Установочно-зажимное приспособление для сверлильной операции стакан

КП Стакан.doc

Технологическая часть 5
2 Оформление последовательности обработки 6
3 Операционный эскиз на операцию для которой проектируется
4 Анализ выбранной схемы установки с точки зрения обеспечения заданной
точности обработки 7
Конструкторская часть 8
2 Точностной расчет приспособления 9
3 Силовой расчет приспособления 11
3.1 Выбор режущего инструмента тип и размер станка 11
3.2 Расчёт составляющих силы резания 13
4 Схема для расчета необходимых сил зажима заготовки расчет сил зажима
заготовки в приспособлении 15
5 Проектирование корпуса приспособления 17
6 Выбор механизированного привода расчёт привода приспособления. 19
7 Оформление чертежа приспособления с техническими требованиями 20
8 Спецификация для приспособления. 19
9 Краткое описание работы приспособления. 20
Список литературы 21
Приложение А – Маршрутная карта
Совокупность методов и приемов изготовления машин выработанных в
течение длительного времени и используемых в определенной области. Поэтому
возникают такие понятия: технология обработки давлением литья сварки
сборки машин. Все эти области производства относятся к технологии
машиностроения охватывающей все этапы процесса изготовления машинной
Однако под “технологией машиностроения” принято понимать научную
дисциплину изучающую процессы металлической обработки деталей и сборки
машин и попутно затрачивающую вопросы выбора заготовки и методы их
изготовления. В процессе технической обработки деталей машин возникает
большое количество простейших вопросов связанных с необходимостью
выполнения технических требований поставленными конструкторами перед
Эти обстоятельства объясняет развитие “технологии машиностроения“
как научной дисциплиной в первую очередь в направлении изучения вопросов
технологии металлической обработки и сборки в наибольшей мере влияющие на
производственную деятельность предприятия.
В данном курсовой проекте подробно изложена технология изготовления
отверстия детали «Стакан» подборкой оборудования режущего инструмента.
Технологическая часть
Рисунок 1 – Чертеж детали «Стакан»
Рисунок 2 – Нумерация поверхности детали
2 Оформление последовательности обработки
Таблица 1 – Последовательность обработки
Номер Наименование Станок Номер Номер
операции операции обрабатываемой базирующей
поверхности поверхности
5 Заготовительная Штамповка - -
0 Вертикально-сверВертикально-св1 23
Рисунок 3 –операционный эскиз
4 Анализ выбранной схемы установки с точки зрения обеспечения
заданной точности обработки
Выбранная схема установки обеспечивать неподвижное положение
заготовки в процессе обработки. Проводим анализ:
схема установки по правилу шести точек;
совпадают конструкторская и измерительная базы при обработке детали
в разрабатываемом приспособлении.
Согласно операционному эскизу (рисунок 3) при обработке отверстия в
размер 10 в проектируемом приспособлении заготовка лишается всех шести
степеней свободы. Трех степеней свободы заготовки лишает главная базирующая
поверхность 2. Три другие степени свободы заготовку лишает направляющая
базирующая поверхность 3.
Согласно чертежу детали (рисунок 1) и схеме нумерации поверхностей
(рисунок 2) при установке заготовки в проектируемом приспособлении
конструкторская база (отверстие 1) не совпадает с технологической базой
(ось оправки приспособления). Следовательно при установке заготовки в
приспособлении будет возникать погрешность базирования.
Конструкторская часть
1 Проектирование установочно-зажимного приспособления
При выборе аналога приспособления учитывается форма и расположение
базирующих поверхностей детали форма и расположение поверхностей
соприкасающихся с зажимными элементами приспособления необходимость
использования комбинированного зажима приспособления а также привод
приспособления. При создании чертежа приспособления соблюдались следующие
правила проектирования:
контуры заготовки на чертеже приспособления вычерчиваются
вспомогательными линиями (пунктирными штрихпунктирными тонкими);
заготовка в приспособлении является прозрачной сквозь неё
прорисовываются все элементы приспособления;
количество проекций на чертеже приспособления достаточно для
понимания работы конструкции приспособления и его общего вида;
