Курсовый проект - Приспособление для сверления - файл n3.doc

приобрести
Курсовый проект - Приспособление для сверления
скачать (207.5 kb.)
Доступные файлы (3):

n1.spw
n2.cdw
n3.doc	418kb.	27.12.2009 17:27	скачать

n3.doc

Содержание.
Введение

Описание принципа работы приспособления.
Силовой расчет приспособления.
Точностный расчет приспособления.
Расчет технологической себестоимости обработки в приспособлении

Заключение

Литература.

Введение
Интенсификация производства в машиностроении неразрывно связана с техническим перевооружением и модернизацией средств производства на базе применения новейших достижений науки и техники. Техническое перевооружение, подготовка производства новых видов продукции машиностроения и модернизация средств производства неизбежно включают процессы проектирования средств технологического оснащения и их изготовления.

Применение станочных приспособлений позволяет:

1. Надежно базировать и закреплять обрабатываемую деталь с сохранением ее жесткости в процессе обработки;

2. Стабильно обеспечивать высокое качество обрабатываемых деталей при минимальной зависимости качества от квалификации рабочего;

3. Повысить производительность и облегчить условия труда рабочего в результате механизации приспособлений;

4. Расширить технологические возможности используемого оборудования.

В зависимости от вида производства технический уровень и структура станочных приспособлений различны. Для массового и крупносерийного производства в большинстве случаев применяют специальные станочные приспособления. Специальные станочные приспособления имеют одноцелевое назначение для выполнения определенных операций механической обработки конкретной детали. Эти приспособления наиболее трудоемки и дороги при исполнении. В условиях единичного и мелкосерийного производства широкое распространение получила система универсально-сборных приспособлений (УСП), основанная на использовании стандартных деталей и узлов. Этот вид приспособлений более мобилен в части подготовки производства и не требует значительных затрат.

Описание принципа работы приспособления

Приспособление предназначено для закрепления деталей в процессе сверления сквозного отверстия диаметром 10 мм, выдерживая расстояние до центра отверстия 70±0,095 мм.

Приспособление крепится к столу станка при помощи четырех винтов, вставляемых в “Т” – образные паз стола и отверстия плиты (5). На призму (11) устанавливается заготовка, до опоры (4), которая

расположена на кронштейне (2). Кронштейн (2) закреплена на плите (5) с помощью винтов (7) и штифтов (16). Заготовка фиксируют при помощи прижима (6),который находится на шпильке (14) в месте с пружиной (12). В кронштейне (1) запрессована кондукторная втулка (3), которая направляет сверло во время сверления.

Силовой расчет приспособления

Для силового расчета необходимо назначить станок и инструмент для сверления и рассчитать режимы резания.

Сверление будет производиться на вертикально-сверлильном станке 2Н125.

Заготовка устанавливается при помощи приспособления «072».

Сверлятся 1 отверстие Ш 10 мм, выдерживая диаметр 70±0,095 мм.

При обработке используется спиральное сверло из быстрорежущей стали

Ш10 мм с коническим хвостовиком ГОСТ 10903 – 77.

Диаметр сверла, D=10 мм

Длина сверла, L=168 мм

Длина рабочей части, l=87 мм

Конус Морзе 1

Геометрические параметры:

?=12є ; ? = 40є ; 2? = 118є ;

Расчет режимов резания.
Глубину резания t принимаем равной половине диаметра отверстия:

Подачу принимаем в соответствии с рекомендациями в [1, табл. 35] в зависимости от диаметра сверла и твердости обрабатываемого материала:

Скорость резания рассчитываем по эмпирической формуле:

,

где Т – среднее значение стойкости инструмента, мин.;

s – подача, мм/об;

D – диаметр сверла, мм;

K_v – коэффициент, учитывающий условия обработки.

Значения коэффициентов C_v, показателей степени q, y и m принимаем из [1, табл. 38]: C_v=7,0, q=0,4, y=0,7 и m=0,2.

Коэффициент K_v представляет собой:

,

где K_lv – коэффициент, учитывающий глубину сверления, K_lv=1 [1, табл. 41];

K_иv – коэффициент, учитывающий материал инструмента, K_иv=1 [1, табл. 6];

K_мv – коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки:

,

где n_v=0,9 [1, табл. 2];

Тогда скорость резания по формуле:

Частоту вращения шпинделя определим по формуле:

Для вертикально-сверлильного станка принимаем частоту вращения шпинделя равную n_пр=650 мин^-1.

Тогда скорость резания по формуле:

Крутящий момент и осевую силу рассчитаем по формулам:

,

где K_p – поправочный коэффициент:

Поправочный коэффициент K_мр:

Значения коэффициентов C_м, показателей степени q и y принимаем из [1, табл. 32]: C_м=0,0345, q=2, y=0,8.

Значения коэффициентов C_р, показателей степени q и y принимаем из [1, табл. 42]: C_р=68, q=1,0, y=0,7.

Мощность резания:

Основное время на обработку:

,

где

– длина обрабатываемой поверхности, мм;

– величина врезания инструмента, мм;

- величина перебега инструмента, мм.

Принимаем величину перебега

мм.

При конструировании нового станочного приспособления силу закрепления

находят из условия равновесия заготовки под действием сил резания, тяжести инерции, трения, реакции в опорах и собственно силы закрепления. Полученное значение силы закрепления проверяют из условия точности выполнения операции. В случае необходимости изменяют схему установки, режимы резания и другие условия выполнения операций. При расчетах силы закрепления учитывают упругую характеристику зажимного механизма.

Силовой расчет учитывает коэффициент запаса - К, поскольку при обработке заготовки возникают неизбежные колебания сил и моментов резания. В общем случае величина этого коэффициента находится в пределах от 2…3,5, в зависимости от конкретных условий обработки.

Величина

.

Значение коэффициента надежности К следует выбирать дифференцированно в зависимости от конкретных условий выполнения операции и способа закрепления заготовки. Его величину можно представить как произведение частных коэффициентов, каждый из которых отражает влияние определенного фактора:

- гарантированный коэффициент запаса надежности закрепления,

;

- коэффициент, учитывающий наличие случайных неровностей на заготовке;

- для предварительно обработанных;

- коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при пригрессирующем затуплении инструмента в зависимости от метода обработки;

- в зависимости от обрабатываемого материала и метода обработки;

- коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при прерывистой обработке,

- коэффициент, учитывающий изменение зажимного усилия прикладываемого к заготовке;

- для ручных зажимов;

- коэффициент, учитывающий степень удобства расположения рукояток в ручных зажимах;

- при удобном расположении и малой длине рукоятки;

- коэффициент, учитывающий наличие момента, стремящегося повернуть заготовку на опорах.

- для опорного элемента, имеющего ограниченную поверхность контакта с заготовкой;

Выполним расчет:

Величину необходимого зажимного усилия определяют на основе решения задачи статики, рассматривая равновесие заготовки под действием приложенных к ней сил. Для этого необходимо составить расчетную схему, то есть изобразить на схеме базирования заготовки все действующие на нее силы: силы и моменты резания, зажимные усилия, реакции опор и силы трения в местах контакта заготовки с опорными и зажимными элементами.

По расчетной схеме необходимо установить направления возможного перемещения или поворота заготовки под действием сил и моментов резания, определить величину проекций всех сил на направление перемещения и составить уравнения сил и моментов:

Схема установки детали.

Расчетная схема сверлильного приспособления.

Цилиндрическая заготовка закреплена в призме с углом ? и находиться под действием момента обработки

и осевой силы

. Создаваемые силы и моменты трения противодействуют сдвигу вдоль оси и повороту заготовки.

Тогда расчетная формула имеет вид:

где

f₁ и f₂– коэффициент трения в контакте заготовки с зажимными и установочными элементами

;

Н.

Принимаем большое значение W, т.е.

H.
В качестве силового механизма выбираем рычажный зажим, имеющий прихват (рычаг) с плечами l₁=45 и l₂=61.

Размеры сечения прихвата (прихват изготовлен из стали 45) можно определить из формулы:

,

где

- напряжение при изгибе (допускаемое напряжение для стали 45 после нормализации

МПа);

W – обеспечиваемая сила зажима;

l₁ – плечо рычага;

- ширина опасного сечения прихвата, мм;

- высота сечения прихвата (принимаем

мм);

Z – момент сопротивления прихвата:

, мм³.

Решая приведенное уравнение, определяем ширину сечения:

По выявленным данным выбирается прихват передвижной шарнирный по ГОСТ 4735-69 из стали 45 с размерами: длина

мм; ширина

мм; высота

мм. Прихват дорабатываем с целью получения рабочего зажимного элемента в виде вилки.

Далее осуществляем расчет зажимного механизма.

Данный зажимной механизм состоит из двух механизмов: рычажный и винтовой механизм.

Для которого:

Основной характеристикой механизма является передаточное отношение сил, которое для рычажного механизма определяем как:

,

для винтового механизма:

Расчет рычажных механизмов сводится к выявлению соотношению сил зажима W и привода Q:

H.

Расчет винтовых зажимных устройств:

- определяем номинальный (наружный) диаметр резьбы винта по формуле

принимаем

где C – коэффициент, для основной метрической резьбы C=1,4;

Q – потребная сила зажима;

- допускаемое напряжение растяжения (сжатия), для винтов из стали 45 с учетом износа резьбы можно принять

МПа.

- определяем момент М, который нужно развить на винте для обеспечения заданной зажимной силы Q:

где

- средний радиус резьбы (можно принять

);

- угол подъема резьбы;

- угол трения в резьбе;

- момент трения на опорном торце гайки.

При средних значениях

;

можно пользоваться приближенным расчетом М:

H·мм.

- момент открепления винтового зажимного устройства:

После преобразований получим:

- рассчитываем длину рукоятки (ключа) l по заданной силе воздействия (при ручном зажиме

) из условия равновесия гайки (винта):

Отсюда:

мм.

