
ПЗ Гричачина Алина
.docxСанкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого Институт машиностроения, материалов и транспорта
Высшая школа машиностроения
Курсовой проект
По дисциплине: «Технологическая оснастка»
Проектирование отдельных элементов установочно-зажимного приспособления для фрезерной операции
Пояснительная записка
Выполнил студент гр. 3331505/10101 Гричачина А.А.
Проверил, доцент, к.т.н. Хлопков Е.А.
« » 2025
Санкт-Петербург 2025
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
ЗАДАНИЕ
НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
по дисциплине «Технологическая оснастка»
студенту группы 3331505/10101 Гричачиной Алине Антоновне
Тема проекта: «Проектирование отдельных элементов установочно-зажимного приспособления для фрезерной операции».
Срок сдачи студентом законченного проекта 13.05.2025.
Исходные данные к проекту: Чертеж детали «Корпус».
Условия среднесерийного производства.
Содержание пояснительной записки: Введение: выбор, обоснование и расчеты установочных элементов, зажимного механизма и силового привода.
Этапы выполнения проекта.
Согласовать с преподавателем операцию для курсовой работы.
Спроектировать выбранную операцию:
Разработать содержание и последовательность технологических переходов.
Рассчитать режимы резания для каждого технологического перехода [Справочник Косиловой Т.2. Стр.261…]
Рассчитать силы резания для каждого технологического перехода [Справочник Косиловой Т.2. Стр.261…].
Разработать операционный эскиз для выбранной операции, который должен содержать чертеж заготовки после данной операции со следующими сведениями:
обрабатываемые поверхности (элементы) должны быть выделены цветом или толщиной линий;
выдерживаемые на операции размеры и справочные размеры;
допуски на все выдерживаемые размеры;
шероховатость обрабатываемых поверхностей;
схема базирования заготовки на операции, ГОСТ 21495-76*;
графические обозначения опор, зажимов и установочных устройств, ГОСТ 3.1107-81.
Выбор и обоснование установочных элементов (оформление см. методическое пособие).
Выбор, обоснование и расчет зажимного механизма (оформление см. методическое пособие).
Выбор, обоснование и расчет силового привода (оформление см. методическое пособие).
Примерный объём пояснительной записки 25 страниц машинописного текста.
5. Дата получения задания: «03» февраля 2025 г.
Руководитель Хлопков Е.А.
Задание принял к исполнению Гричачина А.А.
Оглавление
1. Выбор и обоснование установочных элементов 4
1.1 Исходные данные 4
1.2 Расчёт сил резания. 4
1.4 Выбор станка 6
1.5 Технические характеристики станка 6
1.6 Карта заказа 7
1.7 Выбор установочных элементов 8
2. Выбор и расчет зажимного механизма 9
2.1. Расчет необходимой силы зажима 9
3. Расчёт силового привода 10
Заключение 13
1. Выбор и обоснование установочных элементов
1.1 Исходные данные
Так как технологический процесс изготовления данной детали был спроектирован в курсовом проекте по дисциплине технология машиностроения, операции и режимы резания можно взять из него. Для расчета преподавателем была выбрана операция №015.
1.2 Расчёт сил резания.
Для расчета было взято торцевое фрезеровании, так как оно имеет большие силы, чем фрезерование концевой фрезой.
Исходные данные:
Глубина резания t = 1 мм;
Подача Sz = 0,1 мм/зуб;
Диаметр D = 125 мм;
Частота вращения n = 500 об/мин;
Количество режущих пластинок Z=16
Скорость резания V = 200 м/с.
Окружная сила резания
определяется по формуле:
где
,
,
[1, табл. 41, стр. 291];
[1, табл. 9,39, стр.
264,286]
Фрезерование симметричное. Остальные силы резания определяем из соотношений с главной составляющей [1, табл. 42, стр. 292].
Сила для расчёта оправки на изгиб:
Крутящий момент
определяем по формуле:
Тогда мощность резания:
1.3 Выбор инструмента.
Инструмент выбран из каталога Karloy.
Для торцевого фрезерования было выбрано:
Фреза торцевая SVMM 4125R-Z16;
Пластинки – SNEU120140 PC3500;
Диаметр: 125 мм;
Число зубьев: 16.
1.4 Выбор станка
Для торцевого фрезерования базовых плоскостей был выбран фрезерный станок с ЧПУ DMF 180 linear.
Станок DMF 180 linear – это пятиосевой фрезерный обрабатывающий центр с линейными двигателями, предназначенный для высокоточного и высокопроизводительного фрезерования сложных деталей.
