Скальчатый кондуктор

Скальчатый кондуктор

Введение

На современном этапе придается исключительное значение отечественного машиностроения.

Первоочередной задачей в направлении развития машиностроения остается ускорение научно - технического прогресса. Технический прогресс в свою очередь требует непрерывного совершенствования, разработки новых типов машин. При подготовке производства к выпуску новых машин ставятся требования максимального сокращения сроков и снижения стоимости подготовки производства.

Затраты на ТО достигает до 20 % себестоимости изделия, особенно значительны они для создания сложной, дорогостоящей и ответственной её части - приспособления.

За счет использования приспособлений устраняется необходимость разметки заготовок, расширяются технологические возможности металлообрабатывающего оборудования; возрастает производительность труда, повышается точность обработки и изделия.

1. Конструкторский раздел

.1 Назначение, устройство и принцип работы приспособления

скальчатый кондуктор пневмоцилиндр деталь

C помощью скальчатого кондуктора можно обрабатывать самые разнообразные по форме и размерам детали: валики, кронштейны, корпуса. Устройство и принцип действия скальчатого кондуктора следующие. В корпус кондуктора встроен цилиндр, где перемещается поршень со штоком, заменяющим собой одну из трёх скалок. На скалках установлена плита, в которой непосредственно или в прикрепляемой к ней сменной плите монтируются кондукторные втулки. Сменная подставка для установки обрабатываемых деталей базируются по плоскости корпуса и двум установочным штифтам. Сжатый воздух поступает в цилиндр через штуцера. Заготовку базируют по плоскости и двум отверстиям, т.е. устанавливают плоскостью на бурты втулки и плавающего штыря и отверстиям на втулку и штырь. Заготовку закрепляют быстросменной шайбой с помощью гайки и шпильки, ввёрнутой в шток поршня гидроцилиндра. Базовую плиту закрепляют на столе станкам прихватами. Гидроцилиндр закрепляют на столе станка прихватами.

1.2 Проверка условия выполнения правила шести точек

Из механики известно, что всякое твердое тело имеет шесть степеней свободы: три возможных перемещения вдоль трех взаимоперпендикулярных осей координат и три возможных вращения вокруг этих осей.

С целью определения количества степеней подвижности детали, составляем схему базирования детали (рисунок 1).

Рисунок 1 - Схема лишения степеней свободы

По числу лишаемых базой степеней свободы они делятся на установочные, направляющие, опорные, двойные, направляющие и двойные опорные.

Установочной называется база, лишающая деталь трех степеней свободы (перемещение вдоль одной координатной оси и поворота вокруг двух других осей, точка 1,2,3). Выбирают наибольшую поверхность детали.

Направляющей называется база лишающая деталь двух степеней свободы (точка 4,5). Перемещение вдоль одной координатной оси и поворота вдоль другой оси.

В качестве направляющей базы выбирают узкую и длинную поверхность.

Опорной базой называется база, лишающая деталь одной степени свободы. Перемещения вдоль одной координатной оси или поворота вокруг оси (точка В).

Обработка при выбранной схеме базирования возможна.

1.3 Расчет погрешности базирования заготовки в приспособлении

Погрешностью базирования называется разность предельных расстояний измерительной базы относительно установленного на требуемый размер обрабатываемой детали режущего инструмента. Погрешность базирования возникает тогда, когда измерительная база не совпадает с установочной.

Рисунок 2 - Схема базирования детали в приспособлении

Рисунок 3 - Схема смещения и перекоса инструмента

Погрешность базирования Eб,мм, для размера 60,40 вычисляют по формуле:

мм, т.к. размеры обеспечиваются конструкцией приспособления

Погрешность от смещения и переноса инструмента при обработке отверстий рассчитывается по формуле:

Eсп=мм, (1)

где S -максимальный диаметр зазора между кондукторной втулкой и инструментом;- длина кондукторной втулки,мм;=6 мм- расстояние от поверхности заготовки до кондукторной втулки, мм;=9- длина кондукторной втулки, мм=20 мм

Необходимо, чтобы выполнялось условие

, 0,52<0,74

Условие выполняется, следовательно при выбранной схеме базирования возможно получение заданного размера.

