Проектирование устройства для закрепления режущего инструмента и вала

Чертеж приспособление для вала 2.cdw

ММФ 7.090202 КП по ПСТО
для закріплення вала
Размеры для справок мм
Трущиеся поверхности смазать смазкой универсальной
синтетической ГОСТ 4366-76
Перемещение подвижных деталей должно быть плавным без

приспособление для вала.frw

Чертеж приспособление для вала.cdw

ММФ 7.090202 КП по ПСТО
для закріплення вала
Размеры для справок мм
Трущиеся поверхности смазать смазкой универсальной
синтетической ГОСТ 4366-76
Перемещение подвижных деталей должно быть плавным без

Чертеж измерительный прыстрий.cdw

ММФ 7.090202 КП по ПСТО
Вимірювальний пристрій для
контролю співвісності
осі паза із загальною віссю деталі

зажимной механизм.frw

базирование инструмента.frw

Чертеж приспособление для инструмента мой.cdw

ММФ 7.090202 КП по ПСТО
Пристрій для закріплення
різального інструменту
Зусилля затягування 500 Н
Діаметр закріплюваного інструмента d

Установочные элементы.frw

Силы закрепления.frw

Титульний лист.docx

Міністерство освіти і науки України
Національна Металургійна академія України
Кафедра технології машинобудування
Пояснювальна записка до курсової роботи з дисципліни
«Проектування спеціальної технологічної оснастки»
Розробив: ст. гр. ТМ-06(м)
Перевірив: доц. Маковцев В.О.

силы от прижима.frw

Пояснительная записка моя.docx

Підвищення продуктивності праці та покращення якості продукції – найважливіші задачі сучасного машинобудування. Одним з найефективніших шляхів до цього є удосконалення виробництва – підвищення оснащеності виробничих процесів прогресивною механізованою та автоматизованою технологічною оснасткою. Найважливішими елементами цієї оснастки пристрої механоскладального виробництва. Правильно спроектований та виготовлений пристрій є ефективним засобом підвищення продуктивності праці та якості виробів зниження їх собівартості полегшення праці робітників та підвищення безпеки їхньої праці.
ПРОЕКТУВАННЯ СПЕЦАЛЬНОГО ВЕРСТАТНОГО ПРИСТРОЮ
1. Вибір принципіальної схеми пристрою
Пристрій призначений для механічної обробки (фрезерування) шпоночного паза довжиною 235Н12 шириною 4d9 та глибиною 2 мм в деталі «Вал». Проектувальні розрахунки проводимо для режиму обробки - фрезерування.
Обладнання – Верстат вертикально-фрезерний з ЧПУ моделі ГФ5171М.
Різальний інструмент – фреза шпонкова D=4 мм; L=39 мм (ГОСТ 9140-78).
Оброблюваний матеріал - сталь 40ХНМА.
Виробнича програма N=300 Штучний час на операцію Тшт=2 мин. Технологічне навантаження: PZ = 132 H
Задана виробнича програма може бути виконана із застосуванням одномісного пристрою у тому випадку коли затрати часу на даному етапі обробки не перевищують час на виготовлення однієї деталі. Це означає що штучний час у даному випадку повинен бути меншим або дорівнювати такту випуску деталей. Розраховуємо величину такта випуска прийнявши що дана робота буде виконуватися у дві зміни при дійсному річному фонді часу 2020 годин.
= 2020 2 60300 = 808 хв
де Fд – дійсний річний фонд часу при однозмінній роботі час;
n – кількість робочих змін;
N - виробнича програма шт;
Так як такт випуску перевищує штучний час в багато разів робимо висновок що задана виробнича програма може бути виконана на одномісному пристрої.
2. Вибір схеми базування
Вибір схеми базування заснований на тому що деталь належить до технологічного класу «вал» та має стандартний для даного класу деталей комплект базових поверхонь а також розмірами котрі необхідно виконати на даній операції. При обробці шпонкового паза 235×4×2 необхідно витримати розмір. У даному випадку необхідно забезпечити точність установки деталі вздовж осі Y.
Комплект баз деталі включає:
Рис.1.1. Теоретична схема базування
C1.2.3.4 : Sх Sz Rх Rz - подвійна направляюча база;
C5: Sу - опорна база;
C6: Rу – опорна прихована база.
Оброблювана деталь відноситься до класу валів. Такі деталі базуються по подвійній направляючій та опорній базах. Теоретична схема базування приведена на рис.1
Для реалізації прийнятої схеми базування установочні елементи вибираємо з урахуванням конструкції деталі форми розмірів та якісного стану базових поверхонь.
Дана схема базування реалізується при використанні призми та затискач.
3. Вибір установочних елементів для реалізації
прийнятої схеми базування
Для реалізації прийнятої схеми базування установочні елементи вибираємо з урахуванням конструкції деталі форми розмірів точності та якісного стану базових поверхонь.
У нашому випадку у якості установочних елементів приймаємо призми установочні та штир опорний з плоскою голівкою у якості опорної бази. Розміри установочних елементів приймаємо у відповідності з розмірами базових поверхонь.
Ескізи вибраних установочних елементів приведені на рис.2.
Рис. 1.2. Установочні елементи
а) штир з плоскою поверхнею;
б) призма установочна.
4. Силовий розрахунок пристрою
Силовий розрахунок пристрою виконується з метою з метою забезпеченої гарантованої нерухомості оброблюваної заготовки під дією технологічних навантажень.
Силовий розрахунок пристрою включає:
розрахунок зусилля закріплення;
розрахунок затискного механізму;
розрахунок силового приводу.
У процесі обробки на деталь та елементи пристрою будуть діяти наступні технологічні навантаження: сила різання Pz = 132 Н сила закріплення Q сила тяжіння G та сили тертя Fmp. які виникають під їхньою дією. У розрахунку силою тяжіння можна знехтувати так як маса деталі менша 10 кг і дорівнює 044 кг.
Оскільки умови механічної обробки у деякі мірі носять випадковий характер що обумовлює можливі силових факторів які залежать від умов обробки. Для компенсації можливих відхилень силових факторів від розрахованих значень у силовий розрахунок вводять коефіцієнт запасу:
К = K0K1K2K3KaK5K6 (1.2)
K0 – гарантований коефіцієнт запасу K0=15;
K1 – враховує стан базових поверхонь K1=1;
K2 – враховує притуплення різального інструмента K2= 11;
K3 – враховує ударні навантаження на різальний інструмент K3=1;
K4 – враховує стабільність сил які розвиває привід K4=1;
K5 – враховує зручність керування притискним механізмом з ручним приводом
K6 – враховує визначення положення опірних точок при зміщенні заготовки моментом сил K6=1.
K = 1.5111.1111 = 1.65
Визначення ситуацій при яких найбільш вірогідна втрата нерухомого положення заготовки здійснюється у процесі аналізу можливих наслідків різноманітних варіантів навантажень заготовки. Для кожної з цих ситуацій проводиться розрахунок зусилля закріплення який включає в себе:
визначення напряму дії та точки прикладення зусилля закріплення;
складення рівнянь рівноваги заготовки під дією технологічних навантажень;
визначення зусилля закріплення.
Найбільш небезпечною ситуацією під час дії технологічних навантажень буде момент врізання шпонкової фрези в заготовку.
При фрезеруванні паза шпонковою фрезою виникає сила Pz котру для зручності розглядають на дві складові: Pz1 - горизонтальну складову зусилля різання котра стягує заготовку у осьовому напрямі та Pz2 - вертикальну складову котра перекидає заготовку навколо точки О (рис.1.3).
Рис. 1.3. Схема сил діючих на заготовку
Визначаємо складові сили Pz:
Pz1 = (03÷04) Pz (1.3)
Pz1 = 035 Pz = 035 132 = 462 Н
Pz2 = (05÷055) Pz (1.4)
Pz2 = 05 Pz = 05 132 = 66 Н
Знаходимо сили які діють на заготовку від затискача. Прихват затискного механізму пристрою який діє на заготовку силою Q викликає у точках дотику заготовки з призмами появу двох реакцій.
Рис. 1.4. Схема сил діючих на заготовку при затисненні
Розглядаючи проекції усіх трьох сил (Q R R R R) на вертикальну площину отримуємо:
R = Q4 cos45 = 035 Q
Складаємо рівняння надійності закріплення для чого розглядаємо роздільно дію сил Pz1 та Pz2 :
а) дії сили Pz1 яка намагається здвинути заготовку в осьовому напрямі протидіють сили тертя :
Fтр = f Q1+ 4R (1.6)
Прийнявши f = 016 - коефіцієнт тертя у парі сталь-сталь отримуємо:
Fтр = 016 Q1+ 4035 Q
Умова надійності має вигляд:
б) від дії сили Pz2 заготовка може повернутися навколо точки О так як на неї діє момент сили Pz2l2 а протидіє йому момент сили Q l1 (рис. 1.3).
Умова надійності при цьому має вигляд:
Изначаємо силу затиснення затискача для надійного закріплення маючи на увазі умови надійності в обох випадках звідки:
Q = Q1 + Q2 = 035 Pz K0384 + 05 Pz K l2l1 (1.9)
Підставивши числові значення отримаємо
Q = 035 132 1650384 + 05 132 165 1192 = 212 Н
Вибір виду затискного механізма виконується з урахуванням прийнятих рішень по принципіальній схемі пристрою вимог та обмежень по габаритам та компоновці основних елементів пристрою. У нашому випадку застосовуємо комбінований затискний механізм який складається з важільного та клинового елементарних механізмів (рис. 1.5).
Рис. 1.5. Схема до розрахунку сили тяги та діаметра циліндра
Сила тяги визначається за формулою:
де Q – зусилля затискання Н
i – передавальне відношення.
При використанні комбінованого затискного механізма передавальне відношення визначається як добуток передавальних відношень елементарних механізмів які входять у склад комбінованого:
де n – кількість елементарних затискних механізмів
i1 – передавальне відношення важільного затискного механізму
i2 – передавальне відношення клинового затискного механізма.
i1 = l1l1+l2 (1.12)
i2 = 1tanα+φ1 + tanφ2 (1.13)
де l1 та l2 – плечі важеля мм (30 та 50 мм відповідно)
φ1 та φ2 – кути тертя для поверхонь тертя.
де f – коефіцієнт тертя у парі сталь-сталь (f = 016)
У нашому випадку i1 = 0375. Передавальне відношення клинового механізма можна прийняти з довідкової літератури (приймаємо кут нахилу клина α = 15° тоді i2 = 1094).
Сила тяги на штоку привода з урахуванням втрат на тертя в кінематичних парах визначаємо за формулою:
W = Qiр iкл р кл (1.15)
де р – ККД важільного механізма як правило р – 09;
кл – ККД клинового механізма (у нашому випадку при α = 15° кл = 064).
Підставивши числові значення величин у вихідну формулу отримаємо величину необхідної сили тяги на штоку пневмоциліндра:
W = 2120375 1094 09 064 = 8972 Н
Для визначення величини переміщення штоку затискного елемента та ходу приводу виходимо з умови забезпечення вільної установки заготовки з урахуванням можливих відхилень її розмірів. При цьому необхідно врахувати вплив величини сили закріплення та жорсткість затискного механізма та забезпечити необхідний запас ходу який компенсує знос його елементів та погрішності виготовлення.
Величина ходу затискного елемента визначається за формулою:
S(Q) = гар+ +QY+SQ (1.16)
де гар = 04 мм – гарантований зазор для вільного установлення заготовки;
- відхилення розміра заготовки (з креслення у нашому випадку =087 мм)
Q – розрахункова сила закріплення заготовки Н;
Y = 1200 Нмм – прийнята жорсткість затискного механізма; S(Q) = 04 мм – прийнятий запас ходу плунжера який враховує зношування та погрішності виготовлення механізма.
S(Q) = 04+ 087+2121200+04 = 185 мм
Приймаємо S(Q) = 2 мм.
Величина ходу привода визначається величиною переміщення затискного елемента та передавальним відношенням механізма:
S(W) = S(Q) ip iкл (1.17)
S(W) = 2 0375 1094 = 082 мм
Приймаємо S(W) = 1 мм.
Діаметр поршня одно штокового пневмоциліндра визначаємо за формулою:
де Р – тиск повітря в системі (приймаємо 04 МПа)
– ККД системи (приймаємо 09)
dп = 4 8972314 04 106 09 = 0057 м = 57 мм
На основі розрахункових значень параметрів по ГОСТ 14063-68 приймаємо у якості двигуна стандартний пневмоциліндр з параметрами:
Діаметр поршня – dn = 63 мм
Хід поршня - l = 32 мм.
5. Оцінка точності пристрою
Пристрій який проектується повинен забезпечувати потрібний рівень обробки що відповідає виконанню наступної умови:
де – дійсна величина похибки мкм;
[] – допустима величина похибки пристрою мкм.
Допустима величина похибки пристрою розраховується за формулою:
де Т – допуск на на оброблюваний розмір мкм (за кресленням 280 мкм);
Ку – коефіцієнт посилення (приймаємо Ку = 06 );
– економічно доцільна точність мкм ()при чистовому фрезеруванні сталі шпонковою фрезою відповідає Т10 і для розміру 253 мм складає 87 мкм).
[] = 280 – 06 87 = 2278 228 мкм
Дійсна похибка пристрою визначається за формулою:
де б – похибка базування мкм;
з – похибка закріплення мкм;
п – похибка положення на столі верстата мкм;
Похибка базування у нашому випадку при установці заготовки на призми складає:
б = ТД [1-sin(α2)] [2 sin(α2)] = ТД K2
Згідно з довідковими даними при куті у призми α = 90° б = 021 ТД
ТД – допуск установочної поверхні (у нашому випадку ТД = 013 мкм)
Отже похибка базування складає:
б = 021 13 = 27 3 мкм.
Похибка закріплення розраховується за формулою:
з = (Уmax - Уmin) cosα (1.22)
α – кут між лінією дії сили закріплення та напрямом оброблюваного розміру (у нашому випадку α = 90 а отже і похибка закріплення зводиться до нуля).
Похибка положення на столі верстата визначається за формулою:
де у – похибка обумовлена неточностями виготовлення деталей пристрою та їх складання (в основному неточностями установочних елементів) мкм;
с – похибка обумовлена неточністю установки пристрою на столі металорізального верстата мкм;
и – похибка обумовлена лінійним зносом робочих поверхонь установочних елементів мкм;
Перші дві похибки при використанні одномісного пристрою можуть бути компенсовані відповідним налаштуванням елементів технологічної системи.
Похибка обумовлена зносом установочних елементів визначається за формулою:
де – емпіричний коефіцієнт який визначає вплив умов обробки на величину зношування (для установки заготовки на призму = 03);
N – кількість контактів поверхні установочного елемента з заготовкою в процесі його експлуатації тобто ця величина еквівалентна величині виробничої програми для даної деталі (у нашому випадку N = 300 шт).
и = 03 300 = 90 мкм.
Переміщення Уmax та Уmin визначаються величиною контакту деталі з опорними елементами та визначається за формулою:
У = [(KRz Rz+ KHBHB) + C1] Q2 ln (1.25)
де KRz – коефіцієнт який враховує вплив шорсткості поверхні (для сталі
Rz – висотний параметр шорсткості мкм;
КНВ – коефіцієнт який враховує вплив твердості матеріалу (для сталі КНВ = 15);
НВ – твердість матеріалу по Бринелю;
С1 – коефіцієнт який враховує вплив геометрії контакта (у нашому випадку С1 = 0086 + 84Dзаг 07=0388);
Q – сила закріплення Н;
n – показник степеня у силі закріплення ( n = 07).
Величина переміщення буде максимальною у випадку коли у формулу підставляються Qmax HBmax Rzmin .
Rzma Rzmin = 10 мкм.
Підставивши числові значення у вихідну формулу отримаємо:
Уmax = [(0005 20 + 15180 )+0388] 2232 1007 = 31 мкм
Уmin = [(0005 10 + 15150 )+0388] 2022 1007 = 275 мкм
п = 02+02+902 = 90 мкм
Розрахункова похибка пристрою складає
= 32+02+902 = 9005 мкм
6. Розробка конструкції пристрою
Після виконання основних проектних розрахунків виконуємо розробку загального вигляду пристрою. Загальний вигляд пристрою викреслюємо у масштабі 1:2.
Стосовно принципіальної схеми пристрою який проектується аналог конструктивного рішення відомий у технічній літературі [2].
У літературі даний пристрій ручний а мі проектуємо механізований пристрій. Розробку загального виду пристрою починаємо з нанесення на лист контурів заготовки. У залежності від складності схеми пристрою викреслюємо дві проекції заготовки на відстані одна від одної. Заготовку зображуємо тонкими лініями дя того аби вона виділялась на кресленні пристрою.
Розробку загального виду ведемо методом послідовного нанесення окремих елементів пристрою навколо контурів заготовки. Спочаткувикреслюємо устновочні елемнети деталі а потім затискні пристрої та силовий пневмопривід.
Направляючим елементом пристрою для правильної взаємної орієнтації фрези та заготовки пристроєм приймаємо кутовийустанов і виконуємо його цільним зі стойкою для збереження числа деталей.
Призми та установ прикріплюємо гвинтами а для попередження від зсувів використовуємо штифти.
Корпус пристрою має чотири проушини для кріплення на столі верстата. У якості центруючих елементів використовуємо дві призматичні шпонки. Пристрій закріплюємо до Т-образних пазів болтами шайбами та гайками.
Позначаємо номера позицій деталей які входять до пристрою. Робимо основний напис записуємо технічні умови на пристрій і складаємо специфікацю.
7. Техніко-економічне обрунтування доцільності використання пристрою
Проектування спеціального верстатного пристрою повинно супроводжуватися економічним обрунтуванням економічної доцільності його виготовлення та експлуатації. При цьому доцільність оцінюється по відношенню до варіанта аналогічного пристрою який використовувався раніше з тією ж метою або іншого конкуруючого варіанта пристрою.
Якщо прийняти що витрати на різальний інструмент амортизацію верстата та електроенергію однакові то елементи собівартості обробки які залежать від конструкції пристрою для порівнюваних варіантів визначається за формулою:
C = L (1 + z100) + SN (1i+ q100) (1.26)
де L – штучна заробітна платня при використанні даного пристрою в грн.;
z – відсоток цехових накладних витрат на заробітну платню (приймаємо z = 200%);
