• RU
  • icon На проверке: 5
Меню

«Разработка конструкции станочного приспособления для выполнения операции механической обработки детали «Шестерня полуоси заднего моста»

  • Добавлен: 23.10.2015
  • Размер: 2 MB
  • Закачек: 0
Узнать, как скачать этот материал

Описание

Шестерня полуоси заднего моста входит в состав дифференциала и служит для передачи крутящего момента от сателлита дифференциала на полуось заднего моста. Технические требования на изготовление детали содержат: предельные отклонения размеров и шероховатости поверхностей, вид термообработки и твердость рабочих поверхностей; специфические требования: подборка колес в пары и притирка колес в паре.

Состав проекта

icon kursovoy.docx

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon kursovoy.docx

Областное государственное бюджетное профессиональное
образовательное учреждение
«Кинешемский технологический колледж»
по дисциплине Технологическая оснастка
специальность 151901 Технология машинострния
на тему «Разработка конструкции станочного приспособления для выполнения операции механической обработкидетали «Шестерня полуоси заднего моста»
Руководитель проекта
К.т.н. Ветюгов А.В.
Заместитель директора по учебной работе
на курсовой проект по дисциплине «Технологическая оснастка»
по специальности 151901 Технология машинострния
Тема проекта Разработка конструкции станочного приспособления для выполнения операции механической обработки детали «Картер главной передачи»
Задание курсового проекта:
1. Исходные данные к проектированию: техническое задание.
2. Содержание курсового проекта:
1.Техническое задание на разработку приспособления.
2.Анализ технического задания.
Анализ и обоснование выбора схемы приспособления
1.Выбор схемы базирования и мест зажима заготовки.
2.Анализ сил действующих на заготовку.
3.Анализ приспособлений применяемых в аналогичных условиях обработки заготовок.
4.Разработка схемы приспособления.
Силовой расчет приспособления.
1.Расчет усилий закрепления заготовки.
2.Выбор и расчет силового узла.
Расчет точности приспособления.
1.Расчет погрешности установки заготовки.
2.Формирований технических требований на приспособление.
Расчет технологической себестоимости выполнения операции в разработанном приспособлении..
Описание принципа действия приспособления.
Список используемой литературы.
График выполнения проекта
Наименование раздела проекта
Пояснительная записка
Областное государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
на курсовой проект по дисциплине Технологическая оснастка
Ритмичность выполнения проекта
Правильность выполнения расчетов
Правильность и качество
выполнения графической части
Полнота и качествооформления пояснительной записки
Объём и качество использованных источников
Степень самостоятельностипри проектировании
Презентация курсового проекта (работы)
Примечание: общая сумма баллов – 25; отлично – 23-25 баллов; хорошо – 17-22 балла; удовлетворительно – 8-16 баллов; неудовлетворительно – 0-7 баллов.
1. Техническое задание на разработку приспособления. . 9
2. Анализ технического задания. .. 12
Анализ и обоснование выбора схемы приспособления . 12
1. Выбор схемы базирования и мест зажима заготовки. 12
2. Анализ сил действующих на заготовку. 13
3. Анализ приспособлений применяемых в аналогичных условиях обработки заготовок. 14
4. Разработка схемы приспособления. . .17
Силовой расчет приспособления. . 19
1. Расчет усилий закрепления заготовок . . 19
2. Выбор и расчет силового узла. . 21
Расчет точности приспособления . .23
1. Расчет погрешности установки заготовок .. 23
2. Формирований технических требований на приспособление 25
Расчет технологической себестоимости выполнения операции в разработанном приспособлении. 26
Описание принципа действия приспособления 28
Проектирование контрольно – измерительного приспособления 29
Список используемой литературы 33
Технологической оснасткой являются средства технологического оснащения дополняющие технологическое оборудование для выполнения определенной части технологического процесса. Например к технологической оснастке относятся режущие инструменты штампы пресс-формы литейные формы приспособления. Приспособления предназначенные для установки заготовок или для направления режущих инструментов при выполнении технологических операций механической обработки на металлорежущих станках называются станочными приспособлениями. В зависимости от типа станка станочные приспособления подразделяются на сверлильные фрезерные токарные шлифовальные и др. С помощью станочных приспособлений и приспособлений для установки и закрепления режущего инструмента осуществляется наладка системы станок—приспособление—заготовка обеспечивающей оптимальную работу и выполнение станочных операций. Интенсификация производства в машиностроении связана с модернизацией оборудования на базе применения новейших достижений науки и техники. Техническое перевооружение подготовка производства новых видов продукции машиностроения и их модернизация неизбежно включают в себя процессы проектирования средств технологического оснащения и их изготовления. В машиностроении в общем объеме средств технологического оснащения примерно 50 % составляют станочные приспособления применение которых позволяет: надежно базировать и закреплять обрабатываемую деталь с со- хранением ее жесткости в процессе обработки; стабильно обеспечивать высокое качество обрабатываемых де- талей при минимальной зависимости качества от квалификации рабочего;7 повысить производительность и облегчить условия труда за счет внедрения механизации; расширить технологические возможности используемого оборудования. В процессе обработки детали образуется технологическая система включающая в себя станок приспособление инструмент заготовку средства измерения и контроля оператора и окружающую среду воздействующую на систему человек — машина. При обработке заготовки силы резания вызывают упругие де- формации технологической системы. Колебания сил резания и жесткости элементов технологической системы в различных сечениях приводят к появлению погрешностей формы и размеров обрабатываемых деталей. Погрешности возникающие под влиянием упругих деформаций составляют 80 % от всех погрешностей обработки. Следовательно точность обрабатываемых деталей зависит от жесткости элементов технологической системы т. е. с увеличением жесткости этих элементов повышается точность и производительность обработки. Особенно велика роль жесткости элементов в станках на которых совмещены черновая и чистовая обработка. Также существенно зависит от жесткости вибрация станков которая рассматривается как точность под нагрузкой.
Наименование и область применения.
Шестерня полуоси заднего моста
Программа выпуска 15000
Станок – 3А130В – Универсальный круглошлифовальный станок 13 кВт.
Поверхность обработки-Диаметмм. Торец 18±0025 мм.
Основания для обработки.
Операционная или маршрутная карта технологического процесса механической обработки.
Цель и назначение разработки.
Проектируемые приспособление должно обеспечить точную установку и надежное закрепление заготовки а так же постоянное во времени положение заготовки относительно стола станка и режущего инструмента с целью получения необходимой точности размера. Удобство установки закрепления и снятия заготовки.
Технические требования.
Тип производства средне – серийный. Программа выпуска не менее 15000 тыс. руб. в год. Установочные и присоединительные размеры должны соответствовать станку . Регулирование конструкции приспособления не допускается . Время закрепления заготовки не более 017 минут. Входные данные заготовки поступающей на фрезерную операцию: обрабатываемой поверхности d 42мм. Ширина 18мм. Шероховатость поверхности Rz. Выходные данные по чертежу. Приспособлении обслуживается оператором 3го разряда.
Документация по данной заготовке.
