Технологическая оснастка
Федеральное
агентство по образованию
Тольяттинский
государственный университет
Кафедра
«Оборудование и технологии машиностроительного производства»
Пояснительная
записка
к курсовой
работе
по предмету:
«Технологическая оснастка»
Выполнил:
студент группы ТМз-632
Путов В.Ю.
Проверил:
преподаватель
Кучеров А.О.
Тольятти,
2009 г.
Содержание
Введение
. Исходные
данные
. Расчет сил
резания
. Выбор схемы
закрепления заготовки и расчет усилия зажима
. Выбор
конструкции и расчет зажимного механизма
. Выбор
конструкции и расчет силового привода
. Разработка
конструкции корпуса
. Описание
работы приспособления
. Расчет
погрешностей установки заготовки в приспособление
Заключение
Литература
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 объёме средств
технологической оснастки 50% составляют станочные приспособления.
С помощью
станочных приспособлений можно решить три основные задачи:
базирование
обрабатываемых деталей на станках производится без выверки, что ускоряет
процесс базирования и обеспечивает возможность автоматического получения
размеров на настроенных станках;
повышается
производительность и обеспечиваются условия труда рабочих за счёт применения
многоместной, многопозиционной и непрерывной обработки;
- расширяются технологические возможности станков.
Приспособления различают в зависимости от типа производства. В массовом и
крупносерийном производствах в основном применяют специальные приспособления
предназначенные для выполнения определённых операций для заданных заготовок на
конкретном станке. В условиях серийного производства применяют агрегатированные
приспособления состоящие из базовой части и сменных насадок. В мелкосерийном
производстве широко распространены универсальные и универсально-сборные
приспособления.
Темой данной курсовой работы является разработка станочного
приспособления для обработки детали «Втулка» на токарной операции.
1. Исходные данные
Операция: 010 токарная черновая
Вид
и материал заготовки - штамповка, сталь δВ=850 МПа, НВ 180 - 220. Вид обработки - черновая.
Матерная
и геометрия режущей части резца - резец сборный со сменной четырёхгранной
неперетачиваемой пластиной из Т5К10: φ =45°, γ=-2°, λ=0°
Режимы
резания: S = 0,20 мм/об; V = 300 м/мин; t =
0,75 мм; n = 1600 мин-1.
Согласно исходным данным монтаж разработанного приспособления
осуществляется на шпинделе токарно-револьверного полуавтомата модели 1П426ДФ3,
размеры которого изображены на рис.1 [5, с.70].юж
Рис. 1 Шпиндель токарно-револьверного полуавтомата 1П426ДФ3
Установка
приспособления происходит путём центрирования по конусу . Крепление происходит двенадцатью винтами с
шестигранными углублениями под ключ.
В
условиях серийного производства применяют агрегатированные приспособления,
состоящие из базовой части и сменных наладок.
Тип
приспособления - одноместное универсальное наладочное (УНП) со сменными
кулачками.
Металлорежущий
станок - 1П426ДФ3 наибольший диаметр патрона 400мм, внутренний конус
шпинделя-Морзе 6 [5],основные размеры конусов шпинделя по ГОСТ 12595-72
(Приложение 2)
2.
Расчет сил резания
Расчёт
сил резания выполним по методике изложенной в [3, стр. 271] При наружном
продольном и поперечном точении составляющие Pz, Ру силы резания рассчитываются
по формуле:
Pzy = 10*Cp*tx*sy*vn*Kp, H (2.1)
где:
Ср ,X,Y ,n - постоянная и показатели степени для конкретных условий обработки.
При обработке стали резцом, оснащенным пластиной из твёрдого сплава, равны;
для
расчёта Рz -Cpz=300, Хpz=1,0, Ypz=0,75, npz=-0,15
для
Ру- Cру=243,Xpy=0,9,Ypy=0,6,nру=-0,3(Приложение 3)
Поправочный
коэффициент Кр представляет собой произведение ряда коэффициентов, учитывающих
фактические условия резания:
Кр=КмрКφKγPKλр (2.2)
где:
-коэффициент, учитывающий влияние качества
обрабатываемого материала на силовые зависимости (n' = 0,75 для стали )
(Приложение 4).
Кφр - коэффициент, учитывающий влияние угла в плане
резца на силы, равный при φ=45°для
сил
Кφpz=1,0;
Kφpy=1,0 (Приложение 5)
Кур
- коэффициент, учитывающий влияние переднего угла резца на силы - при у= -2°
(принимаем по (Приложение 5) ближайшее у= -0°). Кφpz=1,0; Kφpy=l ,4.
Кλр - коэффициент, учитывающий влияние угла наклона
режущей кромки: Kλрz=1,0, KλрY=1,0 (при λ=0).
Подставив
исходные данные в формулы 2.1 и 2.2, получим:
Крz = 1,1*1,0*1,0*1,0 = 1,1
Крy= 1,1*1,0*1,4*1,0 = 1,54
Pz =
10*300*0,751,0*0,200,75*300-0,15*1,1 = 311,85 H
Py =
10*243*0,750,9*0,200,6*300-0,3*1,54 = 199,65 H
3. Выбор схемы закрепления заготовки и расчет усилия зажима
Установка - процесс базирования и закрепления заготовки в приспособлении.
Схема установки - изображение заготовки установленной на установочном
элементе приспособления.
В качестве установочных элементов принимаем сменные кулачки, размеры
которых выбираются в зависимости от диаметра заготовки.
