Проектирование приспособления
Содержание
Введение______________________
Описание работы ______________________________
1. Исходные данные________________________
2. Режимы резания_______________________
3. Схема базирования ______________________________
4. Выбор установочных элементов ______________________________
5. Выбор зажимного устройства ______________________________
6. Расчет усилия закрепления ______________________________
7. Расчет направляющих элементов приспособления ________________ 14
8.Корпус приспособления
Литература ______________________________
Введение
Основную группу технологической оснастки составляют приспособления механосборочного производства. Приспособлениями в машиностроении называются вспомогательные устройства к технологическому оборудованию, используемые при выполнении операций механической обработки, сборки и контроля.
Применение приспособлений позволяет: повысить точность обработки, снизить себестоимость продукции, расширить технологические возможности оборудования, сократить число рабочих, необходимых для выпуска продукции.
Приспособления должны быть удобными для работы и быстродействующими, достаточно жесткими для заданной точности, рациональными с точки зрения техники безопасности, удобными для установки на станок, что особенно важно при периодической смене приспособлений в серийном производстве, простыми и дешевыми в изготовлении, доступными для ремонта и смены изношенных деталей.
Универсальные приспособления, применяемые в индивидуальном и мелкосерийном производстве, можно подразделить на стандартные и специальные конструкции. Первые подразделяются централизованным порядком. К ним относятся машинные тиски, патроны, делительные головки, поворотные столы, планшайбы и другие устройства. Их используют для обработки деталей широкой номенклатуры и различных размеров. Вторые конструируют и строят индивидуальным порядком преимущественно для деталей определенного типа, но разных размеров.
Специальные приспособления предназначаются для выполнения определенных технологических операций и представляют собой не переналаживаемые приспособления одноцелевого назначения. Для их использования наиболее благоприятно массовое производство, где имеет место постоянное закрепление операций на рабочих местах. В серийном производстве все большее применение находят групповые не переналаживаемые специальные приспособления, используемые для единовременной обработки группы прикрепленных деталей. Специальные приспособления наиболее трудоемки и дороги в использовании, так как при широком разнообразии их конструкции они изготовляются методами единичного производства. Специальные приспособления высокопроизводительны в результате применения быстродействующих установочных и зажимных устройств, многоместной и много инструментальной обработки при высокой степени концентрации технологических переходов. По степени механизации и автоматизации приспособления делят на ручные, механизированные, полуавтоматические и автоматические.
Описание работы
Заготовка 1 устанавливается на оправку цилиндрическую 2,опирается на четыре опоры регулируемые 4. После установки сверху накидывается кондукторная планка и фиксируется гайкой М24.
1. Исходные данные.
Материал заготовки: сталь 35ЛК25 = 61кГ/мм
Технологическая операция:
Сверление 4 отверстий Ø 12.5 мм глубиной 10 мм
Инструмент:
Сверло спиральное ГОСТ 10903, материал инструмента быстрорежущая сталь Р18, D=12.5 мм.
Развертка ГОСТ 1672-80
Станок модели 2Н-125 вертикально-сверлильный.
Тип производства: крупно-серийное производство.
2. Режимы резания
Обработка отверстия диаметром 12.5+0,012 на вертикально-сверлильном станке. Инструмент сверло и развертка
Диаметр сверла d = 12.5 мм (ГОСТ 10903-77) (2.стр. 214; 181)
1. Определение длины рабочего хода:
при сверлении
Lрез. – длина резания, равная длине обработки, измеренной в направлении резания.
Lрез. = 10+2 = 12 мм
y – длина подвода, врезания и перебега инструмента
y = yврез. + yп [2]
yп - длина перебега
yп = 1мм
yврез. – длина врезания
yврез. = 1 мм
y =1+1=2 мм
Lр.х. =12+2 = 14 мм
2. Определение рекомендуемой подачи по нормативам Sо мм/об
При сверлении
Sо = 0,11 мм/об (1.стр.111)
3.Определение стойкости инструмента по нормативам Тр в
минутах резания:
При сверлении
Тр = 20 мин (1. Стр.114)
4. Расчет скорости резания v м/мин .
При сверлении
а) определение рекомендуемой нормативами скорости резания
v = vтаб. * К1 * К2 * К3 (3)
vтаб - табличное значение скорости
vтаб = 21 м/мин (1.стр.117)
К1 - коэффициент, зависящий от состояния обрабатываемой поверхности и ее твердости
К1 = 1,0 (1.стр.116)
К2 - коэффициент, зависящий от стойкости материала инструмента
К2 = 1,25 (1.стр.116)
К3 – коэффициент, зависящий от размеров обработки
К3 = 1,0 (1.стр.117)
v = 21х1,25 = 26,25 м/мин
5. Расчет число оборотов шпинделя n об/мин.
n = 1000*v/(П*D) (4)
При сверлении
n = 1000 х 26,25/(3,14*12.5) = 669об/мин
б) уточняем по паспорту станка 2Н-125 (2.стр.86)
принимаем при сверлении
n = 710 об/ мин
в) уточнение скорости резания по принятым оборотам шпинделя
v =П*D*n/1000, м/мин (5)
При сверлении
v = 3,14 х 12.5 х 710/1000 = 27.88 м/мин
6. Расчет основного машинного времени обработки tм мин.
tм = Lр.х. / Sо х n (6)
При сверлении
tм = 14/0,11 х 710 = 0,179 мин
7. Проверочные расчеты по мощности резания:
а) определение по нормативам потребной мощности Nрез. кВт (1.стр.126)
Nрез. = Nтаб*KN *n /1000, кВт (7)
Nтаб – табличная мощность резания.
КN - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала
При сверлении
Nрез. = 0,25*0,8*710/1000 = 0,142 кВт
Nрез.max=0,142 кВт
б) проверка по мощности двигателя Nдв = 2.8 кВт
Nрез. ≤ 1,2* Nдв* кВт (8)
(0.9) – КПД станка
Nрез. ≤ 1,2 * 2.8 * 0,9 = 3,02 кВт
8. Крутящий момент на шпинделе
При сверлении
Мкр =, Нм (9)
См = 0,041
q = 2.0
у = 0,7
S = 0,11
9. Мощность резания (эффективная), кВт
Ne = , кВт (11)
3. Схема базирования
Базирование заготовки осуществляем по отверстию и по 4 опорным точкам.
Рисунок 1
Для схемы базирования, изображенной на рисунке 1:
5,6 – установочная база
1,2,3,4 – опорная база
Погрешность базирования равна допуску на размер А.
4. Выбор установочных элементов
Выбранную схему базирования реализуем с помощью установки на цилиндрическую оправку и на регулируемые опоры.
Рисунок 2
Цилиндрическую оправку используем для обеспечения точности расположения просверливаемого отверстия.
Т.к. просверливаемое отверстие сквозное, то конструктивно назначаем посадки с зазором Н7/f6
5 Выбор зажимного устройства
Основное назначение зажимных устройств станочных приспособлений заключается в обеспечении надежного контакта заготовки с установочными элементами и предупреждении ее смещения в процессе обработки.
В конструкции механизмом подъема и опускания скалок является пневматический привод, который одновременно является и силовым механизмом, зажимающим обрабатываемую деталь кондукторной плитой.
Зажимное устройство должно удовлетворять следующим требованиям:
1 Силы закрепления должны обеспечивать контакт заготовок с установочными элементами и неизменность положения заготовок, при необходимости досылать их к опорным поверхностям установочных элементов.
2 Недопустимы деформации заготовок при их закреплении. Для этого силы закрепления должны пересекать поверхности опор, а точки их приложения надо выбирать в наиболее устойчивых местах во избежание изгиба заготовок.
3 Для уменьшения смятия поверхностей заготовок силу закрепления необходимо прикладывать в нескольких точках. Для этого используют в местах контакта заготовок с зажимными элементами качающиеся пяты, коромысла и др.
4 Во время обработки не должно быть вибрации и смещения заготовок. Для уменьшения вибрации место крепления заготовок приближают к месту обработки.
5 Надежность, простота конструкции и удобство обслуживания.
6 Время закрепления и открепления заготовок должно быть минимальным.
7 Зоны загрузки и съема заготовок должны быть свободными.
В качестве зажима применяется зажим эксцентриковый (рисунок 3), для которого проведем расчет сил зажима.
Определяем усилие зажима созданное гайкой М24.
Величина сил зажима определяется из условия равновесия сил, возникающих при обработке, сил зажима, реакций опор. Основными силами являются силы резания.
∑Мсд.∙К = ∑Муд
КМ = 4Рх ∙fтр1∙R1+Q2∙ fтр2∙R2
Px = 0,047H
Мкр = Q∙l=0,047∙0,288=0,014Нм
l= 12Dp=12∙24=288мм=0,288м
К= 0,33μ D³ – D³ /D² - D² = 0,33∙0,1∙50,38=0,15
Q= КМ - 4∙ Px∙ fтр1∙R1 / ∙ fтр2∙R2= 0,15- 4∙0,0047∙0,16∙0,00625/0,16∙4 = 0,24Н
Rср= Dср /2 =12,426/2= 6,213мм
tg( α+γ)=0,158
W=Mкр / R ср∙tg(α+γ)+K=0,014/0,0062∙0,
7. Расчет направляющих элементов приспособления
При сверлении необходимо использовать такие направляющие элементы, как кондукторные втулки, т.к осевой инструмент имеет низкую жесткость.
Материал кондукторной втулки У10А. Выбираем сменную втулку для условий среднесерийного производства и быстрой смены после износа. От поворота и подъема под действием сходящей стружки кондукторные втулки удерживаются головкой винта.
Расчет КВ производится в соответствии с /1/ по F8:
S=(1…1/3)dотв
Т.к. обрабатываем пластичный материал, принимаем большее значение S=5мм
8. Выбор корпуса приспособления
При установки приспособления на станок его крепят к корпусу. Корпус является базовой деталью, на корпусу монтируют зажимные устройства, установочные элементы, детали для направления инструмента и вспомогательные детали.
Корпуса приспособлений изготавливают литыми из серого чугуна, сварными из стали, кованными из стали и другие.
Выбираем корпус изготовленный из СЧ 18, рабочая поверхность которого обработана с шероховатостью Rа = 2,5 – 1,25 мкм.
Литература
1. Справочник «Режимы резания металлов». Под ред. Ю.В. Барановского – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1972.
2. 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, 1985. 496 с., ил.
3. М. А. Ансеров. Приспособления для металлорежущих станков. Расчеты и конструкции. – 3-е изд. – М.:Машиностроение, 1966.
4. Основы конструирования приспособлений в машиностроении. В. С. Корсаков, М., изд-во «Машиностроение», 1971, 288 стр.
5. Лакирев С. Г. , Чиненов С. Г. Практические работы по курсу «Проектирование приспособлений» : Учебное пособие. – Челябинск: ЧПИ, 1989. – ч.1. – 59 с.
6. Технология машиностроения: Учебное пособие к практическим работам/ С. Г. Чиненов, Ю. Г. Миков, Б. А. Решетников. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 1997. – 54 с.
5