S – собівартість виготовлення даного варіанта пристрою в грн.;
N – річна програма випуску деталей шт.;
і – строк амортизації пристрою роки;
q - відсоток витрат пов’язані із застосуванням пристроїв (приймаємо
Штучна заробітна платня визначається за формулою:
де Tшт – щтучний час на дану операцію (відповідно завдання);
l – хвилинна заробітна платня робочого даної кваліфікації (у нашому випадку приймаємо робочого-верстатника 2-ого розряду і його хвилинна заробітна платня складає 244 копхв)
L = 2 244 = 488 коп = 00488 грн
Орієнтовно собівартість виготовлення пристрою визначається за формулою:
де С – стала яка залежить від складності пристрою (для пристрою середньої складності С = 30);
k – кількість деталей у пристрої (за специфікацією k = 48шт);
Строк амортизації пристрою приймаємо і = 3 так як пристрій має середній рівень складності а продукція що виробляється є стабільною і строки її зняття з виробництва відомі:
СА = 00488 (1 + 200100) + 144300 (13+ 20100) = 04024 грн
Для ручного пристрою (варіант В) відсоток цехових накладних витрат z річна програма випуску N та відсоток витрат пов’язаних з пристроєм q залишаються тими ж самими що і для варіанта А.
Штучний час на дану операцію збільшується із-за складності установки вивірки та закріплення пристрою до 3 хв.
Приймаємо робочого–верстатника 5-ого розряду тоді його хвилинна заробітна платня складе l = 334 копхв.
Штучна заробітна платня у цьому випадку складе:
L = 3 334 = 1002 коп = 01002 грн
Приймаємо сталу яка залежить від складності пристрою С = 2 кількість деталей у пристрої k = 32шт. Тоді орієнтовна собівартість пристрою складе:
Технологічна собівартість варіанта В:
СВ = 01002 (1 + 200100) + 64300 (12+ 20100) = 04144 грн
Порівнюючи два варіанти пристроїв вибираємо варіант А так як його собівартість менша аніж у варіанта В.
ПРОЕКТУВАННЯ ПРИСТРОЮ ДЛЯ ЗАКРПЛЕННЯ РЗАЛЬНОГО НСТРУМЕНТА
Обробка шпонкового пазала виконується на вертикально-фрезерному верстаті з ЧПУ моделі ГФ5171М з підвищеною категорією точності. У якості інструмента використовуємо фрезу ∅4 з числом зубців z = 3 та матеріалом різальної частини – швидкорізальна сталь Р6М5. Зусилля різання Pz = 0212 кН.
Положення та фіксація фрези відносно оброблюваної поверхні виконується частиною верстата – шпинделем. Базування обраної фрези може здійснюватися за схемою довгих циліндричних тіл типу «вал». У цьому випадку у якості подвійної направляючої бази виступає вісь фрези а у якості опорної бази - приймаємо її торець.
Рис. 2.1. Схема базування різального інструмента
У якості пристрою для закріплення шпонкової фрези приймаємо патрон з конічним хвостовиком. Такий пристрій є простим у виготовленні та обслуговуванні надійним в роботі та здатним забезпечити необхідне зусилля закріплення інструмента.
2. Силовий розрахунок пристрою
У процесі обробки шпонкового паза зі сторони заготовки на фрезу буде діяти сила різання (окружна сила) Pz = 132 Н (за умовою) і відповідно момент різання Мріз яка намагається повернути фрезу навколо її вісі. Окрім того на фрезу діють сили затиску Q кулачками патрона та сили тертя Fтр між поверхнею кулачка та поверхнею фрези.
Рис. 2.2. Схема сил які діють на фрезу
З метою забезпечення нерухомості фрези відносно патрона у процесі обробки момент різання Мріз повинен бути урівноваженим моментом тертя Мтр. При визначенні момента різання для компенсації можливих випадкових відхилень сили різання від її номінального значення введений раніше прийнятий коефіцієнт запасу К = 165. Необхідні моменти тертя забезпечуються силами тертя Q f які діють на поверхнях фрези які контактують із затискними елементами які виникають у результаті дії сили закріплення (та рівній ій по величині силі реакції). При визначенні величини сили тертя прийнятий коефіцієнт тертя f = 016 так як фреза контактує із затискними елементами обробленими поверхнями. Величину сили закріплення Q визначаємо з умови забезпечення рівноваги моментів від сили різання Pz та сил тертя Q f.
К Pz rф = Q f rфр (2.2)
Q = K Pz rфрf rфр = K Pzf (2.3)
Q = 165 132016 = 136125 H
Необхідна сила закріплення Q може бути забезпечена моментом сили затягування W. Величина сили затягування визначається за формулою:
Для клинового механізма з кутом клина α = 15° передавальне відношення якого ікл = 237.
W = 136125237 = 5744 Н
3. Оцінка точності пристрою
При фрезеруванні шпонкового паза із застосуванням пристрою для закріплення різального інструмента (фрези) повинна забезпечуватися необхідна точність розміра 235+021.
У цьому випадку для оцінки точності пристрою необхідно окремо визначити похибки: базування закріплення положення які впливають на точність виконання розміру. Для цього треба порівняти їх з допустимими та зробити висновок про забезпечення потрібної точності виготовлення пристрою.
Доля у сумарній похибці механічної обробки пристрою для закріплення різального інструмента практично не перевищує 20% допуску розміру який виконується. Ця величина приймається у якості допустимої похибки:
[] = 02 210 = 42 мкм
Похибка базування при установці фрези в патрон дорівнює нулю
тобто б = 0. При виконанні шпонкового паза зусилля закріплення фрези направлене перпендикулярно направленню розміра який виконується тому похибка буде дорівнювати нулю и на точність розміру який виконується впливу не мають.