.4 Расчет усилия зажима заготовки в приспособлении

Рисунок 3 - Схема установки и закрепления детали

Усилие зажима W, Н, вычисляют по формуле:

Н (2)

где К - коэффициент запаса, вычисляют по формуле:

К=К0*К1*К2*К3*К4*К5*К6=1,5*1,2*1,2*1,2*1*1*1=2,59 (3)

где К0 - гарантированный коэффициент запаса во всех случаях

К0=1,5;

К1 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовок

К1=1,2;

К2 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания от прогрессирующего затупления инструмента

К2=1,2;

К3 - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при прерывистости резания при точении

К3=1,2;

К4 - коэффициент, учитывающий постоянство силы зажима, развиваемой силовым приводом приспособления

К4=1;

К5 - коэффициент, учитывающий эргономику зажимных элементов

К5=1;

К6 - коэффициент, учитываемый только при наличии крутящего момента, стремящегося повернуть обрабатываемую деталь

К6=1;- крутящий момент сверла определяем по формуле:

=  (4)

где Pz - сила резания, Н=1200;- диаметр сверла, мм=8мм;коэффициент трения=0.1

1.5 Расчет основных параметров привода приспособления

Диаметр цилиндра Dц ,мм, вычисляют по формуле:

ц=√4*Q/ π*P*η=√4*4144/0,75*3,14*0,6*0,85=√16576/1,20105=117,4мм (5)

где Q - тянущая сила=4144Н;

π - постоянная

π=3,14;

р - давление сжатого воздуха

р=0,6 МПа;

η - коэффициент полезного действия

η=0,85;

Выбираем из стандартного ряда Dц=125 мм.

Рисунок 4 - Схема, определяющая тянущее усилие

1.6 Расчет на прочность деталей приспособления

Прочность - одно из основных требований, предъявляемых к деталям и приспособлениям в целом. Прочность деталей может регламентироваться по коэффициентам запаса или номинальным допускаемым напряжениям. Расчеты по номинальным напряжениям менее точны и прогрессивны, но значительно проще с помощью расчета деталей приспособления на прочность можно решать две задачи:

проверку на прочность уже существующих деталей с определенными размерами сечений путем сравнения фактических напряжений с допускаемыми. Такой расчет называется проверочным;

определение размеров сечений деталей - предварительный проектный расчет.

Расчет на прочность деталей в виде стержня, нагруженного осевой силой по допускаемым напряжениям растяжения (сжатия) осуществляют по формуле:

σр=≤[σр], (6)

σр==12,1

,1≤162,

где σр - фактическое напряжение растяжения (сжатия), МПа;- расчетная сила, Н,=6939,403Н;диаметр опасного сечения,=27мм;

π - постоянная величина,

π=3,14;

[σр] - допускаемое напряжение растяжения (сжатия), МПа,

[σр]=196МПа;

Рисунок 5 - Схема расположения опасного сечения у детали в виде стержня

Условие выполняется.

Для прямоугольной фигуры условие на прочность осуществляют последующим формуле:

σр=≤[σр], (7)

σр==12,

<110

где σр - фактическое напряжение растяжения (сжатия), МПа;- расчетная сила, Н,=3998Н;- площадь опасного прямоугольного сечения,

=a*b=18*30=540мм2

[σр] - допускаемое напряжение растяжения (сжатия), МПа,

[σр]=110МПа;

Условие выполняется.

1.7 Расчет экономической эффективности приспособления

Определение экономической эффективности основывается на определении приведенных затрат. Объективность принимаемых технических решений при создании новых приспособлений, их механизации, автоматизации и механизации всегда должна быть подтверждена расчетом экономической эффективности использования прогрессивной оснастки, главным показателем которой является снижение себестоимости выпускаемой продукции.

Расчет экономической эффективности рекомендуется выполнять на ЭВМ. Для этого необходимо подготовить исходные данные:

Тшт - штучное время обработки каждой заготовки на данной операции, ч;

Тст - часовая ставка рабочего первого разряда (повременная оплата труда);

Ктар - тарифный коэффициент соответствующего разряда;- количество деталей проектируемого приспособления;

Тс - срок службы приспособления;- процент цеховых накладных расходов, принимаем 200%;

В - годовой объем выпуска деталей (из варианта задания).

2. Мероприятия по экономии энергетических и материальных ресурсов

Расчет экономии электроэнергии Э, кВт*час,за счет применения механизированного приспособления определяют по формуле:

Э=ΔN*(Тшт1-Тшт2)*0,98=1,8*(4-3,8)*0,98=0,35кВт*час(9)

где ΔN- активные потери мощности,

ΔN=Ν1- Ν2=4-2,2=1,8 кВт,

где Ν1 - мощность двигателя, оборудования по заводском варианту, мощность электродвигателя станка 2Н135, Ν1=4 кВт;

Ν2 - мощность электродвигателя станка 2Н125, Ν2=4-2,2=1,8 кВт;

Тшт1 - штучное время по заводскому варианту, Тшт1=0,64мин;шт2 - штучное время по принятому в расчете варианту, Tшт2 =0,418мин;

,98 - коэффициент, учитывающий увеличение нагрузочных потерь.

Материалы для деталей (элементов) приспособлений следует выбирать исходя из условий работы и эксплуатационных требований, предъявляемых к этим деталям. Так, к установочным элементам приспособлений, которые являются опорами заготовки в приспособлении и определяют ее положение в пространстве, предъявляются требования кточности, прочности, жесткости, износостойкости. Применительно к зажимным элементам на первый план выдвигаются прочность, жесткость и надежность. Корпуса объединяют в единую конструкцию элементы приспособления и воспринимают все силы, действующие на заготовку в процессе ее закрепления и обработки. Поэтому они должны обладать достаточно высокой прочностью, жесткостью и длительное время сохранять точность расположения рабочих поверхностей. Подобные требования предъявляются и к другим элементам приспособлений. В определенной степени многие из названных требований обеспечиваются конструкцией и размерами деталей приспособлений. А вот износостойкость, прочность и жесткость элементов и компактность приспособлений в большей части зависят от правильного выбора конструкционных материалов, химико-термической, отделочной обработки покрытий.

Для неответственных деталей приспособления рекомендуется выбирать дешевые материалы.

3. Мероприятия по эргономике и охране труда

Приспособления, как и любые механизмы, являются источниками повышенной опасности для окружающих. Поэтому при проектировании необходимо обеспечить соблюдение ряда условий, обеспечивающих удобную и безопасную работу при использовании приспособления.

Для оценки эргономических качеств приспособления в совокупности со станком и удобства обслуживания целесообразно воспользоваться координатной сеткой с нанесенными на ней контурами станка, приспособления и зон размещения органов управления.

Рисунок 7 - Зоны расположения узлов управления станком и приспособлением

Другим важным эргономическим требованием является соблюдение допустимых нагрузок, которые не должны превышать 10 Н, если работает кисть руки; 20…40 Н - рука до локтя и 80…100 Н - вся рука.

В зоне расположения рукояток и маховиков не должно быть никаких выступающих частей, которые могут нанести травму работающему или мешать ему.

Не допускается применение выступающих винтов. Все детали в зоне работы рук должны быть закруглены и не иметь острых кромок, углов.

Заключение

При выполнении курсового проекта по дисциплине «Проектирование технологической оснастки» были закреплены знания пройденных дисциплин: «Математика», «Материаловедение», «Инженерная графика», «Техническая механика», «Технологическая оснастка», «Организация машиностроительного производства», «Обработка материалов и инструмент», «Технология машиностроения», «Металлорежущие станки», «гидропривод и гидропневмоавтоматика».

Объектом данного курсового проекта является фрезерное приспособление. Были изучены методы расчета и выбор элементов приспособления, получены навыки проектирования, которые позволяют обеспечить необходимый технический уровень, надежность и долговечность приспособления.

Список использованных источников

1.     Антонюк В.Е. Технологическая оснастка: учеб. Пособие / В.Е. Антонюк [и др.]. - Минск: и из - во Гребцова, 2011 - 376с.

2.      Антонюк В.Е. Конструктор станочных приспособлений: справочное пособие / В.Е. Антонюк. - Минск: Беларусь, 2009. - 400с.

.        Белоусов А.П. Проектирование станочных приспособлений: учебное пособие / А.П. Белоусов. - Москва: Высшая школа, 1980. - 240с.

.        Горохов В.А. Проектирование технологической оснастки: Учебник для студ. машиностроительных специальностей высших учебных заведений / В.А. Горохов. - Минск: «Бервита», 2007. - 344с.

.        Кузнецов Ю.И. Оснастка для станков с ЧПУ: справочник / Ю.И. Кузнецов, А.Р. Маслов, А.Н. Байков. - 2-е издание. - Москва: Машиностроение, 2008 - 112с.