Технологическая оснастка
Оглавление
Введение
1. Техническое задание на проектирование
1.1 Разработка схемы базирования и закрепления детали на
операции
1.2 Расчет
режимов резания
1.3 Расчет штучного времени на операцию
2. Выбор и обоснование основных элементов приспособления
. Разработка принципиальной схемы приспособления и
краткое описание принципа его действия
. Силовой расчет приспособления
4.1 Расчет необходимой силы зажима заготовки
4.2 Расчет необходимой силы на штоке гидроцилиндра
.3 Выбор гидроцилиндра
5. Расчет приспособления на точность
Список литературы
Введение
Технологическая оснастка - это средства производства, дополняющие
оборудование и предназначенные для выполнения определенной части
технологического процесса. Современные механосборочные цехи располагают большим
парком приспособлений. Наиболее значительную их долю (80-90% общего парка
приспособлений) составляют станочные приспособления, предназначенные для
установки заготовок, а в ряде случаев и направления режущих инструментов при
выполнении технологических операций механической обработки на металлорежущих
станках.
В зависимости от типа станка станочные приспособления подразделяют на
токарные, сверлильные, фрезерные, расточные, шлифовальные и др. С их помощью
совместно с приспособлениями для базирования и закрепления режущих инструментов
осуществляется наладка технологической системы "станок - приспособление -
инструмент - деталь" (СПИД) для обеспечения оптимальных условий выполнения
технологических операций.
Применение станочных приспособлений позволяет:
• устранить разметку заготовок перед обработкой;
• повысить точность обработки;
• увеличить производительность труда на операции;
• снизить трудоемкость изготовления деталей;
• облегчить условия работы на операции и обеспечить ее безопасность;
• расширить технологические возможности оборудования;
• организовать многостаночное обслуживание;
• применить технически обоснованные нормы времени;
• сократить число рабочих, необходимых для выпуска продукции.
1.
Техническое задание на проектирование
Спроектировать приспособление для операции сверления двух отверстий Ø
. Годовая программа 80000 шт.
Цель - повышение производительности труда и снижение влияния
человеческого фактора на точность выполнения данного размера.
Приспособление должно обеспечить:
1) точную установку и надежное закрепление детали, ее постоянное
положение относительно базовых поверхностей приспособления;
2) стабильное и надежное закрепление самого приспособления на столе
станка;
3) удобство в установке, закреплении и снятии детали. Время
установки и закрепления меньше 0,05 минут.
Исходные данные для проектирования:
1) заготовкой для данной детали служит штамповка
2) производственный участок специализируется на механической
обработке
3) Режущий инструмент - сверло.
Рисунок 1 - Прихват (материал - сталь 35 ГОСТ 1050-88)
1. Неуказанные предельные отклонения размеров: отверстий - Н14,
валов - h14, остальных - 
.
При обработке заготовки на операции приспособление должно обеспечить
достижение заданной точности следующих размеров: 20 ± IT14/2; 45 ± IT14/2,
ф11H14
1.1
Разработка схемы базирования и закрепления детали на операции
Приспособление применяется для установки детали при сверлении отверстия.
Установочная база - ось симметрии (В); направляющая - плоскость (А); опорная -
опорная точка (Б).
Рисунок 2 - Схема базирования заготовки
1.2 Расчет режимов резания
Глубина резания: t =
5,5 мм;
Подача: S = 0,3 мм/об; [15, таб. 25, стр. 277]
Скорость резания определяется по формуле:
,
где 
= 9,8 - коэффициент, учитывающий вид обработки и условия
работы инструмента [15, таб. 28, стр. 278];
D = 11
мм - диаметр сверла;
Kv = 0,7 - поправочный коэффициент, является произведением коэффициентов,
учитывающих влияние материала заготовки Kmv, состояние поверхности заготовки Knv, материала инструмента Kuv;
q=0,4;
y=0,5; m=0,2 - показатели степеней [15, т. 28, стр. 278];
Т = 50 мин. - стойкость инструмента [15, таб. 30, стр. 279];
;
Частота вращения шпинделя станка определяется по формуле:
;
.
Корректировочная частота вращения шпинделя станка n=200 об/мин.
Действительная скорость резания:
/мин;
Крутящий момент при сверлении определяется по формуле:
где КР = 0,75; СМ = 0,0345; q = 2; y = 0,8 [15, табл. 32, стр. 281]
Осевая сила при сверлении определяется по формуле:
где КР = 0,75; СP = 68; q = 1;
y = 0,7 [15, табл. 32, стр. 281]
Результаты расчетов сводим в таблицу 1.
|
t, мм
|
SO, мм/об
|
V, м/мин
|
n, об/мин
|
PО, Н
|
Мкр, Н×м
|
|
5,5
|
0,3
|
12,6
|
200
|
3060
|
39,3
|
1.3
Расчет штучного времени на операцию
Штучное время на операцию определяется по формуле:
, мин.
