Разработка станочного приспособления для детали "Блок шестерня"

Блок шестерня.cdw

Направление линии зуба
Нормальный исходный контур
Коэффициент смещения
Степень точности по ГОСТ 1643-81
Сталь 45 ГОСТ1050-88
Зубья цементировать и калить h 0
Допускается выбирать любой контрольный комплекс по ГОСТ
Неуказанные предельные отклонения размеров по H14

СОДЕРЖАНИЕ.doc

Описание и анализ оснащаемой технологической операции
2 Маршрутного технологического процесса
3 Операционного технологического процесса обработки заданной поверхности
4 Выбор схемы базирования на операции
Классификация металлорежущего станка проектируемого станочного приспособления и выбор
1 Классификация проектируемого станочного приспособления
2 Выбор металлорежущего станка
Выбор и обоснование применяемого режущего инструмента
Расчет сил резания.
Выбор и обоснование конструкции приспособления
Расчет погрешности базирования
Расчет сил закрепления
Расчет погрешности закрепления
Расчет погрешности установки
Разработка конструктивного исполнения технологической оснастки
Список используемых источников

Пояснительная записка.doc

В современных условиях развития машиностроительного производства главнейшими задачами являются повышение качества выпускаемой продукции и снижения ее себестоимости и как следствие повышение конкурентоспособности выпускаемой продукции.
Уровень развития машиностроения влияет на развитие различных отраслей техники поэтому развитию машиностроения предается большое внимание. Одним из основных факторов обеспечивающих высокий уровень производительности предприятия является технология и в целом техническая подготовка.
Уровень технической подготовки производства влияет на эффективность производства и обеспечивает высокие технико-экономические показатели.
Поэтому для повышения эффективности производства необходимо совершенствовать организацию производства использовать современное высокопроизводительное технологическое оборудование станки с числовым программным управлением гибкие производственные системы гибкие производственные модули автоматические линии что позволит снизить себестоимость продукции за счет снижения количества обслуживающего персонала и позволит повысить производительность за счет снижения величины вспомогательного времени. Снижение расходов материала использование комбинированного инструмента а также использование высоко производительной оснастки окажет влияет на эффективность производства.
Большую роль в повышении производительности труда должно сыграть сокращение доли ручного труда за счет внедрения в производство механизированной технологической оснастки .
С учетом вышесказанного данный курсовая работа является этапом обучения который должен обучить студента технической конструкторской подготовки производства.
Описание и анализ оснащаемой технологической операции
Согласно заданию на курсовое проектирования рассматриваемой деталью является “Блок шестерня”. Основная детальзубчатой передачив виде диска сзубьяминацилиндрическойповерхности входящими в зацепление с зубьями другого зубчатого колеса. Для упрощения конструкции зубчатое колесо выполнено парами с разным числом зубьев с целью преобразованиявращающего моментаичисла оборотовваловна входе и выходе.
Изделие “ Блок шестерня ” имеет форму представленную на рабочем чертеже детали.
Рисунок 1.1 - Рабочий чертеж детали
В зависимости от служебного назначения все поверхности детали по ГОСТ 21495-76 подразделяются на основные вспомогательные исполнительные и свободные.
Основные поверхности – это поверхности с помощью которых определяют положение данной детали в изделии - в данном случае это диаметральная поверхность диаметром Ф30 мм.
Вспомогательные поверхности – это поверхности определяющие положение всех присоединяемых деталей относительно данной торцы детали и диаметральная поверхность Ф38 мм.
Исполнительные поверхности - это поверхности выполняющие служебное назначение детали - в данной детали это два зубчатых профиля на диаметре Ф48 и Ф111 мм.
Свободные поверхности - это поверхности не соприкасающиеся с поверхностями других деталей и предназначенные для соединения основных вспомогательных и исполнительных поверхностей между собой с образованием совместно необходимой для конструкции формы детали (все остальные поверхности.
2 Маршрутного технологического процесса.
Таблица 1.1 - Технологический маршрут обработки
Наименование операции
Зачистить облой по периметру
Приспособление токарное - трех кулачковый патрон
Вертикально-сверлильная
Приспособление установочное
Приспособление при станке
Зачистить заусенцы притупить острые кромки
Контроль получаемых размеров
3 Операционного технологического процесса обработки заданной поверхности
- Установить деталь и закрепить;
- Сверлить отверстие Ф 3 мм;
Диаметр отверстия 3H14 глубина 6 (напроход) отклонение от соосности 1 мм.
4 Выбор схемы базирования на операции.
Анализируя техническое задание эскиз детали под выполняемую операцию из ГОСТ 21495-76 выбираем теоретическую схему базирования и из ГОСТ3.1107-81 возможные схемы практической реализации.
Практическая схема базирования детали "Блок шестерня" для операции 020 Вертикально-сверлильная''.
Рисунок 1.2 - Операционный эскиз оснащаемой операции
Базирование детали производиться по внутреннему отверстию Ф30 (цилиндрический палец) и плоскости детали.
Классификация металлорежущего станка проектируемого станочного приспособления и выбор
1 Классификация проектируемого станочного приспособления
Классификация проектируемого станочного приспособления
Наиболее часто классификация производиться по двум основным критериям: по группам станков и степени специализации.
Классификация по группам станков.
В нашем случае приспособление которое проектируется относиться к группе станков вертикально-сверлильных так как предполагается обработка на данных станках.
Классификация степени специализации.
По степени специализации наше приспособление относится к неразборным специальным приспособлениям. Оно дает возможность повысить производительность труда и снизить разряд работы. Однако оно обладает недостатками к которым относится то что их надо проектировать и изготовлять для каждой новой детали это удлиняет сроки подготовки производства и повышает себестоимость детали. Кроме того при изменении чертежа детали или снятии изделия с производства приспособление подлежит ликвидации. Однако при крупносерийном производстве указанные недостатки мало отражаются на себестоимости продукции это именно как в нашем случае.
2 Выбор металлорежущего станка
Сверлильный станок 2Н125 предназначен для сверления отверстий в деталях из цветных и черных металлов а также других материалов - дерево пластик диаметром сверления не более 25 мм.
Станок 2Н125 позволяет выполнять следующие сверлильные операции: сверление рассверливание (растачивание) зенкерование.
Таблица 2.1 - Технические характеристики станок сверлильный 2Н125
Наибольший диаметр сверления в стали 45 ГОСТ 1050- 74 мм
Размеры конуса шпинделя по СТ СЭВ 147-75
Расстояние оси шпинделя до направляющих колонны мм
Наибольший ход шпинделя мм
Расстояние от торца шпинделя мм:
Наибольшие (установочное) перемещение сверлильной головки мм
Перемещение шпинделя за один оборот штурвала мм
Рабочая поверхность стола мм
Наибольший ход стола мм
Количество скоростей шпинделя
Мощность электродвигателя главного движения кВт
Габарит станка: длина ширина высота мм
Выбор и обоснование применяемого режущего инструмента.
Сверла спиральные с цилиндрическим хвостовиком диаметром 3-20 мм (ОСТ 2И20-1-80) предназначены для обработки конструкционных материалов. Сверла обеспечивают точность обработки отверстий по 11 - 13-му квалитету
Рисунок 3.1 - Спиральное сверло
При обработке используется спиральное сверло из быстрорежущей стали
диаметром 30 мм с цилиндрическим хвостовиком ГОСТ 10903 – 77.
Диаметр сверла D = 30 мм
Длина сверла L = 80 мм
Длина рабочей части l = 40 мм
Материал режущей части: P6М5
Геометрические параметры:
α=12º ; = 40º ; 2φ = 118º ;
Расчет сил резания.
Диаметр сверла 30 мм; глубина сверления 20; подача S = 0.05 ммоб; Материал режущей части инструмента Р6М5
Расчет режимов резания
Глубину сверления принимаем по формуле
Скорость резания рассчитывается по эмпирическим формулам
Кv=Кмv×Киv×КLv=1×1×1=1
где Кмv - поправочный коэффициент учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания. В нашем случае данный коэффициент составит Кмv=1
К иv =1 (без корки) поправочный коэффициент учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания.
КLv=1 - поправочный коэффициент учитывающий глубину обрабатываемого отверстии
Коэффициенты и показатели степени в формуле скорости резания
Сv=7; q=04; у=07; m=02;Т=60 мин;
Принимаем n = 3150 обмин.
Фактическая скорость:
Коэффициенты и показатели степени в формуле скорости резания СМ=003; q=2; у=08; КР = 096
МКР = 10×003×302×00508×096 = 041 Н×м
Коэффициенты и показатели степени в формуле скорости резания Ср=68; q=1; у=07; КР = 096
Р0 = 10×68×301×00507×096 = 3207 Н
Что намного меньше действительной мощности применяемого станка.
Выбор и обоснование конструкции приспособления
Выбор конструкции корпуса приспособления
Корпусом приспособления служит металлическая пластина из стали 10 она должна обеспечить достаточную жесткость приспособления так же имеет достаточную толщину для закрепления на ней составных частей приспособления.
Выбор установочных зажимных и вспомогательных элементов приспособления
В качестве установочных элементов приняты плита и один палец (цилиндрический) ГОСТ 12195-66. Зажимными элементами в данном приспособление служат винтовой зажим с ручным приводом.
Обоснование выбора зажимного элемента и определение его конструкции
Так как производство мелкосерийное к качестве зажимного элемента был принят винтовой зажим с ручным приводом. Конструкция приспособления довольно проста так же необходимо удешевить конструкцию приспособления так как производство мелкосерийное.
Расчет погрешности базирования
Базирующими элементами приспособлений называются детали и механизмы обеспечивающие правильное и однообразное расположение заготовок относительно инструмента.
Рисунок 6.1 - Схема расчета погрешности базирования
