МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ДОНЕЦКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ
ГОРЛОВСКИЙ КОЛЛЕДЖ ПРОМЫШЛЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ЭКОНОМИКИ
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине «Технологическая оснастка»
на тему «Спроектировать станочное приспособление для обработки детали ЭК-4387.00.00.005 на фрезерную операцию с ЧПУ»
Выполнил: студентка 4 курса, группы 42Т
специальности 15.02.08 «Технология машиностроения»
Смолина К.Р.
Руководитель: Тупик А.Л.
Оценка _____________________
Члены комиссии:______Толмачева Т.М.
______Тупик А.Л.
Горловка, 2015г.
СОДЕРЖАНИЕ
C.
Введение |
3 |
1. Назначение, устройство и принцип работы проектируемого приспособления |
4 |
2. Расчет приспособления на точность |
6 |
2.1 Разработка схемы базирования заготовки в приспособлении |
6 |
2.2 Расчет погрешности базирования |
6 |
3. Расчет основных параметров приспособления |
9 |
3.1 Определение сил и моментов резания |
9 |
3.2 Расчет усилия зажима заготовки |
10 |
Вывод |
13 |
Список используемых источников |
14 |
Приложение А - Спецификация |
15 |
ВВЕДЕНИЕ
Техническое перевооружение, подготовка производства новых видов продукции машиностроения и модернизация средств производства неизбежно включает процессы проектирования средств технологического оснащения и их изготовления.
В общем объеме средств технологического оснащения примерно 50% составляют станочные приспособления. Применение станочных приспособлений позволяет:
надежно базировать и закреплять обрабатываемые детали и сохранение её жесткости в процессе обработки;
стабильно обеспечить высокое качество обрабатываемых деталей при минимальной зависимости качества от квалификации рабочего;
повысить производительность и облегчить условия труда рабочего в результате механизации приспособлений;
расширить технологические возможности используемого оборудования.
1 Назначение, устройство и принцип работы проектируемого приспособления
Станочные приспособления позволяют в значительной мере как расширить технологические возможности металлорежущих станков, так и повысить производительность и точность обработки деталей.
В соответствии с заданием, выбрана конструкция приспособления для установки и закрепления детали ЭК 4387.00.00.005 – Ось для обработки лыски на диаметре Ø28h14 (-0,52) мм в размер 25h14 (-0,52) мм. Обработка лыски производится на вертикально-фрезерном станке с ЧПУ модели 6Р13Ф3 с применением концевой фрезы оснащенной пластинками из быстрорежущей стали Р18.
Базирование детали производится по поверхности Ø28h14 (-0,52) мм в специальных призмах 5, которые смонтированы на корпусе приспособления 1.
После установки детали в призмы 5 и фиксации детали в осевом направлении упором 6 осуществляется зажим детали. Рабочая жидкость из гидросистемы подается через нагнетающий патрубок 13 в рабочую камеру гидроцилиндра состоящего из крышки 12, корпуса 11, штока совмещенного с поршнем 10 а так же дополнительных уплотнителей. При увеличении давления в рабочей камере гидроцилиндра поршень поднимается вверх, и поднимает вверх тягу 8 соединенную со штоком 10. Тяга 8 зафиксирована в прихвате 2 с помощью оси 9, и при движении толкает конец прихвата вверх. Прихват 2 в свою очередь начинает проворачиваться на оси 4 установленной в стойке 3 и зажимает деталь.
После окончания обработки давление масла в нагнетающем трубопроводе снижается, и рабочая жидкость подается через сливной патрубок 14, оказывая давление на шток с противоположной стороны. При этом шток 10 с тягой 11 опускается вниз, проворачивает прихват 2 и раскрепляет деталь.
Приспособление устанавливают на стол станка, и ориентируется относительно режущего инструмента при помощи двух шпонок, входящих в пазы стола. Для закрепления приспособления на столе станка используется 4 болта с Т-образной головкой, устанавливаемые в пазы стола станка.
Конструкция приспособления допускает переналадку на обработку аналогичных деталей.
2 Расчет приспособления на точность
2.1 Разработка схемы базирования заготовки в приспособлении
В проектируемом приспособлении для установки детали используем две призмы и жесткую опору. Базирование детали осуществляется в призмах по диаметру Ø28h14 (-0,52). Опора установлена с левого торца и необходима для ориентации заготовки на размер. К этой опоре её будет прижимать зажимное устройство (прихват).
Базирование в двух призмах лишает заготовку четырех степеней свободы и является двойной направляющей базой, упор в левый торец лишает заготовку одной степени свободы и является опорной базой. Таким образом суммарное количество лишаемых степеней свободы пять, что соответствует ГОСТ 21.495-76 для базирования детали типа вал.