1.5 Технические характеристики станка
Технические характеристики станка DMF 180 linear
Основные параметры
• Модель станка: DMF 180 linear
• Рабочая зона (X/Y/Z): 1800 × 700 × 700 мм
• Размер стола (Д × Ш): 2100 × 700 мм
• Наибольшая нагрузка на стол: 1500 кг
• Расстояние от оси шпинделя до направляющих колонны: 750 мм
• Расстояние от торца шпинделя до поверхности стола: 200–1000 мм
Поворотный стол
• Наличие: Да
• Диаметр поворотного стола: 750 мм
• Угол поворота по оси B: ±100°
Оси и перемещение
• Перемещение по осям (X/Y/Z): 2000 / 1500 / 800 мм
• Ускоренный ход по осям (X/Y/Z): 40 м/мин
• Скорость рабочей подачи: 1–10 000 мм/мин
• Усилие подачи (X/Y/Z): 8 кН
Точность
• Точность позиционирования: ±5 мкм
• Повторяемость позиционирования: ±2.5 мкм
Шарико-винтовая передача (ШВП)
• Диаметр ШВП (X/Y/Z): 63 / 50 / 50 мм
• Шаг ШВП: 10 мм
1.6 Карта заказа
1.7 Выбор установочных элементов
Так как необходимо профрезеровать основную плоскость, мы базируемся на необработанные поверхности: плоскость параллельно обрабатываемой и две боковые плоскости. Устанавливаем заготовку на 5 опорных точек, для этого выбираем штыри со сферической головкой ГОСТ 13441-68, т.к. плоскости необработанные. В таблице 2 представлены основные размеры штырей.
Рисунок 1 – Штырь со сферической головкой
Таблица 2. Основные размеры сферического штыря
-
№
D
H
L
d
с
0314
6
6
11
4
0,6
2. Выбор и расчет зажимного механизма
2.1. Расчет необходимой силы зажима
При расчете силы зажимы необходимо использовать рассчитанные в пункте 1.2 в силы резания.
Сила зажима необходимо определять так чтобы заготовка не провернулась и не переместилась. При фрезеровании обработка плоскости происходит за 1 рабочий ход, схема сил представлена на рис.2
Рисунок 2. Схема сил
Так как силы резания прижимают заготовку к установочным элементам, то зажимной механизм в данном случае будет отвечать за правильную установку заготовки, а также предупреждения вибраций и смещений заготовки.
Рассчитаем коэффициент К по формуле (2):
где,
(черновая обработка);
[Козарь, Табл. 3.1];
(торцевое фрезерование);
;
(большой угол поворота рукоятки);
(заготовка установлена на опоры с
ограниченной поверхностью контакта).
Далее найдём силу зажима W.
Для неподвижности заготовки должны выполняться следующие условия:
Так
как сила зажима лежит в плоскости XОY,
то нас интересуют только условия
.
Из уравнения моментов получаем:
Тогда из уравнения равновесия для оси х получаем:
Так
как силы зажима должны быть минимально
необходимыми, то принимаем силу зажима
,
тогда с учётом коэффициента запаса К
(и схемы приложения сил) силы зажима
3. Расчёт силового привода
Рассмотрим и пневмоцилиндр и гидроцилиндр:
Силу на штоке для пневмоцилиндра одностороннего действия рассчитываем по формуле (3.10) [6] и [7].
где:
диаметр поршня;
давление масла на поршень,
МПа;
КПД пневмоцилиндра,
(
).
А расчёт диаметра пневматического поршня (пневмоцилиндра) производим по формуле (3.12):
Далее проведём расчёт поршня для гидроцилиндра (гидропривода):
Силу (усилие) на штоке для толкающего гидроцилиндра одностороннего действия находим по формуле (3.13) [6] и [7].
где:
диаметр поршня;
давление масла на поршень,
МПа;
КПД гидроцилиндра,
(
).
А расчёт диаметра гидравлического поршня производим аналогично с расчётом пневматического поршня по формуле (3.12):
И по произведённым расчётам видно, что для данной конструкции подойдёт практически любой гидропривод (гидроцилиндр).
Поэтому в дальнейшем проектировании установочно-зажимного приспособления будем использовать гидроцилиндр (гидропривод), а не пневмоцилиндр, из-за того, что гидроцилиндр при одинаковой силе имеет меньшие габариты.
Выбранный гидроцилиндр будет со следующими основными параметрами:
диаметр
поршня;
диаметр
штока;
ход
поршня.
Заключение
В данном курсовом проекте были выполнены все поставленные задачи для осуществления операции фрезерования базовых плоскостей (ОП 015) детали «Корпус колонки верхний».
В работе были спроектированы: установочные элементы (опоры по ГОСТ 13441-68), зажимное устройство (Подвижная губка) и силовой привод (гидроцилиндр по ГОСТ 6540-68).