Проектирование приспособления для заданной операции фрезерования

Задание.doc

Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева
Кафедра технология машиностроения
Задание на лабораторную работу
Проектирование станочных приспособлений
(формат допускается другой)
Чертеж детали 05×А1;
Эскиз наладки 05×А1;
Сборочный чертеж приспособления А1
Пояснительная записка:
Назначение детали и условия работы;
Расчет усилий резания на операцию + мощность;
Анализ эскиза наладки для обработки в станочном приспособлении;
Расчет приспособления на усилие зажима;
Расчет приспособления на точность;
Описание работы станочного приспособления;
Спецификация (может быть показана на соответствующем чертеже)
Рекомендуемый порядок выполнения проекта
Подготовка чертежа детали
Назначение детали и условия работы
Выбор операции для разработки приспособления
Расчет усилий резания на операцию + мощность
Разработка эскиза наладки
Анализ эскиза наладки для обработки в станочном приспособлении
Выбор типа и конструкции приспособления
Расчет приспособления на точность
Разработка сборочного чертежа приспособления
Сборочный чертеж приспособления
Описание работы станочного приспособления

Вал.cdw

Цементировать на глубину 0
последующей закалкой и отпуском до HRC 58 62
Центровочные отверстия по ГОСТ14034-74
нормальный исходный
допуск на радиальное
допуск на отклонение
направление линии зуба
допуск на направление зуба
коэффициент смещения

Спецификация1.spw

Винт М8 х 30 ГОСТ 1491-80
Шайба 6 ГОСТ 6402-70
Винт М6 х 18 ГОСТ 17473-80
Шайба 8 ГОСТ 6402-70
Шпонка 7031-0607 ГОСТ 14737-69
Винт М6 х 18 ГОСТ 1491-80

Пояснительная записка.doc

Министерство образования и науки РФ
РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Дисциплина: «Технологическая оснастка»
ТЕМА ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
Разработка технологического процесса механической
обработки детали «Вал-шестерня»
Описание конструкции детали и условий работы характеристики материала детали; необходимые методы термической или химико-термической обработки с результирующими параметрами матерла 3
Анализ технологичности детали .4
Проектирование эскиза наладки .4
Выбор технологического оборудования .6
Расчет режимов резания 6
Проектирование приспособления (механизированного) для заданной операции фрезерования. ..11
Расчет на точность .13
Расчет на прочность слабого звена .18
Список литературы 19
Технологическая оснастка-это средства технологического оснащения дополняющие технологическое оборудование для выполнения определенной части технологического процесса.
К ним относятся станочные контрольные и сборочные приспособления а так же приспособления для установки и закрепления инструмента схваты промышленных роботов и т.д. От степени использования технологической оснастки зависит экономическая эффективность обработки деталей.
Оснащение станков приспособлениями расширяющими их технологические возможности дает особенно большой эффект в условиях индивидуального и серийного производства компенсирует отсутствие тех или иных видов оборудования устраняет излишние передачи деталей от станка к станку а так же недогрузку отдельных видов станков.
В общей доле технологической оснастки станочные приспособления составляют 80% так как их используют при выполнении каждой операции для установки и закрепления исходной заготовки .Применение станочных приспособлений позволяет надежно базировать и закреплять обрабатываемую заготовку с сохранением ее жесткости в процессе обработки стабильно обеспечивать высокое качество получаемых деталей при минимальной зависимости качества от квалификации рабочего. Автоматизация и механизации приспособлений повышает производительность и облегчает условия труда рабочего расширяет технологические возможности используемого оборудования.
Описание конструкции детали и условий работы материал детали с характеристиками
Анализ конструкции детали.
Объектом проектирования тех. процесса является деталь «Вал-шестерня» с годовой программой выпуска равной10000 шт.
Деталь имеет правильную геометрическую форму является симметричной. Значения шероховатостей поверхностей соответствуют классам точности их размеров и методам обработки этих поверхностей.
Имеется свободный отвод и подвод режущего и мерительного инструмента к обрабатываемым поверхностям.
Назначение детали и условия её работы.
Данная деталь является вал-шестерня и предназначена для передачи крутящего момента.
Вал-шестерня устанавливается в двух подшипниках внутри корпуса редуктора закрытого крышкой.
Вал-шестерня в редукторе осуществляет передачу крутящего момента посредством ремённой передачи на шкив через шпонку на цилиндрическую передачу.
Характеристики материала детали.
Материал – Сталь 40Х ГОСТ 4543-71
Сортамент – Круг (гкатаный) ГОСТ 2590-88
Обработка – Горячая прокатка
Механические свойства:
Относительное сужение
Относительное удлинение после разрыва
Твёрдость по Бриннелю
Анализ технологичности.
Изделие 1111-2905607-10 удовлетворяет правилам обеспечения технологичности конструкции регламентируемым ГОСТом 14.201-83.
Размеры детали соответствуют нормальному ряду чисел допустимые отклонения размеров соответствуют .
Деталь жесткая имеет поверхности удовлетворяющие требованиям достаточной точности установки. Простановка размеров технологична т.к. их легко можно измерить на обрабатывающих и контрольных операциях. При изготовлении детали используют нормализованные измерительные и режущие инструменты.
Проектирование эскиза наладки на заданную операцию
На данной схеме показан режущий инструмент в его рабочем положении
а так же деталь с обработанными поверхностями. Инструмент изображается в исходном положении[4].Размеры расстояний входящих в общую длину рабочего хода берутся исходя из назначенных режимов резания.
Операция 015 Фрезерная
1.Анализ исходных данных
На данной операции фрезеруется паз. Материал заготовки конструкционная сталь Сталь40Х по ГОСТ4543-71
2.Выполняемая операция:
Фрезерование шпоночного паза
3. Приспособление: Заготовка закрепляется в приспособление с призматическими губками и с пневматическим приводом.
В качестве оборудования используется станок вертикально -фрезерный консольный станок с револьверной головкой с ЧПУ 6Р13РФ3
Основные характеристики:
Размеры рабочей поверхности стола . 400х1600
Наибольшее перемещение стола
вертикальное – . .380
Внутренний конус шпинделя
(конусность 7:24) – 50
Число скоростей шпинделя – .18
Частота вращения шпинделя обмин – 40 – 2000
продольного и поперечного – .. .10- 1200
вертикального – 10 - 1200
Скорость быстрого перемещения стола мммин:
Продольного и поперечного – 2400
Вертикального – ..2400
Мощность электродвигателя привода главного движения кВт - 75
(без выносного оборудования) кг – .. ..6750
Расчет режимов резания
Фрезеровать шпоночный паз.
Определяем глубину резания :
Расчет длины рабочего хода (с.73; Ф-1 Барановский):
где: - длина резания
у - подвод врезание перебег инструмента (с.301-302 приложение 3 Барановский)
Назначаем подачу на зуб (с.83-86; Ф-2 Барановский)
(с.86; см. примечание )
Определяем стойкость инструмента Тр (с.87; Ф-3 Барановский)
где: Тм - стойкость минуты машинной работы (мин)
- коэффициент времени резания
Расчет скорости резания (с.88-101; Ф-4 Барановский)
где: - табличное значение скорости резания (ммин)
- коэффициент зависящий от размеров заготовки
- от обрабатываемого материала
- от стойкости и материала инструмента
Определяем число оборотов (с.88-101; Ф-4 Барановский)
Принимаем по паспорту станка
Определим фактическую скорость резания Vф