на чертеже приспособления имеются разрезы и сечения дающие полное
представление о конструкции приспособления;
главный вид приспособления располагаться со стороны рабочего
обслуживающего станок;
зажимное устройство проектируемого приспособления находиться в
Рисунок 4 - Проект установочно-зажимного приспособления
Проект конструкции приспособления для сверления отверстия на операции
0 представлен на рисунке 4.Производится обработка заготовки на
вертикально-сверлильном станке. Заготовка 3 устанавливается на
цилиндрическую оправку 4 расположенную в плите 5 сменной наладки
кондуктора. Она зажимается сферической шайбой 1 перемещаемой зажимными
элементами приспособления. Сверление отверстия осуществляется сверлом 2.
2 Точностной расчет приспособления
Одно из главных назначений приспособления – обеспечение точности
обрабатываемой заготовки.
Точностной расчет приспособления предполагает анализ погрешностей
возникающих при установке заготовки в 2 приспособлении.
При этом сравниваются фактическая ф и допустимая доп погрешности
установки заготовки по следующей зависимости:
Неравенство (1) выполняется то принятая схема установки обеспечивает
требуемую точность обработки.
Если при анализе выбранной схемы установки конструкторская
(измерительная) и технологическая базы совпадают то фактическая
погрешность установки ф = 0 и точностной расчет делать не нужно.
Если данные базы не совпадают то предлагается следующий алгоритм
расчёта приспособления на точность.
На основании изучения чертежа детали устанавливается точность
размеров и расположения поверхностей заготовки обрабатываемой в
проектируемом приспособлении.
Для выполняемого размера устанавливается положение конструкторской
(измерительной) базы.
Для выполняемого размера рассчитывается фактическая погрешность
установки заготовки в приспособлении ф.
Для выполняемого размера определяется величина допустимой
погрешности установки доп.
Сравниваются рассчитанные значения ф и доп. При выполнении
неравенства (1) точность обработки заготовки в приспособлении
обеспечивается. При невыполнении неравенства (1) необходимо либо уменьшить
величину ф либо свести её к нулю изменив схему установки заготовки.
Проверяется возможность получения заданной точности при обработке
отверстия на заготовке в размер 10 мм. Из анализа операционного эскиза
следует что размер формируется в диаметральном направлении. Зависимость
для расчёта ф будет иметь следующий вид:
где б – погрешность базирования заготовки в приспособлении;
з – погрешность закрепления заготовки в приспособлении.
При установке заготовки в проектируемом приспособлении
конструкторская база (ось отверстия) не совпадает с технологической базой
(ось оправки приспособления). В этом случае погрешность базирования
заготовки б будет равна величине максимального зазора между отверстием в
заготовке и посадочным диаметром оправки.
Величина максимального зазора Smax определится по следующей
Smax = Dmax–dmin (3)
наименьший предельный размер диаметра оправки.
На чертеже размер Dmax равен 65 (+ 0039 ) мм. Диаметр оправки для
установки заготовки выполняется как правило с полем допуска g6. Значит
Следовательно Smax = 65039–64991 = 0048 мм. Погрешность
закрепления з заготовки в приспособлении в данном случае можно принять
равной нулю так как направление вектора зажима не совпадает с направлением
выполняемого размера. При совпадении вектора силы зажима с направлением
выполняемого размера величину з в мкм можно определить по следующей
где С – коэффициент характеризующий условия контакта поверхностей
который можно определить для стальной заготовки при установке на пластины
по эмпирической зависимости 04+0012·F
где F – это площадь опорной поверхности заготовки в см2;
Q – величина силы зажима в Н;
α – угол между направлением силы зажима и направлением измеряемого
n – эмпирический коэффициент для стальных заготовок равный 07.
Отсюда фактическую погрешность ф установки заготовки в
приспособление можно принять равной 006 мм. Расчет допустимой погрешности
доп установки заготовки в приспособление выполняется по следующей
где Т – величина допуска на выполняемый размер;
Δпр – погрешность размера связанная с приспособлением;
– погрешность размера связанная с методом обработки.
Величина Δпр определяется следующим образом:
где Δпр1 – погрешность изготовления приспособления; Δпр2 –
погрешность установки приспособления на станке. Известно что допуск
выполняемого размера равен 025 мм а погрешность Δпр1 можно принять равной
от допуска на настроечный размер. В данном случае настроечным является
размер 10 ± 025 мм. Тогда Δпр1 = 008 мм. Погрешность Δпр2 согласно
рекомендациям технической литературы для деталей нормальной точности может
быть принята равной 002 мм. Погрешность связанная с методом обработки
соответствует точности обработки на станке для которого проектируется
приспособление. Следовательно величина может быть принята равной 002
После подстановки принятых параметров в (5) доп будет иметь
Следовательно в соответствии с зависимостью (1) можно записать 006
мм ≤ 017 мм. Заданная точность обработки сверлением отверстия будет
обеспечена при данной схеме установки детали в приспособлении.
3 Силовой расчет приспособления
3.1 Выбор режущего инструмента тип и размер станка
Режущий инструмент станок и режим резания для проектируемой операции
можно выбрать по справочнику технолога – машиностроителя [3].
Для режущего инструмента следует указать его название размер ГОСТ
материал режущей части.
Для проектирования установочно-зажимного приспособления для обработки
отверстия детали «Стакан» выбираем сверло спиральное из быстрорежущей стали
с цилиндрическим хвостиком: средняя серия ГОСТ 10902 – 77 диаметр сверла Dс
= 6 мм дли на сверла L = 50 мм . Материал режущей части – быстрорежущая
сталь Р6М5. При выборе станка руководствотствовались:
выбранным инструментом;
размерами стола для установки приспособления.
Таблица 2 – Краткая техническая характеристика станка 2Н135
Данный станок применяется в условиях единичного и серийного
производства. На станке можно обрабатывать вертикальные и горизонтальные
плоскости пазы углы рамки зубчатые колеса. Класс точности станка – Н.
Возможна работа в трех режимах – автоматическом толчковом и ручном. В
автоматическом режиме станок работает при различных автоматических циклах
включая цикл по рамке. В толчковом режиме производятся установочные
перемещения стола. Возможна работа по разметке. В ручном универсальном
режиме станок работает с использованием рабочих подач быстрых перемещений
а также ручных перемещений от маховиков и рукоятки.
3.2 Расчёт составляющих силы резания
На вертикально-сверлильнм станке мод. 2Н135 производится сверление
отверстия диаметром D и глубиной сверления L в заготовке толщиной Н.
Рисунок 5 – Эскиз обработки
Обрабатываемый материал – сталь 45
Сверло спиральное из быстрорежущей стали с коническим хвостовиком
нормальным ГОСТ 10903-77. L=189 мм l=108 мм. Форма заточки сверла –
Поперечная кромка: а=15 мм l=25 мм.
Ленточка: [pic] [pic] [pic]
Корректируем по паспорту станка 2Н135
[pic] [pic] [3 т.2 с.
[pic] [3 т.2 с. 261 263
Корректируем по паспорту [pic]
) Действительная скорость резания
[pic] [pic] [3 т.2 с. 281
[pic] - обработка возможна.
4 Схема для расчета необходимых сил зажима заготовки расчет сил
зажима заготовки в приспособлении
Анализ расчётной схемы.
Ввиду того что сверление отверстия производится в вертикальном
направлении (рисунок 6а) осевая сила Po направленная вниз стремится
сдвинуть заготовку в этом направлении. Осевое усилие воспринимает
цилиндрическая оправка 4. Для разгрузки оправки от этого усилия необходимо
обеспечить нужную зажимную силу W1. Эту силу можно определить из следующего
уравнения равновесия сил в вертикальном направлении:
где Fтр1 = W1 f1 сила трения между шайбой 1 и заготовкой 3 а
Fтр2 = W1 f2 сила трения между оправкой 4 и заготовкой 3
Подставляем эти зависимости в зависимость (8).
Окончательно формула для определения значения W1 имеет вид:
На рисунке 6а осевая сила Po стремится развернуть заготовку
относительно точки А. Для предотвращения этого разворота необходимо
составить уравнение моментов всех сил действующих на заготовку
относительно точки А:
Отсюда определяем силу зажима W2:
Анализ сил и моментов сил действующих на заготовку на рисунок 6б
показывает что момент Мкр при сверлении стремится развернуть заготовку
относительно оси вращения сверла. Уравнение равновесия моментов сил для
этого случая будет иметь вид
где Fтр1 = W3 f1 – сила трения между заготовкой и сферической шайбой
а Fтр2 = W3 f2 – сила трения между заготовкой и торцом оправки. В этих
выражениях W3 – сила зажима необходимая для предотвращения разворота
заготовки. Окончательно значение W3 определится из уравнения
Рисунок 6 - Расчётная схема для
определения силы зажима заготовки
(а – главный вид б – вид сверху)
5 Проектирование корпуса приспособления
Корпус приспособления является базовой деталью. На корпусе монтируют
зажимные устройства установочные элементы детали для направления
инструмента и вспомогательные детали.
Действие сил зажима и сил резания воспринимаемые обрабатываемой
деталью закрепленной в приспособлении передается его корпусу. Поэтому
корпус приспособления должен быть достаточно жестким прочным обладать
износо- и виброустойчивостью и обеспечивать быструю удобную установку и
снятие обрабатываемых деталей. К корпусу должен быть удобный доступ для
очистки его от стружки быстрой и правильной установки приспособления на
столе станка. При проектировании в конструкцию корпуса должны быть заложены
условия безопасности работы как: отсутствие острых углов и малых просветов
между рукояткой и корпусом устойчивость и др. При соблюдении всех
технических требований трудоемкость изготовления корпуса и его
себестоимость должны быть минимальными.
Приспособления для сверлильных и расточных станков составляют до 20 %
общего парка станочных приспособлений. К ним относятся машинные тиски с
различными приводами призмы угольники кондукторы поворотные столы и
т.п. Конструкции сверлильных приспособлений различаются устройством
кондукторных плит и положением которое занимает заготовка в процессе
обработки. Исходя из этого различают приспособления стационарные
передвижные опрокидываемые и поворотные. В проекте применяется
стационарное приспособление которое при обработке в нем заготовки остается
В проекте корпус приспособления изготавливается из стали Ст 3.
Причина выбора является:
- Сварные стальные корпуса по сравнению с литыми чугунными имеют
- Проще в изготовлении;
- Имеют меньшую стоимость
К недостаткам стальных корпусов относится:
- Деформация при сварке поэтому в деталях корпуса возникают
остаточные напряжения влияющие на точность сварного шва. Для снятия
остаточных напряжений сварные корпуса проходят отжиг.
Для придания большей жесткости сварным корпусам приваривают уголки
служащие ребрами жесткости.
Сверлильное станочное приспособление имеет проушины (таблица 3) для
крепежных болтов с квадратными или прямоугольными головками вводимыми в Т-
образные пазы стола оборудования.
Таблица 3 – Проушины станочного приспособления
6 Выбор механизированного привода расчёт привода приспособления.
Механизм зажима заготовки поскольку сила зажима W создаётся
непосредственно приводом приспособления без использования передаточных
механизмов. При выборе механизированного привода решались следующие задачи:
установить возможности использования в конкретном случае
гидравлического или пневматического привода;
определить параметры привода для создания силы зажима W
достаточной для надёжного закрепления заготовки.
Небольшие числовые значения составляющих силы резания и
соответственно силы зажима заготовки говорят о том что в данном случае
можно выбрать пневматический привод приспособления. Для детали круглой
формы рациональным является применение встроенной пневмокамеры. Исходя из
этих соображений приспособление получается простым и компактным. На
следующем этапе необходимо выполнить расчёт основных параметров элементов
В данном случае принята камера двухстороннего действия. Это значит
что зажим заготовки и её отжим осуществляются подачей воздуха сначала в
верхнюю часть камеры (штоковую – происходит зажим заготовки) а затем в
нижнюю (бесштоковую – заготовка разжимается). При этом можно использовать
резиновую плоскую диафрагму. У неё простая конструкция которую можно
изготовить на предприятии. Давление воздуха для пневматических приводов
согласно рекомендациям технической литературы 04÷06 МПа. Расчётные
зависимости для определения размерных параметров элементов пневмокамеры
где Qн – сила на штоке пневмокамеры в начальном положении диафрагмы
(диафрагма плоская);
p – давление воздуха в пневмокамере (05 МПа или 50 Нсм2);
d – диаметр нажимного диска;
