Курсовой проект - Разработать конструкцию приспособления на токарную операцию - файл n1.doc

приобрести
Курсовой проект - Разработать конструкцию приспособления на токарную операцию
скачать (153.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc154kb.07.07.2012 03:21скачать

n1.doc

Уфимский государственный авиационный технический университет
Кафедра технологии машиностроения .

100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12





































































































































































































































































































































90

80

70

60

50



40

30

20

10











ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту по технологической оснастке



2016.309200.329 ПЗ

(обозначение документа)



Группа ТМ-601 Б Фамилия, и., о. Подпись Дата Оценка

Студент Изусина Н.В.



Консультант Давлеткулов Р.К.

Принял

Уфа 2005 г.


Уфимский государственный авиационный технический университет
Кафедра технологии машиностроения факультет АТС .


Задание
на курсовое проектирование по технологической оснастке .



на тему «Разработать конструкцию приспособления на токарную операцию» .
выдано 26 сентября 2005г. студенту 6 курса
ТМ - 601 Б группы



Изусиной Наталье Валерьевне

(ф., и., о.)


Срок выполнения 23 декабря 2005г.
Руководитель проекта Давлеткулов Р.К. .

  1. Технические условия
















  1. Содержание проекта


Введение, описание конструкции, силовой расчет приспособления, точностной расчет

приспособления, расчет на прочность, вывод, пояснительная записка.






  1. Оформление проекта




  1. Пояснительная записка – с рисунками и расчетными таблицами.

  2. Чертежи.


Чертеж детали, общий вид приспособления, спецификация приспособления.










4. Литература


  1. Ансеров М.А. Приспособления для металлорежущих станков: 4-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение, 1975. - 656 с.

  2. Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков: Справочник. - 7-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1979. - 303 с., ил.

  3. Малых В.А. Рахимов Э.Г. Точностные расчеты при проектировании станочных приспособлений: Учебное пособие. - Уфа: изд. УАИ, 1985. - 55 с.

4. Антонюк В.Е. В помощь молодому конструктору станочных приспособлений.- Минск: Беларусь, 1975. – 352 с.












Зав. кафедрой . Руководитель проекта .

Содержание

Введение

1 Исходные данные


2 Описание конструкции приспособления

  1. Силовой расчет приспособления

  2. Точностной расчет приспособления

  3. Расчет на прочность

Заключение

Список использованных источников

Приложение

Спецификация токарного приспособления
Введение

Наибольший удельный вес в общем парке технологической оснастки составляют станочные приспособления, применяемые для установки и закрепления заготовок деталей, обрабатываемых на металлорежущих станках.

За счет использования приспособлений устраняется необходимость разметки заготовок, расширяются технологические возможности металлообрабатывающего оборудования; возрастает производительность труда; повышаются точность обработки и качество изделий; обеспечивается возможность многостаночного обслуживания, применения прогрессивных норм времени, снижения потребной квалификации и численности рабочих; создаются условия для механизации и автоматизации процессов производства; снижается себестоимость продукции; улучшаются условия и безопасность труда.

Несмотря на общую цель применения станочных приспособлений, они принципиально различаются в зависимости от вида обработки и оборудования.

К токарным станкам широко применяют приспособления, в устройствах которых зажимная сила создается в результате упругих свойств тонкостенных оболочек, заполненных специальной гидропластмассой. Она представляет собой несжимаемую, очень вязкую жидкость, выполненную на основе органических смол. Гидропластмасса легкоподвижна, не просачивается в существующие зазоры, и длительное время сохраняет свои механические свойства. Самоцентрирующая тонкостенная втулка обеспечивает центрирование и закрепление заготовки в процессе ее обработки.

Целью курсового проекта является создание конструкции станочного приспособления для токарного станка 16М20Т1, отвечающего эксплуатационным требованиям. В настоящей работе спроектирован пневматический патрон с гидропластмассой, предназначенный для закрепления и ориентации заготовки на токарной операции № 065.

Достоинства приспособлений с гидропластмассой:

- конструкция компактна и проста;

- практически отсутствуют движущие элементы;

- не требуют специальных уплотнений;

- высокие точность и надежность.


1 Исходные данные



При проектировании приспособлений исходными данными являются:


  1. Рабочие чертежи заготовки и готовой детали.

  2. Операционный эскиз обработки заготовки.