Расчёт на прочность.

Наиболее нагруженным элементом приспособления можно считать шпильку, которая является опорой рычага и на которую действует растягивающая сила W+Q. Её опасным сечением является внутренний диаметр резьбы, который определяется:

,

где с – коэффициент (для метрических резьб С=1,4); [

]=175 МПа – допускаемое напряжение при растяжении.

мм.

Принимаем шпильку М12

80 из стали 40Х.

Точностный расчет приспособления.

Особенностью обработки отверстий на сверлильных станках является наличие в конструкции приспособлений элементов для направления режущих элементов (кондукторных втулок) направление и ориентация инструментов осуществляется непосредственно по режущей части.

Погрешность обработки заготовок на кондукторах во многом зависит от погрешности положения направляющих элементов относительно установочных элементов приспособления. В то же время погрешности связанные с установкой кондуктора на станке не оказывают влияния на точность координатного расположения обрабатываемых отверстий. Элементы для ориентации приспособления на станке в большинстве случаев отсутствуют, положение кондуктора определяется свободным вхождением инструмента в направляющий элемент, т.е. начало координат таких технологических систем материализуются в элементах для направления инструмента.

Погрешность настройки инструмента равна наибольшему возможному смещению оси обрабатываемого отверстия, вызванному перекосом инструмента во втулке. Возможность такого перекоса обусловлена зазором между инструментом и отверстием кондукторной втулки. Причинами перекоса инструмента относительно номинального положения могут быть:

- биение режущей части при вращении;

- несимметричность заточки;

- неоднородность материала заготовки (пятнистая структура);

- неравномерности поверхности в месте входа инструмента с осью отверстия направляющего инструмента.
Расчет рекомендуется выполнять по формуле:

,

где

- коэффициент, учитывающий долю статической составляющей в общей погрешности.

При сверлении

Указание диаметров
Диаметр сверла 10h6(_-0,009);

- диаметр под сверло;

;

- диаметр сопряжения быстросъемной втулки c отверстием плиты;

;

(мм);

Суммарная погрешность приспособления

(мм).

;

Смещение положения оси отверстия

, мм;

где L - высота посадочного отверстия, мм;

l - глубина обрабатываемой заготовки, мм;

h - расстояние между торцом втулки и поверхностью заготовки, мм;

, мм;

а - величина неперпендикулярности на базовой длине;

Увод сверла

Погрешность настройки инструмента

, мм;

где

- максимальный зазор в сопряжении инструмента с отверстием кондукторной втулки;

l - глубина обрабатываемой заготовки, мм;

h - расстояние между торцом втулки и поверхностью заготовки, мм;

H - высота втулки, мм.

, мм.

(мм).

Погрешность установки заготовки

(мм.)

(мм).

(мм).

Заданные параметры конструктивных элементов приспособления для получения отверстий обеспечиваются.

С информационной точки зрения расчеты допусков на изготовление элементов приспособления представляют собой преобразование информации о точности обработки поверхностей детали на данной операции в точностные требования к приспособлению.

Расчет технологической себестоимости обработки в приспособлении

Приведённые затраты на единицу продукции определяются по формуле:

,

где

- основная заработная плата производственных рабочих;

руб. - часовая тарифная ставка рабочего 1-го разряда;

- тарифный коэффициент 3-го разряда;

% - накладные расходы на зарплату;

- стоимость приспособления,

- количество деталей в приспособлении;

- удельная себестоимость (себестоимость приспособления, приходящаяся на одну его деталь);

N - годовая программа выпуска;

- коэффициент, учитывающий затраты на приспособление;

- коэффициент, учитывающий затраты, связанные с эксплуатацией приспособления;

года – срок службы приспособления.

Основная зарплата на выполнение операции в приспособлениях:

руб.;

Стоимость изготовления приспособления:

руб.;

Технологическая стоимость обработки:

руб.;
Заключение
В ходе выполнения контрольной работы по курсу “Технологическая оснастка” мною было разработано приспособление для сверления отверстия Ш10 мм в детали «Валик». Были закреплены навыки по базированию заготовки, разработке приспособления, расчету экономической эффективности и основных характеристик силового механизма.

Литература

Справочник технолога-машиностроителя. Т. 2. Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. Москва, “Машиностроение”, 1986.
В. А. Федоренко, А. И. Шошин. Справочник по машиностроительному черчению. Ленинград, “Машиностроение”, 1981.
В. А. Горохов. Проектирование и расчёт приспособлений. Минск, “ Вышэйшая школа”, 1986.
В. С. Корсаков. Основы конструирования приспособлений. Москва, “Машиностроение”, 1983.
Чемесов Б. П. , Найдёнышев Е. М. Методические указания к практическим занятиям по курсу “Технологическая оснастка” Новополоцк , 2001.
Курмаз Л.В. Детали машин. Проектирование: учебное пособие. Мн: УП “Технопром”, 2002.