Приспособление специальное сверлильное

Приспособление специальное сверлильное

Министерство образования Российской Федерации

Министерство Российской Федерации по атомной энергии

Технологический институт

(филиал)

Московского инженерно-физического института

(технического университета)

(г. Лесной Свердловской области)

СОГЛАСОВАНО: УТВЕРЖДАЮ:

МИФИ КР 0112.00.000

Аннотация

В данной работе рассмотрен один из возможных способов закрепления детали типа плита на станке.

При его разработке были учтены: тип производства, свойства и особенности обрабатываемого материала, точность размеров, чистота поверхности, действующие стандарты и нормативы.

Проект состоит из пояснительной записки и чертежа приспособле-ния в сборе с деталью.

Для выполнения графической части курсового проекта использова-лась система КОМПАС-3D V10.

В расчетах использована прикладная программа пакета Mathcad Professional.

При оформлении пояснительной записки - программа Microsoft Word.

В данной работе были развиты навыки к самостоятельному реше-нию инженерных задач в области проектирования различного вида приспособлений, их расчет на точность и прочность для получения годной детали механической обработкой.

Содержание

Введение

1.Исходная информация для проектирования приспособления

2. Технологический процесс обработки детали типа плита

3. Точностной расчет установки детали в приспособлении

4. Расчет режимов резания

5. Обоснование выбора зажимного устройства с учетом типа

производства

6. Расчет необходимого усилия зажима

7. Определение диаметра болтов

8. Описание работы приспособления

9. Определение требований техники безопасности и удобства обслуживания

Список литературы

Приложение

Введение

Для изготовления любого изделия необходимы различные приспособления. Их применение позволяет: устранить разметку заготовок перед обработкой, повысить точность обработки, снизить себестоимость продукции, облегчить условия работы и обеспечить ее безопасность, расширить технологические возможности оборудования, организовать станочное обслуживание, применить технически обоснованные нормы времени, сократить число рабочих, необходимых для выпуска продукции.

Основные цели курсовой работы:

- закрепить знания, приобретённые при изучении данной дисциплины;

- получить практические навыки по проектированию приспособлений;

- развитие диалектического мышления и творческого подхода в решении конкретных конструкторских и технологических задач современного производства.

1. Исходная информация для проектирования приспособления

Необходимо спроектировать специальное приспособление на одну из операций (сверлильную) маршрута обработки предложенной детали (распределитель), имея следующие исходные данные:

ь чертеж детали

ь объем производства - крупносерийное

2. Технологический процесс обработки детали

Оп.00 Заготовительная

Оп.05 Продольно-фрезерная

Оп.10 Продольно-фрезерная

Оп.15 Продольно-фрезерная

Оп.20 Продольно-фрезерная

Оп.25 Фрезерно-торцевая

Оп.30 Сверлильная

Оп.35 Сверлильная

Оп.40 Сверлильная

Оп.45 Сверлильная

Оп.50 Резьбонарезная

Оп.55 Резьбонарезная

Оп.60 Резьбонарезная

Оп.65 Моечная

Оп.70 Контрольная

Оп.75 Упаковочная

Выбор технологических баз на операцию 30, для которой разрабатываем приспособление:

В данном случае наиболее удовлетворяет требованиям, предъявляемым к базированию деталей схема «базирование в координатный угол».

3. Расчет приспособления на точность

3.1 Необходимая точность приспособления для размера 28±0.26

Погрешность установки:

где:

- погрешность базирования, конструкторская и технологическая базы совпадают;

- погрешность закрепления ([10] табл. №4)

Погрешность приспособления:

где:

мм- допуск на размер;

- погрешность, зависящая от метода обработки ([10] табл. №8).

Погрешность собранного приспособления:

где:

- погрешность установки приспособления ([10] табл. №6);

- установка детали производится без зазоров;

- присутствуют направляющие элементы для режущего инструмента.

Проверка.

Суммарная погрешность не должна превышать допуска на размер:

3.2 Необходимая точность приспособления для размера 9±0.18

Погрешность установки:

где:

- погрешность базирования, конструкторская и технологическая базы совпадают;

- погрешность закрепления, сила зажима действует перпендикулярно выдерживаемому размеру.

