Курсовая работа - Разработка схемы автоматизированного кондуктора для сверления отверстия диаметром 10мм в пальцах - файл n1.docx

Курсовая работа - Разработка схемы автоматизированного кондуктора для сверления отверстия диаметром 10мм в пальцах
скачать (756.6 kb.)
Доступные файлы (3):
n1.docx278kb.02.12.2010 22:08скачать
n2.dwg
n3.docx12kb.14.02.2011 10:30скачать

n1.docx

Содержание.
Введение…………………………………………………………………………2

1.Описание принципа работы приспособления……………………………….3

2.Силовой расчет приспособления……………………………………………..3

3.Точностной расчет приспособления…………………………………………7

4.Расчет технологической себестоимости обработки заготовки в приспособлении……...........................................................................................12

Заключение…………………………………………………………………… 13

Литература………………………………………………………………………14

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.
1. Описание принципа работы приспособления

Приспособление предназначено для закрепления деталей в процессе сверления сквозного отверстия диаметром 10 мм, выдерживая расстояние от торца детали до центра отверстия 70 мм.

Приспособление крепится к столу станка при помощи четырех винтов, вставляемых в "Т" - образные пазы стола и пазы корпуса (1). На призму (14) устанавливается заготовка, до упора (12), который расположен на корпусе (1). Упор (12) закреплен на корпусе (1) с помощью винтов (26) и штифтов (34). Заготовка фиксируется под действием силы давления пневмоцилиндра, встроенного в корпус кондуктора, и опор (17), которые установлены в расточку плиты кондукторной (2).

В кондукторную плиту (2) запрессована кондукторная втулка (16), которая направляет сверло во время сверления.


2.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.

Сверлятся 1 отверстие Ш 10 мм, выдерживая размер от торца детали 70H14 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;

Kv – коэффициент, учитывающий условия обработки.

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

Коэффициент Kv представляет собой:

,

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

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

Kмv – коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки:

,

где nv=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 nпр=650 мин-1.

Тогда скорость резания по формуле:



Крутящий момент и осевую силу рассчитаем по формулам:

,

,

где Kp – поправочный коэффициент:



Поправочный коэффициент Kмр:







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



Значения коэффициентов Cр, показателей степени q и y принимаем из [1, табл. 42]: Cр=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 пневматического 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:



Рисунок 2.1 - Схема установки детали. Расчетная схема сверлильного приспособления.

Цилиндрическая заготовка закреплена в призме с углом ? и находится под действием момента обработки Мкр и осевой силы Р0. Создаваемые силы и

моменты трения противодействуют сдвигу вдоль оси и повороту заготовки. Тогда расчетная формула имеет вид:

,

где Мкр- крутящий момент на сверле, Н·м. Мкр=8,1Н·м;

К-коэффициент запаса, К=2,52;

f- коэффициент трения на рабочих поверхностях зажимов, f=0,16;

d- диаметр заготовки, мм.



В качестве силового механизма выступает кондукторная плита с установленными в нее прижимными опорами и пневмоцилиндр.

Фактическая сила зажима, развиваемая пневмоцилиндром определяется по формуле:

,
где р- давление в пневмосистеме предприятия, Р=0,4-1,6 МПа.

?- КПД пневмоцилиндра, ?=0,95.
Тогда

Н.
Данный зажим вполне удовлетворяет всем требованиям и

обеспечивает необходимую зажимную силу, которая превосходит силы резания.
3. Точностной 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.

При расчете приспособлений на точность суммарная погрешность при обработке детали не должна превышать величину допуска Т размера .

Суммарная погрешность зависит от ряда факторов и в общем случае может быть представлена выражением
,

где - погрешность установки детали в приспособлении;

– погрешность обработки детали;

– расчетная погрешность приспособления.

Погрешность установки представляет собой отклонение фактического положения закрепленной детали в приспособлении от требуемого теоретического. Погрешность установки включает погрешности: базирования , закрепления и положения детали в приспособлении :
.
Погрешность положения ?п детали в приспособлении состоит из погрешностей: изготовления приспособления по выбранному параметру ?'пр, установки приспособления на станке ?у и положения детали из-за износа элементов приспособления ?и:


Для расчета точности приспособления используем упрощенную формулу:
,

где Т – допуск выполняемого размера, Ш10+0,43;

– соответственно погрешности: базирования, закрепления установки приспособления на станке, положения детали из-за износа установочных элементов приспособления и от перекоса инструмента; ? – экономическая точность обработки, kт=1…1,2 – коэффициент, учитывающий отклонение рассеяния значений составляющих величин от закона нормального распределения; kт1=0,8…0,85 – коэффициент, учитывающий уменьшение предельного значения погрешности базирования при работе на настроенных станках; kт2=0,6…0,8 – коэффициент, учитывающий долю погрешности обработки в суммарной погрешности, вызываемой факторами, не зависящими от приспособления.

Погрешность базирования рассчитаем по формуле [1, с.152, табл.74]:

,

где ?=0 – угол обработки отверстия к оси симметрии призмы;

?=90/2=45°- угол призмы;

ТD- допуск по диаметру 50мм по Н14, ТD =0,74мм.

Тогда

мм.

Погрешность закрепления [1, с.165, табл.76]:

мм, для закрепления в призме пневматическим зажимом по предварительно обработанной поверхности.