где ТО - основное время, определяется по формуле:
, мин.
где Li - длина рабочего хода инструмента,
мм;
ТВ - вспомогательное время, мин.;
ТОБС - время на обслуживание рабочего места:
, мин.
ТОП - оперативное время:
, мин.
ТОТЛ - время на отдых и личные потребности:
, мин.
Установка и снятие детали вручную - 0,07 мин.;
Зажим детали рукояткой гидравлического зажима - 0,03 мин.;
Включение и выключение станка - 0,01 мин.;
Подвод и отвод инструмента - 0,04 мин.;
Контроль детали калибром - 0,03 мин.
ТВ = 0,2 мин.;
ТОП = 1,3+0,2=1,5 мин.;
ТОБС = 0,08 мин.;
ТОТЛ = 0,11 мин.;
ТШТ = 1,3+0,2+0,08+0,11 = 1,7 мин.
2. Выбор и
обоснование основных элементов приспособления
сверлильный резание заготовка гидроцилиндр
По виду выполняемой операции приспособление относится к типу сверлильных.
Исходя из типа производства, приспособление относится к системе
"неразборное специальное приспособление (НСП)".
Привод - гидравлический т.к. использование механического привода в
массовом производстве нецелесообразно. Гидравлический привод не требует
дополнительных затрат т.к. питается от гидростанции станка.
Применение вспомогательных устройств не требуется т.к. заготовка обладает
малыми габаритами и весом.
Высокую производительность обработки и заданную точность обеспечивает
гидропривод за счет уменьшения времени на закрепление детали в приспособлении
за счет постоянства величины прижимной силы.
3.
Разработка принципиальной схемы приспособления и краткое описание принципа его
действия
Разработку схемы приспособления начинаем с изображения на листе в
необходимом количестве проекций контуров обрабатываемой заготовки
штрихпунктирными линиями. Далее вокруг контуров заготовки последовательно
вычерчиваем элементы приспособления (сначала установочные, затем зажимные
элементы с приводом, элементы для направления режущего инструмента). Последним
чертим контур корпуса приспособления. Вариант схемы приспособления, в котором
реализуется выбранная схема базирования и закрепления заготовки, представлен на
рис. 3. После установки заготовки на опоры поз. 3,4, упираем ее в упор. После
этого, повернув газораспределительный кран в положение зажим, осуществляется
подача рабочей жидкости в полость цилиндра (поз. 1), шток цилиндра толкает
рейку (поз. 6). Рейка вращает шестерню, соединенную с винтами (поз.5). Винты,
вращаясь сводят губки 3 и 4. Происходит зажим детали. Все приспособление
собрано на основании 1 и базируется на столе станка с помощью шпонок 7.
Рисунок 3 - Схема приспособления
4.
Силовой расчет приспособления
4.1 Расчет
необходимой силы зажима заготовки
Подготовим расчетную схему нагружения заготовки (рисунок 4), на которой
покажем действующие на заготовку силы и их точки приложения.
· Q - необходимая (искомая) сила зажима;
· Qf - сила трения в месте контакта заготовки с опорами;
Рисунок 4 - Схема нагружения заготовки
k -
коэффициент запаса зажима (k =
2);
f -
коэффициент трения стали по стали (f = 0,09);
Во время обработки момент резания стремится повернуть заготовку вокруг
оси сверления, ему препятствуют силы трения в местах контакта заготовки с
опорами, а так же сила трения, возникающая в месте контакта заготовки с
прижимом.
åМz=0
Qf*0.050=k*Mкр
Q=k*Mкр/(0.050*f)=2*39.3/(0.050*0.09)=7000
Н
4.2 Расчет
необходимой силы на штоке гидроцилиндра
Сила прижима обеспечивается передачей винт-гайка, крутящий момент,
необходимый для ее создания, расcчитывается
по формуле
Т=0.5*d2*Q*tgg/h
Т=0,5*0,018*7000*tg20/0.8=240
Н*м
Усилие на штоке гидроцилиндра будет равно:
W=T/(d1/2)/h
W=240/(0.020/2)/0,8=6300
H
4.3 Выбор
гидроцилиндра
W=6300
Н - сила на штоке
D=20
мм= 0,020 м - диаметр гидроцилиндра из стандартного ряда
Давление в гидроцилиндре будет равно
P=W/S=4*W/(Pi*d2)
Р=4*6300/(3,14*0,022)=5000000 Па=50 бар
5.
Расчет приспособления на точность
В выбранной схеме базирования заготовки в приспособлении технологическая
и измерительная базы совпадают. Следовательно, исключается погрешность
базирования заготовки. Тем не менее, имеет место погрешность установки
приспособления на стол станка.
