МИНОБНАУКИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Волгоградский государственный технический университет»
Факультет "Промышленные технологии"
Кафедра "Технология машиностроения и прикладная механика"
Курсовая работа
по дисциплине: «Технологическая оснастка»
Выполнил:
студент группы КТМ-181з
Головня Е.В.
Проверил:
Доцент кафедры ТМ, к.т.н.
Мартыненко О.В.
Камышин, 2022
Содержание
Введение
1. Общий раздел
1.1 Описание конструкции детали, операции, для которой разрабатывается приспособление
1.2 Разработка схемы базирования детали на операции
1.3 Выбор типа приспособления и описание принципа его работы
2. Специальный раздел
2.1 Расчет погрешности базирования
2.2 Расчет усилия зажима заготовки в приспособлении
2.3 Расчет сил резания, крутящего момента для заданной технологической операции
2.4 Расчет экономической эффективности приспособления
Список литературы
Введение
Машиностроение является важнейшей отраслью промышленности. Ведущую роль в самом машиностроении играет станкостроительная промышленность, производящая средств производства для машиностроительных заводов.
Но любой станок, даже самой совершенной конструкции, сам обрабатывать деталь не может. Для этого ее нужно установить на станок, сориентировать как можно точнее по отношению к режущему инструменту и закрепить.
Для повышения производительности труда рабочих и улучшения качества продукции каждый станок и каждая операция должны быть оснащены дополнительными устройствами - приспособлениями.
Значительную долю (80-90%) общего парка приспособлений составляют станочные приспособления.
Станочными приспособлениями называются дополнительные устройства к станкам, служащие для установки и закрепления деталей и инструмента согласно требованиям технологического процесса (приспособления для установки и закрепления режущего инструмента часто называют вспомогательным инструментом).
Станочные приспособления вместе с режущим и вспомогательным инструментом принято называть технологической оснасткой.
Наибольший удельный вес по стоимости и трудоемкости изготовления в общей массе оснастки имеют станочные приспособления.
Применяемые приспособления решают следующие основные задачи:
- обеспечивают возможность автоматического получения точности размеров на настроенных станках;
- значительно повышают производительность труда за счет применения многоместной, многопозиционной и непрерывной обработки;
- облегчают условия труда рабочих;
- расширяют технологические возможности станков;
- создают условия для механизации и автоматизации станков;
- повышают безопасность работы и т.д.
В настоящее время в области конструирования и эксплуатации приспособлений накоплен большой опыт, как в отечественной, так и в зарубежной машиностроительной промышленности. Созданы типовые конструкции высокопроизводительных, с применением быстродействующих механизированных приводов приспособлений, обеспечивающих высокую точность и экономичность изготовления деталей.
Широкое внедрение в производство высокопроизводительных быстродействующих пневматических, гидравлических, вакуумных, магнитных и электромагнитных приспособлений в совокупности с большой работой, проводимой по стандартизации и нормализации отдельных деталей и узлов приспособлений, способствует механизации и автоматизации производственных процессов, освоению нового вида продукции и способствует быстрому техническому прогрессу в машиностроении.
В пособии изложены вопросы организации курсового проектирования, требования к его содержанию, объему и оформлению, приведены методические рекомендации для выполнения отдельных разделов проекта.
Контрольное задание посвящено разработке приспособления для фрезерования выступов на детали типа муфта. Содержание работы выполнено по методическим рекомендациям [1]. Все расчеты и обоснование конструкции сделаны по технической литературе в виде учебников, справочников и учебных пособий приведенных в списке литературы. Расчетно-пояснительная записка выполнена на 20 листах. Графическая часть содержит сборочный чертеж приспособления (А1).
приспособление фрезерование деталь муфта конструкция
1. ОБЩИЙ РАЗДЕЛ
1.1 Описание конструкции детали, операции, для которой разрабатывается приспособление.
Деталь, для которой разрабатывается приспособление - муфта. Эскиз детали представлен на рис.1. Материал сталь 18Х11 ГОСТ 5672-32. Операция, для которой разрабатывается приспособление - фрезерование, обработка выступов трапециевидной формы размером по наружной окружности 38 мм.
Рис.1. Эскиз муфты.
Деталь имеет цилиндрические поверхности и торцы. Шероховатость Rz 20 мкм. Целесообразно при обработке деталь установить на плоскость. На обрабатываемую поверхность шириной 38 мм, параметр шероховатости Rz 20 мкм. Место его расположения задано размерами точность которых составляет- 14 квалитет. Операция, для которой будет проектироваться приспособление - Фрезерование. Обработка должна включать в себя последовательную обработку выступов за одно закрепление заготовки и состоит из фрезерования выступов размером 38 мм за один установ. Для выбора конструкции прототипа приспособления определяем тип производства. Тип производства задан преподавателем как серийное. Для такой большой серии рационально выбрать универсальное приспособление - поворотный стол который так же позволит закрепить приспособление и обработать поверхность выступов муфты в стойке на фрезерном станке.
Оборудование
Станок фрезерный консольный вертикальный 6Т10
Вертикально-фрезерный консольный станок модели 6Т10, предназначен для выполнения разнообразных фрезерных работ в условиях индивидуального и серийного производства.
На станках 6Т10 удобно фрезеровать плоскости, торцы, скосы, пазы на небольших деталях разнообразной конфигурации из стали, чугуна, цветных металлов и пластмасс.
1.1 Прецизионная обработка
Станки 6Т10 выпускаются для электросети трехфазного переменного тока напряжением от 220 до 500 В, частотой 50 или 60 Гц и напряжением электросети местного освещения 24 или 36 В.
Поворотная шпиндельная головка с выдвижной пинолью на станке 6Т8Ш позволяет производить фрезерование наклонных поверхностей деталей.
Использование делительной головки, поворотного стола и тисков расширяет технологические возможности станков.
1.2 Виды работ
* Фрезерование плоскостей
* Сверление
* Фрезерование торцов
* Растачивание отверстий
* Чистовое фрезерование
* Точную разметку шаблонов
* Контроль линейных размеров и межцентровых расстояний
Вертикально-фрезерный консольный станок модели 6Т10 может быть дополнительно снабжён поворотным столом, на котором возможны деление круга на заданные углы и фрезерование торцов, расположенных на плоскости. Станок обеспечивает точность и нормальную работу.
Класс точности станка Н по ГОСТ 8--77.
|
Наименование параметра |
6Т10 |
|
|
Основные параметры станка |
||
|
Класс точности по ГОСТ 8-82 |
Н |
|
|
Размеры рабочей поверхности стола (длина х ширина), мм |
200 х 800 |
|
|
Наименьшее и наибольшее расстояние от торца вертикального шпинделя до стола, мм |
45..400 |
|
|
Расстояние от оси горизонтального шпинделя до стола, мм |
- |
|
|
Расстояние от оси горизонтального шпинделя до хобота, мм |
123 |
|
|
Расстояние от оси шпинделя фрезерной головки до направляющих станины (вылет), мм |
300 |
|
|
Наибольший диаметр фрезы, устанавливаемой на станке, мм |
100 |
|
|
Рабочий стол |
||
|
Наибольшее перемещение стола продольное, мм |
560 |
|
|
Наибольшее перемещение стола поперечное, мм |
220 |
|
|
Наибольшее перемещение стола вертикальное механическое/ ручное, мм |
355 |
|
|
Наибольшие размеры заготовки, устанавливаемой на столе (длина_ширина_высота), мм |
800 х 260 х 450 |
|
|
Максимальная нагрузка на стол (по центру), кг |
200 |
|
|
Число Т-образных пазов Размеры Т-образных пазов |
3 |
|
|
Перемещение стола на одно деление лимба продольное/ поперечное/ вертикальное, мм |
0,05/ 0,05/ 0,02 |
|
|
Быстрый ход стола продольный/ поперечный/ вертикальный, мм/мин |
3,35/ 3,35/ 1,7 |
|
|
Число ступеней рабочих подач стола |
18 |
|
|
Пределы рабочих подач. Продольных и поперечных, мм/мин |
20..1000 |
|
|
Пределы рабочих подач. Вертикальных, мм/мин |
10..500 |
|
|
Угол поворота стола (в крайнем переднем положении), град |
- |
|
|
Усилие резания в продольном направлении, Н |
6864,6 |
|
|
Шпиндель |
||
|
Количество скоростей вертикального шпинделя |
12 |
|
|
Частота вращения горизонтального шпинделя, об/мин |
- |
|
|
Количество скоростей горизонтального шпинделя |
- |
|
|
Перемещение пиноли (гильзы) вертикального шпинделя, мм |
60 |
|
|
Перемещение пиноли шпинделя на одно деление лимба, мм |
0,05 |
|
|
Поворот головки шпинделя в продольной плоскости, град |
±45 |
|
|
Наибольший крутящий момент на горизонтальном шпинделе, Н.м |
- |
|
|
Наибольший крутящий момент на вертикальном шпинделе, Н.м |
155 |
|
|
Эскиз конца горизонтального шпинделя по ГОСТ 836-72, ГОСТ 24644-81 |
40 |
|
|
Эскиз конца шпинделя фрезерной головки по ГОСТ 836-72, ГОСТ 24644-81 |
40 |
|
|
Масса фрезерной головки, кг |
- |
|
|
Шпиндель фрезерной головки |
||
|
Угол поворота фрезерной головки в поперечной плоскости, град |
- |
|
|
Внутренний конус шпинделя фрезерной головки |
- |
|
|
Частота вращения шпинделя фрезерной головки, об/мин |
- |
|
|
Количество скоростей шпинделя фрезерной головки |
- |
|
|
Привод и электрооборудование |
||
|
Количество электродвигателей на станке |
3 |
|
|
Электродвигатель привода главного движения М1, кВт |
3,0 |
|
|
Электродвигатель привода шпинделя поворотной головки М2, кВт |
- |
|
|
Электродвигатель привода подач М3, кВт |
0,75 |
|
|
Электронасос охлаждающей жидкости М4, кВт |
0,12 |
|
|
Габариты и масса станка |
||
|
Габариты станка (длина х ширина х высота), мм |
1500 х 1875 х 1808 |
|
|
Масса станка, кг |
1340 |
1.3 Разработка схемы базирования детали на операции
Выбираем установку заготовки по внутреннему отверстию в муфте с помощью установочного пальца. Дополнительное закрепление будет производиться двумя прижимами за выступающие части муфты. Принятая теоретическая схема базирования представлена на рис.2.
Рис.2. Теоретическая схема базирования муфты.
1.4 Выбор типа приспособления и описание принципа его работы
Требуется обработать 3 выступа по заданию. Для их обработки применим универсально - наладочное приспособление, состоящее из поворотного стола и наладки (установочный палец 1, прижимы, состоящие из пластины 2 и затяжного болта с Т-образной головкой 3). Ориентация заготовки осуществляется с помощью установочного пальца, который устанавливается в основание поворотного стола.
Рис.3. Палец и прижимы для центрирования и закрепления на поворотном столе.
Поворотные столы для ориентации заготовок для точной обработки нашли большое распространение при изготовлении станочных приспособлений. Время закрепления заготовки не большое при использовании центровочного пальца и двух боковых прижимов.
Преимущество этих приспособлений: не высокая сложность изготовления центровочного пальца и клиновых зажимов, не большой расход материалов.
Рис. 4. Эскиз универсально - наладочного приспособления.
1 - Боковой прижим; 2 - Затяжной болт с Т - образной головкой; 3 - Установочный палец; 4 - Поворотный стол.
2. СПЕЦИАЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ
2.1 Расчет погрешности базирования
При установке детали на направляющем пальце возможно смещение (несовпадение) оси пальца и заготовки. Соответственно возникает возможность возникновения погрешности в обработке выступов. Величина погрешности базирования заготовки в приспособлении в данном случае определяется величиной зазора в соединении палец - деталь, и в свою очередь зависит от квалитетов точности по которым изготовлены данные детали. При произвольном смещении заготовки погрешность базирования на пальце определяется:
где : z - зазор посадки; Определяется как разность наименьшего размера оправки и наибольшего отверстия. Т.к палец имеет деаметр 52 h7( -0.03,) отверстие заготовки D=52,2 Н12.
то z = 52,5- 52,17 = 0,33 мм.
Где 52,2+0,3=52,5 - максимальный размер детали
51,97- минимальный размер установочного пальца определяется как 52,2 - 0,03 = 52,17 мм.
? -допуск на размер D = 52,2 А5). D ? = 3мкм = 0.3мм
Тогда е = 0,33 + 0,3 = 0,63мм.
2.2 Расчет усилия зажима заготовки в приспособлении
Основное назначение зажимных устройств, приспособлений - обеспечение надежного контакта заготовки с установочными элементами, предупреждение ее смещения и вибраций в процессе обработки. Принцип действия и конструкцию зажимного устройства выбирают, исходя из конкретных условий выполнения операции: типа производства, величины сил резания, действующих на заготовку, типа станка и т.п. Надежность закрепления проверяется расчетами, выполняемыми при проектировании приспособлений. Зажимные устройства условно делят на три группы, и методика расчета зависит от того, к какой группе относятся зажимное устройство.
Во II группу входит зажимные устройства, имеющие в своем составе только силовой механизм, который приводится в действие непосредственно рабочим, прилагающим исходное усилие Ри на тяге С. Это устройство с ручным приводом.
Для второй группы зажимных устройств по зажимному усилию Q выбирают силовой механизм, имея в виду, что рабочий может приложить вполне определенное усилие Ри (не более 150 Н).
Принимаем усилие Рu=150Н.
Вычисляем значения величин rср, L, , , входящих в формулу для определения усилия, создаваемого винтом:
L = 12 D резьбы = 1224 = 288 мм;
rср = 11,02 (из таблицы метрических резьб) [3]; = 3 330, принимаем = 318; = 634 (из условия tg = Kтр = 0,1).
Определяем усилие Q, создаваемое винтом, по формуле
, (8)
где P - усилие, приложенное к гаечному ключу или рукоятке, Н; L - длина ключа или рукоятки (плечо), мм; - средний радиус резьбы (у стандартных метрических резьб с крупным шагом = 230-330, - угол трения в резьбовом соединении, для метрических резьб = 634); k - коэффициент, зависящий от формы и размеров поверхности прикосновения зажимного элемента с зажимной поверхностью.
(15)
где - коэффициент трения на торце винта или гайки; 0,1; r - радиус опорного торца болта, мм; r 0,4dвн резьбы; R - радиус сферы опорного торца винта, мм; - угол при вершине конусного углубления; = 120; Dнар и Dвн - наружный и внутренний диаметры опорного кольцевого торца винта или гайки, мм.
12890,5 H.
Рассчитаем силу действия плеча Р:
где h1 ? расстояние от оси вращения рычага до точки приложения силы зажима, измеренное в направлении действия этой силы;