Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
КП.151001.14.00.12.000СБ
- 21 -
Содержание
Введение……………………………………………………………………3
1 Техническое задание……………………………………...……………...4
2 Назначение, устройство, принцип работы приспособления…………..5
3 Разработка технических требований на приспособление……………..6
4 Назначение режимов резания, определение сил резания……………...7
5 Расчет усилия закрепления детали…………...………………………..12
6 Расчет исходного усилия зажимного устройства……………………..14
7 Расчет пневматического привода……………………………………...15
8 Расчет приспособления на точность…………………………………..17
Заключение…………………………………………………...…………...19
Литература………………………………………...……………………....20
Введение
Станочное приспособление – это вспомогательное орудие производства для установки заготовок с целью обработки на металлорежущих станках.
В зависимости от типа станка станочные приспособления подразделяются на токарные, сверлильные, фрезерные, расточные, шлифовальные и т.д. В общем объеме средств технологической оснастки примерно 50% составляют станочные приспособления.
С помощью станочных приспособлений можно решить 3 основные задачи:
- базирование обрабатываемых деталей на станках производится без выверки, что ускоряет процесс установки и обеспечивает возможность автоматического получения размеров на настроенных станках;
- повышается производительность, и облегчаются условия труда рабочих на счет применения многоместной, многопозиционной и непрерывной обработки;
- расширяются технологические возможности станков, что позволяет на обычных станках выполнять такую обработку или получать такую точность, для которой эти станки не предназначены.
Приспособления выбираются в зависимости от типа производства. В массовом и крупносерийном производстве в основном применяются специальные приспособления. В условиях серийного производства применяются агрегатированные приспособления. В мелкосерийном производстве широко распространены универсальные приспособления.
Проектирование приспособлений находится в зависимости не только от типа производства, но и от технологического процесса изготовления детали, что обеспечивает на производстве тесную связь между технологом и конструктором. Темой данного курсового проекта является разработка станочного приспособления для обработки детали «Винт» на шпоночно-фрезерной операции.
1 Техническое задание
Таблица 1 - Техническое задание
|
БОУ СПО УР «ГПК» |
Техническое задание № 1 на проектирование ТО |
|||||||
|
Обозначение чертежа |
Изделие |
Наименование ТО приспособление для фрезерования шпоночного паза |
||||||
|
Узел |
Операция шпоночно-фрезерная |
|||||||
|
Деталь винт |
Оборудование (тип) 65А90Ф4 |
|||||||
|
Количество одновременно обрабатываемых деталей 1 |
Инструмент Фреза шпоночная Т15К6 d = 10мм |
|||||||
|
Годовая программа, шт. 2500 |
Вид закрепления ТО Фрезерное приспособление с 1 пневматической губкой |
|||||||
|
Эскиз обработки детали |
||||||||
|
Технолог |
Начальник тех. бюро |
Главный технолог |
||||||
|
Ф.И.О. |
Подпись |
Дата |
Ф.И.О. |
Подпись |
ата |
Ф.И.О. |
Подпись |
Дата |
|
Шибанов К.А |
||||||||
|
Конструктор |
Начальник БПО |
Обозначение ТО |
||||||
|
Ф.И.О. |
Подпись |
Дата |
Ф.И.О. |
Подпись |
Дата |
|||
2 Назначение, устройство, принцип работы приспособления
Рисунок 1- Приспособление для фрезерования шпоночного паза
Приспособление с пневматическим зажимом для фрезерования шпоночного паза винта шпоночной фрезой устанавливается на столе фрезерного станка и закрепляется винтом. При переключении распределительного крана сжатый воздух через штуцер поступает в полость пневмоцилиндра, встроенного в корпусе поз.1 приспособления, и перемещает поршень со штоком и тягой вверх. При этом тяга верхним концом давит на прихват , который зажимает заготовку. После фрезерования шпоночного паза на винте пружина перемещает поршень со штоком и тягой вниз. Верхний конец тяги опускается и прихват освобождает заготовку от зажима.
3 Разработка технических требований на приспособление
Отклонение от параллельности оси контрольного валика, установленного в призму, относительно поверхности стола станка.
Отклонение от перпендикулярности оси контрольного валика, установленного в призму, относительно поверхности направляющей шпонки.
4 Назначение режимов резания, определение сил резания
Требуется фрезеровать шпоночный паз на валу шириной 10мм и глубиной 5мм, твердость HRC 24, предел прочности = 600 МПа.
4.1Выбор фрезы
«Фреза шпоночная Р6М5 D102234-0355» диаметр D равен 10мм, число зубьев Z фрезы равно 2 ГОСТ 9140-78
Глубина резания t определяется по диаметру фрезы и равна 5 мм
Подача на зуб фрезы S определяется по таблице и равна 0,02 мм/зуб
Период стойкости фрезы Т определяется по таблице и равен 60 мин
4.2Определение расчетной скорости резания
, (1)
где Z - число зубьев фрезы;
Сv - коэффициент, характеризующий материал заготовки и фрезы;
Т - стойкость инструмента, мин ;
S - подача на зуб, мм/зуб;
B - ширина фрезерования, мм;
q, y, x, u, m, p - показатели степени;
t - глубина резания, мм;
Kv - общий поправочный коэффициент на изменённые условия
обработки.
4.3Общий поправочный коэффициент
, (2)
где - коэффициент, учитывающий физико-механические свойства
обрабатываемого материала;
- коэффициент, учитывающий инструментальный материал;
- коэффициент, учитывающий состояние поверхностного слоя
заготовки.
4.4Определение расчетной частоты вращения шпинделя станка
, (3)
где V - скорость резания, мм/мин;
D - наружный диаметр фрезы, мм.
4.5Фактическая частота вращения шпинделя nф определяется по паспортным данным станка и равна 315 об/мин
4.6Определение фактической скорости резания
, (4)
где D - наружный диаметр фрезы, мм;
nф - фактическая частота вращения шпинделя, об/мин.
4.7Определение минутной подачи
, (5)
где S - подача на зуб, мм/зуб;
Z - число зубьев фрезы;
nф - фактическая частота вращения шпинделя, об/мин.
4.8Определение фактической подачи на зуб
, (6)
где Z - число зубьев фрезы;
Sm - минутная подача, мм/мин;
nф - фактическая частота вращения шпинделя, об/мин.
4.9Определение силы резания при фрезеровании шпоночного паза
Рисунок 2 - Схема составляющих силы резания
, (7)
где Cp - коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал и
другие условия;
Z - число зубьев фрезы;
t - глубина резания, мм;
S - подача на зуб, мм/зуб;
B - ширина фрезерования, мм;
q, y, x, u, m, p - показатели степени;
D - наружный диаметр фрезы, мм;
nф - фактическая частота вращения шпинделя, об/мин;
Kp - общий поправочный коэффициент.
4.10Общий поправочный коэффициент
, (8)
где Kмр - коэффициент, учитывающий свойства материала
обрабатываемой заготовки;
Kvр - коэффициент, учитывающий скорость резания;
Kр - коэффициент, учитывающий величину переднего угла
4.11Определение мощности, затрачиваемой на резание
, (9)
где Pz - сила резания, Н;
Vф - фактическая скорость резания, мм/мин.
4.12Проверяется условие возможности обработки
Необходимо, чтобы
, (10)
, (11)
,
.
Условие выполнено для станка 65А90Ф4.
5 Расчет усилия закрепления детали
При вычислении силы зажима W для обеспечения надёжного закрепления вводится коэффициент запаса К, который учитывает нестабильность силовых воздействий на заготовку.
5.1Расчет зажимного усилия
(12)
где К - коэффициент надёжности закрепления;
f1 = 0,2 - коэффициент трения между заготовкой и зажимом;
f2= 0,10 - коэффициент трения между заготовкой и установочными
элементами;
Mk - крутящий момент, Н·м;
d - диаметр фрезы, мм.
5.2Крутящий момент
(13)
где - сила резания, Н
r - радиус фрезы, м.
5.3Коэффициент надёжности закрепления
(14)
где К0 = 1,5 - гарантированный коэффициент запаса;
К1 = 1,0 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания из-за
ислучайных неровностей на обрабатываемой поверхности
заготовки;
К2 = 1,2 - коэффициент, учитывающий увеличения сил резания
вследствие затупления режущего инструмента;
К3 = 1,0 - коэффициент, учитывающий изменение сил резания при
прерывистом резании;
К4 = 1,0 - коэффициент, учитывающий непостоянство зажимного
усилия;
К5 = 1,0 - коэффициент, учитывающий удобство расположения
рукояток у ручных зажимов;
К6 = 1,0 - коэффициент, учитывающий определенность расположения
опорных точек при смещении заготовки моментом сил.
K меньше 2,5 по ГОСТу принимается K равным 2,5
6 Расчет исходного усилия зажимного устройства
Рисунок 3 - Схема для определения силы зажима
6.1Расчёт исходного усилия Q
, (15)
где W - сила зажима, Н;
η = 0,85 - КПД силового пневмопривода.
7 Расчет пневматического привода
7.1Диаметр пневмоцилиндра
(16)
где р = 0,4 - давление воздуха в пневмосистеме, МПа;
Q - исходное усилие, Н;
q = 45 - сопротивление возвратной пружины, Н;
η = 0,85 - КПД силового пневмопривода.
По ГОСТ 15608-81 диаметр пневмоцилиндра DЦ принимается равным 50мм, диаметр штока d равным 18мм
7.2Тянущая сила (сила действующая при давлении сжатого воздуха на поршень)
(17)
где D - диаметр цилиндра, мм;
d - диаметр штока, мм;
р = 0,4 – давление воздуха в пневмосистеме, МПа;
η = 0,85 - КПД силового пневмопривода;
q = 45 - сопротивление возвратной пружины, Н.
По ГОСТ 15608-81 тянущая сила Qшт принимается равной 1000 Н
7.3Проверка диаметра штока на прочность и устойчивость
(18)
где [σ] = 340 - допустимое напряжение материала штока на растяжение
(сжатие), МПа.
Qшт - тянущая сила, Н.
20 ≥ 1,92∙10-3
Диаметр штока d удовлетворяет условию прочности и устойчивости, так как диаметр штока больше минимально возможного диаметра штока.
8 Расчёт приспособления на точность
8.1Расчет приспособления на точность
Приспособление устанавливается на стол станка и выверяется по техническим требованиям:
- отклонение от параллельности оси контрольного валика, установленного в призму, относительно поверхности стола станка не более 0,005 мм;
- отклонение от перпендикулярности оси контрольного валика, установленного в призму, относительно поверхности направляющей шпонки 0,01 мм.
(19)
где К = 1,2 - коэффициент зависящий от случайных погрешностей;
бс= 0 - погрешность станка в ненагруженном состоянии вызываемая
погрешностями изготовления и сборки, мм;
бпр = 0,005 - погрешность расположения на станке посадочных
поверхностей, мм;
боп= 0,01 - погрешность расположения опорных поверхностей
относительно посадочных поверхностей приспособления, мм;
би - погрешность базирования заготовки в приспособлении, мм;
бз = 0 - погрешность вызываемая закреплением заготовки, мм;
би = 0 - погрешность изготовления инструмента, мм;
бри = 0 - погрешность расположения инструмента на станке, мм;
бд= 0 - погрешность вызываемая деформацией при обработке, под
действием сил резания, мм;
биз = 0 - погрешность вызываемая износом инструмента, мм.
8.2Погрешность базирования заготовки определяется по формуле
(20)
где d1= 0,04 - допуск на размер, мм.
,
8.3Необходимо соблюдение условия на точность
(21)
где а = 0,08 – допуск на симметричность паза, мм
0,08 0,04
Условие выполняется.
9 Расчет экономичности на точность
9.1Годовая технологичность себестоимости
, (22)
где - себестоимость в станках часа y.e;
- штучное время, мин;
N - объем партии, шт;
Н - накладные расходы, %;
- стоимость приспособления, y.e;
А - срок амортизации, год;
g – годовые расходы связанные с эксплуатацией, %.
9.2Стоимость приспособления, y.e .;
(23)
где k – стоимость одной детали приспособления,y.e;
g – количество деталей в приспособлении, шт;
Данные по вариантам
|
Сс, y.e |
N, шт |
Н, % |
k, y.e |
g , шт |
, y.e |
А , год |
g , % |
||
|
По проектируемому приспособлению |
801 |
4,05 |
2500 |
200 |
3,8 |
30 |
114 |
4 |
20 |
|
По существующему приспособлению |
753 |
5,7 |
2500 |
200 |
3 |
5 |
15 |
1 |
20 |
По проектируемому приспособлению
По существующему приспособлению
.
9.3Годовая экономия при применении приспособления
,
С1- годовая технологическая себестоимость по проектируемому приспособлению, ;
С2- годовая технологическая себестоимость по существующему приспособлению,
9.4Срок окупаемости приспособления
год,
Применения приспособления к станку считается экономичным, если:
Заключение
В данном курсовом проекте разработано приспособление для фрезерования шпоночного паза. Выполнен расчёт на точность в зависимости от конструкции приспособления, применяемого инструмента и оборудования. Приведён расчёт усилия закрепления обрабатываемой детали в приспособлении, расчёт пневмопривода и его штока на прочность, расчёт режимов резания для фрезерования шпоночного паза детали «винт». Разработаны технические требования на приспособление, устройство и принцип его работы.
Приспособление удовлетворяет требованиям точности базирования и закрепления.
Литература
1. Н. П. Косов. Станочные приспособления. «Машиностроение» , 1977г.
2.М. А. Ансеров. Приспособления для металлорежущих станков. «Машиностроение» ,1975 г.
3. Ю. И. Кузнецов. Справочник. Оснастка для станков с ЧПУ. Москва. «Машиностроение» ,1990 г..
4. А. К. Горошкин. Справочник. Приспособления для металлорежущих станков. Москва. «Машиностроение» , 1979 г.
5. В.С. Корсаков. Основы конструирования приспособлений в машино-
строении .М., «Машиностроение», 1983 г.
6. А.П. Белоусов. Проектирование станочных приспособлений. М.,
В.ш. 1980 г.
7. Справочник технолога-машиностроителя в 2х томах. Под ред.
А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова, М., Машиностроение,1985.
8. Б. Н. Вардашкин , В. В. Данилевский. Справочник. Станочные приспособления. 1; 2 том. Москва . «Машиностроение» 1984 г.
9. Б. И. Черпаков . Технологическая оснастка. Москва. ACADEMA 2005г.
10. В. А. Ванин, А. Н. Преображенский. Приспособления для металлорежущих станков.
11. С. М. Зонненберг, А.С. Лебедев. Пневматические зажимные приспособления ,1953 г.
12. Г. Г. Овумян ,Я. И. Адам. Справочник зубореза. Москва. «Машиностроение», 1983 г.
ШибановК.А wefККюА
Приспособление фрезерное
КП.151001.14.00.12.000СБ