Федеральноеагенство по образованию
Рыбинская государственнаяавиационная технологическая академия им. П.А.Соловьева
Кафедра «Технология авиационныхдвигателей общего машиностроения и управления качеством»
Курсовая работа
По дисциплине «Технологическаяоснастка»
«Проектированиестаночной и контрольной оснастки»
Рыбинск 2006г.
Содержание
1. Чертёж детали с указаниемобрабатываемых поверхностей
2. Схема базирования детали
3. Расчёт режима обработкиповерхности
4. Схема установки детали
5. Расчёт потребного усилиязакрепления
6 Обоснование конструкцииприспособления
7 Расчёт основных параметров силовогоузла
8 Компоновка приспособления
Список используемой литературы
1 Чертёж детали суказанием обрабатываемых поверхностей
Требуется разработать компоновкуприспособления для сверления радиального отверстия диаметром 6мм в детали типа телвращения (рис.1.1). Изготовление детали происходит в условиях мелкосерийногопроизводства. Материал детали – сталь 20. Вид термообработки не указан. Еслидеталь изготовляется из горячекатаного прутка то твердость – HB ≤156.
При заданной твёрдостиматериала детали целесообразно строить технологический процесс, осуществивпредварительно термическую обработку. Таким образом, сверление отверстия будетосуществляться при заданной твёрдости.
/>
Рисунок 1.1 Чертёжобрабатываемой детали
2 Схема базированиядетали
При сверлении отверстия возможнобазирование по наружной цилиндрической поверхности и диаметром 28 h6 и торцу. Этот вариант обеспечиваетсовмещение измерительной и технологической баз с конструкторской (рис.2.1).
/>Рисунок 2.1 Схемабазирования
В соответствии со схемойбазирования точки 1,2,3,4 являются двойной направляющей скрытой базой,координирующей положение оси цилиндрической поверхности для всех деталей водной вертикальной плоскости. В осевом направлении положение детали определяетторец А, соединённый двухсторонней связью 5 являющейся опорной явной базой.Возможность вращения детали вокруг оси исключается двухсторонней связь 6,являющейся также опорной скрытой базой, материализуемой моментом трения.
3 Расчёт режима обработкиповерхности
Отверстие в детали мыбудем выполнять на вертикально-сверлильном станке. На деталь со стороныинструмента будут действовать: момент резания M, осевое усилие Poc.
Глубина резанияопределяется по формуле:
/>
где D – диаметр отверстия, мм
/>
Подача определяется потаблице 25 стр.277.
/>
Скорость резания определяетсяпо формуле
/>
где D – диаметр отверстия, мм;
Т – период стойкостисверла, мин;
Сv – коэффициент, по таблице 28 стр.278;
q, m, y – показателистепени, по таблице 28 стр.278.
Kv – коэффициент определяется поформуле:
/>
где Kmv – коэффициент на обрабатываемыйматериал, по таблице 1-4 стр.263;
Kиv – коэффициент на обрабатывающий материал, по таблице6 стр.265;
Kiv– коэффициент учитывающий глубинусверления, по таблице 31 стр.280.
/>;
/>
Крутящий моментопределяется по формуле
/>
где Сm– коэффициент, по таблице 32 стр.281[1];
D – диаметр отверстия, мм;
s – подача, мм/об;
Kмр – коэффициент, по таблице 9 стр.264[1];
q, y – показатели степени, по таблице 22 стр.273 [1].
/>
Осевая сила определяетсяпо формуле
/>
где Ср –коэффициент, по таблице 32 стр.281 [1];
D – диаметр отверстия, мм;
s – подача, мм/об;
Kмр – коэффициент, по таблице 9 стр.264[1];
q, y – показатели степени, по таблице 22 стр.273 [1].
/>.
4. Схема установки детали
Операция сверления будемвыполнять на вертикально-сверлильном станке, например 2А135.
Для реализации выбраннойсхемы базирования, мы установим нашу деталь на призму и прижмем её плитой. Дляреализации этого варианта(рис. 4.1) необходимо обеспечить вертикальноепрямолинейное перемещение плиты относительно основания приспособления накотором установлена призма. При перемещении плиты вверх потребуетсядополнительное вертикальное перемещение инструмента. Также в конструкцииприспособления необходим упор для того чтобы придать детали определённость восевом направлении и выдержать длинновой размер 25мм.
/>
Рисунок 4.1 Схемаустановки, реализующая схему базирования детали
5 Расчёт потребногоусилия закрепления
Для расчёта потребнойсилы закрепления Q представим расчётныесхемы (рис. 5.1). Выберем угол у призмы равный 90º.