Погрешность мм, так как обеспечен надежный контакт приспособления со столом станка, а обработка производится без переустановок приспособления.

Погрешность положения детали из-за износа элементов приспособления определяем по следующей формуле [1, с.186, табл.80]:

,

где U – значение приближенного износа установочных элементов;
,

где – средний износ установочных элементов для чугунной заготовки при усилии зажима Р0=10 кН и базовом числе установок N=100000; U0=0,115 – для призмы из стали 40Х [1,с.169, табл.81];

- соответственно коэффициенты, учитывающие влияние материала заготовки, оборудования, условий обработки и числа установок заготовки, отличающиеся от принятых при определении U0 [1, с.176, табл.82].

при обработке незакаленных сталей;

для обработки на универсальном станке;

для сверления стали с охлаждением;

для N=20x103.

.
.

Экономическая точность обработки для сверления по кондуктору по 4 классу точности.

При применении подвижной кондукторной плиты суммарная погрешность смещения инструмента относительно обрабатываемой детали определяется по формуле:

,

где – погрешность смещения инструмента от зазоров в направляющих элементах кондукторной плиты;

– погрешность смещения инструмента от погрешностей установки кондукторной плиты относительно приспособления.

,

где h – расстояние от поверхности заготовки до кондукторной втулки; m=5мм;

l – длина кондукторной втулки, l =20мм;

l1 – длина обрабатываемого отверстия, l1=20мм;

s максимальный диаметральный зазор между кондукторной втулкой и инструментом.

,

где - максимальный зазор между кондукторной втулкой и сверлом;

- максимальный зазор между кондукторной втулкой и кондукторной плитой.


f:\что-то по приспособе\безымянный.jpg

Рисунок 3.1 -Увод сверла
Исполнительный диаметр сверла зависит от установочного допуска на обрабатываемое отверстие и определяется с учетом разделения этого допуска запасом на износ. Обычно принимают:

,

где – номинальный диаметр обрабатываемого отверстия.

мм
c:\documents and settings\халиль\рабочий стол\фрагмент.jpg

Рисунок 3.2 – Кондукторная втулка
Назначив допуск на сверло по посадке h6, получим исполнительный размер сверла Ш10,05-0,09.

Назначив допуск для кондукторной втулки F7, получим исполнительный размер кондукторной втулки .

В этом случае .

Назначив посадку кондукторной втулки в кондукторную плиту и приняв посадочный диаметр равным 15, получим .

Тогда ?smax=0,124+0,029=0,153.

Отсюда

.

,

где – допуск на координаты расположения направляющих скалок 110±0,01, определяющих положение кондукторной плиты относительно приспособления;

- сумма максимальных зазоров в сопряжении:

- направляющих скалок с приспособлением при посадке направляющей скалки Ш25 во втулку корпуса по посадке , максимальный зазор будет равен 0,063, для двух скалок ;

- штока пневмоцилиндра с приспособлением при посадке штока Ш25 во втулку корпуса по посадке , максимальный зазор будет равен 0,12мм.

Тогда .

.

Тогда

.

Допустимая погрешность изготовления приспособления:

мм
То есть допустимая непараллельность кондукторной плиты основанию скальчатого кондуктора не более 0,04мм.

4. Расчет технологической себестоимости обработки заготовки в приспособлении
Расчет проведем по следующей формуле [2]:
,
где - основная заработная плата производственных рабочих;

tшт - штучное время на обработку заготовки;

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

- тарифный коэффициент 3-го разряда;

z - процент цеховых накладных расходов; принимаем Z = 180 %.;

А - себестоимость изготовления приспособления;

qa - коэффициент проектирования данного приспособления, который выражается отношением расходов на проектирование и отладку приспособления и себестоимости его изготовления; принимаем qn= 0,5;

qэ - коэффициент эксплуатации данного приспособления, который выражается отношением расходов на эксплуатацию (ремонт и уход) за год к себестоимости изготовления приспособления; принимаем q3 = 0,25;

N - объем выпуска деталей в год, N=200 000шт.;

iс - срок службы приспособления; принимаем ic = 5 лет;

Основная зарплата на выполнение операций в приспособлении определяется по формуле:

руб.;
Себестоимость А изготовления приспособления можно приближенно определить в зависимости от сложности конструкции по формуле:

,
где - количество деталей в приспособлении, шт.;

- удельная себестоимость.

Разработанный скальчатый кондуктор имеет оригинальных деталей.

Удельная себестоимость принимается в зависимости от группы сложности приспособления по табл. 6.1 [2]. руб.
руб.

Тогда технологическая себестоимость обработки заготовки в приспособлении составит:
руб.

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


  1. Справочник технолога-машиностроителя. Т. 2. Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. Москва, “Машиностроение”, 1986.

2.В. А. Горохов. Проектирование и расчёт приспособлений. Минск, “ Вышэйшая школа”, 1986.

  1. В. С. Корсаков. Основы конструирования приспособлений. Москва, “Машиностроение”, 1983.

  2. Чемесов Б. П. , Найдёнышев Е. М. Методические указания к практическим занятиям по курсу “Технологическая оснастка” Новополоцк , 2001.

  3. Курмаз Л.В. Детали машин. Проектирование: учебное пособие. Мн: УП “Технопром”, 2002.




Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации