Обработка материалов на верстатах и автоматических линиях

Министерство образования и науки Украины Сумской государственный университет Машиностроительный коледж КУРСОВОЙ ПРОЕКТ ПО ПРЕДМЕТУ «Технологическое оснащение»

«Обработка материалов на верстатах и автоматических линиях»

• Введение
• 1. Общие сведения о приспособлении
• 2. Определение погрешности базирования
• 3. Расчет сил зажима заготовки
• 4. Расчет детали на прочность
• Сборка и эксплуатация приспособления
• Литература

Интенсификация производства в машиностроении неразрывно связана с техническим перевооружением и модернизацией 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.

В общем объёме средств технологического оснащения примерно 50% составляют станочные приспособления.

Применение станочных приспособлений позволяет:

Надежно базировать и закреплять обрабатываемую деталь с сохранением её жесткости в процессе обработки;

Стабильно обеспечивать высокое качество обрабатываемых деталей при минимальной зависимости качества продукции от квалификации рабочего;

Повысить производительность и обеспечить условия труда рабочего в результате механизации приспособлений;

Расширить технологические возможности используемого оборудования.

Для обеспечения высокой точности обработки заготовок приспособления должны быть выполнены с высокой точностью. Погрешности базирования и закрепления должны быть сведены к минимуму. Конструкция приспособления не должна быть наиболее податливым звеном системы станок-приспособление-инструмент-деталь, чтобы использовать полную мощность станка на черновых операциях и обеспечивать высокую точность на чистовых операциях.

станочное приспособление деталь верстат Приспособление должно обеспечивать хорошую инструментальную доступность, т. е. возможность подхода инструмента к как можно большему количеству поверхностей заготовки.

Приспособления должны обеспечивать сокращение времени зажима-разжима заготовки. Для сокращения времени переналадки станков приспособления должны обеспечивать возможность их быстрой смены или переналадки.

1. Общие сведения о приспособлении

Данное приспособление применяется для установки и закрепления группы деталей, близких по конструктивно-технологическим размерам, способам обработки и общности обрабатываемых поверхностей.

В данном приспособлении деталь базируется на оправке цилиндрической, которой является центровик с размером d=106h10 с упором на основание детали (неподвижная опора с плоской рабочей поверхностью).

При базировании детали на сверлильной операции с ЧПУ (рисунок 1) деталь лишается 6 степеней свободы. Имеют место 3 технологические базы: установочная база, которой является основание детали, двойная опорная база, которой является центральное отверстие d=106H11 и опорная база, которой является шпоночный паз. Установочная база лишает деталь 3-х степеней свободы: вращение вокруг осей Х и У; перемещение вдоль оси Z. Двойная опорная база лишает деталь 2-х степеней свободы: перемещение вдоль осей Х и У.

Опорная база лишает деталь 1-й степени свободы: вращения вокруг оси Z.

Закрепление детали ведётся одиночным прижимом пневматического действия.

Рисунок 1

Техническая характеристика приспособления

Приспособление работает при рабочем давлении в сети воздуха — 0,4 МПА, диаметр пневмокамеры d=220 мм: длина стола 525 мм, ширина стола 350 мм.

2. Определение погрешности базирования

Из-за разности наружных диаметральных размеров, а также из-за того, что отверстие является базой, то подсчитывается погрешность базирования.

Выбор необходимой расчетной схемы и формула для определения погрешности базирования производится по ([1] г8). Расчетная схема для определения погрешности базирования приведена на рисунке 2. При недостаточности информации по данной схеме по табл8 пользуемся формулами для определения погрешности базирования для приспособления (пневмостола с центровиком).

Рисунок 2. Расчетная схема для определения погрешности базирования

Действительная погрешность базирования определяется по формуле:

(2.1)

где д_Н11=0,220 — квалитет точности отверстия; (2.2)

д_h10=0,140 — квалитет точности центровика. (2.3)

мм.

Допустимая погрешность равна [?_доп] =0,43, т.к. допуск на размер отверстий диаметром 14 и диаметром 10,2 равен 0,43, то:

из условия базирования:

[?_доп]? (2.4)

0,43?0,15 — условие выполняется

Значит обработка отверстий при данном базировании целесообразна.

3. Расчет сил зажима заготовки

Наиболее рациональным способом закрепления детали является тот, который обеспечит надежное закрепление и не создаст деформации детали. Предлагается закрепить деталь прижимом.

На заготовку в процессе обработки действуют составляющие силы резания Pz, Q. Схема действия сил показана на рисунке 3.

Рисунок 3.1 Схема действия сил

Составляется схема сил, действующих на заготовку

M_вр=Pz•d (3.1)

M_тр=QfD_{пр (}3.2)

(3.3)

где D-диаметр пневмокамеры,

d-диаметр штока.

Pz=9,81?C_pD^xS_o^yK_мр с. 276 (3.4)

C_p=68; y=0,7; x=1.

Pz=9,81•68•14•0,3^0,7•0,93=3735H

где D-диаметр отверстия.

Pz=9,81•68•10,2•0,26^0,7•0,93=2468H

где D-диаметр отверстия.

K_мр= (68/75) ^0,75=0,93 (3.5)

S_o=0,3 мм/об (для отв. d14 мм); S_o=0,26 мм/об (для отв. d10,2 мм).

М_вр=3735•0,032=120 Н•м (для отв. d14 мм)

М_вр=2468•0,032=79 Н•м (для отв. d10,2 мм)

Из условия равновесия заготовки вращающий момент должен быть уравновешен с моментом трения

М_вр=М_тр

(3.6)

K=2,5 — коэффициент запаса c.382

K=K_0• K_1• K_2• K_3• K_4• K_5• K_{6 (}3.7)

K₀=1,5; K₁=1,2; K₂=1,2; K₃=1,0; K₄=1,2; K₅=1,0; K₆=1,6

K=2,5

f=0,25 — коэффициент трения

Определяю силу зажима

(3.8)

где (3.9)

с — расчетное давление сжатия воздуха;

з — КПД привода зажимного устройства.

D=220 мм (ГОСТ 15 608-*)

Определяю действительную силу на штоке

W=р/4 (220²) 0,4•0,9=19 388,5 H.

Определяю коэффициент запаса привода:

Кз = W/Q (3.10)

Кз = 19 388,5/16 793,6 = 1,15,

что означает, что закрепление обеспечивает фиксированное положение детали.

4. Расчет детали на прочность

Для расчета на прочность принимается деталь-шток d32. Для неё рассчитывается на прочность при растяжении резьба М16. Материал детали — Сталь 40. Для того, чтобы резьбу на штоке не сорвало, необходимо выполнение условие

(4.1)

Предел текучести для стали 40 равен у_т=300 МПа.

[у_p] =0,6у_т=180 МПа.

Опасным является сечение, ослабленное нарезкой

Рисунок 4.1 Эскиз стойки резьбовой

Расчетный диаметр резьбы определяется по формуле:

d_p=d-0,94p, (4.2)

где d — внешний диаметр резьбы, мм;

р — шаг резьбы, мм

d_p=16−0,94•1,5=14,6 мм.

(4.3)

где W — максимальная осевая сила, действующая на растяжение

Условие у_р? [у] _p выполняется (116<180)

Сборка и эксплуатация приспособления

Все детали и узлы приспособления подвергнуть визуальному контролю, выявленные дефекты устранить.

Сборка приспособления:

Сборка всего приспособления производится вне станка.

Производится точная выверка установочной плиты относительно общей плоскости.

С помощью рым-болтов приспособление краном устанавливается на стол станка.

Приспособление подключается к пневмосети.

Эксплуатация и принцип работы приспособления

Деталь устанавливается на центровик и шпоночным пазом одевается на шпонку, зажимается сверху зажимом. При подаче сжатого воздуха в пневмокамеру мембрана резинотканевая прогибается и движет шток вверх, который через зажим закрепляет деталь. Сила зажима может регулироваться при изменении плечей зажима.

При снятии детали в верхнюю часть пневмокамеры попадает сжатый воздух, а из нижней выходит, при этом мембрана движет шток вниз, возвращаясь в исходное положение.

Во избежание утечки воздуха из пневмокамеры из-за наличия зазора шток уплотняется прокладкой резиновой и манжетом.

Для транспортировки приспособления предназначены рым-болты, которые крепятся в плите приспособления.

1. Справочник. Станочные приспособления. В 2-х томах. М: «Машиностроение», 1984 г., Т.2. под реддакцией Б. Н. Вордашкина, А. А. Шатилова, 1984 г.

2. Горошкин А. К., «Приспособления для металлорежущих станков», справочник — 7изд., перераб. и доп. — М: Машинострение, 1979 г.

3. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с ЧПУ, ч.2, Москва, 1989 г.

4. Н. Г. Куклин, Г. С. Куклина, Детали машин, М.: Высшая школа, 1984 г.

5. Справочник технолога машиностроителя. В 2-х томах. Т.1. Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова, 1985. — 656с., ил.

6. А. Л. Белоусов. Проектирование станочных приспособлений: учебное пособие для учащихся техникумов, 3-е изд, перераб. и доп. — М.: Высшая школа, 1980. — 240с., ил.

7. Ю. Е. Кирилюк. Допуски и посадки: справочник — 2-е изд., перераб. и доп. — К: Вища школа. Главное изд-во 1989. — 135с., 3ил, 26 табл.