазов плиты (a Ч b Ч c), мм	28 Ч 46 Ч 20
Размеры Т - образных пазов стола (a Ч b Ч c), мм	22 Ч 37 Ч 16
Частота прямого вращения шпинделя, об / мин	18…2000
Количество скоростей шпинделя прямого вращения	24
Обозначение конца шпинделя по ГОСТ 24644-81	Морзе 5 АТ6
Пределы рабочих подач на один оборот шпинделя, мм / об	0,045…5,0
Электродвигатель привода главного движения, кВт	5,5

1.4 Описание используемого режущего инструмента

При обработке жаропрочных, коррозионностойких сталей показатели упрочнения достаточно высоки, что требует приложения значительных сил. Кроме того, они весьма пластичны, что также затрудняет обработку резанием; обладают малой теплопроводностью, что приводит к повышению температур в рабочей зоне и требует оптимального подбора охлаждающей жидкости. Оптимизация обработки таких сталей - это, прежде всего, оптимальный подбор режущего инструмента, повышенной стойкости, выбор оптимальных режимов резания, и правильный выбор СОЖ с её оптимальной подачей в зону обработки.

Наилучшим вариантом для обработки отверстий будут спиральные сверла, режущая часть которых изготовлена из быстрорежущей стали. В ней содержится кобальт и ванадий, которые существенно повышают стойкость режущего инструмента и ускоряют обработку.

Спиральное сверло является одним из основных типов свёрл, наиболее широко распространённым в промышленности. Оно используется при сверлении и рассверливании отверстий диаметром до 80 мм и обеспечивают обработку отверстий по 4-5-му классам точности и с чистотой поверхности 2-3-го классов.

Для обработки четырёх отверстий Ш19H12 глубиной 5,9 мм в качестве режущего инструмента принимаем сверло спиральное Ш19 с коническим хвостовиком (Конус Морзе 2) ГОСТ 10903-77. Материал режущей части сверла Р9М4К8.



Таблица 3 Химический состав стали Р9М4К8 в %

Компонент	Количество
С (Углерод)	до 1
Si (Кремний)	до 0,5
Mn (Марганец)	до 0,5
Ni (Никель)	до 0,5
S (Сера)	до 0,03
P (Фосфор)	до 0,03
Cr (Хром)	4
V (Ванадий)	до 2
W (Вольфрам)	9
Mo (Молибден)	4
Co (Кобальт)	8
Fe (Железо)	? 71

Общий вид спирального сверла с коническим хвостовиком показан на рисунке 1.

Рисунок 1 - Спиральное сверло

Геометрия спирального сверла показана на рисунке 2.



1 -- режущая кромка, 2 -- передняя поверхность, 3 -- задняя поверхность, 4 -- поперечная кромка, 5 -- канавка, 6 -- ленточка.

Рисунок 2 - Геометрия спирального сверла

Для обработки четырёх отверстий Ш6,5H12 глубиной 5,9 мм в качестве режущего инструмента принимаем сверло спиральное Ш6,5 с коническим хвостовиком (Конус Морзе 1) ГОСТ 10903-77. Материал режущей части сверла Р9М4К8.

Для обработки восьми отверстий Ш7,5H12 глубиной 5,9 мм в качестве режущего инструмента принимаем сверло спиральное Ш7,5 с коническим хвостовиком (Конус Морзе 1) ГОСТ 10903-77. Материал режущей части сверла Р9М4К8.

Расчёт режимов резания на радиально - сверлильную операцию 300

1. Назначаю оборудование: радиально - сверлильный станок 2А554, = 5,5 кВт

2. Назначаю приспособление: кондуктор с пневмоприводом

Переход 1 - Сверление четырёх отверстий Ш19H12

1. Назначаю режущий инструмент: сверло спиральное с коническим хвостовиком Ш19 мм, Р9М4К8, Т = 65 мин

2. Назначаю подачу: S = 0,09 (мм/об)

2.1 Принимаю подачу по паспорту станка: S = 0,09 (мм / об)

3. Определяю глубину резания по формуле (1)

t = (1)

t = = 9,5 (мм)

4. Определяю скорость резания по формуле (2)

= (2)

= = 60,82 (м / мин)

6.1 Ввожу поправочные коэффициенты на скорость резания:

K_V1 = 0,6 (в зависимости от обрабатываемого материала)

K_V2 = 1 (в зависимости от состояние стали)

K_V3 = 1 (в зависимости от марки материала режущей части сверла)

K_V4 = 0,87 (в зависимости от формы заточки сверла)

K_V5 = 1 (в зависимости от глубины сверления)

7. Определяю скорость резания с учётом поправочных коэффициентов по формуле (3)

= * * * * * (3)

= 60,82 * 0,6 * 1 * 1 * 0,87 * 1 = 31,75 (м / мин)

8. Определяю частоту вращения шпинделя по формуле (4)

= (4)

= = 532,2 (об / мин)



8.1 Принимаю ближайшее значение по паспорту станка: = 500 (об / мин)

9. Определяю фактическую скорость резания по формуле (5)

= (5)

= = 29,83 (м / мин)

10. Определяю осевую силу по формуле (6)

= 61,2 * D_св * (6)

= 61,2 * 19 * = 215,5 (кгс)

11. Определяю крутящий момент по формуле (7)

= 31,2 * * (7)

= 31,2 * * = 5469,3 (кг*мм)

12. Определяю мощность резания по формуле (8)

= (8)

= = 2,8 (кВт)

N_рез ? N_дв* з

2,8 ? 5,5 * 0,85

2,8 < 4,7

Для выполнения данной операции мощности станка достаточно

13. Определяю основное время по формуле (9)



= * i (9)

= * 4 = 1,06 (мин)

Переход 2 - Сверление четырёх отверстий Ш6,5H12

1. Назначаю режущий инструмент: сверло спиральное с коническим хвостовиком Ш6,5 мм, Р9М4К8, Т = 31 мин

2. Назначаю подачу: S = 0,07 (мм/об)

2.1 Принимаю подачу по паспорту станка: S = 0,09 (мм / об)

3. Определяю глубину резания

t = = 3,25 (мм)

4. Определяю скорость резания:

= = 45,92 (м / мин)

6.1 Ввожу поправочные коэффициенты на скорость резания:

K_V1 = 0,6 (в зависимости от обрабатываемого материала)

K_V2 = 1 (в зависимости от состояние стали)

K_V3 = 1 (в зависимости от марки материала режущей части сверла)

K_V4 = 0,87 (в зависимости от формы заточки сверла)

K_V5 = 1 (в зависимости от глубины сверления)

7. Определяю скорость резания с учётом поправочных коэффициентов:

= 45,92 * 0,6 * 1 * 1 * 0,87 * 1 = 23,97 (м / мин)

8. Определяю частоту вращения шпинделя:



= = 1174,46 (об / мин)

8.1 Принимаю ближайшее значение по паспорту станка: = 1200 (об / мин)

9. Определяю фактическую скорость резания:

= = 24,5 (м / мин)

10. Определяю осевую силу

= 61,2 * 6,5 * = 73,72 (кгс)

11. Определяю крутящий момент:

= 31,2 * * = 640,1 (кг*мм)

12. Определяю мощность резания:

= = 0,8 (кВт)

N_рез ? N_дв* з

0,8 ? 5,5 * 0,85

0,8 < 4,7

Для выполнения данной операции мощности станка достаточно

13. Определяю основное время:

= * 4 = 0,33 (мин)



Переход 3 - Сверление восьми отверстий Ш7,5H12

1. Назначаю режущий инструмент: сверло спиральное с коническим хвостовиком Ш7,5 мм, Р9М4К8, Т = 35 мин

2. Назначаю подачу: S = 0,08 (мм/об)

2.1 Принимаю подачу по паспорту станка: S = 0,09 (мм / об)

3. Определяю глубину резания

t = = 3,75 (мм)

4. Определяю скорость резания:

= = 45,46 (м / мин)

6.1 Ввожу поправочные коэффициенты на скорость резания:

K_V1 = 0,6 (в зависимости от обрабатываемого материала)

K_V2 = 1 (в зависимости от состояние стали)

K_V3 = 1 (в зависимости от марки материала режущей части сверла)

K_V4 = 0,87 (в зависимости от формы заточки сверла)

K_V5 = 1 (в зависимости от глубины сверления)

7. Определяю скорость резания с учётом поправочных коэффициентов:

= 45,46 * 0,6 * 1 * 1 * 0,87 * 1 = 24,77 (м / мин)

8. Определяю частоту вращения шпинделя:

= = 1051,8 (об / мин)

8.1 Принимаю ближайшее значение по паспорту станка: = 1000 (об / мин)

9. Определяю фактическую скорость резания:

= = 23,55 (м / мин)

