регистрация / вход

Проектирование зажимного приспособления для детали корпуса

Технологическая основа как важнейший фактор успешного осуществления технического прогресса в машиностроении. Проведение основных расчетов: момент резания, закрепление заготовки, зажимный механизм, силовой привод. Конструкция станочного приспособления.

Содержание

Введение

1. Расчетная часть

1.1 Анализ исходных данных

1.2 Выбор схемы установки заготовки

1.3 Назначение режима обработки заготовки

1.4 Расчет усилий и моментов резания

1.5 Расчет усилий закрепления заготовки

1.6 Расчет зажимного механизма

1.7 Расчет силового привода

2 Описательная часть

2.1 Описание контрукции станочного приспособления

2.2 Описание работы приспособления

Заключение

Литература

Приложения

заготовка резание привод станочный


Введение

Технологическая основа является важнейшим фактором успешного осуществления технического прогресса в машиностроении. На современном этапе развития машиностроения необходимо обеспечить быстрый рост выпуска новых видов продукции, ускорение её обновленности, сокращение продолжительности нахождения в производстве. Задача повышения производительности труда в машиностроении не может быть решена только за счет ввода в действие даже самого совершенного оборудования. Применение технологической оснастки способствует повышению производительности труда в машиностроении и ориентирует производство на интенсивные методы его ведения.

Основную группу технологической оснастки составляют приспособления механосборочного производства. Приспособлениями в машиностроении называют вспомогательные устройства к технологическому оборудованию, используемые при выполнении операций обработки, сборки и контроля.

Применение приспособлений позволяет: устранить разметку заготовок перед обработкой, повысить её точность, увеличить производительность труда на операции, снизить себестоимость продукции, облегчить условия работы и обеспечить её безопасность, расширить технологические возможности оборудования, организовать многостаночное обслуживание, применить технически обоснованные нормы времени, сократить число рабочих, необходимых для выпуска продукции.

Эффективными методами, ускоряющими и удешевляющими проектирование и изготовление приспособлений является унификация, нормализация и стандартизация. Нормализация и стандартизация дают экономический эффект на всех этапах создания и использования приспособлений.

1. Расчетная часть

1.1 Анализ исходных данных

- Деталь – Корпус

- Материал - Сталь 40Х ГОСТ 4543-71 Ϭв= 655 МПа Твердость 42±3 HRC

- Операция – Токарная

- Размер обработки: 50+0.025; 70-0,74;

- Тип производства – среднесерийное

Рисунок 1.1 Эскиз обработки на токарной операции

1.1.2 Анализ исходных данных

На основе анализа исходных данных определяем стратегию конструирования станочного приспособления. Для достижения этой цели решаем задачи подраздела:

1.1.2.1 Определение типа производства

Принимаем тип производства – среднесерийное.

1.1.2.2. Выбор металлорежущего станка для выполнения технологической операции

Принимаем токарный станок с ЧПУ 16К20Ф3 [6, с.82]

1.2.2.3 Изучение рабочей зоны станка

Определим габариты рабочего пространства, конфигурацию и размеры установочных баз станка.

Модель Токарный станок с ЧПУ 16К20Ф3

Наибольший диаметр обрабатываемого изделия, мм:

над станиной 400

над суппортом 220

Наибольшая длина обрабатываемого изделия, мм 1000

Наибольшее перемещение суппорта, мм:

продольное 900

поперечное 250

Количество инструментов 6

Число ступеней частоты вращения шпинделя (общее/по программе) 22/9

Пределы частоты вращения шпинделя, об/мин 12,5-2000

Пределы рабочих подач, мм/мин:

продольная 3-1200

поперечная 1,5-600

Дискретность отсчета по осям координат, мм:

продольной 0,01

поперечной 0,005

Скорости ускоренных перемещений, мм/мин:

продольных 4800

поперечных 2400

Шаг нарезаемых резьб, мм 0,1 -10

Мощность электродвигателя главного привода, кВт 10

Габаритные размеры станка, мм 3360 X 1710 X 1750

Масса станка, кг 4000

1.1.2.4 Выбор типа приспособления

Для среднесерийного типа производства принимаем: самоцентрирующее, зажимного кулачковое устройство.