Определение погрешности сводиться к решению чисто геометрических задач. Для упрощения расчетов следует ограничиваться рассмотрением смещений только в одной плоскости – плоской схемой расчетов.
совмещены измерительная и технологическая базы;
размер получен мерным инструментом;
направление выдерживаемого размера перпендикулярно направлению размера характеризующего расстояние между технологическими и измерительными базами.
Так как установка осуществляется на жесткий палец с зазором то погрешность базирования б рассчитывается по формуле
б = 2 · e - 1 + 2 + 2 · Δ
где e - эксцентриситет наружной поверхности относительно отверстия;
- допуск на диаметр отверстия;
- допуск на диаметр пальца;
Δ - минимальный радиальный зазор при посадке заготовки на палец.
e = 0.01 мм по справочным данным
= 0.021 мм исходя из чертежа Ф30Н7+0021
= 0.021 мм исходя из рекомендаций палец Ф30f7 2 =29.98-29.959=0.021 мм
Δ = 0.02 мм Δ =30-2998=002 мм.
б = 2 · 0.01 - 0.021 + 0.021 + 2 · 0.02 = 0.06 мм.
Расчет сил закрепления
В качестве зажимного механизма используем винтовая пара (шпилька и гайка). Деталь устанавливается на палец через отверстие детали продевается шпилька. На шпильку одевается разрезная шайба которая упирается в торец детали. Для закрепления детали на шпильку накручивается на шпильку.
Рисунок 7.1 - Расчетная схема расчета силы закрепления
Для обеспечения надёжного закрепления детали при обработке необходимо чтобы с помощью зажимных элементов и устройств базовые поверхности детали были прижаты к опорным элементам.
Pz= МКРlплечо=04100015=2733 Н
Определение усилия зажима Pз
где f – коэффициент трения по рабочим поверхностям зажимов для гладких поверхностей f1 =015
K – коэффициент запаса.
Определение коэффициента запаса [1 с. 199-207]:
где - гарантированный коэффициент запаса; =15;
- для чистовой обработки;
=10; - коэффициент учитывающий увеличение сил резания из-за прогрессирующего затупления режущего инструмента;
- коэффициент учитывающий увеличение силы резания при прерывистом резании; =10;
- коэффициент учитывающий постоянство силы зажима при использовании пневматического зажима =10;
- при удобном расположении рукоятки; =10
-коэффициент учитываемый только при наличии крутящих моментов стремящихся повернуть заготовку; =10;
В данном приспособлении используется винтовой зажим с резьбой М14. Будем рассчитывать зажимную силу винта исходя из следующей формулы:
- средний диаметр резьбы
=’ – угол подъема резьбы
=’ – угол трения резьбовой пары
Кф= 07 – коэффициент фиксации
Расчет погрешности закрепления
В приспособление погрешность закрепления для горизонтальных размеров 70 мм будет равна нулю. Так как соблюдается следующее условие при приложение силы закрепления размер который необходимо выдержать будет перемещаться в той же плоскости в которой будет действовать сила закрепления.
Расчет погрешности установки
Тогда общая погрешность составит:
где - погрешность базирования
- погрешность закрепления
- погрешность формы поверхности контакта установочного элемента в результате износа
- погрешность определяемая прогрессирующим изнашиванием установочного элемента
- погрешность изготовления и сборки приспособления
- погрешность установки и фиксации приспособления на станке.
где- погрешность положения.
Тогда погрешность установки составит:
В результате можно сделать заключение что приспособление используемое при обработке будет обеспечивать требуемую точность.
Разработка конструктивного исполнения технологической оснастки.
Рисунок 10.1 - Станочное приспособление
Приспособление состоит из основания 8 на которое крепятся все остальные элементы приспособления такие как кронштейн 4 и кондукторная плита 3. На кронштейн крепиться палец 1. Палец может поворачиваться на 1800 при помощи рукоятки 6. Для фиксации в приспособлении предусмотрен подпружиненный шарик 13. Для закрепления детали используется гайка 12. Для быстрого съема детали в приспособление предусмотрена быстросъемная шайба.
Список используемых источников.
Справочник технолога-машиностроителя: В 2 т. Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение 1985. -Т.1.-656 с.
Справочник технолога-машиностроителя: В 2 т. Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение 1985. -Т.2. - 496 с.
Взаимозаменяемость стандартизация и технические измерения: Учеб. А.И. Якушев Л.Н. Воронцов Н.М. Федотов. - М.: Машиностроение 1987. - 352 с.
Ансеров М.А. Приспособления для металлорежущих станков.Л.: Машиностроение 1966. - 652 с.
А.Горошкин АС Приспособления для металлорежущих станков: Справ. - М.: Машиностроение 1979. - 303 с.
Справочник конструктора инструментальщика; Под ред. В.И. Баранчикова. - М.: Машиностроение 1994. - 560 с.
Справочник инструментальщика Под ред. И.А. Ординар-цева. - Л.: Машиностроение: Ленингр. отд-ние 1987. - 846 с.

Кондуктор Сборочный чертеж.cdw

* Размер для справок.
Усилие зажима детали 1200 Н.
Неуказанные предельные отклонения размеров по H14

Эскиз наладки.cdw

Операция 020 Вертикально-сверлильная Станок вертикально-сверлильный станок модели 2Н125
* Размеры для справок.