Поводковый патрон

Остнастка.cdw

Радиальное биение заготовки не должно превышать 0.08 мм
Центра менять через три месяца эксплуатации (4 раза в год)
* Размер для справок

Оснастка.doc

Проектирование технологической оснастки.
Тип технологической оснастки и оснащение производства.4
Выбор схемы установки детали в приспособление.5
Расчет сил закрепления заготовок.6
Выбор конструкции и размеров зажимных устройств. Расчет погрешности закрепления.8
Выбор конструкции и размеров вспомогательных устройств.10
Расчет точности выполнения технологической операции и требуемой точности оснастки.12
Эффективность использования и стоимость технологической оснастки.14
Список используемой литературы.15
Исходными данными для проектирования оснастки является: чертеж приспособления (см. приложение); программа выпуска – 6000в год; технологический процесс выполнения операции (см. приложение) разработанный применительно к условиям крупносерийного производства. Обработка зубьев детали закрепленной в поводковом патроне производится на вертикально-фрезерном станке мод. 53А20 выдержав размер 5 ± 01 мм путем постепенной обработки 11 зубьев червячной фрезой.
Приспособление представляет собой поводковый патрон ГОСТ 2572-72. В поводковом патроне закрепление производится при помощи хомутика по ГОСТ 2578-70 (исполнение 1) путем прижатия заготовки к хомутику винтом. Диаметр заготовки под установку в хомутик –36 50 мм.
Тип технологической оснастки и оснащение производства.
Пользуясь рекомендациями ЕСТПП уточним тип приспособления в зависимости от коэффициента загрузки КЗ и продолжительности выпуска изделий ТИ.
Примем месячный фонд работы приспособления Fn 100 ч.. Штучно-калькуляционное время по техпроцессу операции (см. приложение)
tшк = 156 мин = 0026 ч; число повторений операций в месяц
Nоп = N 12 = 6000 12 = 500. К расчету примем Nоп = 500.
КЗ = Nоп × tшк Fn = 500 × 0026 100 = 013.
При продолжительности выпуска изделий ТИ = 36 мес по рис. 3 [1] получаем тип приспособления – СНП (специализированное наладочное приспособление).
Выбор схемы установки детали в приспособление.
Необходимо выбрать схему установки детали в приспособление – поводковый патрон для выполнения фрезерования зубьев.
Согласно техпроцессу операции и исходным данным фрезерование зубьев производится на вертикально-фрезерном станке мод. 53А20 червячной фрезой. Фреза и заготовка совершают вращательное движение и постепенно фреза опускается в низ сила резания направлена вдоль оси заготовки поэтому погрешность базирования отсутствует. Поводковый патрон устанавливается на стол станка и фиксируется в определенном положении. Заготовка устанавливается в патрон.
Поверхность по которой происходит закрепление подверглась точению. Поверхность диаметром 42 с припуском 800 мкм имеет следующие отклонения: погрешность формы r = 25 мкм шероховатость 20 Rz .
При обработке фреза прорезает зубья от торца заготовки на расстояние 40 мм. к длине предъявляются незначительные требования по точности по глубине также предъявляются очень малые требования по точности. Таким образом все условия по точности базирования выполняются.
Расчет сил закрепления заготовок.
Для определения сил закрепления необходимо определить все силы действующие на заготовку. При обработке зубьев наибольших значений достигает тангенциальная составляющая силы резания (Рz) а другие имеют незначительные значения. Рz компенсируется при помощи центра (см. рис 2). Силу Рy компенсировать невозможно. Действие силы (момента от силы) резания Рx компенсируется силами закрепления (моментами от сил закрепления) Q. Сила резания при фрезеровании составляет Px = 12039 Н (см. приложение).
Составим расчетную схему (см. рис 2)
Найдем значение силы закрепления из условия равновесия моментов:
SМ = 0; МР × Мтр1 × Мтр2 = 0
где МР - момент силы резания Мтр - момент от сил закрепления (трения).
Из этого уравнения находим силу закрепления:
где К - коэффициент запаса f - коэффициент трения.
При закреплении f = 016.
Коэффициент запаса принимаем К = 2.
Следовательно для надежного закрепления детали необходимо чтобы сила закрепления была не меньше найденного значения Q = 250.8 Н. Принимаем для дальнейших расчетов это значение.
Выбор конструкции и размеров зажимных устройств. Расчет погрешности закрепления.
Выберем конструкцию и размеры зажимного устройства:
На начальном этапе проектирования операции (фрезерование зубьев) был выбран поводковый патрон зажимным устройством в нем является хомутик. Произведем подбор стандартного универсального хомутика. Пользуясь справочникам [7] выбираем хомутик для токарных и фрезерных работ по ГОСТ 2578-70 исполнение 1. Условное обозначение 7107-0039. Выбор производился на с учетом d (диаметра зажимаемой шейки вала).
Рис. 3 схема хомутика.
Параметры конструкции:
D = 85 мм – диаметр наружной поверхности;
D1 = 30 мм – высота хомутика;
D2 = 14 мм – толщина сечения хомутика;
L = 180 мм - длинна;
d – диаметр зажимаемого изделия dmin = 36 мм dma
Данный хомутик предназначен для поводковых планшайб с пальцем. Материал хомутика – сталь 45Л; HRC 30-35. Резьба метрическая – общего назначения с треугольным профилем предельные отклонения резьбы 7Н7.не более 076 кг.
Определим погрешность закрепления.
Погрешность закрепления – это разность между наибольшей и наименьшей величинами проекций смещения измерительной базы на направлении выполняемого размера в результате приложенных к изделию (заготовке) сил закрепления.
В виду того что хомутик жестко не связан с приспособлением (см. рис.2) следовательно при различных сила закрепления заготовка будет смещаться относительно хомутика а измерительные базы будут оставаться в покое. Значит погрешность закрепления равна 0.
Выбор конструкции и размеров вспомогательных устройств.
Выберем конструкцию и размеры вспомогательного устройства:
На начальном этапе проектирования операции (фрезерование зубьев) был выбран поводковый патрон вспомогательным устройством в нем является поводковый патрон и два болта. Произведем подбор стандартного универсального поводкового патрона. Пользуясь справочникам [7] выбираем поводковый патрон для резьбовых концов шпинделя по ГОСТ 2572-72. Условное обозначение 7108-0053. Выбор производился на основании рекомендаций справочника [6].
Рис. 4 схема поводкового патрона
D = 200 мм – габаритный размер;
D1 = 188 мм – внутренний диаметр рабочей зоны;
D2 = 48Н6 мм – отв. под шпиндель;
D3 = М45 мм - резьбовое отв. под шпиндель;
D4 = 85 мм – диаметр шейки патрона;
d = 16Н7 мм – диаметр поводкового пальца;
d1 = 27 мм – два отв. под поводковый палец;
Н = 105 мм – габаритный размер;
Н1 = 82 мм – высота чашки;
b = 22 мм – ширина паза под крепежные болты;
h = 16 мм – просвет между столом и чашкой патрона;
h1 = 55 мм – высота рабочей зоны;
А = 55 мм – расстояние от оси патрона до запасного отв. под поводковый палец;
А1 = 55 мм – расстояние от оси патрона до запасного отв. под поводковый палец;
Данный поводковый патрон предназначен для резьбовых шпинделей. Материал – Сч 32. Резьба метрическая – общего назначения с треугольным профилем предельные отклонения резьбы 45Н7.12 кг.
Произведем подбор болта к Т-образным станочным пазам. Пользуясь справочникам [7] выбираем болт по ГОСТ 13152-67 исполнение 2. Условное обозначение 7002-2581. Выбор производился с учетом ширины станочного паза и крепежного паза в поводковом патроне.
Палец является не стандартным изделием и проектируется специально для данной операции с учетом отверстия в столе и размеров патрона.
Центр подбирается с учетом отверстия в пальце и размеров центрового отверстия в детали. Выберем для данных условий центр по ГОСТ 13214-79 исполнение 1 обозначение 7032-0011.
Выбор остальных вспомогательных устройств не представляет сложности (болтов и шайб).
Расчет точности выполнения технологической операции и требуемой точности оснастки.