У нашому випадку пристрій одномісний тому похибка положення здійснює вплив основному лише на зношування посадочної поверхні патрона:
де и – похибка викликана зношуванням мкм.
Величина похибки обумовлена зношуванням посадочної поверхні патрона залежить від числа контактних взаємодії фрези та патрона визначається виразом:
де – коефіцієнт який заелжить від виду опорного елемента та умов контакта (за даними додатка 8 [1] приймаємо = 1);
N – кількість контактних взаємодій фрези та патрона чисельно рівне кількості оброблюваних деталей.
и = п = 1 300 = 1732 мкм
Перевірка: умова виконується так як
= 1732 мкм [] = 42 мкм
Отже необхідна точність розміра 235+021 із застосуванням спроектованого пристрою забезпечується.
4. Розробка конструкції пристрою
Для закріплення шпонкових фрез у шпинделі верстата з конусом застосовують трьохкулачкові патрони виконані по нормам машинобудування або оригінальні спеціально спроектовані. У такому випадку при проектування патрона у вихідних даних прив’язочних розмірів будуть розміри хвостовика який сполучається зі шпинделем верстата і розміри хвостовика фрези.
Пристрій складається із установочних елементів (кулачків) корпуса патрона втулки пружини та хвостовика.
Фреза установлюється в кулачки (які попередньо розведені до відповідного діаметра монтажної частини інструмента) до упора в кінець хвостовика 1 конусна частина якого установлюється в конусний шпиндель верстата і який забезпечує передачу крутного моменту від шпинделя на патрон. Кулачки 4 знаходяться корпусі 5 та взаємодіють ним по конусній поверхні постійний контакт з якою забезпечується пружиною 3. Корпус 5 встановлений на втулці 2 яка має різьбове з’єднання з хвостовиком.
Закріплення інструмента відбувається у момент повороту корпуса 5 та втулки 2 відносно хвостовика 1. Під дією переміщення конічної поверхні корпуса 5 по конусній поверхні кулачків 4 вони радіально переміщуються закріплюючи інструмент.
Для закріплення інструмента корпус 5 повертають у протилежному напрямі при цьому сила закріплення знімається і кулачки 4 радіально переміщуються (під дією пружини) від інструмента.
5. Техніко-економічне обрунтування доцільності використання пристрою
Економічну доцільність пристрою який проектується визначаємо орієнтовно у порівнянні с іншими можливими варіантами пристроїв які можуть бути вжиті для здійснення даної операції.
Патрон який проектується забезпечує достатню жорсткість задану точність обробки значно спрощує процес установки фрези сприяє підвищенню продуктивності полегшує працю робочого та зменшує штучний час. Це у свою чергу дозволяє знизити штучну заробітну плату та технологічну собівартість виконання операції.
Можливість застосування іншого аналогічного пристрою для закріплення фрези потребує витрат часу на визначення та вивірку місцеположення фрези у патроні. Це потребує достатньо високої кваліфікації робочого збільшує штучний час а отже і собівартість виконання операції.
Кількісно економічність застосування того чи іншого варіанта пристрою оцінюємо за величиною технологічної собівартості виконання операції. Прийнявши що витрати на амортизацію верстата інструмент та електроенергію із застосуванням порівнюваних варіантів пристроїв однакові визначимо елементи собівартості операції які залежать від конструкції пристрою.
Технологічні собівартість виконання операції із застосуванням розробленої конструкції визначимо за формулою як і для спеціального верстатного пристрою.
Величина заробітної плати визначається так як і для спеціального верстатного пристрою.
L = 2 244 = 488 коп.
Орієнтовна собівартість виготовлення пристрою залежить від кількості деталей у пристрої та від складності робіт:
Строк амортизації патрона приймаємо і = 2 роки. Тоді технологічна собівартість складе:
СА = 00488 (1 + 200100) + 12300 (12+ 20100) = 01744 грн
Собівартість застосування іншого варіанта пристрою визначається аналогічним попередньому методом. Числові значення величин z N q постійна C та i залишаються такими ж. Штучний час у зв’язку із більшими витратами часу на установку вивірку та закріплення інструмента збільшуємо з 2 хв до 3 хв також для виконання цих робіт ставимо більш кваліфікованого робітника 5-ого розряду з хвилинною оплатою праці 334 копхв. Кількість деталей у пристрої-аналогу становить 10З урахуванням цих даних величина штучної заробітної плати становить:
L = 3 334 = 1002 коп.
Орієнтовна собівартість виготовлення пристрою
Технологічна собіварстість використання пристрою складе:
СВ = 01002 (1 + 200100) + 15300 (13+ 20100) = 003273 грн
ПРОЕКТУВАННЯ КОНТРОЛЬНОГО ПРИСТРОЮ
1. Загальна характеристика контрольного пристрою
У заданої на виготовлення деталі при фрезеруванні на поточного шпонкового паза необхідно проконтролювати допуск.
Для контролю точності заданих кресленням параметрів необхідні засоби контролю вибираються виходячи з величин допуску параметра який контролюється. При контролі у виробничих умовах засоби контролю вибираються такими для яких(при прийнятому методі контролю) похибка вимірювання менша (з урахуванням можливих похибок інших видів) гранично допустимою. Практично прийнято що достатня точність контролю забезпечується при гранично допустимій похибці рівній 10-30% допуска параметра який контролюється.
З урахуванням цього граничного допустима похибка вимірювання параметру який контролюється буде рівною:
[] = 03 210 = 63 мкм
У відповідності з отриманими значеннями з таблиць (додатків 14 15 16 [1] )
Вибираємо засіб який найбільше задовольняє по точності і при застосування якого []изм [].
Для контролю приймаємо індикатор годинникового типу з ціною поділки 001 мм. Контроль здійснюється при температурному режимі ±5 °С. Похибка вимірювання складає:
[]изм = ±95 мкм [] = 63 мкм
Вибраний вимірювальний засіб використовується у якості показуючого звітового приладу і є одним з елементів які входять до комплекту контрольного пристрою.
Базування деталі при контролі виконується за типовою схемою для деталей типу «вал». Комплект баз включає: подвійну направляючу базу та опорну базу. Базування проводиться за допомогою установочних елементів призм однакової висоти та прямокутника. Опора зі встановленою в неї вимірювальною головкою може переміщуватися по поворотній плиті що забезпечує можливість вимірювань у будь-якій точці поверхні яка контролюється. Отже контроль прямий з безпосереднім відліком вимірюваної величини за шкалою індикатора.
2. Силовий розрахунок контрольного пристрою
При перевірці параметра який контролюється у пристрої не передбачене закріплення деталі при контролі тому розрахунок сили закріплення не проводиться.
Враховуючи що прийнята схема контролю припускає поступальне переміщення індикаторної стойки (із закріпленим на ній індикатором) визначаємо величину сили закріплення необхідну для плавного переміщення стойки за формулою:
де М – загальна маса деталей які переміщуються разом зі стойкою Н;
f – коефіцієнт тертя для пари контактуючих деталей із відповідних матеріалів (приймаємо 01 при терті сталі по сталі);
F = 981 12 01 = 118 Н
Очевидно що розрахована величина сили дозволяє контролерові плавно переміщувати рухомі елементи пристрою без застосування спеціального механізованого пристрою.
4 Оцінка точності контрольного пристрою
Допустима похибка для параметру який контролюється визначена при виборі відповідного вимірювального пристрою.
При перевірці параметра який контролюється похибка базування (технологічна та вимірювальна бази співпадають) похибка закріплення (деталь не закріплюється) та похибка виготовлення (використовується один пристрій) дорівнює нулю.
Дійсні похибки контролю визначаються величинами двох похибок а саме похибок вибраних вимірювальних засобів та похибок зношування відповідних установочних елементів котрі визначаються за формулою:
З урахуванням приведених вище рекомендацій приймаємо що контролю підлягає 10% виготовлених деталей що означає
Nк = 01 N = 01 300 = 30 Таким чином дійсна похибка контролю складає:
= пр = изм2+и2 (3.3)
= пр = 192+0052100 = 19 мкм
Умова ≤ [] виконується і вона свідчить що у всіх випадках допустимі похибки по параметрам які контролюються більші аніж відповідні дійсні похибки. Таким чином спроектований пристрій забезпечує необхідну точність перевірки параметра який контролюється.
5 Розробка конструкції контрольного пристрою
При конструюванні контрольних пристроїв часто використовують типові конструктивні схеми вузли та деталі які підбираються для обраної раніше принципіальної схеми контролю.
Пристрій для контролю співвісності шпонкового паза відносно загальної осі деталі комплектується із наступних елементів: повір очної плити 2 прямокутника 3 установочних призм 1 важеля 4індикаторної головки 5 планки 6 опори 7 опори 8 та опори 9 пружини 10.
6 Техніко-економічне обрунтування доцільності використання контрольного пристрою
Виконаємо розрахунок та порівняємо собівартості двох варіантів контрольних операцій а саме виконання контролю з використанням спроектованого контрольного пристрою та без нього.
Витрати часу при перевірці взаємного положення поверхонь з використанням спроектованого спеціального пристрою складе 2 хвилини а без нього - 5 хв. Для спрощення розрахунків будемо задавати хвилинну заробітну платню робочого-контролера а також для робочого-верстатника (відповідно для 2-ого розряду 244 копхв. а для 4 розряду – 296 копхв). Тоді заробітна платня обох варіантів робочих складатиме:
L = 5 296 = 148 коп.
Орієнтовна собівартість виготовлення пристроїв залежить від кількості деталей та їх складності які входять до складу пристроїв:
де С – стала яка залежить від складності пристрою (для пристрою середньої складності С = 15);
k – кількість деталей у пристрої (за специфікацією k = 22 шт).
Кількість деталей які використовуються при перевірці без спеціальних механізованих пристроїв менше аніж число установочних елементів за допомогою яких реалізується прийнята схема базування тобто:
К2 = 22 – 10 = 12 шт
З урахуванням цих даних:
Строк амортизації пристроїв приймаємо і = 2 роки. Тоді підставивши числові дані у вихідну ормулу для обчислення собівартості варіантів пристроїв отримаємо:
С1 = 00488 (1 + 200100) + 33300 (12+ 20100) = 02234 грн
С2 = 0148 (1 + 200100) + 18300 (12+ 20100) = 0486 грн
Порівняння величин собівартості виконання операції для двох варіантів контрольних пристроїв підтверджує доцільність використання спеціального пристрою.

