Расчеты проектирования станочного приспособления

Расчеты проектирования станочного приспособления".

Деталь: «Колесо рабочее» ДБ-1448.02

Годовая партия:50 000

1. Описание детали

2. Технические требования

3. Выбор операции для проектирования приспособления

4. Выбор баз

5. Составление операционного эскиза

6. Проверка условий возможности перемещения заготовки по 6-ти степеням свободы

7. Расчет погрешности базирования

8. Таблица расчетных данных режимов резания по выбранной операции

9. Схема зажимного приспособления. Описание устройства и принципа работы приспособления

10. Расчет усилия зажима заготовки

11. Расчет основных параметров зажимного приспособления

12. Расчет на прочность деталей зажимного приспособления Литература

Введение

Большое значение в совершенствовании производства машин имеет технологическая оснастка и особенно её наиболее сложная, трудоёмкая и ответственная часть приспособления для технологического оборудования станочные приспособления.

Приспособлениями в машиностроении называются вспомогательные устройства используемые для выполнения операции механической обработкой, сборкой и контроля, современные механические цеха располагают большим количеством приспособлений.

В крупно серийном и массовом производствах на каждую обрабатываемую деталь приходится в среднем десять приспособлений.

Одних только специальных приспособлений в машиностроении насчитывается свыше пятнадцати миллионов штук заготовок на изготовление и приобретение и приспособлений достигает15−20%то стоимости оборудования.

Значительную долю (80−90%)общего парка приспособлений составляют станочные приспособления, применяемые для установки и закрепления обрабатываемых заготовок.

Сложность построения технологических процессов в машиностроении обуславливает большое разнообразие конструкции приспособлений и высокий уровень предъявляемых к ним требованиям.

Использование приспособлений способствует: повышение производительности и точности обработки, сборки и контроля; облегчению условий труда рабочих строгой регламентации длительности выполняемых операций, расширению технологических возможностей оборудования; повышению безопасности работы и исключению аварий при использовании приспособлений снижается потребная классификация рабочих.

Повышение производительности достигается путем устранения разметки заготовок, сокращения вспомогательного времени на их установку и снятия, применения много инструментальной и много местной обработки, а также повышения режимов резания в результате увеличения жёсткости технологической системы (станок-приспособление — инструмент) В данном проекте я проектирую приспособление для установки и зажима детали «Колесо рабочее», «масса детали 1.15», «годовой выпуск 100 000».

1. Описание детали

Деталь полумуфты имеет наибольший диаметр Ш 170 мм на котором расположены 3 конических кулачка, шириной 17 мм и 65 мм цилиндр Ш78мм имеющий длину L=49мм. Масса=5,6 кг. Общая длина детали L=99мм Деталь имеет ступенчатое отверстие Ш55мм и диаметром Ш40,5 длиной L=56мм, в котором нарезаны 21 шлиц модулем м=2 б=30

Шероховатость поверхностей отверстие диаметром Ш74мм стороны кулачков, дно кулачков, вершины и впадины шлиц, отверстие Ш55мм должны соответствовать шероховатости Ra=3,2мкм Стенки шлиц должны соответствовать шероховатости Ra=1.6 мкм остальные поверхности должны соответствовать Ra=6,3мкм Неуказанные предельные отклонения по h14? H14УТ14/2. Закалка 48…52HRc

Радиальное биение 170 мм не более 0,05 мм. Торцевые биение цилиндра Ш78мм относительно поверхности Б на более 0,05 мм. Радиальное биение кулачков относительно поверхности Б на более 0,05 мм Материал детали: Деталь Полумуфта г/наоса H5 маслостанции бурового станка Сбш-250 изготовлена из материала СТАЛЬ 45 Гост-1050−88

СтальСплав железа с углеродом где углерода до 2,14% .Сталь 45 углеродистая конструкционная качественная сталь где углерода 0,45%

2. Технические требования

колесо зажим приспособление заготовка Марка стали: Сталь 45

Заменитель: 40Х, 50, 50Г2

Классификация: сталь конструкционная углеродистая качественная Применение: вал-шестерни, коленчатые и распределительные валы, шестерни, шпиндели, бандажи цилиндры, кулачки и другие.