Погрешность приспособления:

где:

мм - допуск на размер;

- погрешность, зависящая от метода обработки ([10] табл. №8).

Погрешность собранного приспособления:

где:

- погрешность установки приспособления ([10] табл. №6);

- установка детали производится без зазоров;

- присутствуют направляющие элементы для режущего инструмента.

Проверка.

Суммарная погрешность не должна превышать допуска на размер:

4. Расчет режимов резания

Крутящий момент:

Где - коэффициент в формуле скорости резания;

D=9 мм- диаметр инструмента;

S=0.234 мм/об подача инструмента;

q,y- показатели степени;

-общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания

5. Обоснование выбора зажимного устройства с учетом типа производства

Приспособление применяется в крупносерийном производстве, поэтому необходимо по возможности автоматизировать установку заготовки. С этой целью для закрепления данной детали в приспособлении установлен пневмоцилиндр, посредством которого через шток на пяту будет передаваться зажимное усилие.

Исходя из того, что требуемая сила зажима небольшая, пневмоцилиндр дешевле и проще гидроцилиндра, в качестве силового привода для проектируемого приспособления выбираем пневмоцилиндр двустороннего действия.

К достоинствам пневмопривода можно отнести следующее:

- Значительное сокращение времени зажима и разжима заготовки (в 4…8 раз) на станке вследствие быстроты действия (0,5…1,2 сек.);

- Постоянство силы зажима заготовки в приспособлении;

- Возможность регулирования силы зажима детали;

- Простота управления зажимным устройством приспособления;

- Бесперебойность работы при изменениях температуры воздуха в окружающей среде.

- Доступность.

Недостатки пневматического привода:

- Небольшое давление сжатого воздуха в полостях пневмоцилиндра;

- Недостаточная плавность перемещения рабочих элементов, особенно при переменной нагрузке;

- Относительно большие размеры пневмопривода для получения значительных сил на штоке пневмопривода;

- Шум при работе.

6. Расчет необходимого усилия зажима.

При сверлении возникает момент Мкр, стремящийся повернуть деталь. Противодействие этому оказывает момент, создаваемый силой трения Fтр. Осевая сила воспринимается опорами приспособления, и при расчете силы зажима Q не учитывается.

Уравнение для определения силы зажима:

=0.15- коэффициент трения (сталь по стали).

Расчет коэффициента надежности закрепления:

K0=1.5 - гарантированный коэффициент запаса надежности закрепления;

K1=1 - учитывает увеличение силы резания из-за случайных неровностей заготовки;

K2=1 - учитывает увеличение силы резания из-за затупления инструмента;

K3=1.2 - учитывает увеличение силы резания при прерывистом резании;

K4=1 - учитывает непостоянство зажимного усилия;

K5=1 - учитывает степень удобства расположения рукояток;

K6=1 - учитывает неопределенность контакта заготовки с опорными элементами, имеющими большую поверхность.

По ГОСТ 12.2.029-77 принимаем

Необходимая сила зажима:

Поскольку силовой механизм не применяется, его роль играет сам привод, передаточное отношение i=1.

Исходное усилие на штоке:

В соответствии с исходным усилием из стандартного ряда выбираем Пневмоцилиндр 7020-0151, обеспечивающий усилие на штоке 2650 Н ([3] том 3, стр. 607 табл. 51, 52).

7. Определение диаметра болтов, крепящих базирующий элемент приспособления к плите

Действие силы Q от привода приспособления заменим действием момента М, стремящегося раскрыть стык и силой Q1 стремящейся к сдвигу детали.

1. Рассчитаем соединение на условие отсутствия раскрытия стыка.

Рассматривая условия стыка считаем осью поворота ось симметрии стыка.

Напряжения в стыке под действием момента М:

где,

- момент сопротивления изгибу

Затяжка болтов образует в стыке напряжения смятия:

где,

-коэффициент запаса, при постоянной нагрузке;

-коэффициент внешней нагрузки, если соединение без упругих прокладок.