5203.017-1.cdw

Фрагмент.frw

Chertezh VAla.cdw

HRC 31 36. Группа контроля 3 по ОСТ100021-78.
Поверхность С подвергнуть твердому хромированию. Слой
хрома не более 0.12мм. Состояние хромированной поверхности по
Неуказанные предельные отклонения размеров по H12 h12
Взаимное биение поверхностей Н П Р С не более 0.02мм.
Неплоскостность поверхности С не более 0.0005 мм до
диаметра не менее 35мм.
*Размер обеспечить технологией.
Шероховатось шпоночных пазов
***Размеры обеспечиваются инструментом.
Сталь 40ХН2МА ГОСТ 4543-71

ЗМІСТ.docx

ПРОЕКТУВАННЯ СПЕЦАЛЬНОГО ВЕРСТАТНОГО ПРИСТРОЮ
. Вибір принципіальної схеми пристрою
. Вибір схеми базування
3.Вибір установочних елементів для реалізації
прийнятої схеми базування
4. Силовий розрахунок пристрою
5. Оцінка точності пристрою
6. Розробка конструкції пристрою
7. Техніко-економічне обрунтування доцільності використання пристрою
ПРОЕКТУВАННЯ ПРИСТРОЮ ДЛЯ ЗАКРПЛЕННЯ РЗАЛЬНОГО НСТРУМЕНТА
1. Вибір принципіальної схеми пристрою
2. Силовий розрахунок пристрою
3. Оцінка точності пристрою
4. Розробка конструкції пристрою
5. Техніко-економічне обрунтування доцільності використання пристрою
ПРОЕКТУВАННЯ КОНТРОЛЬНОГО ПРИСТРОЮ
1. Загальна характеристика контрольного пристрою
2. Силовий розрахунок контрольного пристрою
3. Оцінка точності контрольного пристрою
4. Оцінка точності контрольного пристрою
5. Розробка конструкції контрольного пристрою
6. Техніко-економічне обрунтування доцільності використання контрольного пристрою

измерительное приспособление.frw

силі на фрезе.frw

Специфікація.docx

Складальне креслення
ММФ 7.090202 КП по ПСТО
Пристрій для закріплення різального інструменту
Верстатний пристрій для закріплення деталі на столі верстата
Контрольний пристрій для контролю співвісності осі шпонкового паза із загальною віссю деталі

РЕФЕРАТ.docx

Пояснювальна записка до курсової роботи містить: сторінок 31 рисунків 7 специфікацій 3 креслень 3.
Виконаний аналіз вихідних даних та конструкції деталі.
На основі проведеного аналізу була обрана принципіальна схема базування деталі та схема пристрою.
Виходячи із схеми базування та принципіальної схеми пристрою були виконані силовий розрахунок пристрою оцінка точності та техніко-економічне обрунтування доцільності використання пристрою.
Спроектований спеціальний пристрій для закріплення деталі на столі верстата вимірювальний пристрій для контролю співвісності осі паза із загальною віссю деталі та пристрій для закріплення різального інструмента.
Ключові слова: ВЕРСТАТНИЙ ПРИСТРЙ ЗАГОТОВКАРЗАЛЬНИЙ НСТРУМЕНТ КОНТРОЛЬ БАЗУВАННЯ ЗАТИСКНИЙ ПРИСТРЙ ТОЧНСТЬ ПРИСТРОЮ ТЕХНКО-ЕКОНОМЧНЕ ОБРУНТУВАННЯ.