Точность выполнения технологической операции характеризуется величиной погрешности установки e и зависит от величин погрешностей базирования eб закрепления eз и положения заготовки в приспособлении eпр. В общем случае погрешность установки
Погрешность положения заготовки в приспособлении
где eп - погрешность возникающая из-за ошибок изготовления приспособления eп = 15 мкм; eс - погрешность возникающая при установке приспособления на станок eс = 10 мкм; eи - погрешность возникающая из-за износа установочных деталей величину износа приближенно определяют по эмпирической зависимости:
где N - число контактов заготовок с опорами в 1 год N = 6000; а и - эмпирический коэффициент и показатель степени значения которых приводятся в табл. 1 [1] = 07 = 05:
Величина И имеет большое значение поэтому разделим И на четыре и в технических требованиях к оснастке запишем: опоры менять через три месяца эксплуатации (4 раза в год). Таким образом принимаем eи=1355 мкм.
Погрешность базирования и закрепления заготовки как рассматривалось выше равны 0 следовательно погрешность установки равна погрешности приспособления
Допустимую величину погрешности установки в общем случае определяют из формулы для расчета суммарной погрешности обработки
где - допуск выполняемого размера детали =01;
- суммарная погрешность формы обрабатываемой поверхности в результате геометрических погрешностей станка. Значение Dф определяем по формуле Dф = == 123 мкм [5 с. 55 табл. 23] где Cm - отклонение в поперечном сечении lm - длина обрабатываемой поверхности l - длина выдерживаемого размера.
- погрешность вызываемая упругими отжатиями системы СПИД эта погрешность незначительна и примем ее равную 0;
- погрешность настройки станка
Коэффициенты Kp = 12 и КИ = 1 учитывают отклонение закона распределения элементарных величин Dр и DИ от нормального. Dр - погрешность регулирования. При настройке станка на обработку Dр = 10 мкм; DИ - погрешность измерения для размера 305 мм и при возможной точности станка в пределах JT10 - DИ = 20 мкм [5 с. 72 табл. 27].
DИ - погрешность обработки вызываемая размерным износом инструмента т.к. фреза практически не изнашивается по торцу можно не учитывать эту погрешность.
DТ - погрешность связанная с температурными деформациями технологической системы мкм. Величина DТ зависит от режима работы станка и длительности процесса резания. За время операционного цикла фреза и заготовка не успевают разогреться настолько чтобы существенно изменить свои размеры. Поэтому принимаем DТ = 0.
Таким образом допустимая погрешность будет равна:
Погрешность установки e = 2255 мкм меньше допустимой погрешности установки [e]=263 мкм следовательно требуемая точность изготовления обеспечена.8. Эффективность использования и стоимость технологической оснастки.
Найдем ориентировочную стоимость приспособления. Стоимость приспособления:
где К - количество деталей в приспособлении шт; Ус - удельная себестоимость руб.
По спецификации к чертежу общее количество деталей в приспособлении равно 10 в том числе одна оригинальная. Имеются две сборочные единицы поводковый патрон и хомутик эти сборочные единицы стандартные. Рассмотрим оригинальную деталь. Габариты пальца не велики и его изготовление в инструментальном цехе не вызовет особых затруднений. На основании изложенного отнесем палец к 3 группе сложности и будем считать что К = 1 т.е. количеству оригинальных деталей. Примем по табл. 2 [1] Уc = 42 руб. Сборочные единицы отнесем к 4 группе сложности по табл. 2 [1] Уc = 58 руб. Тогда стоимость приспособления:
S = 1× 42 +2× 58 = 1058 руб.
Технологическая себестоимость выполнения операции была рассчитана ранее и составляет С = 9541 коп.
Список используемой литературы.
Лебедев Л.В. Проектирование технологической оснастки. Методические указания к практическим занятиям для студентов специальности 12.01. - Белгород: БелГТАСМ 1989.
Анурьев В.И. Справочник конструктора. В 3-х томах. - М.: Машиностроение 1979.
Основы технологии машиностроения Под ред. В.С. Корсакова: Учебник для вузов. - М.: Машиностроение 1977.
Горбацевич А.Ф. Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Уч. пособие для вузов. - Мн.: Вышейшая школа 1983.
Справочник технолога машиностроителя. Т.1 Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение 1985.
Справочник технолога машиностроителя. Т.2 Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение 1985.
Ансеров М.А. Приспособление для металлорежущих станков. - М.: Машиностроение 1975.