Цепь А. Расстояние от торца детали до оси отверстия в пределах 20±0,26
Аå=20±0,26 - Расстояние от торца детали до оси отверстия
А1=2±0,01 -
расстояние от оси симметрии шпонок приспособления до оси отверстия детали.
Допуск на это звено определяется точностью станка.
Решаем цепь методом полной взаимозаменяемости
Т2=Тå-Т1=0,52-0,02=0,5
Таким образом А2=18±0,25
Список
литературы
. Андреев, Г. Н. Проектирование технологической оснастки
машиностроительного производства : учеб. пособие / Г. Н. Андреев, В. Ю.
Новиков, А. Г. Схиртладзе ; под ред. Ю. М. Соломенцева. - 2-е изд. испр. - М. :
Высш. шк., 1999. - 415 с.
. Ансеров, М. А. Приспособления для металлорежущих станков.
Расчеты и конструкции. - М. ; Л. : Машиностроение, 1975. - 656 с.
. Анурьев, В. И. Справочник конструктора-машиностроителя : в
3 т. - 9-е изд., перераб. и доп. / под ред. И. Н. Жестковой. - М. :
Машиностроение, 2006. - Т.1. - 928 с. - Т. 2. - 960 с. - Т. 3 - 928 с.
. Биргер, И. А. Расчет на прочность деталей машин :
справочник / И. А. Биргер, Б. Ф. Шорр, Г. Б. Иосилевич. - 3-е изд., перераб. и
доп. - М. : Машиностроение, 1979. - 702 с.
. Горохов, В. А. Проектирование и расчет приспособлений :
учеб. пособие. - Минск : Вышэйш. шк., 1986. - 238 с.
. Горошкин, А. К. Приспособления для металлорежущих станков :
справочник. - 7-е изд., перераб. и доп. - М. : Машиностроение, 1979.- 303 с.
. Допуски и посадки : справочник : в 2 ч. / под ред. В. Д.
Мягкова. - 6-е изд., перераб. и доп. - Л. : Машиностроение, 1983.
. Колесов, И. М. Основы технологии машиностроения : учебник.
- 3-е изд., испр. - М. : Высш. шк., 2001. - 592 с.
. Корсаков, В. С. Основы конструирования приспособлений :
учебник. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Машиностроение, 1983. - 277 с.
. Кузнецов, Ю. И. Оснастка для станков с ЧПУ : справочник /
Ю. И. Кузнецов, А. Р. Маслов, А. Р. Байков. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. :
Машиностроение, 1990. - 512 с.
. Машиностроение. Энциклопедия / ред. совет : К. Ф. Фролов
(пред.) и др. - М. : Машиностроение. Технология изготовления деталей машин. Т. III-3 / А. М. Дальский, А. Г. Суслов, Ю.
Ф. Назаров и др. ; под общ. ред. А. Г. Суслова. - 2006. - 840 с.
. Обработка металлов резанием : справочник технолога / А. А.
Панов, В. В. Аникин, Н. Г. Бойм и др. ; под общ. ред. А. А. Панова. - 2-е изд.,
перераб. и доп. - М. : Машиностроение, 2004. - 784 с.
. Переналаживаемая технологическая оснастка / В. Д. Бирюков,
А. Ф. Довженко, В. В. Колганенко и др. ; под общ. ред. Д. И. Полякова. - М. : Машиностроение,
1988. - 256 с.
. Планшей, Г. И. Конструкции приспособлений агрегатных
станков и автоматических линий : альбом / Г. И. Планшей, Н. У. Марголин. - М. :
Машиностроение. 1990. - 240 с.
. Справочник технолога-машиностроителя : в 2 т. / под. ред.
А. М. Дальского, А. Г. Косиловой, Р. К. Мещерякова, А. Г. Суслова. - 5-е изд.,
исправл. - М. : Машиностроение-1, 2003. - Т. 2. - 912 с. - Т. 2. - 944 с.
. Станочные приспособления : справочник : в 2 т. / ред. совет
: Б. Н. Вардашкин (пред.) и др. - М. : Машиностроение, 1984. - Т. 1 / под ред.
Б. Н. Вардашкина, А. А. Шатилова. - 592 с.
. Станочные приспособления : справочник : в 2 т. / ред. совет
: Б. Н. Вардашкин (пред.) и др. - М. : Машиностроение, 1984. - Т. 2 / под ред.
Б. Н. Вардашкина, В. В. Данилевского. - 656 с.
. Схиртладзе, А. Г. Станочные приспособления : учеб. пособ. /
А. Г. Схиртладзе, В. Ю. Новиков. - М. : Высш. шк., 2001. - 110 с.
. Технология машиностроения (специальная часть) : учебник /
А. А. Гусев, Е. Р. Ковальчук, И. М. Колесов и др. - М. : Машиностроение, 1986.
- 480 с.