Проектирование технологического процесса на изготовление рычага кзс 18090, режущего инструмента и оснастки

Однако в большинстве случаев  при проектировании станочных приспособлений нет необходимости рассматривать  полную систему шести уравнений  равновесия. Как правило, схемы нагружения заготовок достаточно просты, а возможные смещения провороты заготовок взаимно независимы. Поэтому, обычно, удается определить усилие закрепления, используя меньшее число уравнений (чаще всего одно-два уравнения). При анализе "опасной" ситуации, связанной с возможным смещением заготовки используется уравнение проекций действующих сил на направление смещения; в случае проворота - уравнение моментов относительно точки или оси поворота.

Величина усилий закрепления для  рассматриваемой опасной ситуации определяется путем разрешения составленного  уравнения относительно искомой  силы (все необходимые данные подготовлены на предыдущих этапах проектирования). Если анализируется несколько опасных  ситуаций, компенсируемых одной силой  закрепления, то для дальнейших расчетов при проектировании принимается  максимальное из рассчитанных значений усилия закрепления.

После определений величины усилия закрепления целесообразно оценить  точность проектируемого приспособления (см. разд.3.3),а затем продолжить силовой расчет приспособления.

Дальнейший силовой расчет приспособления предполагает расчет зажимного механизма, который включает:

-выбор вида зажимного механизма;

-определение коэффициента передачи  зажимного механизма;

-расчет силы зажима.

Зажимной механизм реализует усилие закрепления путем преобразования силы, развиваемой приводом приспособления. Характер преобразования определяется величиной передаточного отношения, которое однозначно соответствует виду зажимного механизма. 3 ажиные механизмы, принято разделять на элементарные и комбинированные, т.е. состоящие из нескольких элементарных. Наиболее распространенными видами элементарных зажимных механизмов является винтовые, рычажные и клиновые.

Выбор вида зажимного механизма  осуществляется с учетом принятых решений  по принципиальной схеме приспособления, требования и ограничений по габаритам  и компоновке основных элементов  приспособления. В частности, винтовые зажимные механизмы чаще используются в приспособлениях с ручным приводом, а рычажные и клиновые - с механизированным приводом. Рычажные и клиновые механизмы, а также их комбинации позволяют изменять направление действия и величину силы тяги, т.е. силы, развиваемой приводом. Это позволяет создавать / 1+6 / более компактные зажимные механизмы и, соответственно, приспособления. Клиновые механизмы, кроме того, обладают свойством самоторможения. Передаточные отношения для наиболее распространенных типов элементарных зажимных механизмов известны и приведены в литературе. Например, для винтового зажимного механизма передаточное отношение имеет вид.

 

 Сила закрепления Г-образным прихватом:

                    (26)

Нужно найти силу которая прикладывается к ведущему звену Q.

                                      (27)

где:

f- коэффициент трения;

q- сила сопротивления пружины (её не учитываем из за малой создаваемой силы).

 

          Рис. 5

 

2.3 Расчет приспособления  на точность.

 

I .Проанализировать оценку  погрешностей возникающих при  обработке детали,

2.Определить погрешности ε_ии ; ε_ст в ненагруженном состоянии; ε_ус.

3.Определить составляющие ε_у; ε_а; ε_з; ε_пр.

4. Определить суммарную погрешность е_г и запас точности приспособления.
5. Установить износ установочных элементов приспособления и определить его межремонтный период.
6. .При растачивании отверстия с применением приспособления должна быть обеспечена заданная точность размера 70Н7 мм. В этом случае, для оценки точности приспособления необходимо определить: погрешности возникающие при обработке, суммарную погрешность выполнения размера; соответствующие им значения допустимых погрешностей; сопоставить их и сделать заключение об обеспечение требуемой точности изготовления в приспособлении.

Для определения ε_з нужно определить у_max и у_min:

 

                                                          (28)

 

Находим их по формуле:

 

                                (29)

 

где:

                                   (30)

 

Q – сила закрепления она равна 19000 Н

 

Q_max=1.05*19000=19950 H

 

Q_min=0.95*19000=18050 H

 

 

 

 

 

 

 

Определяем погрешность  положения

 

                                                      (31)

 

                                      (32)

 

                                                    (33)

 

Определяем суммарную  погрешность, (действительная):

 

                       (34)

 

Определяем допустимую погрешность, что бы знать запас  точности приспособления:

 

                                                (35)

 

где:

Т – допуск на размер, в  моем случае IТ12=300 мкм.

 

 

 

Время межремонтного периода:

 

                                           (36)

 

u – износ элементов приспособления.

2.4 Расчет  зажимного механизма.

 

1. Для механизации и  автоматизации СП применяют пневмоприводы, в которых сжатый воздух подается в объемные пневмодвигатели от пневмо линий. Давление сжатого воздуха 0,4—0,63 МПа.

Пневмоприводы СП имеют следующие преимущества перед гидроприводами;

а) отсутствуют специальные источники давления, так как линии сжатого воздуха имеются на большинстве заводов;

б) нет возвратных трубопроводов, так как отработанный воздух выпускают в окружающую среду.

Диаметр поршня одно штокового цилиндра двухстороннего действия (рабочий и обратный ходы выполняются под действием давления рабочей среды) определяется выражением:

 

                                                   (37)

 

где:W – сила тяги, Н;

η – коэффициент полезного  действия цилиндра;

ρ – давление рабочей  среды (жидкость, гас), Н/м² (МПа).

 

 

 

На  основании расчетных параметров по ГОСТ 15608-81 принимаем  стандартный  пневмоцилиндр с параметрами (Вардашкин  ст. 426)

d_n=200 мм

ход поршня l=10 мм.

