Разработка станочного приспособления

Санкт-Петербургский  институт машиностроения (ЛМЗ-ВТУЗ)

 

Кафедра технологии машиностроения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчетно - пояснительная записка

к курсовому проекту  по технологической оснастке

на тему: «Разработка  станочного приспособления”.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                       Выполнил студент:

                                                                                И.В. Ларионов  

                                                                   Группа:           

                                                               5555

                                                                                              Руководитель проекта:

                                                                           В.Г. Юрьев

                                                                              Л.А. Куцанов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2007

Содержание

 

Введение	3
Упрощенный чертеж детали	4
Расчет усилия зажима заготовки в приспособлении	5
Выбор типа приспособления и его параметров	8
Расчет точности изготовления станочных приспособлений	9
Описание принципа работы приспособления	12
Стоимость приспособления и затраты, связанные с его  эксплуатацией	13
Требования техники  безопасности при работе приспособления	14
Список литературы	15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Станочные приспособления применяют  для установок на металлорежущих станках. В соответствии с требованиями ЕСТПП различают три вида станочных приспособлений – специальные (одноцелевые, не переналаживаемые), специализированные (ограниченно переналаживаемые), универсальные (многоцелевые, широко переналаживаемые).

Обоснованное применение приспособлений позволяет получать высокие технико-экономические показатели. Трудоемкость и длительность цикла технологической подготовки производства, себестоимость продукции можно уменьшить за счет применения стандартных систем станочных приспособлений, сократив трудоемкость, сроки и затраты на проектирование и изготовление приспособлений.

Точность обработки деталей по параметрам отклонений размеров, формы и расположения поверхностей увеличивается (в среднем на 20 – 40 %) за счет применения приспособлений точных, надежных, обладающих достаточной собственной и контактной жесткостью, с уменьшенными деформациями заготовок и стабильными силами их закрепления.

Станочные приспособления состоят из корпуса, опор, установочных устройств, зажимных механизмов, зажимов, вспомогательных механизмов, деталей для установки, направления и контроля положения режущего инструмента.

Целью данной курсовой работы является проектирование механизированного станочного приспособления, для фрезерования уступов выдерживая размеры 52 Н14(^+0,74) и 20 Н14(^+0,52).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Упрощённый  чертёж детали

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет усилия зажима заготовки в приспособлении.

 

В процессе обработки  заготовка, под действием сил  резания, может  смещаться относительно требуемого положения. Для предотвращения смещения необходимо закрепить заготовку с требуемым усилием. В этом разделе производиться определение величины этого усилия. Наибольшее влияние на смещение заготовки оказывают силы резания, наименьшее  силы тяжести.

Сила резания:

[1, стр. 281],

где: z - число зубьев фрезы

z = 16

n - частота вращения фрезы, об/мин

n = 250 об/мин

B - ширина фрезерования

B = 32 мм

S_z - подача на один зуб, мм/зуб

D - диаметр фрезы, мм

D = 200 мм

t - глубина фрезерования, мм

t = 38 мм

C_p= 68,2

x = 0,86

y = 0,72

u = 1,0

q =0,86

w = 0

 

При встречном фрезеровании сила P_z раскладывается на силы P_Н и P_V .

 

 

Величина усилия зажимного  механизма определяется на основе решения  задачи статики при условии равновесия заготовки под действием приложенных к ней сил. Составляем уравнение моментов, пользуясь схемой приведенной на рисунке:

 

где: f₁ и f₂ – коэффициенты трения; f₁ = 0,15; f₂ = 0,15.

   k – коэффициент надежности (запаса);

 

  [3, стр. 28],

 

где: k₀ = 1,5 – гарантированный коэффициент запаса;

k₁ = 1,2 – коэффициент, учитывающий неравномерность величины припуска;

 

 

k₂ = 1,0 – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания прогрессирующего затупления режущего инструмента;

k₃ = 1,5 – коэффициент, учитывающий величину силы резания при прерывистом резании;

k₄ = 1,0 – коэффициент, учитывающий нестабильность закрепления заготовки зажимным устройством;

k₅ = 1,0 – коэффициент, учитывающий удобство расположения рукояток и угол их поворота при удобном расположении;

k₆ = 1,0 – коэффициент, учитывающий наличие моментов, стремящихся повернуть заготовку и степень ее контакта  с базовой поверхностью приспособления.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выбор типа приспособления и его параметров.

 

В приспособлении  будет применен пневматический привод, который получил достаточно широкое применение  из–за своей простоты реализации и достаточно широкой базы стандартных конструктивных силовых элементов и узлов.

Для расчёта диаметра цилиндра воспользуемся  формулой:

, [3, стр. 61, табл. 5.4],

где W - исходное усилие зажима, Н (в данном случае равна силе зажима Q),

        W = 338,4 Н;

p - давление воздуха, МПа, p = 0,4 МПа;

Тогда получим приблизительный  диаметр пневмокамеры:

мм

 

             Выберем стандартные размеры пневмокамеры:

 

-  расчётный диаметр D, мм……………………………..……………..125

- толщина диафрагмы t, мм …………………………..…………….4

- диаметр опорной шайбы d, мм………..…………………..………….88

- исходная сила на штоке пневмокамеры W, Н: при ходе 0,07D…… 2700

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчёт точности приспособления. 

 

Для фрезерования уступов  на горизонтально-фрезерном станке 6Р83 разработано приспособление. [2], с28-32

При обработке должно быть обеспечено получение размеров: 20Н14 и размера 52Н14;

Найдем отдельные составляющие погрешности, влияющей на точность размера 20Н14:

1. Погрешность станка

2. Тепловые деформации инструмента Δт=0,016мм

3. Износ режущего инструмента  Δинс=0

4. Деформация технологической  системы Δд=0

5. Мгновенное рассеяние ω_м=0,010

6. Погрешность связанная с уводом инструмента при фрезерование не учитывается ω_ув=0 мм

7. Погрешность базирования ω_б=0

8. Погрешность закрепления определим, считая, что базовые поверхности чисто обработаны, а закрепление заготовки производится пневматическим зажимом ω_з=0,05 мм.

9. Погрешность за счёт износа опор:

ω_изн=И=β₁·N^0,5, мм [2,стр.22]

где  И - размерный износ опоры, мм;

β₁– коэффициент 0,05 мм;

N - количество установок в приспособлении и снятий с него в год.

ω_изн=0,5 · 4000^0,5 = 31,6 мкм = 0,03 мм.

10. Погрешность установки приспособления на станке. Примем во внимание что имеет место беззазорный, надежный контакт приспособления с поверхностью стола. Поэтому ω_уст.пр=0 мм.

11. Погрешность регулирования. Регулирование производится по лимбу с ценой деления 0,05. Поэтому ω_рег=0,05 мм.

12. Погрешность измерения. Используя  для наладки микрометр гладкий  с ценой деления 0,01 мм без теплоизоляции. ω_изм=0,01 мм.

13. Погрешность смещения:

m - число пробных заготовок

Подставим найденные значения в формулу:

Полученное  значение допустимой погрешности изготовления приспособления (после сборки) обеспечивает выполнение размера 20Н14 и тем более параллельности плоскости Г относительно плоскости Е в течении времени, равного одной третьей периода стойкости.

 

 

Найденное значение погрешности касается длины обрабатываемой плоскости, равной 64 мм, и может быть на чертеже указанно так: отклонение от параллельности поверхности Е. Требуемый допуск параллельности можно найти из отношения .

Принимаем: 0,20 мм.

 

 

Найдем отдельные составляющие погрешности, влияющей на точность размера 52Н14:

1. Погрешность станка

2. Тепловые деформации  инструмента Δт=0,016мм

3. Износ режущего инструмента  Δинс=0

4. Деформация технологической  системы Δд=0

5. Мгновенное рассеяние ω_м=0,010

6. Погрешность связанная с уводом инструмента при фрезерование не учитывается ω_ув=0 мм

7. Погрешность базирования ω_б=0

8. Погрешность закрепления определим, считая, что базовые поверхности чисто обработаны, а закрепление заготовки производится пневматическим зажимом ω_з=0,05 мм.

9. Погрешность за счёт износа опор:

ω_изн=И=β₁·N^0,5, мм [2,стр.22]

где  И - размерный износ  опоры, мм;

β₁– коэффициент 0,05 мм;

N - количество установок в приспособлении и снятий с него в год.

ω_изн=0,5 · 4000^0,5 = 31,6 мкм = 0,03 мм.

10. Погрешность установки приспособления на станке.

11. Погрешность регулирования. Регулирование производится по лимбу с ценой деления 0,05. Поэтому ω_рег=0,05 мм.

12. Погрешность измерения.  Используя для наладки микрометр  гладкий с ценой деления 0,01 мм без теплоизоляции. ω_изм=0,005 мм.

13. Погрешность смещения:

m - число пробных заготовок

Подставим найденные значения в формулу:

 

 

 

 

Полученное значение допустимой погрешности изготовления приспособления (после сборки) обеспечивает выполнение размера 52Н14 и тем более параллельности плоскости Д и И между собой в течении времени, равного одной третьей периода стойкости фрезы.

Найденное значение погрешности  касается длины обрабатываемой плоскости, равной 64 мм, и может быть на чертеже указанно так: отклонение от параллельности поверхности В. Требуемый допуск параллельности можно найти из отношения .

Принимаем: 0,30 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Описание принципа работы приспособления.

 

Сконструированное приспособление относится к механизированным станочным приспособлениям. Рабочей средой является сжатый воздух поступающий из  цеховой магистрали давлением (0,4…0,6)  МПА. Воздух подается в штуцер по шлангам через специальное, аварийное предохранительное клапанное устройство.

Принцип действия приспособления заключается в следующем: обрабатываемая деталь устанавливается на приспособление по втулке 4 и опирается на три опорных пальца 7, закреплённых на плите 3 и доворачивается, вручную, до упора торца с опорным пальцем 7, затем в пазы штока вставляется разрезная шайба 6. Далее при подаче воздуха из магистрали в нагнетающую полость пневмокамеры 1 через штуцер 14, диафрагма перемещается  вместе со штоком пневмокамеры 5 вниз, перемещение передается разрезной шайбе 6, она опускается, тем самым, фиксируя заготовку. Далее выполняется фрезерование уступов. По окончании выполнения операции, воздух выпускается из рабочей полости пневмокамеры, диафрагма возвращается в исходное положение, что приводит к раскреплению заготовки, разрезная шайба удаляется. Заготовка снимается со станочного приспособления.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Стоимость приспособления и затраты, связанные с его  эксплуатацией.