1 Общая часть
1.1 Введение
Технологическая оснастка – важнейший фактор успешного осуществления технического прогресса в машиностроении. Она представляет собой совокупность рабочего, измерительного инструмента и приспособлений, используемых для базирования, закрепления и контроля обрабатываемых деталей на различном технологическом оборудовании. В зависимости от назначения технологического оборудования различается и его оснастка.
Механизация и автоматизация процесса закрепления заготовок наряду с ростом производительности обработки обеспечивает: повышение точности благодаря стабильности силы зажима, снижающей погрешность закрепления; сокращение доли ручного труда; снижение физической нагрузки рабочих; возможность многостаночного обслуживания, поскольку рабочий освобождается от необходимости длительного присутствия у одного станка; регламентацию цикла обработки, являющуюся предпосылкой для автоматизации процесса в целом.
Заимствование известных технических решений при создании оснастки – основной принцип при оснащении приспособлениями технологии изготовления изделия. Это обусловлено высоким удельным весом, связанных с технологическим оснащением, в себестоимости продукции, поскольку проектирование и производство оснастки носит индивидуальный характер и зависит от конкретных конструктивно-технологических параметров каждого обрабатываемого изделия.
Технологическая оснастка является переменной частью технологического оснащения. Назначение технологической оснастки – обеспечивать, менять и расширять технологические возможности оборудования, поэтому срок ее службы на один порядок и более срока службы оборудования. В действующем производстве требуется постоянное обновление технологической оснастки, а при смене номенклатуры изделий или изменении требований к их изготовлению для заданного состава оборудования новые производственные условия обеспечиваются благодаря полной или частичной ее замене.
Разновидность систем технологической оснастки определяется типом производства. В серийном производстве приоритетным является применения специализированной и унифицированной технологической оснастки, обладающей свойством обратимости (возможностью многовариантного и многоразового использования ее деталей и сборочных единиц).
Наиболее значительную долю в технологической оснастке составляют приспособления, применяемые для установки и закрепления заготовок деталей, обрабатываемых на металлорежущих станках. [13, с. 5]
Мне было выдано задание разработать конструкцию фрезерного приспособления для обработки шпоночного паза в детали «вал 2С132.К.30.096.». Для этого было необходимо проанализировать технологическую операцию: выбрать схему базирования, выбрать оборудование и инструмент, рассчитать усилие зажима.
В связи с этим я поставил перед собой цель – разработать конструкцию фрезерного приспособления, которая была бы механизированная, содержащая не только стандартные, но и специальные детали, и отвечало бы основным требованиям, предъявляемых к конструкции приспособления.
1.2 Основные требования к конструкциям приспособлений
Станочное приспособление – это орудие производства для установки и закрепления заготовок и инструментов при обработке на металлорежущем станке.
Станочные приспособления должны быть удобными в эксплуатации и экономичными в изготовлении, безопасными в работе, быстродействующими, точными, жесткими, виброустойчивыми, износостойкими, ремонтопригодными. По своим конструктивно-технологическим параметрам станочные приспособления должны быть совместимы с другими компонентами технологической системы.
По степени универсальности различают приспособления специальные – для установки заготовок одного типоразмера (эффективная область применения – массовое и крупносерийное производства), специализированные – для установки заготовок с близкими технологическими и конструктивными характеристиками (крупно-, средне- и мелкосерийные производства), универсальные – для установки заготовок различных конструкций в заданном диапазоне размеров (мелкосерийное и единичное производства).
Специальное приспособление используется для выполнения одной или нескольких операций изготовления определенного изделия без регулирования и переналадки.
Неразборное приспособление по окончании его эксплуатации списывают. [13, с. 8]
2 Проектирование оснастки
2.1 Анализ технологической операции
Обработку паза целесообразно выполнить фрезерованием. Для того чтобы обработать шпоночный паз в детали «вал 2С132К.30.096.», выбираем шпоночно-фрезерный станок и шпоночную фрезу так как деталь имеет форму вала в соответствии с рисунком 1, поэтому ее лучше установить в призму. Чтобы деталь в процессе обработки была надежно закреплена, ее необходимо зажать. Место зажима должно находится над установочным элементом для предотвращения изгиба. Кроме того зажимной механизм не должен мешать процессу обработки.
Рисунок 1 -Межоперационный эскиз
Технические условия для изготовления детали
Описание детали
Деталь «вал 2С132К.30.096» имеет форму ступенчатого вала. Габаритные размеры вала: диаметр ø24, длина 161 мм. В соответствии с рисунком 2, базой Б является ось поверхности.
Поверхность В- цилиндрическую форму, выполнена с шероховатостью 1,6мкм. К нему предъявляется требование торцевого биения относительно базы Б с допуском 0,02 мм. Также на поверхности В выполнены канавки Ж и З выполненные по 14 квалитету с шероховатостью 1,60 мкм.
Поверхности Г и С – торцы вала, выполненные с шероховатостью 6,3 мкм.
Поверхности Д и Т –фаски вала, выполненные с шероховатостью 6,3 мкм.
.Торец уступа И – выполнен с шероховатостью 1,60 мкм. К нему предъявляется требование торцевого биения относительно базы Б с допуском 0,02 мм.
Поверхность К – имеет цилиндрическую форму, выполнена с шероховатостью 1,60 мкм.
Поверхность М – имеет шлицы, выполнена по 7 квалитету с шероховатостью 0,8 мкм.
Поверхность Р – имеет цилиндрическую форму, выполнена по 7 квалитету с шероховатость 0,8 мкм. К нему предъявляется требование торцевого биения относительно базы Б с допуском 0,02 мм. На которой находиться паз выполненный по 9 квалитету с шероховатостью 6,3 к которому предъявляется требование параллельности относительно базы Б с допуском 0,03 мм.
Деталь изготовлена из стали 45 ГОСТ 1050-88 и имеет массу 0,36 кг. Назначение Стали 45 – вал-шестерня, коленчатые валы, шпиндели, цилиндры, кулачки и другие нормализованные, улучшенные и подвергаемые поверхностной термообработке детали, от которых требуется повышенная прочность.[12, с. 69]
Рисунок 2 – Эскиз детали, с обозначением поверхностей детали
Таблица 1 – Химический состав по ГОСТ 1050-88
В процентах
С |
Si |
Mn |
Cr |
S |
P |
Cu |
Ni |
As |
не более |
||||||||
0,42-0,50 |
0,17-0,37 |
0,50-0,80 |
0,25 |
0,04 |
0,035 |
0,25 |
0,25 |
0,08 |
Таблица 2 – Механические свойства
Сталь |
Состояние поставки |
Сечение, мм |
σв, МПа |
σ5(σ4),% |
Ψ, % |
не менее |
|||||
45 ГОСТ 1050-88 |
Сталь горячекатная, кованная, калиброванная и серебрянка второй категории после нормали зации. Сталь калиброванная пятой категории после нагартовки. |
25
образцы |
600
640 |
16
6 |
40
30 |