Курсовой проект разработка конструкции приспособления для обработки фланца на агрегатном станке

СП Сверлильная головка 6.spw

Сверлильная головка 6.cdw

*Размеры для справок.
Головка предназначена для сверления 8 отверстий
мм в корпусе 788.00.00.08 клапана донного.
При сборке подшипники набить смазкой ЦИАТИМ-201 ГОСТ 6267-74.
Головку обкатать в холостую при 150 обмин шпинделя станка в течение двух часов.

СП Контрольно-мерительное приспособление 8.spw

СП Приспособление зажимное 7.spw

Записка.doc

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Технология машиностроения»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
по курсу «Технологическая оснастка»
Работу выполнил студент Казаков А.С.
Специальность 151001
Данная курсовая работа призвана обосновать применение станочных приспособлений произвести расчет их основных характеристик. Таких как погрешность установки усилия зажима параметров зажимного механизма также точностной расчет приспособления и расчет слабого звена.
Расчет погрешности установки производится с целью определения теоретической погрешности данной схемы базирования и возможностью её применение для обработки данного размера или размеров.
Точностной расчет приспособления производится с целью определения точности размера или размеров после обработки на данной операции с учетом различных факторов таких как:
-износ установочных элементов приспособления;
-перекос детали при установки его в приспособление;
-перекос приспособления при установке его на стол станка или другой установочный элемент станка;
-погрешностей изготовления элементов приспособления и его сборки; износ режущего инструмента и неточность его траектории при движении во время обработки (например: увод сверла при сверлении отверстия по сплошному материалу).
Приспособлениями в машиностроении называются вспомогательные устройства используемые для выполнения операций механической обработки сборки и контроля.
Современные механосборочные цехи располагают большим количеством приспособлений. В крупносерийном и массовом производствах на каждую обрабатываемую деталь приходится в среднем 10 приспособлений а затраты на изготовление приобретение приспособлений достигают 15-20% себестоимости оборудования.
Значительную долю (80-90%) общего парка приспособлений составляют станочные приспособления применяемые для установки и закрепления обрабатываемых заготовок.
Использование станочных приспособлений способствует: повышению производительности и точности обработки; облегчению условий труда рабочих; расширению технологических возможностей оборудования а также использование в ряде случаев устарелых и изношенных станков для выполнения обработки без снижения точности и производительности; повышению безопасности и исключение аварий.
Применение приспособлений даёт также возможность шире использовать обычные универсальные станки. Так например вертикально-сверлильными станками заменяют расточные. Одношпиндельными вертикально-сверлильными станками при установке на них многошпиндельных головок заменяют многошпиндельные сверлильные станки. На изношенном расточном станке можно производить обработку точных отверстий так как требуемое направление расточной скалки обеспечивает кондукторными втулками приспособления.
Очень важно часто замена устаревшего оборудования бывает невозможна. В этом случае решающую роль в повышении производительности труда могут сыграть приспособления применение которых для любого завода доступно и рентабельно.
Использование приспособлений позволяет также снизить себестоимость продукции. Затраты на изготовление приспособлений узко целевого назначения ограничивают однако их использование в производствах с малой программой выпуска изделий. Целесообразность применения этих приспособлений должна в каждом случае подтверждаться экономическими расчётами.
Применение автоматизированных приспособлений и управляющих и транспортирующих устройств является также одним из эффективных направлений автоматизации технологических процессов.
Служебное назначение и принцип работы станочного приспособления
По заданию курсового проекта необходимо разработать конструкцию приспособления для обработки фланца корпуса на агрегатном станке.
Обработка корпуса производится на агрегатном станке торцевой фрезой 250 мм. Необходимо фрезеровать фланец «Корпуса 788.00.00.08» в горизонтальной плоскости. Фрезерование ведётся по необработанной поверхности в результате возникают большие нагрузки. В данных условиях необходимо приспособление в котором при обработке заготовка не имела бы смещений и вибраций а также обеспечивала надёжное крепление заготовки что может повлиять на качество обработки.
Приспособление состоит из плиты 1 и плиты опорной 2 которые представляют собой сварную конструкцию обеспечивающую установку заготовки для фрезерования. На плите1 механически крепится одна пневмокамера двухстороннего действия. Заготовка устанавливается на опоры 11 и плиту 1.
Для осуществления зажима заготовки в приспособлении по трубопроводу 23 соединяющим пневмокамеру со штуцером 26 подаётся воздух в бесштоковую область пневмокамеры. Давление воздуха действующее на площадь мембраны 22 соединенной посредством двух дисков 16 и 17 со штоком 19 заставляет шток двигаться вверх. Усилие зажима передается от штока к тягам 6 посредством коромысла 20 которые в свою очередь передают усилие зажима прихватам 4. Таким образом заготовка крепко прижимается прихватами к опоре 1.
Для освобождения заготовки в приспособлении по трубопроводу 23 соединяющим пневмокамеру со штуцером 26 подаётся воздух в область пневмокамеры. Давление воздуха действующее на площадь мембраны 22 соединенной посредством двух дисков 16 и 17 со штоком 19 заставляет шток двигаться вниз. Усилие зажима передается от штока к тягам 6 посредством коромысла 20 которые в свою очередь передают усилие зажима прихватам 4. Таким образом заготовка легко освобождается и легко может быть снята с данного приспособления.
Разработка принципиальной схемы базирования
Опорной базой проектируемого приспособления является плита ориентирующим элементом которой является отверстие под палец. В качестве установочной базы заготовки принимаем плоскость фланца предварительно обработанную и являющуюся чистовой базой. Направляющей базой является поверхность фланца 105.
Установку заготовки в приспособление осуществляют при полном контактировании установочной базы заготовки с опорной поверхностью установочного приспособления жестко закрепленной в его корпусе благодаря чему выполняется условие неотрывности баз от опор т.е. сохранение плотного и надежного контакта между ними. Число и расположение опор выбраны таким образом что при соблюдении условия неотрывности баз от опор заготовка не может сдвигаться и поворачиваться относительно координатных осей.
Чтобы придать детали в приспособлении вполне определенное положение необходимо лишить ее шести степеней свободы. Для этого необходимо иметь шесть неподвижных опорных точек лишающих деталь шести степеней свободы.
Рисунок 1 – Схема базирования корпуса
Установка на плоскость 1 лишает деталь трех степеней свободы: перемещений по оси Y и вращения вокруг осей Х и Z.
Короткий цилиндрический палец 2 лишает деталь двух степеней свободы: перемещений по осям Х и Z.
Установка на плоскость 3 лишает деталь одной степени свободы: вращения вокруг оси Y.
Таким образом принятая схема базирования лишает заготовку шести степеней свободы чем достигается полная ориентация заготовки в пространстве и ее устойчивое положение. При этом преимуществом является относительная простота конструкции приспособления а также возможность соблюдения постоянства баз на большинстве операций технологического процесса.
Установка и закрепление заготовки в приспособлении осуществляется приложением к ней соответствующих сил. Силу закрепления определяем из условия равновесия силовых факторов действующих на заготовку согласно принятой схеме базирования по формуле:
где:Rz – составляющая силы резания;
k – коэффициент запаса обеспечивающий надежность закрепления заготовки;
f1 и f2 – коэффициенты трения соответственно в местах контакта заготовки с опорами и с зажимным механизмом f1 = 016 f2 = 02 (табл. 10 стр. 85 [1]).
Коэффициент запаса определяем по формуле
k = k0 · k1 · k2 · k3 · k4 · k5 · k6(2)
где:k0 – коэффициент гарантированного запаса k0 = 15 (табл. 9 стр. 84 [1]);
k1 – коэффициент учитывающий увеличение сил резания из-за случайных неровностей на обрабатываемых поверхностях k1 = 10 (табл. 9 стр. 84 [21]);
k2 – коэффициент характеризующий увеличение сил резания вследствие затупления режущего инструмента k2 = 14 (табл. 9 стр. 84 [21]);
k3 – коэффициент учитывающий увеличение сил резания при прерывистом резании k3 = 10 (табл. 9 стр. 84 [1]);
k4 – коэффициент характеризующий постоянство силы закрепления зажимного механизма k4 = 12 (табл. 9 стр. 84 [1]);
k5 – коэффициент характеризующий эргономику ручных зажимных механизмов k5 = 10 (табл. 9 стр. 85 [1]);
k6 – коэффициент учитывающий наличие моментов стремящихся повернуть заготовку установленную на плоскость на постоянные опоры k6 = 10 (табл. 9 стр. 85 [1]).
Коэффициент запаса составит
k = 15 · 10 · 14 · 10 · 12 · 10 · 10 = 252
Значит сила закрепления
Диаметр пневмокамеры двустороннего действия с подачей воздуха в штоковую полость определяем согласно таблицы 22 (стр. 92 [1])
где Q – потребная сила на приводе Q = 4985 Н;
Р – давление сжатого воздуха Р = 063 МПа;
– КПД привода = 095;
d – диаметр штока d = 25 мм.
Значит диаметр цилиндра поршневого привода
Принимаем ближайшее большее значение из стандартного размерного ряда встроенных пневмоцилиндров D = 150 мм.
Расчет прочности слабого звена
Произведем расчет на прочность сечение шейки штока которое испытывает наибольшую нагрузку. Для расчета составим расчетную схему:
Рисунок 2 – Схема действия сил
Из составленной схемы видно что система один раз неопределима. Уравнение перемещений выражает тот факт что общая длина стержня не меняется:
Произведя математические вычисления по раскрытию статической неопределимости совместно с уравнением равновесия получим уравнение наибольшего напряжения:
где:Р – усилие зажима; Р= Q= 4985 Н;
F – площадь поперечного сечения стержня;
Ось выполнена из стали 45 ГОСТ 1050 – 88 при постоянной нагрузке допустимое напряжение на растяжение равно: кгссм .
Для безопасной работы на приспособлении должно выполняться условие:
В данном случае условие выполняется следовательно работа на данном приспособлении возможна.
Расчет погрешности установки заготовки в приспособлении
При базировании заготовки в приспособлении обязательно должен выполняться плотный контакт базовых поверхностей с установочными элементами приспособления которые жестко закреплены в его корпусе.
При установке детали в приспособление возможны погрешности базирования влияющие на точность получения размеров.
Погрешность базирования в нашем случае возникает за счет перекоса детали в вертикальном положении при установке ее на палец. Перекос при этом происходит из-за наличия зазора между диаметром отверстия и диаметром пальца.
Определяем исполнительные размеры диаметра пальца
Исполнительные размеры диаметра отверстия
Находим соответствующий максимальный зазор между отверстием и пальцем
где:А - допуск на диаметр отверстия мм
В - допуск на диаметр пальца мм
Smin - минимальный зазор между диаметрами отверстия и пальца мм
А = 54 мкм = 0054 мм.
В = 35 мкм = 0035 мм.
Тогда наибольший угол поворота заготовки может быть найден из отношения наибольшего зазора при повороте в одну сторону от среднего положения к расстоянию между базовыми отверстиями:
Описание конструкции и принципа работы режущего инструмента
При обработке «Корпуса 788.00.00.08» применяется многошпиндельная сверлильная головка. Многошпиндельная сверлильная головка предназначена для сверления восьми отверстий 14 во фланце «Корпуса 788.00.00.08» на агрегатном станке.
По способу передачи вращения от шпинделя станка к шпинделям головки она относится к головкам с шестереночной передачей.
Головка состоит из корпуса 18 в котором размещены посадочные отверстия под подшипники шпинделей; крышки 2 в сборе с подшипником 33 валом 14 поводком 1 для передачи вращения от шпинделя станка через зубчатое колесо 16 и шестерни 3 к шпинделям 4 головки в которых размещены втулки 12 для крепления сверл с коническим хвостовиком. С нижней стороны корпуса 18 установлены крышки 9 с уплотнительными кольцами 29.
Кондукторная плита 15 с кондукторными втулками 27 через тяги 22 с пружинами 21 соединена с нижней частью корпуса головки.
При обработке приводится во вращение шпиндель станка (вращение левое) через зубчатое колесо 16 головки и шестерни 3 вращение передается шпинделям 4 со сверлами (вращение правое).