  3. Сведения об оборудовании, инструменте, режимах обработки.

  4. Последовательность переходов.

  5. Тип производства.



2 Описание конструкции приспособления

Для более точного закрепления детали на токарной операции 65 применяется пневматический патрон с гидропластмассой. Корпус 1 патрона с каналами для массы прикреплён к переходной планшайбе 2. В корпусе помещена тонкостенная втулка 3 для центрирования и зажима заготовки. Давление в полости создаётся плунжером 7, связанным через тягу 6 со штоком пневмоцилиндра. Вспомогательный плунжер 9 служит для регулирования объёма полости и, следовательно, давления и силы зажима. В корпусе патрона закреплена направляющая втулка 5. Заглушка 14 закрывает отверстие для выхода воздуха.

В качестве наполнителя каналов патрона используется гидропластмасса марки СМ. Состав и характеристика гидропластмассы: полихлорвиниловая смола марки М – 20 %; дибутилфталат (пластификатор) – 78 %; стеарат кальция (стабилизатор) – 2 %. Температура плавления +140єС, рекомендуемый температурный режим работы приспособления 5 – 60єС; допустимый зазор, при котором обеспечивается герметичность полоти с гидропластмассой СМ: до 0,03 мм при давлении до 30 МПа и до 0,02 мм – при давлении до 40 МПа. Уменьшение объема гидроплпстмассы на каждые 10 МПа давления – 0,5 %.


  1. Силовой расчет приспособления


При проектировании патронов с гидропластмассой с механизированным приводом рассчитываются:

  1. параметры упругой тонкостенной втулки;

  2. размеры плунжера, диаметр цилиндра и ход поршня.


3.1 Расчет параметров упругой тонкостенной втулки
Вводятся обозначения:

D – диаметр установочной поверхности центрирующей втулки, мм;

l – длина тонкостенной части втулки, мм;

h – толщина тонкостенной части втулки, мм;

T – ширина опорных поясков втулки, мм;

t – толщина опорных поясков, мм;

∆Dдоп – допустимая упругая деформация втулки в ее средней части, мм;

Smах – максимальный зазор между установочной поверхностью втулки и базовой поверхностью зажимной детали в свободном состоянии, мм;

lk – длина контактной зоны, т.е. участка упругой втулки, прилегающего к зажимаемой детали после деформации, мм;

? – коэффициент, характеризующий длину контактной зоны, ? = lk / l;

р – гидростатическое давление в полости приспособления, кгс/см2;

Мкр – допустимый крутящий момент, вызванный силой резания, кгс/см;

Pz – сила резания, кгс;

r = 39 мм – плечо силы резания, см.

Материал втулки – сталь У7А.

D = 115 мм; l = 13 мм; t = 9 мм.

Рисунок 1 Схема для расчета тонкостенной втулки

3.1.1 Допустимая деформация тонкостенной втулки в ее средней части ∆Dдоп определяется по формуле:

∆Dдоп = ?т / ЕК · D,
где ?т = 8500 кгс/см2 - предел текучести материала,;

Е = 2,09 · 106 кгс/см2– модуль упругости, кгс/см2;

К – коэффициент запаса прочности, К = ?т / [?];

При деформации коротких втулок с l < 0,3 D в зоне сопряжения их тонкостенной части с опорными поясками возникают сложные напряжения, создаваемые изгибающим моментом, поэтому рекомендуется принимать К= 2. Тогда для конструкционных сталей ∆Dдоп = 0,002 D;

[?] – допускаемое напряжение, кгс/см2.
∆Dдоп = 0,002 /115 = 0,23 мм.
3.1.2 Толщина h тонкостенной части втулки при D = 50…150 мм определяется по формуле:
h =0,025 D;
h = 0,025 · 115 = 2,9 мм.
3.1.3 Максимальный радиальный зазор Smах между установочной поверхностью тонкостенной втулки и базовой поверхностью обрабатываемой детали, когда деталь не зажата, определяется по формуле:
Smах = Dmах – Dд min;
Smах = 108,5 – 108,36 = 0,14 мм.
3.1.4 Высота Н полости под гидропластмассу вычисляется по формуле:

3 3

Н = 2 D = 2 115 = 9,7 мм.
3.1.5 Длина посадочного пояска втулки определяется по формуле:
3 3

Т = 2,5 D = 2,5 115 = 12 мм.
3.1.6 Гидростатическое давление р в полости приспособления при l < 0,3 D определяется по формуле:
р = 1,25 ∆D ·Е · h / D2 · n,
где n = l / D = 13 / 115 = 0,11 мм.
р = 1,25 · 0,023 · 2,09 · 106 · 0,29 / 11,52 · 0,011 · 10 · 10 = 120 кгс/см2.


      1. Допустимый крутящий момент при резании Мкр определяется по формулам:


Мкр = Pz r;
Pz = 10 · СР · t х · S y · V n · Kр,
где СР = 300 – постоянный коэффициент;

t = 1,05 мм – глубина резания;

S = 0,8 мм/об – подача;

V = – скорость резания;

Kр = 1,0 – коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости;

х = 1,0, у = 0,75, n = – 0,15 – показатели степени.


Рисунок 2 Схема действия сил и момента

Pz = 10 · 300 · 0,105 1,0 · 0,08 0,75 · 6,126 - 0,15 · 1,0 = 53,8 кгс
Мкр = 53,8 · 3,9 = 209,8 кгс· см.




или Мкр = 5 · 105 m m · i · D2,

где m = h / (D/2);

D – диаметр установочной поверхности, см;

i – запас деформации, обеспечивающий натяг при зажиме детали, см.
m = 2,9 / (115/2) = 0,05 мм = 0,005 см.




Мкр = 5 · 105 · 0,005 0,005 · 0,009 · 11,52 = 210,4 кгс ·см.
3.1.8 Запас деформации i, представляет собой разность между допустимой деформацией втулки ∆Dдоп и максимальным зазором Smах в сопряжении:
i = ∆Dдоп – Smах;
i = 0,23 – 0,14 = 0,09 мм = 0,009 см.
3.1.9 Длина lk контактной зоны зависит от отношения h/R и от коэффициента минимальной длины тонкостенной части втулки ?, значения которых приводятся в [1]:
h/R = 0,97, тогда ?R = 1,15·R = 3,45 мм,

где R = 3 мм.
Если длина тонкостенной части втулки l < ?R, то



lk = l i / Smах + i = 13 · 0,09 / 0,14 + 0,09 = 8 мм.


3.2 Расчет размеров плунжера, диаметра цилиндра и хода поршня
3.2.1 При D /8 < l < D /4 диаметр плунжера рассчитывается по формуле:




dпл = 1,2 D ;


dпл = 1,2 115 = 12,9 мм.
Принимаем dпл = 13 мм.

Длину рабочей поверхности плунжера принимают равной 1,8…2 диаметрам. Принимаем lпл = 26 мм.

Материал плунжера – сталь 45; HRC = 40– 45.

Размеры плунжера – компенсатора и винта: L = 20 и 15 мм; l = 13 и 10 мм. Остальные размеры приводятся в справочной литературе.
3.2.2 Определяется сила Q на штоке.
Q = (? d2 / 4)

· р;
Q = (3,14 · 1,32 / 4 ) · 120 = 159,2 кгс.


      1. Диаметр D1 поршня определяется по формуле:




D1 = 4Q / ? рв? ;
где рв = 4 кгс/см2 – давление воздуха в сети;

? = 0,85 – к.п.д.




D1 = 4 · 159,2 / 3,14 · 4 · 0,85 = 7,7 см = 77 мм.
Принимаем ближайшее большее стандартное значение диаметра поршня по справочнику [2]. D1 = 80 мм.


      1. Определяется ход L поршня и плунжера. Объем гидропластмассы, вытесняемой плунжером, равен приращению объема полости при деформации оболочки на величину Smах плюс объем, образовавшийся за счет сжатия гидропластмассы (0,5% от первоначального объема на 100 кгс/см2 давления).


L = 4 (D – 2 h) · (lk Smах + l Н К1 К2) / d2;
где К1 = 1,2 – коэффициент запаса гидропластмассы в каналах;

К2 = 5 · 10 -5 р – коэффициент упругости гидропласмассы при данном гидростатическом давлении.
L = 4 (11,5 – 2 · 0,29) · (0,8 · 0,014 + 2,6 · 0,97 · 1,2 · 5 · 10-5 · 120) / 1,32 = 1,18 см



  1. Точностной расчет приспособления



Проектируемое приспособление относится к группе токарных, 3-му виду – специальное на планшайбе. Для приспособлений на планшайбе применяется в основном 2 способа наладки технологической системы. При первом способе наладки производится выверка приспособления по установочному элементу. При втором – при отсутствии возможности выверки приспособления в его конструкции предусматривается специальный (выверочный) наладочный элемент. В настоящей работе для расчета используется второй способ.

Диаметр 80Н7/ h6 – 80 -0,022+0,035

Величина погрешности базирования по технологической базе рассчитывается по формуле:



ТБ = 1/КСпр2 + ∆упр2 + ∆h 2 + ∆уз 2 + ∆з 2 + ∆ст2,
где КС – коэффициент, зависящий от величины динамических погрешностей; КС = 0,7;

пр – погрешность приспособления, ∆пр =(1/3…1/5) 0,16 = 0,03 мм;

упр – погрешность установки приспособления равна нулю, т.к. приспособление устанавливается на конический фланец шпинделя без зазора;

з – погрешность заготовки равна нулю т.к. установочная и исходная базы заготовки совпадают;

уз – погрешность установки заготовки равна нулю, т.к. приспособление самоцентрирующее;

h – погрешность настройки исходной точки;

ст – погрешность станка, ∆ст = 0,02 (по паспортным данным станка 16М20Т1);


? = 1/0,7 0,032 + 0,022 = 0,05 мкм.
Так как 0,05 < 0,16, то условие точности выполняется.


  1. Расчет на прочность



Рассчитывается внутренний диаметр винтов, предназначенных для крепления корпуса патрона к планшайбе.




d = (4 ? Q) / z ? [?р] мм ,

где ? – коэффициент затяжки (? = 2,25);

Q – осевое усилие, действующее на винты;

z – число винтов;

?р – допускаемые напряжения материала винта на растяжение.

Материал винтов – сталь 35.

[?р] = 50 кгс/см2 [4].




D = (4 · 2,25 · 1592) / 4 · 3,14 · 50 = 4,8 мм.
Для более надежной работы винтов принимаем d = 8 мм.

Расчет на прочность резьбового соединения нагруженного осевой силой, по допускаемым напряжениям растяжения осуществляется по формуле:
? = 4 Q / (? d2) ? [?р];

где ? – фактическое напряжение растяжения;

Q – расчетная осевая сила;

d– диаметр опасного сечения (внутренний диаметр резьбы).
? = 4 · 159,2 / (3,14 · 82) = 32 кгс/см2.
Поскольку 32 < 50 , то условие прочности выполняется.


Заключение

В процессе проектирования станочного приспособления соблюдались требования ЕСКД.

При проектировании использовались стандартизованные и унифицированные элементы приспособлений, что позволит сократить цикл подготовки производства и снизить себестоимость изготовления оснастки.

При конструировании патрона рассчитывались основные размеры тонкостенной втулки, плунжеров, диаметр цилиндра и ход поршня для приспособления.

Форма и размеры тонкостенной втулки обеспечивают достаточную ее деформацию для надежного зажима заготовки детали при обработке ее на станке.

Произведен расчет погрешности базирования в зависимости от способа установки заготовки по общепринятым формулам. По результатам расчета видно, что условие точности выполняется.

Определена сила зажима обрабатываемой заготовки. Найденное значение обеспечивает надежное закрепление заготовки в приспособлении.

Расчет резьбового соединения на прочность показал, что выбранные для крепления корпуса патрона к планшайбе винты обеспечат надежную работу приспособления.

В целом спроектированное приспособление обеспечивает достижение заданной точности обработки заготовки.


Список использованных источников


  1. Ансеров М.А. Приспособления для металлорежущих станков: 4-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение, 1975. - 656 с.

  2. Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков: Справочник. - 7-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1979. - 303 с., ил.

  3. Малых В.А. Рахимов Э.Г. Точностные расчеты при проектировании станочных приспособлений: Учебное пособие. - Уфа: изд. УАИ, 1985. - 55 с.

  4. Антонюк В.Е. В помощь молодому конструктору станочных приспособлений.- Минск: Беларусь, 1975. – 352 с.


ПРИЛОЖЕНИЕ А

(справочное)

Спецификация токарного приспособления

Уфимский государственный авиационный технический университет
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации