
ПЗ Гричачина Алина
.pdfСанкт-Петербургский политехнический университет Петра
ВеликогоИнститут 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».
1.Срок сдачи студентом законченного проекта 13.05.2025.
2.Исходные данные к проекту: Чертеж детали «Корпус».
3.Условия среднесерийного производства.
4.Содержание пояснительной записки: Введение: выбор, обоснование и расчеты установочных элементов, зажимного механизма и силового привода.
5.Этапы выполнения проекта.
5.1.Согласовать с преподавателем операцию для курсовой работы.
5.2.Спроектировать выбранную операцию:
5.2.1.Разработать содержание и последовательность технологических переходов.
5.2.2.Рассчитать режимы резания для каждого технологического перехода [Справочник
Косиловой Т.2. Стр.261…] 5.2.3. Рассчитать силы резания для каждого технологического перехода [Справочник
Косиловой Т.2. Стр.261…].
5.2.4. 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.
5.3.Выбор и обоснование установочных элементов (оформление см. методическое пособие).
5.4.Выбор, обоснование и расчет зажимного механизма (оформление см. методическое пособие).
5.5.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 .................................................................................. |
11 |
|
Заключение ............................................................................................................ |
13 |

1.Выбор и обоснование установочных элементов
1.1Исходные 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: |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 ∙ ∙ |
∙ |
∙ ∙ |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
∙ , |
(1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∙ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где |
|
= 825, |
= 1,0, |
= 0,75, = 1,1, = 1,3, = 0,2 [1, |
табл. 41, |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
650 0.3 |
|
|
|
|
|
||||
стр. 291]; |
|
= ( |
|
в |
) |
= ( |
|
) |
= 0,96 [1, табл. 9,39, стр. 264,286] |
|
|||||
|
|
|
|
|
|||||||||||
м |
750 |
|
|
750 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
10 ∙ 825 ∙ 11 ∙ 0,10,75 ∙ 1001,1 ∙ 16 |
|
||||||||||
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∙ 0,96 ≈ 1937 Н |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
1251,3 ∙ 5000,2 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Фрезерование симметричное. Остальные силы резания определяем из соотношений с главной составляющей [1, табл. 42, стр. 292].
= 0,4 ∙ = 0,4 ∙ 1937 ≈ 775 Н= 0,9 ∙ = 0,9 ∙ 1937 ≈ 1743 Н= 0,4 ∙ = 0,4 ∙ 1937 ≈ 775 Н= 0,5 ∙ = 0,5 ∙ 1937 ≈ 987 Н
Сила для расчёта оправки на изгиб:
= √ 2 + 2 = √7752 + 19372 ≈ 2086 Н
Крутящий момент кр определяем по формуле:
|
|
∙ |
|
1937 ∙ 125 |
|
||
= |
|
|
|
= |
|
|
≈ 1211 Нм |
|
|
|
|
|
|||
кр |
2 ∙ 100 |
|
2 ∙ 100 |
|
|||
|
|
|
Тогда мощность резания:
∙ 1937 ∙ 200= 1020 ∙ 60 = 1020 ∙ 60 = 6,33 кВт
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):
К = К0 ∙ К1 ∙ К2 ∙ К3 ∙ К4 ∙ К5 ∙ К6 |
(2) |
где, К0 = 1,5; К1 = 1,2 (черновая обработка); К2 = 1,6 [Козарь, Табл.
3.1]; К3 = 1,2 (торцевое фрезерование); К4 = 1,0; К5 = 1,2 (большой угол поворота рукоятки); К6 = 1 (заготовка установлена на опоры с ограниченной поверхностью контакта).
К = 1,5 ∙ 1,2 ∙ 1,6 ∙ 1,2 ∙ 1,0 ∙ 1,2 ∙ 1 ≈ 4,1
Далее найдём силу зажима W.
Для неподвижности заготовки должны выполняться следующие условия:
∑= 0 ; ∑ = 0 ; ∑ = 0
∑( ) = 0 ; ∑ ( ) = 0 ; ∑ ( ) = 0
Так как сила зажима лежит в плоскости XОY, то нас интересуют только условия ∑ = 0 ; ∑ = 0 ; ∑ ( ) = 0.
∑= 4 + 5 − − − 2 ∙ = 0
∑= + − 6 = 0
∑( ) = 4 ∙ 25 − 5 ∙ 25 + ∙ 25 − ∙ 25 + ∙ 50 + ∙ 50 = 0
Из уравнения моментов получаем:
5 ≈ 4 + 2 ∙ ( + )
Тогда из уравнения равновесия для оси х получаем:
|
|
+ |
||
= + |
|
|
|
= + 1840 Н |
|
|
|
||
4 |
|
2 |
4 |
|
|
|
|
|
Так как силы зажима должны быть минимально необходимыми, то принимаем силу зажима = 1840 Н, тогда с учётом коэффициента запаса К
(и схемы приложения сил) силы зажима
2 = 2 ∙ 1840 ∙ 4,1 = 15088 Н