детальсверления приспособление
/>
Рисунок 4.1 Расчётныесхемы для определения потребной силы закрепления
Во время сверления осеваясила Poс направлена в том же направлении что и усилие зажима Q. Poс не способствует перемещению детали вдоль её оси.Поэтому запишем уравнение для обеспечения неизменности положения детали поддействием крутящего момента Мкр. Под действием крутящего момента недолжен произойти поворот детали в призме и как следствие отжатие верхней плиты.
/>
где />– реакция со стороны призмы на деталь
/>
k – коэффициент запаса закрепления:
/>
где k0 – гарантированный коэффициент запаса,k0=1,5;
k1 – коэффициент, учитывающий увеличениесил резания из-за неровностей на заготовке, k1=1,2;
k2 – коэффициент, учитывающий увеличениесил резания из-за затупления инструмента, k2=1,15;
k3 – коэффициент, учитывающий увеличениесил резания при прерывистом резании, k3=1,0;
k4 – коэффициент, учитывающийнепостоянство усилия зажима при использовании пневморычажных систем, k4=1,0;
k5 – коэффициент, учитывающий наличиемоментов, поворачивающих заготовку, k5=1,0;
/>
Подставив значения вуравнение крутящих моментов, имеем:
/>
/>
Таким образом, потребноеусилие закрепления равно 83 H.
6. Обоснованиеконструкции приспособления
Поскольку деталь жёсткая,то рассредоточение усилия закрепления на несколько мест не требуется.Цилиндрическая поверхность детали чисто обработана, поэтому в данном случае нетнеобходимости локализации мест контакта призмы с деталью для повышенияопределённости базирования путём удаления металла из её средней части. Такоеконструктивное решение целесообразно при базировании заготовок с необработаннойповерхностью. В призме должно быть отверстие диаметром 10мм для свободного выходасверла из заготовки, в прижимную плиту ставится втулка направляющая сверло.
Поскольку изготовлениедетали происходит в условиях мелкосерийного производства маленькими партиями,то нет необходимости разрабатывать многоместного приспособления. У детали обрабатываетсяодин элемент, и многопозиционного приспособления не требуется.
Базированиеприспособления осуществляется по плоскости основания и шпонок, расположенных с нижнейстороны корпуса.
7. Расчёт основныхпараметров силового узла
В качестве силового узлав нашем приспособлении будем использовать пневмоцилиндр двухстороннегодействия. Так как он обеспечивает постоянство сил закрепления детали,возможность её регулирования и контроля, быстроту действия, возможностьдистанционного управления зажимами.
Определяем диаметр поршняпневмоцилиндра
/>
где p – давление воздуха, =0,5 МПа;
/>– КПД базирующе-зажимного устройства с пневмоприводом,/> =0,8.
/> мм
Полученное значениедиаметра поршня приемлемо по габаритам. Выбираем пневмоцилиндр [1, таб.1,с.385] с основными рабочими параметрами
диаметр поршня D=20мм;
диаметр штока d=6мм;
толкающее (тянущее) теоретическоеусилие на штоке 12,5кГ=125H;
давление воздуха p=0,5МПа.
8. Компоновкаприспособления
Компоновка приспособленияпредставлена на чертеже.
Работает приспособлениеследующим образом. Деталь Д базируется двумя образующими цилиндрической поверхностина призме 8. Сменная кондукторная плита 9, прикреплённая к плите 2, опускаясьвниз, прижимает деталь к призме и всегда располагает ось цилиндрическойповерхности в одной вертикальной плоскости. В продольном направлении деталькоординируется торцом, контактирующим с установочным элементом 11. Возможностьвращения детали вокруг оси исключается моментом трения в местах контакта деталис призмой и плитой. Усилие закрепления обеспечивается кондукторной плитой 2,соединённой с тремя скалками 3, вертикально перемещающимися в корпусеприспособления 1. Точность их перемещения обеспечивается направляющими втулками4. Одна из скалок соединена с поршнем 6, пневматического цилиндра 7,являющегося силовым узлом приспособления. Для достижения точности выполняемогоотверстия в сменной кондукторной плите устанавливается кондукторная втулка 5.
Для базированияприспособления на столе сверлильного станка с нижней стороны в корпусзапрессована шпонка 12. Для повышения надёжности её фиксации она дополнительнокрепится винтами. Шпонка входят в средний паз стола станка. Закреплениеприспособления на столе станка осуществляется с помощью винтов с Т-образнымиголовками, входящими в пазы стола, и гаек с шайбами. При выполнении операциисверления диаметр отверстия обеспечивается мерным инструментом – сверлом.
Список используемойлитературы
1. Ансеров М.А. Приспособления дляметаллорежущих станков. – Л.: Машиностроение, 1975. – 656 с.
2. Корсаков В.С. Основыконструирования приспособлений. – М.: Машиностроение, 1983. – 276 с.
3. Нестеренко Л.М. Технологическаяоснастка: Пособие. – Рыбинск: РГАТА, 2004. – 68 с.