Материал: Станочные приспособления

Станочные приспособления

ВВЕДЕНИЕ

Станочные приспособления применяют для установки заготовок на металлорежущие станки при их обработке.

Обоснованное применение станочного приспособления позволяет получать высокие технико-экономические показатели. Трудоемкость и длительность цикла технологической подготовки производства, себестоимость продукции можно уменьшить за счет применения стандартных систем станочных приспособлений, сократив трудоемкость, сроки и затраты на проектирование. Производительность труда значительно возрастает (на десятки - сотни процентов) за счет применения станочные приспособления: быстродействующих с механизированным приводом, многоместных, автоматизированных, предназначенных для работы в сочетании с автооператором или технологическим роботом.

Точность обработки деталей по параметрам отклонений размеров, формы и расположения поверхностей увеличивается (в среднем 20 - 40 %) за счет применения станочные приспособления точных, надежных, обладающих достаточной собственной и контактной жесткостью, с уменьшенными деформациями заготовок и стабильными силами их закрепления. Применение станочные приспособления позволяет обоснованно снизить требования к квалификации станочников основного производства (в среднем на разряд), объективно регламентировать длительность выполняемых операций и расценки, расширить технологические возможности оборудования.

Учитывая актуальность проблемы в данной курсовой работе рассматривается приспособление для сверления отверстия Ф8 в головке винта механизма блокировки, расчет усилий зажима и точности базирования.

1. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

1.1 Описание детали

Винт механизма блокировки относится к деталям типа «тел вращения». Исходя из особенностей конфигурации и вида материала, из которого изготовлен винт, делаем вывод, что конструкция исключает сварной вариант. Габаритные размеры винта: диаметр резьбы 22 мм, диаметр хвостовика 21 мм, диаметр шейки 38 мм, ширина шейки 8 мм, длина винта 280 мм.

Рабочим элементом винта является резьба трапецеидальная Tr22x5.

На хвостовике просверлено отверстие диаметр 8 мм. Длина хвостовика составляет 30 мм. Центр отверстия находится на средине хвостовика.

На конце резьбы снимаются 2 фаски 2,5×45°.

Материалом для изготовления винта механизма блокировки служит сталь 40Х ГОСТ 1050-88.

Выбор материала для винта определяются типом станка и условиями работы данной детали. Винт, работающий в блокировочном механизме, должен обладать не только высокой прочностью и жёсткостью, но и высокой износостойкостью.

По заданию деталь винт изготовлена из стали 40 Х ГОСТ 4543-75. Химический состав, механические, физические и технологические свойства стали приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 Химический состав в % низколегированной углеродистой качественной конструкционной стали марки 40Х ГОСТ 4543-75

Табл. 1.2- Механические свойства стали 40Х.

Деталь имеет сравнительно простую форму - состоит из цилиндрических поверхностей. Большинство конструктивных элементов унифицировано, что не потребует использования специальных инструментов или методов обработки и позволит использовать режимы резания, обеспечивающие высокую производительность. Предусмотрены канавки для выхода режущего инструмента. Все поверхности в большинстве своем расположены удобно для обработки на обычных универсальных станках с помощью стандартного режущего инструмента. В большинстве случаев возможна обработка на проход. Все поверхности имеют удобный доступ для обработки и контроля. Контроль большинства размеров детали возможен стандартным измерительным инструментом. Поверхности детали имеют квалитеты, степени точности и шероховатости, соответствующие их служебному назначению.

Вычерчиваем чертеж винта механизма блокировки на листе формата А3.

1.2 Определение типа производства, его характеристика

В зависимости от типа производства определим общие подходы к выбору организации технологического процесса, виду заготовки, назначению припусков.

Так как различные типы производства характеризуются различной величиной коэффициента закрепления операций, который рассчитывается в зависимости от трудоёмкости изготовления детали, последовательности обработки и количества станков.

Исходя из массы винта 0,850 кг и годовой программы 60000 шт., принимаем среднесерийное производство (см. таблицу 1.3)

Табл. 1.3- Определение типа производства

Для среднесерийного производства определяем партию запускаемых деталей по формуле:

запуска =N× q /253,                                                                        (1.1)

где n запуска - партия запускаемых деталей;- годовая программа;

- число рабочих дней в году;- число дней запаса, в течение которых должны быть заготовлены детали. Эта величина колеблется в пределах 5...8 дней.запуска = 60000×5/253 = 1185 шт., при q =5 дням.