Рис.2 Схема установки
Крутящий
момент от силы РZ ,
Момент
от силы зажима,
,Н
где К - коэффициент запаса
где К0 =
1,5 - коэффициент гарантированного запаса;
К1 = 1,0 - коэффициент состояния поверхности заготовки;
К2 = 1,0 - коэффициент затупления инструмента;
К3 = 1,0 - коэффициент учитывающий возрастание сил резания при
прерывистом резании;
К4 = 1,0 - коэффициент механизации силового привода;
К5 = 1,0 - коэффициент эргономичности ручных ЗМ;
К6 = 1,0 - коэффициент учитывающий наличие крутящих моментов.
Кy=2,52
Величина усилия, прикладываемая к кулачкам, будет несколько больше усилия
W за счет трения в направляющих.
,Н
где
f=0,1 - коэффициент трения
В
данном примере принимается НК = 78 мм; lK =
65 мм
.
Выбор конструкции и расчет зажимного механизма
Принимаем клиновой зажимной механизм.
Усилие на приводе
Q = W×tg(a+g), H
где a = 7030/
- угол клина;
g = 8030/ - при трении клина на двух поверхностях
Q =
7395,3×tg(7030/+8030/)
= 2064,8 Н
5. Выбор конструкции и расчет силового привода
В данной курсовой работе выбираем пневматический привод по следующим
параметрам:
Рабочий ход поршня пневмоцилиндра, исходя из техники безопасности,
принимаем равным SW = 5
мм
Диаметр поршня находим по следующей формуле:
,мм
где Р - рабочее давление в цилиндре, принимаем равным Р = 0,40 МПа
мм
Полученное значение округляем до стандартного D = 160 мм.
По таблице определяем диаметр штока dшт = 40 мм
6. Разработка конструкции корпуса
Корпус является основной деталью приспособления и служит для размещения
всех остальных элементов. Корпус выполняется из стали 40Х. Заготовка -
штамповка на КГШП.
Рис.
3 Корпус патрона
.
Описание работы приспособления
Приспособление «Патрон» предназначено для базирования и закрепления
заготовки типа «Вал» на токарной операции.
Приспособление состоит из базовой части и сменных установочных элементов.
Сменными элементами является оправка с кулачками. Базовая часть состоит из
корпуса с прикрепляемым пневмоприводом.
Пневмопривод состоит из гильзы, штока, передней крышки, задней крышки,
поршня.
Принцип работы приспособления: при подаче сжатого воздуха в поршневую
полость поршень со штоком перемещается вправо, кулачки за счет пластинчатой
пружины возвращаются в начальное состояние и заготовка раскрепляется. При
подаче сжатого воздуха в штоковую полость поршень перемещается влево, шток
давит на кулачки, кулачки расходятся в радиальном направлении и происходит
зажим заготовки.
Данное приспособление позволяет закреплять заготовки различной
конфигурации, различных размеров за счет сменных установочных элементов.
Экономически выгодно применять в серийном и массовом производстве.
. Расчет погрешностей установки заготовки в приспособление
Базирование - придание заготовке требуемого положения относительно
выбранной системы координат станка или инструмента.
Схема базирования заготовки приведена на рисунке 2, а лишаемые степени
свободы в таблице 1.
Т.1,2,3,4 - двойная направляющая база; т.5,6 - опорная база.
Рисунок 2. - Схема базирования заготовки
Таблица 1 - Лишаемые степени свободы
№ точки
|
Лишаемая степень свободы
|
1
|
Z
|
2
|
Y
|
3
|
Y
|
4
|
Z
|
5
|
X
|
6
|
X
|
Погрешность установки детали на станке определяется по
формуле:
eу
= Ö
eб 2+ eз 2+ eпр 2
где eб = 0 -
погрешность базирования (т.к. приспособление самоцентрирующее),
eз
= 0 - погрешность закрепления (т.к. приспособление самоцентрирующее),
В самоцентрирующем приспособлении погрешность базирования и закрепления
равна 0.
Погрешность установки возникает вследствие неточности изготовления
элементов станочного приспособления.
eу =
где
D1 -
погрешность изготовления высоты клина кулачков;
D2 - погрешность изготовления высоты клина центровика;
D3 - погрешность угла клина кулачков;
D4 - погрешность угла клина центровика;
D5 - погрешность установки центровика в корпусе.
eу = = 0,195 мм
Заключение
В результате выполнения курсовой работы было разработано станочное
приспособление «Патрон», предназначенное для базирования и закрепления детали
«Вал» на токарной операции.
Данное приспособление позволяет закреплять заготовки различной
конфигурации, различных размеров за счет сменных установочных элементов.
Экономически выгодно применять в серийном и массовом производстве.
станочный приспособление заготовка погрешность
Литература
1. Справочник технолога-машиностроителя.
В 2-х т. Т.2/ Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. М.: Машиностроение,
1985
2. Н.А.Нефедов, К.А.Осипов. Сборник
задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту. М.:Машиностроение,
1983
3. Станочные приспособления: Справочник.
В 2-х т./Т.1 /Под ред. Б.Н. Вардашкина, А.А. Шатилова. М.: Машиностроение, 1984
4. Белоусов А.П. Проектирование
станочных приспособлений. М.: Высш. школа, 1980
5. Обработка металлов резанием:
Справочник технолога / А.А. Панов, В.В. Аникин, Н.Г. Бойм и др.; Под общ. ред.
А.А. Панова. - М.: Машиностроение, 1988.
6. Методические указания к курсовой
работе по дисциплине: «Технологическая оснастка», для студентов
машиностроительных специальностей. Составил ст. преподаватель Кучеров А.О.
Тольятти 2008