10. Определяю осевую силу

= 61,2 * 7,5 * = 85,07 (кгс)

11. Определяю крутящий момент:

= 31,2 * * = 852,2 (кг*мм)

12. Определяю мощность резания:

= = 0,87 (кВт)

N_рез ? N_дв* з

0,87 ? 5,5 * 0,85

0,87 < 4,7

Для выполнения данной операции мощности станка достаточно

13. Определяю основное время:

= * 8 = 0,8 (мин)

14. Определяю основное время на всю операцию по формуле (10)

= + + (10)

= 1,06 + 0,33 + 0,8 = 2,19 (мин)

15. Нормирование операции:

12.1 Определяю вспомогательное время по формуле (11)

Т_всп = Т_в1+ Т_в2+ Т_в3+Т_в4 (11)

Т_в1 - время на закрепление детали в кондукторе = 0,35 (мин)

Т_в2 - время на снятие детали = 0,18 (мин)

Т_в3- время на контрольные измерения = 0,1 + 0,1 + 0,1 = 0,3 (мин)

0,1 (мин) - измерение калибром - пробкой ПР и НЕ

0,1 (мин) - измерение калибром - пробкой ПР и НЕ

0,1 (мин) - измерение калибром - пробкой ПР и НЕ

Тв₄ - время на управление станком = 0,50 (мин)

Т_всп= 0,35 + 0,18 + 0,03 + 0,50 = 1,06 (мин)

12.2 Определяю оперативное время по формуле (12)

Т_опер. = Т_о + Т_всп (12)

Т_опер. = 2,19 + 1,06 = 3,25 (мин)

12.3 Определяю время орг. тех. обслуживания по формуле (13)

Т_{орг. тех. обсл.} = Т_опер. * 2 % (Т_опер.) (13)

Т_{орг. тех. обсл.}= 3,25 * 0,02 = 0,065 (мин)

12.4 Определяю время перерывов (отдыха) по формуле (14)

Т_отдых = Т_опер. * 4 % (Т_опер.) (14)

Т_отдых = 3,25 * 0,04 = 0,13 (мин)

12.5 Определяю штучное время на всю операцию по формуле (15)

T_шт = Т_о + Т_всп + Т_{орг. тех. обсл.} + Т_отдых (15)

Т_шт = 2,19 + 1,06 + 0,065 + 0,13 = 3,5 (мин)

1.5 Описание используемой вспомогательной технологической оснастки

Вспомогательная технологическая оснастка обеспечивает соединение режущих инструментов со шпинделем. От неё зависит точность и качество обработки заготовки, стойкость режущего элемента и стабильность технологического процесса. Эти устройства повышают производительность и улучшают технологию обработки в целом.

Вспомогательная технологическая оснастка имеет конструктивные различия, которые отличаются конфигурацией и размерами соединительных элементов, с помощью которых производится фиксация на станке и закрепление инструмента. На данном оборудовании автоматическая смена инструмента не может быть реализована, так как оборудование не оснащено данной функцией.

В качестве вспомогательной технологической оснастки, для выполнения сверлильной операции, используются переходные конические втулки и клинья для удаления инструмента из шпинделя станка. Конические втулки служат для крепления режущего инструмента с коническим хвостовиком, когда номер конуса хвостовика инструмента не соответствует номеру конуса в шпинделе станка.

Так как у шпинделя станка конус Морзе 5 АТ6 ГОСТ 24644-81, а у свёрл конус Морзе 2 ГОСТ 10903-77, использования переходных втулок - целесообразно.

Втулку вместе со сверлом вставляют в конусное гнездо шпинделя станка. Если одной втулки недостаточно, применяют несколько переходных втулок, которые вставляют друг в друга.

Общий вид переходных конических втулок показан на рисунке 3.

Рисунок 3 - Переходная коническая втулка

Клинья служат для удаления переходных втулок с режущим инструментом из отверстия шпинделя станка. Бывают двух видов - плоские (а) и радиусные (б).

Общий вид клиньев показан на рисунке 4

Рисунок 4 - Клинья для удаления инструмента



1.6 Операционная карта технологического процесса

Операционная карта выполнена по ГОСТ 3. 1404 - 86 и представлена в приложении 1.

1.7 Схема наладки станка на выполнение технологической операции

Обрабатываемая деталь будет крепиться в приспособлении, которое в свою очередь будет крепиться к столу станка. В соответствии с операционной картой подготавливается необходимый инструмент для выполнения операции (вспомогательный и режущий). Рукав станка устанавливают на такой высоте, чтобы обработка велась при минимально выдвинутой пиноли шпинделя. Выставляют необходимые режимы резания, в соответствии с операционной картой, и приступают к обработке. Механизм подачи инструмента осуществляется штурвалом.

Общий вид схемы наладки станка на выполнение операции 300 - Радиально сверлильная показан на рисунке 5



Рисунок 5 - Схема наладки станка

1.8 Заказ на проектирование станочного приспособления

Карта заказа оформляется с требованиями предприятия и представлена в приложении 2.

2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Проектирование станочного приспособления

На деталь «Валик шлицевой», при выполнении операции 300 - Радиально - сверлильная, необходимо спроектировать станочное приспособление.

2.2 Анализ конструкции приспособления и его элементов

Основной частью приспособления является корпус 3, который устанавливается на стол станка и крепится к нему болтами, через Т - образные пазы в столе станка. Внутри корпуса расположен пневмоцилиндр 1 двустороннего действия с односторонним штоком, который устанавливается на основание 2. Само основание крепится к корпусу при помощи винтов. Перемещение поршня, при зажиме и отжиме детали, производится путём подачи сжатого воздуха через специальную полость в корпусе по трубкам, через переходники. Установка и снятие приспособления со стола станка осуществляется при помощи рым - болтов 16, расположенных на наружной поверхности корпуса. На корпус сверху устанавливается стакан 4, и крепится к нему винтами.

Приспособление работает следующим образом: деталь «Валик шлицевой» устанавливается внутренним торцем диска на стакан таким образом, чтобы оси просверливаемых отверстий располагались вертикально, т.е. соответствующие направлению рабочей подачи сверла. После базирования детали устанавливают накладной кондуктор 5. В кондукторе предусмотрены две ручки 20, для удобства его установки и снятия. В накладном кондукторе имеются отверстия, в которые запрессованы кондукторные (направляющие) втулки 6, 7, 8. Сверху накладной кондуктор поджимается быстросменной шайбой 22 и гайкой 15. Далее идет зажим детали подачей штока пневмоцилиндра.

Таким образом, при использовании данного приспособления достигается максимальный эффект обработки отверстий, с требуемой точностью их расположения, точностью исполнения размеров и требуемой шероховатостью.

2.3 Расчёт погрешности базирование детали в приспособлении

Погрешность базирования возникает в результате установки детали в приспособлении по технологическим базам. Погрешности базирования можно определить с расчетом геометрических связей принятой схемы базирования. Исходя из схемы базирования данной детали видно, что деталь в процессе обработки будет лишена пяти степеней свободы: трёх перемещение по осям X, Y и Z, и двух вращений вокруг осей X и Y.

При сверлильной обработке 16 сквозных отверстий необходимо обеспечить выполнение размеров 2 (), 7 (), 4 (), расположенных по окружным диаметрам 8, 1, 9 соответственно.

Размеры 8, 1 и 9 будут обеспечиваться самим приспособлением, проверенным согласно графику периодического контроля и имеющее статус - годное.

Так как на данной операции будут обрабатываться отверстия разного диаметра, рассчитаем погрешность базирования при получении отверстия с наименьшим допуском, а именно на

Общая погрешность базирования определяется по формуле (16)

е = (16)

- погрешность базирования, которая определяется по формуле (17)

= + x (17)

где x - радиальное биение; принимаем x = 0, т.к. при проектировании приспособления не было его задано.

- допуск на размер = 0,15

= + 0 = 0,075



- погрешность закрепления, которая определяется по формуле (18)

= (18)

где - погрешность закрепления из - за непостоянства силы зажима;

- погрешность закрепления из - за неоднородности шероховатости и твёрдости поверхностного слоя детали; так как качество поверхности детали «Валик шлицевой» однородно, следовательно, = 0.

- дополнительная составляющая погрешность закрепления из - за смещения детали.

и - являются функциями зажимной силы, а так как при использовании пневматического зажимного механизма прямого действия

колебания зажимной силы незначительны, то в данном случае можно принять равным нулю.

= = 0

- погрешность положения детали в приспособлении, которая определяется по формуле (19)

(19)

где - погрешность при изготовлении и сборке приспособления; так как приспособлени одно, то = 0 (устраняется настройкой станка)

- погрешность, вызванная износом установочных элементов приспособления, которая определяется по формуле (20)

= (20)

где в - постоянная, зависящая от вида опор и условий контакта, в = 0,3 - 0,8; принимаем в = 0,8;

N - количество контаков детали с опорой.

= = 0,027

- погрешность установки приспособления на станок, = 0,010 - 0,020; принимаем = 0,020

= 0,033

е = = 0,081

Вывод: так как технологический допуск на выполняемый размер равен 0,15 и существенно больше общей погрешности > е (0,15 > 0,081) - то проектируемое приспособление «Кондуктор с пневмоприводом» обеспечивает требуемую точность получения отверстий

2.4 Расчёт усилия закрепления детали в приспособлении

Зажимными называют механизмы, устраняющие возможность вибрации или смещения заготовки относительно установочных элементов под действием собственного веса и сил, возникающих в процессе обработки. Основное назначение зажимных устройств - обеспечение надежного контакта заготовки с установочными элементами, предупреждение ее смещения и вибраций в процессе обработки, а также для обеспечения правильной установки и центрирования заготовки.

Закрепление детали будет осуществляться подачей штока пневмоцилиндра с двустороннего действия.

Исходя из того, что в детали обрабатываются отверстия трёх разных диаметров, рассчитаем необходимое усилие закрепления по наибольшему диаметру отверстия - , чтобы усилия закрепления точно хватило для обработки всех отверстий.

Определим необходимое усилие закрепления детали по формуле (21)

= 2 * (21)

= 2 * 215,5 = 431 (кг)

Так как при подаче сжатого воздуха в пневмоцилиндр, усилие закрепления будет распространяться по детали равномерно, во всех точках приложения сил, следовательно, это усилие закрепления, создаваемое подачей штока пневмоцилиндра, будет равно силе зажима, которое необходимо для того, чтобы в процессе обработки деталь в приспособлении была закреплена надёжно.

= 431 (кг)

Определим диаметр поршня пневмоцилиндра, при условии, что подача воздуха осуществляется в штоковую полость, по формуле (22)

= (22)

= = 12,16 (см)

Принимаем диаметр поршня по ГОСТ 6540 - 68 равным 125 мм

Произведём проверочный расчёт, исходя из принятого диаметра поршня по формуле (23)

= ) * * (23)

= () * 4 * 0,85 = 830,22 (кг)

= = 830,22(кг) из условия

Так как условие:

? ; 830,22 (кг) > 431 (кг) выполняется, значит деталь, в приспособлении, закреплена надёжно.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Полученное спроектированное станочное приспособление целесообразно использовать в условиях крупносерийного и массового производства, с точки зрения производительности. В результате проделанной работы разработано приспособление для сверления отверстий на радиально - сверлильном станке марки 2А554. Простота конструкции, применение типовых и стандартных деталей и узлов существенно облегчает изготовление приспособления, а использование пневматического силового привода облегчает труд рабочего, уменьшает вспомогательное время и увеличивает точность изготовления детали. Также применение специализированного приспособления позволит снизить брак до 10%, трудоемкость на 40% и повысить стабильность точностных параметров операции. В совокупности всё это приводит к снижению себестоимости изготовления детали при повышении её качества.

Данное приспособление будет полностью себя окупать в процессе обработки, так как имеет достаточно простую конфигурацию, при достаточно надёжном уровне закрепления и установки.



СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ (ЛИТЕРАТУРЫ)

1. Проектирование систем станочных приспособлений: В. А. Колюнов; Нижегород. гос. техн. ун-т.им. Р. Е. Алексеева. - Н. Новгород, 2014. - 38 с.

2. Проектирование и расчёт станочных и контрольно-измерительных приспособлений в курсовых и дипломных проектах: учеб. пособие / И. Н. Аверьянов, А. Н. Болотеин, М.А. Прокофьев; - Рыбинск: РГАТА, 2012. - 220 с.

3. Проектирование и применение технологической оснастки в машиностроении: учебное пособие / А.П. Чурбанов, А.Б. Ефременков; Юргинский технологический институт. - Томск: Издательство Томского политехнического университета, 2012. - 316 с.

4. Ваганов В.М. Проектирование и расчет кондукторов: учебное пособие. - Псков: Издательство ППИ, 2012. - 30 с.

5. Черпаков Б.И. Технологическое оборудование машиностроительного производства: Учебник для СПО. - М.: Академия, 2013.

6. Солоненко В.Г. Резание металлов и режущие инструменты. - М.: Высш. шк., 2012.