диаметр штока =20 мм

При номинальном давлении сжатого воздуха 0,63 МПа:

толкающая =17800 Н

тянущая =17100 Н

Рассчитаем длину дуги поворота рычага:

 

                                           (38)

 

где:α – угол поворота прихвата;

d_в – диаметр опорного торца гайки;

 

Подъем (опускание) прихвата при повороте

  угол подъема винтовой канавки:

 

ψ=30⁰-40⁰                                          (39)

 

2.5.Разработка  конструкции  зажимного механизма

 

С конструкцией зажимного  механизма и станочного приспособления можно ознакомиться на чертеже. Из стандартных изделий были использованы болты, винты, гайки, шпонки, шпильки и т.д. Все остальные конструктивные элементы были созданы из соображений легкости сбора конструкции, дешевизны в изготовлении и конструктивных особенностей детали.

Рис. 6 Станочное приспособление

 

3 ПРОЭКТИРОВАНИЕ И ИЗГОТОВЛЕНИЕ РАСТОЧНОЙ ГОЛОВКИ

3.1 Назначение двурезцовой расточной головки.

 

Модульная система инструмента  для обработки отверстий диаметром от 65 до 85 миллиметров позволяет обеспечить максимальную производительность при минимальных затратах на инструментальное обеспечение, за счет одновременной обработки двух поверхностей.

Расточной инструмент предназначен для обработки больших отверстий с повышенной точностью. Гладкое растачивание с производительностью 250%, высокая жесткость, возможно изготовление расточных головок со сквозным охлаждением. Посадочная поверхность с точно обработанными зубцами. Различные сменные насадки на расточную головку для обработки стали или нержавеющей стали, чугуна или алюминия и для сквозного растачивания.

Удобная шкала на головке  для изменения диаметра растачивания.

 Расточные головки для черновой и чистовой обработки больших диаметров. Дополнительные аксессуары для расточных головок (фиксирующие винты, ключи, крепежная планка для сменных картриджей и т.п.).

Модульные расточные системы  представляют собой универсальный  набор оправок, позволяющий собрать  расточную головку практически  для любого вида расточных работ - оправки для черновой и чистовой обработки, для глубокого растачивания и для обработки больших диаметров. Благодаря системе двойного контакта достигается высокая жесткость  оправки из-за отсутствия микровибрации. В результате увеличивается долговечность  инструмента и достигается более  высокая точность обработки. Повторяемость  сборки модульной расточной системы  с точностью до 3 мкм.

Мой инструмент предназначен для обработки ступенчатого отверстия  под посадку с натягом (запресовуется  втулка).

Главным отличием является, ступенчатая обработка при этом повышается качество обработанной поверхности, а так же точность, а именно уменьшить  погрешность на допуск цилиндричности, соосности и позиционирования. Этим инструментом было заменено две расточные головки, и скомпоновал их в один, при этом сократив время обработки. Такая система имеет ряд преимуществ:

-Жесткая, короткая, компактная конструкция;

-Экономия времени обработки;

-Максимальная надежность;

- Хороший отвод стружки;

 -Уникальная стабильность;

- Хорошо работает даже  в условиях сильного загрязнения, например, при обработке чугуна;

- Удобство использования:  один ключ для замены режущей и опорной пластин

Режимы резания.

Удаление стружки из зоны резания очень важно при  растачивании. Так как большое  количество стружки производится за короткий период, особенно при растачивании отверстий небольшого диаметра, скорость резания должна составлять не более 50% скорости резания для точения.

Максимальная радиальная глубина резания при растачивании двумя режущими кромками должна быть не более половины длины режущей кромки пластины.

 

 

Рис.7 Расточная головка в сборе

3.1.2 Анализ технологичности  конструкции детали.

 

Анализ технологичности  конструкции кассеты (картриджа) расточной головки производим на основании изучения чертежа детали, технологических требований её работы в узле.

Заготовка кассеты (картриджа) представляет собой поковку. Класс сложности поковки С-3, что обуславливается конструктивными особенностями. Деталь изготавливается из Стали 45ХН ГОСТ 1050 – 88, которая обладает высокой обрабатываемостью при резании. Изменение в проекте метода получения заготовки даёт возможность уменьшить величину припусков, что ведёт к экономии металла, сокращению количества проходов при механической обработке.

Конструкция детали обладает достаточной жёсткостью для её надёжного  закрепления на станках и обработке  на режимах резания, обеспечивающих высокую производительность. При механической обработке у детали имеются удобные поверхности для её установки в приспособлениях (плоскости и торцы) соблюдая правило единства и постоянства баз при выполнении основных наиболее точных размеров. Имеется свободный доступ к обрабатываемым поверхностям и выход режущего и измерительного инструмента.

Упрощение конструкции  детали не целесообразно, так как  деталь не сможет выполнять своё назначение в узле сборочной единицы (расточной оправке). Квалитеты точности, шероховатость поверхностей, допуски на форму и расположение поверхностей соответствует их назначению. Учитывая результаты проведённого анализа, признаем, что конструкция детали в целом технологична.

3.1.3 Технико-экономическое обоснование метода получения заготовки

 

На основании анализа  возможных методов получения  заготовки выбираю два из них  с учетом типа производства:

1. Заготовка, изготовленная  методом ковки.

2. Заготовка, изготовленная  методом штамповки на КГШП.

Выбранные методы получения  заготовок оцениваю:

- по стоимости заготовки;

- по степени использования  металла.

Стоимость заготовки из ковки определяю по формуле [6, стор. 52]: