Федеральное агентство пообразованию
Бийский технологическийинститут (филиал)
Государственногообразовательного учреждения
высшего профессиональногообразования
«Алтайскийгосударственный технический университет
им. И.И. Ползунова (БТИАлтГТУ)
Кафедра МРСиИ
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА
РАЗРАБОТКА ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ФРЕЗЕРОВАНИЯ
Вариант 26
Бийск2009
Содержание
Введение
1 Задание на проектирование
2 Анализ технологической операции
3 Выбор системы станочного приспособления
4 Обоснование и выбор установочных элементов и зажимного устройства приспособления. Расчёт зажимногоустройства
5 Обоснование и выбор элементовприспособления для направления и настройки режущего инструмента на размер
6Расчет приспособления на точность
Заключение
Списокиспользуемой литературы
Введение
Затраты на изготовление иэксплуатацию разнообразной технологической оснастки составляют до 20% отсебестоимости продукции, а стоимость и сроки подготовки производства в основномопределяются величиной затраты труда и времени на проектирование и изготовлениетехнологической оснастки. Наибольший удельный вес в общей массе оснастки имеютстаночные приспособления, с помощью которых решаются три основные задачи:
1) базированиеобрабатываемых деталей на станках с выверкой по проверочным базам заменяетсябазированием без выверки, что ускоряет процесс базирования и обеспечиваетвозможность автоматического получения размеров на настроенных станках;
2) повышаетсяпроизводительность и облегчаются условия труда рабочих за счет механизации иавтоматизации приспособлений, а также за счёт применения многоместной,позиционной и непрерывной обработки;
3) расширяютсятехнологические возможности станков, что позволяет на обычных станках выполнятьтакую обработку или получать такую точность, для которых эти станки непредназначены.
В решении задач поускорению научно-технического прогресса и повышению эффективности общественногопроизводства важная роль принадлежит машиностроению, которое является базойтехнического перевооружения промышленности. Успех решения этих задач во многомопределяется разработкой и внедрением в производство оптимальныхтехнологических процессов изготовления машин, обеспечивающих их высокоекачество при минимально возможных производственных затратах. Реализация такихтехнологических процессов требует разработки и изготовления соответствующейтехнологической оснастки.
1Задание на проектирование
Следует разработатьконструкцию приспособления для растачивания отверстий в детали «рычаг»,выдерживая размеры Æ50H7 и Æ35H7 мм.
Материал заготовки — сталь45Л. Станок – сверлильно – фрезерно – расточный – вертикальный 2256ВМФ4.Режущий инструмент – резец 2141 – 0511 ГОСТ 18873-73. Материал режущей части изтвердого сплава. Режимы резания: S = 0,35 мм/об; t = 0,4 мм. 2 Анализ технологической операции
/>
Рисунок1 — Операционный эскиз
Согласно заданиюпредлагается разработать конструкцию станочного приспособления для обработки отверстийв детали «рычаг».
Учитывая требуемую точностьобработки и шероховатость получаемых поверхностей, можно утверждать, чтообработку можно выполнить методом растачивания.
Базирование заготовкипроизводиться по образующим рычага Æ80 и Æ53 мм, и по нижней плоскости.Выбранная схема базирования обеспечивает выполнение требуемых размеров ивзаимного расположения поверхностей.
Обработка производится насверлильно – фрезерно – расточный – вертикальный 2256ВМФ4 станке. Основныехарактеристики станка, необходимые при разработке конструкции приспособления,следующие :/>
— рабочая поверхностьстола, мм… 630х1000.3Выбор системы станочного приспособления
Учитывая метод обработки(фрезерование) и сравнительно небольшую годовую программу выпуска детали, вданном случае целесообразно применить систему универсально-наладочных приспособлений(УНП), область применения которых охватывает все типы серийного производства.
Конструкция УНП состоит издвух частей: базового блока и сменных наладок к нему. Базовый блок, какправило, стандартизирован и включает в себя корпус, элементы механизации иэлементы, позволяющие устанавливать сменные наладки. Наладки проектируются иизготавливаются с учетом конфигурации конкретной заготовки. Таким образом, припроектировании этого приспособления необходимо спроектировать наладку и выбратьдля нее стандартизированный базовый блок.
Применение такой системыстаночного приспособления сокращает сроки подготовки производства, уменьшаетсебестоимость изготовления деталей и сокращает время переналадки техническойсистемы обработки при смене объекта производства.4Обоснование и выбор установочных элементов и зажимного устройства приспособления.Расчёт зажимного устройства
Для реализации схемыбазирования, указанной на операционном эскизе, необходимо выбрать илиспроектировать установочные элементы приспособления.
Для базирования заготовкипо Æ80 выбираем призму 7033-0109 ГОСТ 12197-66, по Æ53 призму 7030-0035 ГОСТ12193-66.
Базировании заготовки по поверхностиÆ80 производится призмой и опорой 7035-0290 ГОСТ 4084-68 котораянеобходима чтобы рычаг не вылетел из неподвижной призмы, из за конструктивнойособенности детали. При этом необходимо предусмотреть конструктивные элементы(канавки, прорези, обнизки, пазы и т.д.), обеспечивающие выход режущегоинструмента и свободное удаление стружки. Совокупность трех указанных установочныхэлементов для фрезерного приспособления системы УНП должна образовывать егоналадочную часть, устанавливаемую на нижней плите базового блока.
Исходной величиной для выбора базового блока являетсятребуемая величина силы закрепления.
Определим эту силу, длячего составим схему сил и моментов, действующих на заготовку при ее обработке(см. рисунок 2).
/>
Рисунок 2 — Схема сил, действующих на заготовку
При растачивание назаготовку действуют силы закрепления W, реакции опор N, силы трения F/>= W · f и F/>= N · t, силы резания Fн и Fv. Сила резания определяетсяиз соотношения:
/>
где Ср, х, у, n — коэффициенты и показателисистемы, определяемые экспериментально; для наших условий: Ср = 300; х = 1; у =0,75; n= -0,75; t= 0,4 мм — глубина
резания; s = 0,35 мм/об — подача; К/> — коэффициент, учитывающийкачество обрабатываемого материала и определяемый формулой:
К/>= (sв/750)/>;
где sв — предел прочностиматериала заготовки при растяжении — для стали 45Л sв = 738 МПа
n = 0,3 — показатель степени.
/>
Скорость резания
/>
где Cv = 350 – коэффициент дляскорости резания;
m, x, y – показатели степени, m = 0,20; x = 0,15; y = 0,35;
Kv = Kmv · Knv · Kuv – коэффициент,учитывающий фактические условия резания;
Kmv =/>= 0,91 – коэффициент,учитывающий влияние материала заготовки;
Knv = 0,9 – коэффициент,учитывающий состояние поверхности;
Kuv = 1 – коэффициент,учитывающий материал инструмента;
Kv = 0,91 · 0,9 · 1 = 0,82;
Т = 60 мин – времястойкости инструмента;
/> (м/мин);
Частота вращенияшпинделя:
/>
Ближайшее паспортноезначение: />,
тогда, />
Сила резания:
/>
Тогда максимальный моменткручения будет равен:
/>
Силу закрепления можнонайти из уравнения:
/>
Где f — коэффициент трения,значения которого принимаем равными 0,16, коэффициент запаса К = 2,5, Тогдасила закрепления заготовки:
/>
Определяем рабочийдиаметр пневмоцилиндра Q:
/>
где /> - удельное давлениесжатого воздуха,
/>;
/> — коэффициент полезного действияпневмоцилиндра,
/>= 0,85…0,95.
D =/>
Рабочий диаметрпневмоцилиндра выбираем из нормализованного ряда (D = 90 мм).
5 Описание конструкции и принципа действия приспособления
Конструкцияприспособления представляет собой базовый блок, состоящий из корпуса 1 (рисунок3), в который встроен пневмоцилиндр 7. Шток пневмоцилиндра соединен с рычагом 5,тот в свою очередь с толкателем подвижной призмы 19 которая в совокупности снеподвижной призмой 20 обеспечивают закрепление обрабатываемых заготовок.Корпус устанавливается на стол станка по плоскости А и ориентируется на нем спомощью двух призматических привертных шпонок 21. В корпусе расположены три установочныхэлемента, это две призмы и опора, которая обеспечивает прижим детали пообразующей диаметра 80 мм к неподвижной призме.
После установки детали супором в опору и неподвижную призму подается сжатый воздух в левую частьпневмоцилидра (см. рисунок), шток поршня передвигается и давит на рычаг, тот натолкатель соединенный с призмой, призма давит на деталь и прижимает ее кнеподвижной призме. После снятия давления поршень возвращается в исходное положениепод действием пружины 12.
/>
Рисунок 3 – Расточное приспособление
6Расчет приспособления на точность
Расчет приспособления наточность будем осуществлять по методике [5].
В качестве размера,проверяемого на точность, выберем размер Æ35H7+0,025 мм (см.операционный эскиз), точность которого зависит от конструкции приспособления.
Общая ожидаемаяпогрешность обработки D/>на стадии проектированияприспособления может быть определена по формуле:
D/>,
где К — коэффициент,характеризующий отклонение действительных кривых распределения исследуемыхпогрешностей от кривых закона нормального распределения (в данном случаеобработка производится методом настроенных станков, поэтому К=1,2);
e — погрешность установкизаготовки в приспособлении;
D/> — погрешность настройки станка;
w/> — величина мгновенного рассеянияразмера 35 мм, зависящая от вида обработки; при работе на фрезерныхстанках высокой точности w/>= 0,001...0,005 мм;
IT/> — допуск проверяемого наточность размера, IT/>= 0,025 мм.
Погрешность установкиопределяется по формуле
e=/>,
где e/> — погрешность базирования,
e/> — погрешность закрепления,
e/> — погрешность положения, вызваннаянеточностью изготовления и сборки приспособления.
Погрешность базированиядля размера Æ35 мм равна нулю, так как технологическая база обрабатываемойповерхности при установке заготовки в приспособление совпадает с еготехнологическими базами, то есть e/>=0
Погрешность закрепления e/>вызвана деформацией заготовки поддействием сил закрепления. Используя рекомендации методики точностного расчета,величину e/>можно принимать в пределах0,01…0,1 мм. Учитывая то обстоятельство, что заготовка устанавливаетсяобработанной поверхностью на опору с плоской поверхностью (поверхности колец),величину погрешности закрепления можно принять равной e/>= 0,01 мм.
Погрешность положенияможет быть определена по формуле:
e=/>
где/> — погрешность, вызваннаянеточностью изготовления и сборки установочных элементов приспособления;
e/> — погрешность, определяемаяизносом установочных элементов приспособления;
/> — погрешность, вызванная неточностьюустановки приспособления на столе станка.
Погрешность /> определятсяформуле:
/>=/>,
где eус1, eус2… – погрешности,вызванные неточностью изготовления и сборки установочных элементов, влияющие наточность рассматриваемого узла и указанные в технических требованиях сборочногочертежа.
Наразмер Æ35 мм в спроектированномприспособлении будет влиять степень неперпендикулярности установочнойповерхности наладки относительно базовой поверхности А, то есть />=/>;
Погрешность eи определяется формулой
eи=b2*N,
где N — число контактовзаготовки с опорой (можно принять величину N равной годовой программевыпуска деталей Nгод= 5000 шт),
b2 — постоянная,определяемая конфигурацией установочных элементов b2 = 0,002...0,004.
Тогда величина eи определится:
eи = 0,002 · 5000 = 10 мкм= 0,01мм.
На точность размера Æ35 мм влияет погрешностьориентации приспособления на столе станка. Величину eс примем равной допускушпонок, eс= 0,011 мм.
Погрешность положениябудет равна:
eпр=/>мм.
Погрешность установкиопределится:
e=/>мм.
Погрешность настройкистанка для фрезерных приспособлений определяется формулой:
Dн=/>,
где Dн1 — допуск на координатуустанова, определяющую выполнение рассматриваемого размера, в данном случае Dн1 = 0,001мм;
Dн2 — рассеяние положениярежущего инструмента, зависящее от квалификации станочника, величину Dн2 можно принимать в пределах0,001...0,06 мм. Величина погрешности настройки станка определится:
Dн=/>мм.
Величина общей ожидаемойпогрешности обработки при выполнении размера Æ35 мм определится:
D35 =1,2/>мм.
Погрешность механическойобработки меньше допуска на размер Æ35H7+0,025 мм, поэтому считаем,что приспособление пригодно по точности при выполнении этого размера.
Заключение
Для выполнения фрезернойоперации разработана конструкция универсального наладочного приспособления(УНП). Блок имеет пневмокамеру, которая обеспечивает постоянную по величинесилу закрепления и позволяет сократить вспомогательное время при выполнениитехнологической операции.
Наладочная частьприспособления позволяет реализовать схему базирования заготовки, указанную наоперационном эскизе.
Произведен силовой расчетприспособления. Приспособление проверено на точность при получении на операции Æ35H7+0,025 мм.
Списокиспользуемой литературы
1. Корсаков B.C. Основы конструирования приспособлений:Учебник для вузов. — М.: Машиностроение, 1983.
2. Справочниктехнолога-машиностроителя. В двух томах. Изд 3-е перераб. Под ред. канд. техн.наук А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерикова. М., «Машиностроение», 1972.
3. Молочнов И.В., РыжиковВ.В., Фирсов А.М. Проектирование технологической оснастки: Задания иметодические рекомендации к выполнению расчётно-графической работы длястудентов заочного отделения специальности 120100 – «Технологиямашиностроения». Алт. гос. тех. ун-т БТИ.-Бийск. Изд-во Алт.гос техн. ун-та,2001,-64с.
4. Обработка металловрезанием: Справочник технолога / А.А. Панов, В.В. Аникин, Н.Г. Бойм и др.; Подобщ. Ред. А.А. Панова.- М.: Машиностроение. 1988. – 736с.: ил.
5. Станочныеприспособления: Справочник. В 2-х т. /ред. совет: Б. Н. Вардашкин (пред.) и др.– М.: Машиностроение, 1984.