7. ГОСТ 3.1107-81 ЕСТД. Опоры, зажимы и установочные устройства. Графические обозначения.

8. ГОСТ 3.1702-79 ЕСТД Правила записи операций и переходов. Обработка резанием.

9. ГОСТ 31. 010. 01-84. Приспособления станочные. Термины и определения.

10. ГОСТ 15608-81. Пневмоцилиндры поршневые.

11. ГОСТ 25557-2006 Конусы инструментальные. Основные размеры.

12. ГОСТ 25827-93 Хвостовики инструментов с конусом 7:24. Размеры.

13. ГОСТ 2.1495-76 Базирование и базы в машиностроении.

14. ГОСТ 3.1107-81 ЕСТД. Графические изображения опор, зажимов и установочных устройств.



ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ:

Спецификация конструкции приспособления

Формат	Зона	Поз.	Обозначение	Наименование	Кол.	Примечание
				Документация
А1			АТКП. 2.15.02.08. 14. 121. 00 СБ	Сборочный чертеж
				Сборочные единицы
		1		Пневмоцилиндр ГОСТ 15508-61	1
				Детали
А3		2	АТКП. 2.15.02.08. 14. 121. 01	Основание	1	Сталь 45
А3		3	АТКП. 2.15.02.08. 14. 121. 02	Корпус	1	СЧ 18
А3		4	АТКП. 2.15.02.08. 14. 121. 03	Стакан	1	Сталь 45
А3		5	АТКП. 2.15.02.08. 14. 121. 04	Накладной кондуктор	1	Сталь 45
А4		6	АТКП. 2.15.02.08. 14. 121. 05	Втулка	8	9ХС
А4		7	АТКП. 2.15.02.08. 14. 121. 06	Втулка	4	9ХС
А4		8	АТКП. 2.15.02.08. 14. 121. 07	Втулка	4	9ХС
				Стандартные изделия
		9		Болт М10х1,5х120 ГОСТ 7798-70	4
		10		Винт М6x1x25 ГОСТ 11644-75	4
		11		Винт М10x1x28 ГОСТ 11644-75	4
		12		Винт М10x1x50 ГОСТ 11644-75	4
		13		Гайка М6*1 ГОСТ 5915-70	4
		14		Гайка М10*1,5 ГОСТ 5915-70	4
		15		Гайка М12*1,5 ГОСТ 5915-70	2
		16		Рым-болт М8 ГОСТ 4751-73	4
		17		Шайба 10 Н ГОСТ 11371-78	12
		18		Шайба 12 Н ГОСТ 11371-78	1
		19		Шайба 7019-0467 ГОСТ 4087-69	1
		20		Ручка 7095-0001 ГОСТ 12485-67	2
					АТКП. 2.15.02.08. 14. 121 СБ	Лист
						2
Изм.	Лист	№ докум	Подпись	Дата



ПРИЛОЖЕНИЯ

1. Операционная карта / Карта эскизов

2. Карта заказа

		КАРТА ЗАКАЗА На проектирование и изготовление Технологической оснастки	Исходящий № 1725
			№ заказа 1 - 4922
	Обозначение подразделения	Обозначение технологического документа	Номер операции
1	Заказчика	Проектировщика	Изготовителя
	Цех 95	КБ	Цех 14	Тех. процесс	300
	Код оборудования	Код оснастки	Наименование оснастки
	Радиально - сверлильный	Инв. № 02980	4. 7347 - 06195. 0	Кондуктор с пневмоприводом, для сверления 16 отверстий
Исполнитель	2А554	-	Номер заказа. Дата	Очередность	Трудоемкость
	Срок проектирования	Срок изготовления	Кол.	0 (срочно)	-
	Плановый	Фактический	Плановый	Фактический	1
	01.03.2018
2	Основание для заказа	Модернизация приспособления, для уменьшения вспомогательного времени
	Технолог	Хузин А. А.		Утверждаю
	Начальник тех. бюро	Чикмарёв И. А.	-	Гл. технолог
	Зам. начальника цеха	Беляев М. Л.	-
Наличие металла(цех)	Ведущий технолог	Кивал А. К.	-
	Начальник КБ	Волков Д. Г.	-	Исправление синьки проведено
				№ цеха	-	-	-
				№ синьки	-	-	-
	Начальник ОКАР	Латыпов И. Е.	-	Подпись Дата	-	-	-
	Конструктор	Захаров О. Н.	-



Размещено на Allbest.ru