Технические характеристики станка 6R12. Размеры рабочей поверхности стола 320*1250 мм. Расстояние от оси шпинделя до стола 30 – 450. Характеристика режущего инструмента торцовая фреза диаметром 250 мм. Число зубьев Z = 24 ширина фрезы L = 47 мм. Материал пластины ВК8. Фрезерование в два прохода. Кзагр. – 097.
ЕСТПП – правила выбора технологической оснастки ГОСТ 14.35 - 73
Экономические показатели.
Экономический эффект 6697.35руб. Срок окупаемости два года.
По выданному техническому заданию будет разработано приспособление на фрезерование в виде сборочного чертежа форматом А1 и спецификацией.
АНАЛИЗ И ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА СХЕМЫ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
1 Выбор схем базирования
В качестве технологической базы выбираем наружную термически обработанную HRC 56 поверхность зубьев шестерня. Выбранные базы не являются чистовой и не будет считаться измерительной после шлифования.
На основании выбранной схемы базирования по внешней поверхности на 3 шарика с поджимом в торец при этом заготовка лишается 6 степеней свободы.
Рисунок 1 -Схема базирования заготовки
В качестве установочных элементов применяем шайбу и применяется втулка и диск.
2 Анализ сил действующих на заготовку.
Рисунок 2 - Схема сил
dp2=41.915+2*0.062=41.915+0.124=42.039
dp3=42.039+2*0.129=42.039+0.258=42.297
dp4=42.297+2*0.198=42.297+0.396=42.693
dp5=42.693+2*2.090=46.873
max точение черновое 0.52
Припуски выбираем по таблице
Рассчитаем режимы резания торца круглошлифовальная операция выбираем шлифовальный круг. Круг 24 А. 40С2К ГОСТ 24-24-83.
Выбор частоты вращение круга
Пкр=1112 – по паспорту
Скорость вращение круга
Расчет скорости вращения детали
Частота вращения детали.
ng = = = 71.1 обмин.
Уточняем n станка берем 80 обмин уточняем скорость вращении детали.
Определение поперечной подачи
Sp= Spтабл*К1*К2*К3*К4*= 1.5552
Sтаб=2 : поперечная подача по нормам ммм
При наружном диаметральном составляющем сил резания.
Pxyz= 10 * Cp* tx* Sy*Vn* Kp H
Где постепеннаCp и показателями xyz
Px=10*339*0.11*1.50.5*43.6-0.4*0.8=72.79 H
Py=10*243*0.10.9*1.50.6*43.6-0.3*0.8=94.8 H
Pz=10*300*0.11*1.50.75*43.6-0.15*0.8=168.48 H
3 Анализ приспособления применяемых в аналогичных условиях обработки заготовок
При круглом наружном центровом шлифовании поверхностей применяют разнообразные методы обработки. Наиболее распространенным является шлифование методом продольной (рис. 117 α) поперечной (рис. 117 б) и глубинной подачи т. е. при совмещении большой поперечной и малой продольной подач (рис. 117 в). В последнем способе применяют конусные или ступенчатые круги. Наружное круглое шлифование с продольной подачей применяют для обработки заготовок значительной длины с поперечной подачей обрабатывают детали у которых ширина круга перекрывает длину обрабатываемой поверхности с глубинной подачей обрабатывают короткие но жесткие детали.
На круглошлифовальных станках можно обрабатывать заготовки с конической поверхностью. При обработке пологого конуса верхняя часть стола станка может быть повернута на нужный угол к оси шпинделя шлифовального круга. Заготовки с большим углом конуса шлифуют при повернутой на заданный угол бабке шлифовального станка.
Располагать круг под углом рекомендуется при одновременном шлифовании шейки вала и торца. При такой технологической схеме торец заготовки шлифуется периферией круга что уменьшает контакт круга с заготовкой обеспечивает лучшее качество поверхности и исключает возможность прижогов. На рис. 117 г приведена схема обработки заготовки 3 с угловым расположением шлифовального круга 1. Обрабатываемую заготовку зубчатого колеса устанавливают на оправке 2 в поводковом патроне 5 и базируют по отверстию и впадинам. Торцевой поджим зубьев к шарикам 4 обеспечивается штоком 6 пневмоцилиндра 7.
4 Разработка схемы приспособления
Выбираем рисунок под буквой г)
На рис. 117 г приведена схема обработки заготовки 3 с угловым расположением шлифовального круга 1. Обрабатываемую заготовку зубчатого колеса устанавливают на оправке 2 в поводковом патроне 5 и базируют по отверстию и впадинам. Торцевой поджим зубьев к шарикам 4 обеспечивается штоком 6 пневмоцилиндра 7.
СИЛОВОЙ РАСЧЕТ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ.
1 Определим силу необходимую для закрепления заготовки
Рисунок 3 - Силы действующие на заготовку
По составленной схеме сил определим силу необходимую для закрепления заготовки.
Q- сила зажима заготовки.
Pxyz-Составляющих силы резания.
Fmp2-Сила трения между шайбой и заготовкой.
Fmp1-Сила трения между поверхностью зубьев и поверхностью шариков.
f1f2=соответственно коэффициенты трения.
Определяем силы трения что силу Py отжимает заготовку от шариков.
Вводя коэффициенты запаса имеем
Формулу для вычисления силы закрепления запишем в следующем виде:
Где К=коэф запаса учитывающий нестабильность силового воздействия на заготовку.
Где К0 = 15 – гарантированный коэффициент запаса для всех приспособлений;
К1 = 12 – коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки для необрабатываемой заготовки;
К2 = 1.15 – коэффициент учитывающий влияние сил резания от прогрессирующего затупления инструмента;
К3 = 1 – коэффициент учитывающий увеличение силы резания при прерывистом резании;
К4 = 13 – коэффициент учитывающий постоянство силы зажима развиваемый приводам приспособления; для ручного привода с удобным расположением рукоятки;
К5= 1.2 коэффициент учитывающий моменты.
К=1.5*1.2*1.15*1*1.3*1.2*1.1
D- 42 диаметр шлицевой поверхности.
D1-шарики 76 диаметр компоновки шариков
D2-посадочный диаметр -38
Диаметр компоновки шайб.
РАСЧЕТ ТОЧНОСТИ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
1Расчет погрешности установки заготовки
Погрешность установки – это отклонения фактически допустимого положения заготовки при установке в станое приспособление от требуемого.
Погрешность установки возникает вследствие несовмещения измерительных и технологических баз неоднородного качества поверхностей заготовок неточности изготовления и износа опорных элементов приспособлений нестабильности сил закрепления.
Общая формула расчета Ey представлена в виде:
Где Еб - погрешность базирования
Ез – погрешность закрепления
Еи – погрешность вызванная износом опор
Ес – погрешность смещения
В общем случае погрешность установки кК одна из составляющих общей погрешности выполняемого размера является погрешность приспосабленияЕпр.
Так как патрон является самоцентрирующимся то погрешность базирования Еб=0 Погрешность закрепления Ез=0 при постоянной силе закрепления и одинаковом качестве базовых поверхностей. Погрешность положения заготовки Епр определяется погрешностью изготовления приспособления Еус погрешностью вызванной износом опор (шариков) Еи и погрешностью установки на станке Ес=15 мин.
Погрешность установки Еу мкм вычислим по формуле.
Где Еи- погрешность вызванной износом опор.
Где P1и N коэффициенты
Ey=0.3*150000.5=0.3*122.47=36.74Е
Чтобы уменьшить погрешность вызванную износом опор. Делают перешлифовку шариков. Во время выполнения программы 1500Еи-погрешностью вызванной износом опор без перешлифовки составит 37 мкм.
С одной перешлифовкой
Погрешность установки Еу составит 19 мкм.
Определяем допуск на расчетный параметр.
)Расчет выполняем погрешность установки без учета погрешности приспособления
Так как патрон является самоцентрирующимся то погрешность базирования Еб=0 Погрешность закрепления Ез=0 при постоянной силе закрепления и одинаковом качестве базовых поверхностей
)допустимая погрешность установки.
T = допуск выдерживаемого параметра допуска детали 0.08
К1= поправочный коэффициент 0.7
=средняя экономическая точность обработки при выполнении операции на определенном виде оборудовании.
Определим суммарную погрешность приспособления .
Проверяем выполнения условия []
Определяем суммарную поперечностьприспосабления
Определяем допуск на расчетный параметр точности приспосабления который относятся на составляющую Еуп.
2 Формирование технических требований на приспособление.
Исходными данными для проектирования приспособлений являются: рабочие чертежи заготовки и готовой детали и технические условия ее приемки ; операционный эскиз заготовки на предшествующую и выполняемую операции (если приспособление конструируют для промежуточной операции) ; карта (или описание) технологического процесса обработки данной заготовки с указанием последовательности и содержания операций принятого базирования используемого оборудования и инструмента режимов резания а так же проектной нормы штучного времени с выделением вспомогательного времени на установку закрепление и снятие заготовки; ГОСТы и нормали на детали и узлы станочных приспособлений а так же альбомы нормализованных конструкций приспособлений.
При проектировании выбирают конструкции и размеры установочных элементов приспособления определяют необходимую силу зажима и уточняют схему и размеры зажимного устройства ; определяют размеры направляющих элементов затем производят общую компоновку приспособления устанавливают допуски на размеры деталей и технические условия на сборку.
Необходимо знать основные размеры станка связанные с установкой приспособления ( размеры стола размеры и расположения T–образных пазов наименьшее расстояние стола до шпинделя размер конуса шпинделя и т.п.) и общее состояние станка . Конструкцию приспособления выбирают так же в зависимости от программы выпуска.
При конструировании вначале уточняют схему установки . Зная приятное базирование точность и шероховатость базовых поверхностей определяют тип и размер установочных элементов их количество и взаимное положение. Разработку общего вида приспособления начинают с нанесения на лист контура заготовки. В зависимости от сложности схемы приспособления вычерчивают несколько проекций заготовки.
Расчет экономической целесообразности применения приспособления
Расчет экономической целесообразности применения приспособления.
Расчет основывается на сопоставлении затрат на приспособление и получаемой экономии.
Условие эффективности приспособления:
Где Эn – годовая экономика (без учета годовых затрат на приспособления) руб. Р- годовые затраты на приспособление руб.
Годовая экономия может быть определена следующим образом:
Где Тшт- штучное время до применения приспособления мин.
- штучное время в результате применения мин
=0.606- часовая тарифная ставка рабочего
- часовые затраты на эксплуатацию рабочего места. Рчас
Где =0.439 Рчас –часовые затраты в базовом устройстве
= 1.1 машинный коэффициент
N- годовая программа выпуска
Часовые затраты Рчас
Годовая экономия руб
Эn=(1.425-1.179)* = 6697.35
Годовые затраты на приспособление руб
Где Sпр – себестоимость приспособления применяется укрупнено в зависимости от группы сложности приспособления (3 группа сложности) Sпр= 6200руб
A= 0.5- коэффициент амортизации при окупаемости 2 года
В = 0.1 – коэффициент учитывающий ремонт и хранение приспособления
Тогда годовые затраты на приспособление.
Р=6200*(0.5+0.1)=37.2
Экономический эффект применения приспособления.
n=892.98.-37.2=855.78
Конструирование приспособления
Выбор основных элементов приспособления
Основными узлами приспособления являются :патрон упоры прижим механизированный привод - вращающийся пневмоцилиндр.
Описание приспособления принцип его действия.
Приспособление-патрон для шлифования конической зубчатой шестерни. При шлифовании наружного диаметра и торца зубчатую шестерню устанавливают и центрируют по рабочим поверхностям зубьев шарикам. В патроне каждый из трёх шариков 6 установлен в конусном отверстии стоек 7. Коническая зубчатая шестерня при установлен в патроне предварительно ориентируется тремя планками 4 и базируется боковыми поверхностями зубьев на три шарика 6. Шестерня прижимается к шарикам шайбой 8 свободно сидящей на штоке 12. Втулка 2 винтом и тягой 3 соединена со штоком поршня пневноциллиндра. При подаче сжатого воздуха в правую полость пневмоцилиндра поршень со штоком движутся в лево и шток через тягу винт 3 и втулку 2 перемешает шайбу 8 в лево. Во время движения шайба зажимает коническая шестерню в патроне. При подаче сжатого воздуха в левую полость пневмоцилиндра поршень со штоком перемещаются вправо и шток через тягу винт 3 и втулку 2 перемещает шайбу 8 вправо. Во время движения шайба освобождает коническая шестерню из патрона. Корпус 1 самого патрона изготовлен из алюминия.