1.1.2.5 Выбор схемы приспособления

Для данной структуры тех. Операции применяем приспособление, схема которого характеризуется следующими признаками:

-одноместная

-двухинструментальная

-последовательная

-двухпозиционная

1.1.2.6 Состояние поверхностей к моменту выполнения операции

Состояние предполагаемых базовых поверхностей и поверхностей, по которым будет производиться закрепление заготовки: шероховатость Ra 8мкм, Твердость 240 НВ, Диаметр 196мм.

1.1.2.7 Задачи курсового проекта

Для успешного выполнения курсового проекта необходимо решить следующие задачи:

1. Построить схему установки заготовки.

2. Рассчитать усилия резания.

3. Рассчитать усилия закрепления заготовки.

4. Выбрать тип привода и определить его параметры.

5. Разработать конструкцию и выполнить сборочный чертеж приспособления.

6. Выполнить описание конструкции и работы станочного приспособления.

1.2 Выбор схемы установки заготовки

Задачи подраздела:

-разработать теоретическую схему базирования;

-разработать схему установки заготовки;

1.2.1 Разработка теоретической схемы базирования

Теоретическую схему базирования заготовки по рассматриваемой технологической операции следует разработать в соответствии с требованиями ГОСТ 2149-76 “Базирование и базы в машиностроении”

Схема базирования приведена на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 – Схема базирования опоры на токарной операции.

В таблице 1.1 приводятся степени свободы, лишаемые с помощью опорных точек.

Таблица 1.1 – Лишаемые степени свободы

№ точки 1 2 3 4 5 6
Лишаемая степень свободы z φy φx x y φz

Точки 1, 2, 3 – установочная база (опора по торцу), 4, 5 – направляющая база(центровка по оси), точка 6 – опорная база (место контакта с зажимными элементами приспособления).

1.2.2 Разработка схемы установки заготовки

На основании теоретической схемы базирования выбираем приспособление трехкулачковый самоцентрирующийся пневмопатрон.

1.3 Назначение режима обработки заготовки

Задачи подраздела:

-выбрать режущий инструмент;

-определить элементы режима обработки при выполнении технической операции.

1.3.1 Исходные данные для расчета

-Деталь – Корпус;

-Материал - Сталь 40Х ГОСТ 4543-71 Ϭв= 655 МПа Твердость 42±3 HRC

-Заготовка – Прокат

-Обработка – токарная черновая

-Тип производства – серийное

-Смена детали – ручная

-Жесткость станка – средняя

1.3.2 Структура операций

Операция: токарная

Точить поверхности, выдерживая размеры : 50+0,025; 70-0,74;

1.3.3 Выбор режущих инструментов

Инструмент-резец проходной упорный, с трехгранной пластиной из тв. Сплава (ТУ2-035-892-82) ГОСТ 19046-80 Т15К10. Обозначение резца: 2101-0601 ГОСТ 20872-80 h*b=25×25мм.

1.3.4 Расчет режимов резания

1.3.4.1 Глубина резания t, мм

t= (196-191)/2=2мм

1.3.4.2 Подача на оборот заготовки

По таблице [2, с.266] определяем продольную подачу проходного резца при черновом точении резцами с пластинами из твердого сплава и при диаметре обрабатываемой поверхности от 100 до 400 мм:

So= 0.8 мм/об

1.3.4.3 Скорость резания, V м/мин определяется по формуле [6, c.286]

где - коэффициент: m, x, y - показатели степени, Cv= 340; x= 0,15; y= 0,45 m= 0,2; Т - стойкость инструмента, Т= 30 мин., t - глубина резания, t= 2мм., S - подача, S= 0,8 мм/об [2, с.269]

где - поправочный коэффициент, учитывающий конкретные условия обработки

,

где - коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатывания момента [2, с.261]

для стали ,

; ;

- коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки [2, c.263] , так как обработка не чистовая с коркой, - коэффициент влияния инструментального материала[2, c.263] ,

1.3.4.4 Частота вращения шпинделя


Где v-расчетная скорость резания, м/мин;

D- диаметр обработки, мм.

об/мин

1.3.4.5 Корректировка режимов резания по паспортным данным станка.

По паспорту станка фактическая частота вращения шпинделя n=345об/мин

Тогда фактическая скорость резания

м/мин

1.4 Расчет усилий и моментов резания

Задачей подраздела является расчет координатных составляющих усилия резания, действующего на заготовку в процессе обработки.

Главная составляющая силы резания определяется по формуле:

где - постоянная,

- показатели степеней [2, с. 273]

- поправочный коэффициент [2, с.271]


где -коэффициент, учитывающий влияния качества обрабатываемого материала на силовые зависимости [2, с.264]

, n= 0,75,

где - поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на составляющие силы резания. [2, с.275]

; ; ; ;

Н

Мощность резания определяется по формуле

где - сила резания, Н;

V - факторы скорости резания, м/мин.

601020 - переводной коэффициент

кВт

Проверяем достаточна ли мощность привода станка. У станка 16К20Ф3 Nшп = Nд×ŋ=10×0.7 = 7кВт;

5.14<7 => обработка возможна.


1.5 Расчет усилий закрепления заготовки

Суммарный крутящий момент от касательной составляющей силы резания Pz стремится повернуть заготовку в кулачках и равен по [3, с.164]

где d1- обрабатываемый диаметр заготовки, d1=191мм.

Провороту заготовки препятствует момент силы зажима определяемый

по [3, с.165] следующим образом:

где W – суммарное усилие зажима приходящееся на три кулачка, H.

f – коэффициент трения на рабочей поверхности сменного кулачка,

d2 – установочный диаметр, по которому идет закрепление заготовки, d2= 190 мм.

Схема закрепления заготовки, включающая схему установки заготовки, разработанную на основе теоретической схемы базирования представлена на рисунке 1.3

Рисунок 1.3 – Схема закрепления заготовки


Из равенства моментов Мр и Мз определим необходимое усилие зажима препятствующее провороту заготовки в кулачках.

Значение коэффициента запаса К определим по [3, с.382], в зависимости от конкретных условий выполнения технологической операции определяется по формуле:

где K0 - гарантированный коэффициент запаса K0=1,5;

K1 - поправочный коэффициент, учитывающий

вид поверхности детали K1=1,0

K2 - поправочный коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при затуплении режущего инструмента.

K2Pz= 1,05 - для силы Рz, [3, с.383]

K2Py= 1,4 - для силы Рy, [3, с.383]

K3 - поправочный коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при обработке прерывистых поверхностей детали K3=1,2

K4 - поправочный коэффициент, учитывающий непостоянность силы зажима различаемой силовым приводом приспособления K4=1,0

K5 - поправочный коэффициент учитывающий степень удобства расположения рукоятки в ручных зажимных устройствах K5 =1,0

Так как значение коэффициент K меньше 2,5, то принимается значение 2,5 [3, с.384].

Коэффициент трения между заготовкой и сменными кулачками fпримем f= 0,18 [1, с.384 ].

Н

Величина усилия зажима W1, прикладываемая к постоянным кулачкам несколько увеличивается по сравнению с силой зажима W определим по [1, с.387].

где lk – вылет кулачка, мм;

Hk – длина направляющей постоянного кулачка, мм;

f – коэффициент трения направляющих.

f = 0.1 – для полусухого кулачка, bc =30 мм.

Постоянного кулачка Вс = 50 мм.

Длина кулачка Нк = 55 мм, вылет lк = 35мм.

Подставив в формулу получим:

1.6 Расчет зажимного механизма

При расчете зажимного механизма определяется усилие Q, создаваемое силовым приводом, которое зажимным механизмом увеличивается и передается кулачку определим по [3, с.389].


где ic – передаточное отношение по силе зажимного механизма.

Данное соотношение для клинового мезанизма.

где α – угол наклона клина α = 15°.

φ,φ1 – углы трения на поверхности кулачка и втулки и определяются по формуле φ =arctgf = arctg0,1 =5°,43’.

Можно принять φ=φ1=6°,тогда

Принимаем клиновой механизм с iс =2,3

Нужный диаметр патрона можно определить по формуле:

1.7 Расчет силового привода

В качестве привода принимаем пневмоцилиндр двустороннего действия с рабочим давлением 0.4 мПа Диаметр пневмоцилиндра двух стороннего действия определяется по следующей формуле[3, с.396]:


== 200 мм.

Принимаем по ГОСТ 15608-81 ближайшее значение 200мм.

Определяем ход поршня по формуле[3, с.397]:

Sw– свободный ход кулачков, принимаем Sw= 5 мм.

- передаточное отношение зажимного механизма по преремещениию.

Значение Sqпринимаем с запасом 10…15 мм. Sq = 20 мм.

2. Описательная часть

2.1 Описание конструкции станочного приспособления

Патрон кулачковый самоцентрирующийся, предназначен для установки, базирования и надежного закрепления заготовки на шпинделе токарного станка 16К20Ф3.

Патрон кулачковый самоцентрирующийся, предназначен для установки, базирования и надежного закрепления заготовки при токарной обработки детали на токарном станке.

Приспособление содержит корпус 1 в направляющих которого перемещаются сменные быстропереналаживаемые кулачки 3 они крепятся с помощью винтов 8 к постоянным кулачкам 2.Постоянные кулачки 2 через вал 4 клинового зажимного механизма связанны с тягой силового привода приспособления.

Силовой привод приспособления содержит корпус, который жестко закреплен на заднем конце шпинделя станка. В полости корпуса расположен поршень и соединенный с ним шток. В левой части силового привода расположена муфта для подачи воздуха.

2.2 Описание работы приспособления

Приспособление работает следующим образом. При подаче воздуха в поршневую полость цилиндра поршень вместе со штоком, тягой и валом патрона перемещается налево и за счет радиального смещения кулачков происходит закрепление заготовки.

Чертеж приспособления предоставлен в графической части курсавой работы.


Заключение

В данном курсовом проекте решены следующие задачи:

-выбран тип приспособления

-разработана схема установки заготовки

-рассчитаны усилия резания и закрепления заготовки

-выбран тип привода и определены его параметры

-предложена конструкция и выполнено описание работы приспособления

-разработан сборочный чертеж приспособления

Выполнена цель проекта- создано механизированное станочное приспособление для установки заготовки корпус для выполнения токарной операции.


Литература

1. Гжиров Р.Н. Краткий справочник конструктора. –Л.: Машиностроение, 1984-464с.

2. Справочник технолога-машиностроителя. В 2х томах. Т. 2/Под. ред. А.Г. Косиловой и Р.Г, Мещерякова – М.: Машиностроение 1985-496с.

3. Станочные приспособления: Справочник . В 2х томах. Т1/Под. ред Б.Н Вардашкина –М.: Машиностроение 1984-592с.

4. Белоусов, А.П Проектирование станочных приспособлений: Учебное пособие для техникумов. М.: Высш. Школа, 1980-240с.

5. Жуков Э.Л. Технология машиностроения: Учебное пособие для вузов / Э.Л. Жуков, И.И. Козарь, С.Л. Мурашкин и др.; Под ред. С.Л. Мурашкина. - М.: Высшая школа, 2003.

6. Михайлов, А.В Методические указания для студентов по выполнению курсового проекта по специальности 151001 Технология машиностроения по дисциплине «Технологическая оснастка» / А.В Михайлов, - Тольятти ТТК, 2007, 40с.

ОТКРЫТЬ САМ ДОКУМЕНТ В НОВОМ ОКНЕ

ДОБАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ [можно без регистрации]

Ваше имя:

Комментарий

Все материалы в разделе "Промышленность и производство"