Шестой степени свободы деталь лишается за счет усилий трения между деталью и прихватами.
Рисунок 1. Схема базирования заготовки
2.2. Расчет погрешности базирования
Деталь базируется на призматическую опору Ø28h14 (-0,52). Деталь упирается в жесткую опору. К этой опоре её будет прижимать зажимное устройство. На данной операции получаем размер 25h14 (-0,52) мм.
Определяем погрешность базирования по формуле:
(1.1)
где εб – погрешность базирования;
ТД – допуск на размер Ø25h14;
α – угол призмы равный 90°.
Рисунок 2. Схема базирования детали
Сравниваем допуск на расстояние (ТД 25h14 (-0,52)):
εб · 2 ≤ ТД 25h14 (-0,52)
0,25 · 2 ≤ 0,52
0,50 < 0,52
Следовательно выбранная схема установки и базирования обрабатываемой детали в приспособлении способна обеспечить точность размеров согласно чертежу.
3. Расчет основных параметров приспособления
3.1 Определение сил и моментов резания
Силы действующие на заготовку в процессе обработки представлены на рисунке 3.
Рисунок 3 – Схема действия сил на заготовку в процессе резания.
Силу резания определяем из формулы (3):
где Ср – 12,5;
x – 0,85;
y – 0,75;
n – 1;
B – 3;
q – 0,73;
w - -0,13;
Кmp – поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания.
;
где - предел текучести ( МПа);
n – показатель степени (n=0,75).
Определяем силу резания:
Определяем крутящий момент по формуле:
где Pz – сила резания, Н;
D – диаметр инструмента, мм.
3.2 Расчет усилия зажима заготовки
Расчет усилия зажима в приспособлении:
где Dз – диаметр заготовки (м);
К – коэффициент запаса;
М – крутящий момент;
f2, f1 –коэффициент трения, f2=f1=0,15.
sin (0,5·90) = sin 45 = 0,707
К = К0·К1·К2·К3·К4·К5·К6
где Ко – гарантированный коэффициент запаса, Ко = 1,5;
К1 – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания из-за случайных неровностей на заготовках, К1 = 1,0;
К2 – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания вследствие затупления инструмента, К2 = 1;
К3 – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при прерывистом резании, К3 = 1,2;
К4 – коэффициент, учитывает непостоянство зажимного усилия; К4 = 1,0 – для пневматических и гидравлических зажимов;
Коэффициенты К5 и К6 не учитываются.
К = 1·1·1,2·1 =1,2
Принимаем равным К = 2,5 (согласно ГОСТ 12.2.029-77)
В качестве расчетной схемы принимаем схему изображенную на рисунке 4.
Рисунок 4. Схема определения параметров привода.
Плечи рычага берем в соответствии с чертежом, l1=200мм; l2=150мм.
Исходя из расчетной схемы, усилие на штоке гидроцилиндра будет равно
Тогда:
Принимаем диаметры поршней гидроцилиндров равными 30мм, диаметры штоков 18мм.
ВЫВОД
В ходе выполнения курсового проекта было спроектировано специальное приспособление для обработки заготовки на фрезерной операции с ЧПУ и разработан его сборочный чертеж и спецификация к нему.
Была составлена схема базирования, определена погрешность базирования и установки. Составлена схема действия сил в процессе резания.
На основании исходных данных была рассчитана сила резания, и необходимое усилие зажима. Были произведены расчеты основных геометрических параметров механизированного привода – таких как диаметр поршня гидроцилиндра, диаметр штока.
В графической части был разработан сборочный чертеж приспособления, его спецификация, а так же чертежи следующих деталей: прихват, корпус, шток, призма.
Применение данного приспособления значительно сократит затраты вспомогательного времени на установку и зажим заготовок и деталей в процессе обработки.
Список используемых источников
Станочные приспособления: Справочник. В 2-х т. /Ред. совет: Б. Н. Вардашкин (пред.) и др. – М.: Машиностроение, 1984 – Т.1/под ред. Б. Н. Вардашкина, В. В. Данилевского 1984. 656 с., ил.
Станочные приспособления: Справочник. В 2-х т. /Ред. совет: Б. Н. Вардашкин (пред.) и др. – М.: Машиностроение, 1984 – Т.2/под ред. Б. Н. Вардашкина, В. В. Данилевского 1984. 656 с., ил.
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, 1986г.-496с.
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.
Кузнецов Ю.И. и др. Оснастка для станков с ЧПУ: Справочник.-2-е изд., перераб и доп.-М.: Машиностроение.1980г.-512с.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
СПЕЦИФИКАЦИЯ