Химический состав в % стали 45

С=0,42−0,5

Si=0,17−0,37

Mn=0,5−0,8

Ni=до 0,3

S=до 0,04

P=До 0,035

Cr=до 0,25

Cu=до 0,3

As=до 0,08

Механические свойства поковок (Гост 8479−70)

3. Выбор операции для проектирования приспособление

С целью дальнейшего проектирования зажимного устройства, выбрал операцию по фрезерованию трёх кулачков на вертикально фрезерном станке, концевой фрезой Ш 30 мм. С обеспечением размеров L=65мм 17 мм 54мм и 59°

Данную операцию я предлагаю выполнить на вертикально-фрезерном станке модели 6Р11.

Технические характеристики станка вертикально-фрезерного 6Р11:

1. Размеры рабочей поверхности стола (длина х ширина), мм 1000×250

2. Число Т-образных пазов 3

3. Наибольшее продольное перемещение стола, мм 630

4. Наибольшее поперечное перемещение стола, мм 200

5. Наибольшее вертикальное перемещение стола, мм 360

6. Расстояние от торца шпинделя до рабочей поверхности стола, мм 50 — 410

7. Пределы частот вращения шпинделя, мин -1 40 — 2000

8. Ускоренное продольное перемещение стола, мм/мин 4000

9. Ускоренное поперечное перемещение стола, мм/мин 4000

10. Ускоренное вертикальное перемещение стола, мм/мин 1 330

11. Конус шпинделя 50

12. Двигатель привода главного движения:

 — мощность, кВт 5,5

 — частота вращения, об/мин 1460

13. Всего двигателей, шт. 3

14. Габаритные размеры станка, мм (длина х ширина х высота) 1480×1990×1970

15. Масса станка, кг 2360

4. Выбор баз

1,2 -установочная (А)

3,5-опорная (Б)

4,6- направляющая (С)

5. Составление операционного эскиза

6. Проверка условий возможности перемещения заготовки по 6-ти степеням свободы

7. Расчет погрешности базирования

Заготовку устанавливаем ш 78 мм наружной цилиндрической поверхностью в самоцентрирующие призмы при обработке трёх кулачков.

е_д=0 [Pз=Q]

8. Таблица расчетных данных режимов резания по выбранной операции

Переход 1 фрезеровать три кулачка глубина 25 мм.

1. Определяем глубину резания Общая глубина резания t=5мм.

Число проходов i=3

2. Определяем подачу.

Выбираем фрезу диаметром D=30мм, L=150мм, e=20мм, z=4,

Конус Морзе № 4.

3. Определяем скорость резания.

(25)

=225 Стойкость, T=90 мин

=0.35 Ширина фрезы, B=15 мм

=0.27=*(=1*(=1.5

=0.21=0.8

=0.480.4

=0.3

=0.1

м/мм

4. Определяем чистоту вращения

n===272 об/мм по паспорту =250 об/мм

5. Определяем фактическую скорость резания.

===23,4м/мин.

= мм/мин

6. Определяем силу резанья.

=*

w=-0.13 ==0.18

Cp=12.5

x=0.85 [2,T8,Стр152]

y=0.75

u=1

q=0.73

=*0.18=525H

7. Определяем крутящий момент.

===78,75H*м

8. Определяем мощность резания.

===0,21кВт

9. Определяем достаточно ли мощность на шпинделе.

=*з

=10кВт з =0,8

=10*0,8=8кВт

0.21<8,8 — обработка возможна

9. Схема зажимного приспособления. Описание устройства и принципа работы приспособления

1-Корпус

2-Поршень

3-Шток

4-Подвижная призма

5-Возвратная пружина

6-Бронзавая втулка

7-Стопарный винт

8-Манжета

9-Прокладка

10,11- болт, шайба Назначение зажимного приспособления:

Специально зажимное пневматическое приспособление разработано для выполнения фрезерной операции по фрезерованию 3-х кулачков детали «Полумуфта г/насоса H-5 маслостанции бурового станкаСБШ-250»

Приспособление обеспечивает автоматизированный зажим заготовки в приспособление с применением пневмоцилиндра, автоматическое ориентирование детали относительно фрезы, а также автоматическое ориентирование детали по плоскостям квадрата через 120 градусов и исключает операцию предварительной разметки для фрезерования, что значительно снижает машинное время выполнения указанной операции по фрезерованию 3-х кулачков по требуемым размерам.

Описание приспособления:

Приспособление представляет собой зажимной пневмоцилиндрический механизм состоящий из корпуса (1), поршень (2), шток (3), подвижная призма (4), возвратная пружина (5), бронзовая втулка (6), стопорный винт (7), манжета (8), прокладка (9), болт, шайба (10,11).

Принцип работы приспособления состоит из:

1. Установка заготовки:

Деталь устанавливается на призмы приспособления.

2. Зажима заготовки:

Сжатый воздух из магистрали подаётся в поршневую полость штока, поршень (2) вместе со штоком (3) смещается в лево и подвижная призма (4) смещает заготовку к неподвижной призме (3), осуществляет зажим заготовки по диаметру 78 мм.

3. Разжима заготовки:

Давление сжатого воздуха в поршневой камере сбрасывается до атмосферного, возвратная пружина (5) сжимается и перемещает поршень (2) и шток (3) вместе с подвижной призмой (5) в право, таким образом происходит разжим заготовки.

10. Расчёт усилия зажима заготовки

Pз=2KM/[D (f1+f2) :sin0,52]

где K — коэффициент запаса

M — момент силы резания

f= 0.3 — коэффициент трения л=90° sin=0,707

K=

— 1,5 — для всех

— 1,2 — черновая обработка

— 1,4 — фрезерование твёрдой стали

— 1,2 — для всех

— 1 — пневматический зажим

— 1 — для рукояток

— 1,5 — для равномерности.

K=1,5*1,2*1,4*1*1*1*1,5=3,78

Pз===90,06

11. Расчёт основных параметров зажимного приспособления

Расчёт усилия на штоке:

Согласно выбранной схеме, усилия зажима заготовки в приспособление совпадает с направлением усилием штока пневмоцилиндра:

Q=Pз=248, 26 848 Н Расчёт параметров поршня:

D=

q=10кг — усилие пружины

p=6 кес/

?=0,9- КПД пневмоцилиндр

D==4*=6,7см=67мм Полученный диаметр поршня округляем до ближайшего стандартного в большую сторону; принимаем

— Диаметр поршня-D=80мм

— Диаметр штока d=25мм,

— размер резьбового отверстия для сж. воздухаМ16×1,5

12. Расчёт на прочность зажимного приспособления

Расчёт хвостовика штока на растяжение.

=2

K=3 — коэффициент запаса

=1,3 — коэффициент затяжки

=1,4

=140Мпа

d====1,89 мм Получаем d=1,89 мм в соответствии с диаметром штока резьбу хвостовика штока принимаем М=16×1,5

1. А. Г. Касилова т.1 «Справочник технолога машиностроителя» Москва «Машиностроение» 1985 г.

2. А. Г. Касилова т.2 «Справочник технолога машиностроителя» Москва «Машиностроение» 1985 г.

3. Б. Н. Вардашкина т.1 «Станочные приспособления» Москва «Машиностроение» 1984 г.

4. Б. Н. Вардашкина т.2 «Станочные приспособления» Москва «Машиностроение» 1984 г.

5. А. К. Горошкин «Приспособление для металлорежущих станков» Москва «Машиностроение» 1979 г.

6. Ю. С. Степанов «Технологическая оснастка» Москва 2010 г.

7. С. А. Зайцев «Метрология, стандартизация и сертификация в машиностроении» Москва «Академия» 2011 г.

8. И. И. Устюгов «Детали машин» Москва «Высшая школа» 1981 г.