Назначаем минутную подачу (с.88-101;Ф-4Барановский)
Расчет основного машинного времени :
где: - длина рабочего хода стола (мм)
– принятая минутная подача (ммоб)
Определяем дополнительное время :
) Дополнительное время на обслуживания рабочего места К1 (3. стр. 226)
) Дополнительное время на отдых и личные надобности К2 (3. стр. 223)
Определяем штучное время :
- время смены инструмента (мин)
Расчет мощности резания Nрез (с.101-103; Ф-5 Барановский)
где: – табличный коэффициент
– коэффициент зависящий от обрабатываемого материала
– коэффициент зависящий типа фрезы и скорости резания
– число зубьев фрезы
- глубина резания (мм)
- скорость резания (ммин)
Определим окружную силу Н по следующей расчетной зависимости:
-подача на зуб ммзуб
- ширина фрезерования мм
-частота вращения фрезы 1об
- показатель степени
- показатель степени
Найдем значение составляющих сил резания Н (рис.2):
Крутящий момент на шпинделе Нм:
Мощность резания (эффективная) кВт
Основные значения рассчитанных параметров фрезерования приведены в табл. 1.
) Проектирование приспособления (механизированного) для заданной операции фрезерования.
На рисунке 3 изображена
упрощенная схема приспособления.
) Расчет усилия закрепления
Расчет усилия закрепления Q осуществляется по типовой формуле которая рассчитана для данной схемы закрепления заготовки:
Где K- коэффициент надежности закрепления заготовки
f- Коэффициент трения
- угол паза в призме
Исходя из полученного значения усилия закрепления заготовки производим расчет рычага исполнительного механизма который применяется в данном приспособлении(рис.4)
Расчет размеров рычага производим с помощью формулы уравнения моментов для данного случая:
Данному значению исходного усилия Pи соответствует встраиваемый пневматический привод. Привод диафрагменный одностороннего действия. Размеры привода соответствуют ГОСТ15608-81.
Основные размеры и характеристики привода:
Давление в сети 04мПа
Диаметр диафрагмы 100мм
Расчет пружины сжатия для диафрагменного пневматического привода одностороннего действия производиться в пакете программы КОМПАС-3D V8.C Spring с получением следующих характеристик :
Сила пружины F3 при максимальной деформации ..101Н
Число рабочих витков . 6
Напряжение касательное при кручении T: . 672МПа
Допускаемое касательное напряжение[T] .810МПа
Масса пружины кг ..0.044
Длинна развернутой пружины мм .. .936
При выполнении любой операции с применением станочных приспособлений суммарная погрешность обработки не должна превышать заданного допуска на выполняемый размер:
Где: ТА – поле допуска проставленного на операционном чертеже детали.
А так как допуск параллельности у нас составляет = 0.25 то
Вывод: данное приспособление удовлетворяет заданным параметрам точности обработки шпоночного паза.
погрешность обработки
погрешность установки
- погрешность базирования
-погрешность закрепления
-погрешность самого приспособления
Погрешность рассчитывается по типовой формуле для данной схемы базирования (рис.4)
TD= 0021мм –допуск на размер рис.6
Так как закрепление заготовки осуществляется на призме и обеспечивается постоянство силы зажима Q (в приспособлении используется механический
привод )то погрешность закрепления принимаем равной нулю
Погрешность изготовления характеризует положение установочных элементов приспособления. Погрешность приспособления равна 001..0015 мм
Принимаем Wпп = 001 мм
Таким образом погрешность установки Wу равна:
Вычисляем по формуле (1)
W = Wo + Wy = 0.2 мм
Таким образом условие в формуле (1) выполняется.
Расчет на прочность слабого звена
Расчет на прочность детали в виде стержня круглого сечения в нашем случае оси нагруженного осевой силой по допускаемым напряжениям растяжения (сжатия) осуществим по формуле:
Рср – срезающая сила Н
Из справочника конструктора в редакции Антонюка В.Е. мы находим допускаемое напряжение второй категории нагрузки (что соответствует пульсирующему циклу изменения напряжений) :
для углеродистой стали при пределе прочности=700 мПа
Вывод: проверяемая ось соответствует заданным параметрам прочности.
«Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов» Справочник Под общей ред. В.И. Баранчикова. М.: Машиностроение 1990 г.
«Справочник технолога–машиностроителя». Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. М.: Машиностроения 1985 г. Т1Т2.
Е.М.Коровин и В.Ю.Зыков. «Расчет режимов резания конструкционных материалов». Учебное пособие. Казань 2002 г.
Н.А.Дунин и В.Д. Толпегин. «Проектирование процессов механической обработки деталей авиадвигателей». КГТУ им. А.Н.Туполева 1989
Технология машиностроения. БеспаловБ.Л. и др. М.: Машиностроение - 1973.
Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учебное пособие для машиностроительных специальностей ВУЗов. - Мн: Выш. школа 1983.
Допуски и посадки. Справочник. В 2-х ч. В.Д.Мягков М.А.Палей и др. - Л.: Машиностроение 1983.
Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х т. В.И.Анурьев - М.: Машиностроение 1982.
Технология машиностроения. Под ред. М.Е.Егорова - М.: Высшая школа 1976.
АнсеровМ.А. Приспособления для металлорежущих станков: Расчеты и конструкции. - 3-е изд. стереот. - М.: Машиностроение 1966.
Режимы резания металлов. Справочник. Ред. Ю.В.Барановский. М.: Машиностроение - 1972.
ОСТ 1.41512-74. Детали механообрабатываемые. Размеры технологические нормальные. Отраслевой стандарт. Введен. 25.02.74. 66 с.

Эскиз наладки.cdw

Станок вертикально фрезерный
консольный с ЧПУ 6р13РФ3
Сталь40Х ГОСТ4543-71
Троектория движения инструмента
Фреза шпочная по ГОСТ9140-78
Режимы обработки детали
Геометрия режущего инструмента

Присп фрезерное.cdw

Технические характеристики
Усилие зажима Q= 443 Н при давлении в системе до 0
.2. Рабочий ход поршня 10 мм
Способ установки детали на приспособление - ручной
Подвижные части смазать смазкой Циатим201
Неуказанные радиусы скругления 3..5мм
Места под креплениие по ГОСТ
Призмы опорные по ГОСТ12195-78
Технические требования