Производим расчет диаметра шарика к клиновому патрону для прямозубой конической шестерни при шлифовании наружного диаметра.
Схема для расчета шарикак клиновому патрону.
Для расчета примем обозначения:
Rв- радиус окружности выступов колеса. мм:
R2- радиус от оси зубчатого колеса ( патрона) до точки касания ролика с профилем зуба колеса мм:
R1- радиус основной окружности колеса мм;
а1- угол зацепления колеса. Град;
х- расстояние между осью шарика расположенного во впадине колеса мм.
m-модуль зацепления колеса мм.
d-диаметр шарика мм;
z- число зубьев шестерни. Шт
y- угол между осью шарика и точки касания зубаи шарика = 7465. Гра.
- толщина зуба по делительной окружности.мм для не коррегированных колес.
- половина угла между двух смежных зубьев рад (10=000174 рад).
Из рис определяем = OK-MK или d=2(OK-MK). Из треугольника O1MK найдем MK= R2*sinα2. А из треугольника O1OKнаходим
Подставив в равенство в место ОК и МК найденные значения получим диаметр шарика.
d=2[R1*tg(y+a2)- R2*sin a2]
В данной формуле радиус R1 задан; радиус R2 принимаем равным радиусу окружности выступов уменьшенному на 1 2 мм; и угол а2 определяем из формулы.
Cos a2= а2 = arcos = 31.11
D=2[32.81*tg(7.465+31.11)-38.32*sin31.11]=12.7 мм.
Задавшись примерным расположением шарика построим схему для графического нахождения диаметра шарика.
Величину полярных углов 1 2 можно выбрать по таблице эвольвентных функций.
Расстояние между осью патрона и шариками
Разработка контрольно измерительное приспособление
Цель: разработка контрольно измерительных приспособлений для контроля отклонения радиального биения относительных базы Е.
Контрольное приспособление.
В зависимости от степени автоматизации различают.
Механизированный контроль при котором одна из операций. Выполняются механизмом чаще механизируются подача деталей на измерительную позицию и транспортировку ее из зоны измерения а сам процесс измерения выполняется в ручную.
Полуавтоматический контроль при котором процесс измерения осуществляется автоматически а остальные операции выполняются вручную.
Автоматический контроль при котором выполнение всех необходимых операций происходит без участия оператора.
На рисунке показана схема приспособления для контроля биения шестерни относительно или целого отверстия.
Погрешность установки заготовки Еу – одна из составляющих суммарной погрешности выполняемого размера детали возникающая при установке обрабатываемой заготовки в приспособлении. Она складывается из следующих погрешностей.
Погрешности базирования Еб
Погрешности закрепления Ез
Погрешности положения детали Епр зависящий от неточности приспособления и определяемой ошибками изготовления и сборки его установочных элементов и их износа в процессе работы.
Погрешность установки определяется по формуле
Еу=+ Ез.и + Еи + Еус + Ес
Еу = +0+0+001+0005+001=0025 мм.
Список используемой литературы
Бабук В.В. Проектирование технологических процессов механической обработки в машиностроении. Минск 1987г.
Белоусов Проектирование станочных приспособлений.
М:Машиностроение. 1976. 528с.
Барановский Ю. В. Режимы резания металлов. М:Машиностроение 1972.
Косилова А.Г. Мещерякова Р.К. Справочник технолога машиностроителя т.1. М:Машиностроение 1972.
Косилова А.Г. Мещерякова Р.К. Справочник технолога машиностроителя т.2. М:Машиностроение 1972.

Рекомендуемые чертежи

Свободное скачивание на сегодня

Обновление через: 14 часов 25 минут
up Наверх