d1 – диаметр штока пневмокамеры.
Согласно конструкции приспособления на сборочном чертеже d1 = 31 мм.
Необходимо иметь в виду то обстоятельство что при выборе параметров
пневмопривода размеры нажимных дисков или поршней указываются в
сантиметрах. Поэтому параметр d1 = 31 см. Известно что диафрагма
оттягивается в процессе работы. Следовательно чтобы учесть её
амортизирующие свойства рассчитывают силу на штоке Qк в конечном положении
диафрагмы по выражению
Из формулы (14) можно определить соотношение размеров нажимного диска
и штока пневмокамеры см2 по зависимости
После подстановки числовых значений получиться
Откуда при d1 = 31 см диаметр нажимного диска будет иметь значение d
7 Оформление чертежа приспособления с техническими требованиями
8 Спецификация для приспособления.
9 Краткое описание работы приспособления
Технологическая оснастка - важнейший фактор успешного осуществления
технического прогресса в машиностроении. Она представляет собой
совокупность рабочего измерительного инструмента и приспособлений
используемых для базирования закрепления и контроля обрабатываемых деталей
на различном технологическом оборудовании: металло- деревообрабатывающих
станках прессах измерительных машинах и др. зависимости от назначения
технологического оборудования различается и его оснастка.
В курсовом проекте было рассчитано приспособление для сверлильного
станка которое обеспечивает надёжное закрепление заготовки в
приспособлении. Также было рассчитано режимы резания погрешность
базирования разработана схема станочного приспособления разработан
маршрут обработки детали «Стакан».
Андреев Г Н и др. Проектирование технологической оснастки
машиностроительного производства. М.: Высшая школа 1999.
Справочник технолога – машиностроителя. В 2-х т. Т1Под ред. А.М.
Дальского и др. – М.: Машиностроение 2003. – 912 с.
Справочник технолога – машиностроителя. В 2-х т. Т2Под ред. А.М.
Дальского и др. – М.: Машиностроение 2003. – 944 с.
Обработка металлов резанием: Справочник технолога А.А. Панов
В.В. Аникин Н.Г Бойм и др.; Под общ. ред. А.А. Панова. 2-е изд. перераб.
и доп. – М.: Машиностроение 2004. – 784 с.
Ансёров М.А. Приспособления для металлорежущих станков. М.:
Машиностроение 1975. – 656 с.
Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков:
Справочник. – М.: Машиностроение 1979. – 303 с.
Антонюк В.Е. Конструктору станочных приспособлений: Справочное
пособие. – Минск: Беларусь 1991.
ГОСТ 2.316 – 2008 ЕСКД. Правила нанесения на чертежах надписей
технических требований.
ГОСТ 2.106 – 96 ЕСКД Текстовые документы.
Смагин А.С. Коновалова И.В. Обеспечение заданной точности
обработки детали при проектировании установочно–зажимного приспособления
(точностной расчёт приспособления). Методические указания к курсовой
работе расчётно–графической работе по дисциплинам «Технологическая
оснастка» и «Проектирование технологической оснастки» и дипломному
проектированию для студентов любой формы обучения машиностроительных
специальностей и направлений. УрФУ - 2011
Станочные приспособления: Справочник. В 2-х т. Ред. совет: Б.Н.
Вардашкин (пред.) и др. – М.:Машиностроение 1984. – Т. 1 Под ред. Б.Н.
Вардашкина А.А. Шатилова 1984. 592 с. ил.
Станочные приспособления: Справочник. В 2-х т.Ред. Совет: Б.Н.
Вардашкин и др. – М.: Машиностроение 1984. – Т. 2 Под ред. Б.Н.
Вардашкина А.А. Шатилова 1984. 656 с. ил.
Проектирование установочно-зажимного приспособления для обработки заготовок

Специф. к приспособлению.cdw

сверлильной операции
Промежуточное кольцо

Карта эск.1.cdw

Операция 010. Сверлильная

Чертеж Приспособления Стакан.cdw

Чертеж Стакана.cdw

Неуказанные предельные отклонения размеров h14 H14
Сталь 40 ГОСТ1050-88

Чертеж Эскизы - Стакан.cdw

Приложение А - Маршрутные карты.doc

Инв. № и Взам. инв.Инв. № дубл.Подпись и Стакан
Маршрутная карта 11о2 1о1о1
наименование марка шифр код и вид профиль размеры кол.
дет. масса Сталь 40 ГОСТ 1050-88 27 6 кг
Номер Наименование и содержание операции Оборудование
инвентарный номер) Приспособление
(код наименование) Коэф.
цеха участка операции код
норм. ТШТ 010 Сверлильная Сверлильный Сверла
Г Установить в патроне по наружному диаметру и станок ГОСТ 10902 –
поверхности 1 мод. 2Н135
1 Сверлить 1 отв. 6
докум.Дата Н. контр. 1