Сверлильная головка с кондукторной плитой 15 перемещается вдоль оси от привода подач агрегатного станка. Кондукторная плита соприкасается упорами 6 с торцами фланца детали и поджимается пружинами 21 расположенными на тягах 22 а шпиндели со сверлами продолжают движение осуществляя резание металла на заданную глубину.
После окончания сверления происходит отвод головки в исходное положение отключение вращения шпинделя станка и разжим детали.
Затем операция установки и обработки следующей детали из серии повторяются.
Расчет точности обработки
При сверлении погрешности вызванные размерным износом инструмента могут вызвать существенные снижения точности получаемых размеров. Наиболее характерным является износ по задней поверхности режущего клина при обработке чугуна твердосплавным инструментом. Линейная зависимость размерного износа от длины пути резания позволяют принять за характеристику размерного износа удельный износ на 1000 м пути резания.
Длина пути резания при обработке
где:D – диаметр обрабатываемой поверхности D = 14 мм;
S – подача S = 045 ммоб.
Длина пути резания между подналадками станка
где:n – число заготовок в партии.
Lп = 136 · 695 = 9452 (м)
Полная длина пути резания
где:Lн – длина пути резания учитывающая более интенсивное изнашивание в начальный период Lн = 1000 м
L = 945 + 1000 = 1945 (м)
Размерный износ инструмента
где:U0 – удельный размерный износ U0 = 14 мкмкм (табл. 28 стр. 77 [1])
Допустимый износ твердосплавных пластин [ΔU] = 600 700 мкм (табл. 8.25 стр. 317 [2]).
На основании выполненных расчетов видно что ΔU [ΔU]. В соответствии с этим делаем вывод что за принятый период стойкости инструмента его размерный износ не вызовет ухудшения качества обработки.
Описание устройства и принципа работы контрольного приспособления
Приспособление спроектировано для контроля отклонений от перпендикулярности плоскостей фланцев в «Корпусе 788.00.00.08». Оно устроено следующим образом.
Приспособление состоит из следующих элементов: коромысло 6 постоянные опоры 10 основание 7 с опорами 3 стойка 5 с индикатором 9 хомут 8 винт 12 винт 13. Высота основания 7 предусматривает подвод индикатора 9 к коромыслу 6. Вдоль основания 7 передвигается хомут 8. Фиксация хомута на стойке производится с помощью винта 12. Фиксация индикатора 9 на стойке 5 производится с помощью винта 13.
Деталь устанавливают на неподвижную опору. Для определения величины отклонения от перпендикулярности устройство устанавливают на плоскость одного фланца проверяемой детали поверхностью В до соприкосновения второго фланца детали с поверхностью А. Шкалу индикатора устанавливают на нуль после чего приспособление переустанавливают на фланец проверяемой детали поверхностью Б.
Отклонение от перпендикулярности плоскостей фланцев детали равно половине величины разности показания индикатора.
Годными считаются детали при контроле которых показания прибора не превышают ± 005 мм.
Список используемой литературы.
[1] – Горошкин А. К. «Приспособления для металлорежущих станков»: Справочник. – 7-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение 1979. – 303 с. ил.
[2] – «Станочные приспособления»: Справочник. Т – 1. Под редакцией: Б. Н. Вардашкин А. А. Шатилова - М.: Машиностроение 1984. 592 с. ил.
[3] – В. С. Корсаков «Основы конструирования приспособлений в машиностроении» - М.: Машиностроение 1971. – 288 с. ил.
[4] – Ю.С. Степанов Б.И. Афонасьев «Альбом контрольно-измерительных приспособлений» – М.: Машиностроение 1998. – 184 с.
Служебное назначение и принцип работы станочного
Разработка принципиальной схемы базирования 7
Расчет прочности слабого звена .10
Расчет погрешности установки заготовки в приспособлении 11
Описание конструкции и принципа работы режущего инструмента .12
Расчет точности обработки 13
Описание устройства и принципа работы контрольного

приспособление зажимное 7.cdw

Приспособление зажимное
* Размеры для справок.
Приспособление для фрезерования фланца в размер 128
корпуса 788.00.00.08 на агрегатном станке.
номер приспособления

Контрольно-мерительное приспособление 8.cdw

* Размеры для справок.
Приспособление для контроля отклонения от перпендикулярности
плоскостей фланцев в корпусе 788.00.00.08 клапана донного.
номер приспособления