Необходимая сила затяжки болтов:

где,

z = 4- количество болтов;

А = 5253 мм2- площадь стыка.

Расчетная сила затяжки:

где,

-внешняя нагрузка

где,

- расстояние от болта до центра масс стыка.

Диаметр болтов:

где,

-допускаемое напряжение на растяжение.

2. Рассчитаем соединение на условие отсутствия сдвига.

где,

K=1.4- коэффициент отсутствия сдвига;

=0.15- коэффициент трения (сталь по стали).

Диаметр болтов:

Из расчета видно, что необходимый диаметр болтов из условия отсутствия сдвига больше, чем из условия отсутствия раскрытия стыка, принимаем болт М6.

8. Описание работы приспособления

Приспособление устанавливается на рабочий стол станка в определенном положении с помощью двух шпонок. К штуцерам пневмоцилиндра подводятся шланги, соединенные с соответствующими трубопроводами подачи сжатого воздуха.

Деталь устанавливается на приспособление и базируется с помо-щью 3 плоскостей. Сжатый воздух подается в левую камеру пневмоцилиндра и под его давлением поршень перемещается вправо, передавая усилие штоку, который через пяту передает усилие на деталь. Это позволяет установить деталь на приспособление, и закрепить ее, исключая самопроизвольное перемещение под действием сил резания. Кондукторная плита, установленная сверху на приспособлении обеспечивает необходимую точность расположения обрабатываемых отверстий, позволяя не проводить настройку станка или разметку детали, что обеспечивает экономию времени на вспомогательные работы.

После завершения обработки, подача сжатого воздуха в левую полость пневмоцилиндра прекращается, шток возвращается в исходное положение при помощи подачи воздуха в правую полость пневмоцилиндра, производится открепление детали.

9. Определение требований безопасности и удобства обслуживания

Для безопасной эксплуатации приспособления следует соблюдать следующие требования техники безопасности к СП:

- избегать попадания инородных предметов в пространство между сопрягающимися поверхностями.

- для надежной эксплуатации зажима не должно быть утечек сжатого воздуха в системе пневмопривода, так как это приведёт к ненадёжному креплению детали на приспособлении.

- конструктивные элементы СП, выходящие за габариты стола станка, не должны препятствовать работе станка;

- наружные элементы конструкции СП не должны иметь острых углов, представляющие источник опасности;

- способ соединения СП со станком должен исключать возможность самопроизвольного ослабления крепления в процессе эксплуатации;

- конструкция СП должна обеспечивать свободное или принудительное удаление СОЖ и стружки;

- должна обеспечиваться безопасность установки и снятия заготовок;

- не допускается выступание штифтов над поверхностью соединяемых деталей, а также концов винтов и шпилек над гайкой на размер, больший половины диаметра резьбы.

- конструкция СП должна обеспечивать свободное или принудительное удаление СОЖ и стружки;

- движущиеся части приспособления не должны выступать за пределы стола.

Список литературы

Андреев Г.Н. Проектирование технологической оснастки машиностроительного производства - М.: Высшая школа, 1999

Ансеров М.А. Приспособления для металлорежущих станков, Ленинград: Машиностроение, 1975

Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя в 3-х т. - М.: Машиностроение, 1982.

Вардашкин Б.Н. Станочные приспособления: справочник в 2-х т.- М.: Машиностроение, 1984.

Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков: справочник. - М.: Машиностроение, 1979

Корсаков В.С. Основы конструирования приспособлений. - М.: Машиностроение, 1983

Косилова А.Г. Справочник технолога-машиностроителя, М.: Машиностроение, 1972, 2 т.,.

Схиртладзе А.Г., Новиков В.Ю. Станочные приспособления. - М.: Высшая школа, 2001

Терликова Т.Ф., Мельников А.С. Основы конструирования приспособлений. - М.: Машиностроение, 1980

Шмелева Л.Д. Методическая разработка по дисциплине “Технологическая оснастка”. - Лесной: МИФИ, 2005