Такт выпуска определим по формуле:

                                  (1.2)

где F=2030 ч/см - действительный годовой фонд времени работы оборудования;

2. КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ

зажим сверление блокировка

2.1 Разработка схемы базирования

Проведем обоснование выбора технологических баз на сверлильной операции технологического процесса изготовления винта.

При определении технологических баз стремимся к выполнению следующих принципов технологического базирования:

правило шести точек;

правило единства (совмещения) баз;

принцип постоянства баз.

Выполняем анализ технологических баз (рисунок 2.1).

Поверхность А (1,2,3,4) является двойной направляющей базой и лишает винт четырех степеней свободы; поверхность Б (5) - установочная база, лишает одной степени свободы; поверхность В (6) - опорная база, лишает одной степени свободы.

Основное назначение зажимного механизма станочного приспособления состоит в надёжном закреплении, которое предупреждает вибрации при обработке, а так же смещение заготовки относительно опор приспособления.

Рис.1. Схема базирования

2.2 Расчет усилия зажима

На данной операции выполняется сквозное сверление отверстия Ф8 расположенного на шейке Ф21. Длина обработки lдет составляет 21мм. Отверстие сверлится в сплошном материале без рассверливания, диаметр сверла совпадает с диаметром отверстия: 8 мм.

Глубина резания t равна радиусу сверла и составляет

мм

а подача на оборот S в соответствии с данными справочника [3, табл. 35, стр. 381] находится в диапазоне 0,15-0,2 мм/об. Принимаем S =0,18 мм/об.

Для расчёта скорости резания согласно [3, стр. 382] используется следующая зависимость:

                                      (2.1)

где - коэффициент [3, табл. 38, стр. 383];

 - диаметр сверла (отверстия), мм;

 - стойкость сверла, мин [3, табл. 40, стр. 384];

 - подача на оборот, мм/об;

 - поправочный коэффициент, равный:

                                   (2.2)

Где  - коэффициент, учитывающий качество материала, [3, табл. 4, стр. 360];

 -        коэффициент, учитывающий материал инструмента, [3, табл. 6, стр. 361].

 - коэффициент, учитывающий глубину сверления, [3, табл. 41, стр. 385];

Показатели степеней определяются по [4, табл. 38, стр. 383].

=7,0 =0,4 =0,2 =0,7 =20 мин

Тогда

29,3 м/мин

Частота вращения шпинделя определяется по следующей зависимости:

                                                                                         (2.3)

Подставим числовые значения:  об/мин

Выбираем обороты: 1150 об/мин. Тогда действительная скорость резания, определяемая по следующей зависимости:

,                                     (2.4)

Составит  м/мин

Осевая сила резания:

                                 (2.5)

Где  - коэффициент [3, табл. 42, стр. 386];

 - диаметр сверла (отверстия), мм;

 - подача на оборот, мм/об;

 - поправочный коэффициент, равный

Где  - поправочный коэффициент учитывающий качество обрабатываемого материала [3, табл. 10, стр. 362].

Показатели степеней определяются по [4, табл. 42, стр. 386].

=68 =1,0 =0,7 =1,0

Тогда окружная сила: Нм

Сила резания создает силу, которая стремится оторвать заготовку, чему препятствует сила трения (сила закрепления заготовки Р3).

Тогда формула для расчета силы закрепления заготовки примет вид:

                                (2.6)

Где - коэффициент запаса, учитывающий нестабильность силовых воздействий на заготовку, вводимый при вычислении силы Р3 для обеспечения надежного закрепления;

 и - жесткости зажимного механизма и опор соответственно, если неизвестны, то принимаем .

Определим коэффициент запаса  по формуле:

Где - гарантированный коэффициент запаса;

 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания из-за случайных неровностей на обрабатываемых поверхностях заготовок при чистовой обработке;

 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания в следствие затупления режущего инструмента;

 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при прерывистом резании (в данном случае резание не является прерывистым);

 - коэффициент, характеризующий постоянство силы, развиваемой ЗМ с немеханизированным приводом;

 - коэффициент, характеризующий эргономику немеханизированного ЗМ при удобном расположении рукоятки и малом и малом угле ее поворота;

 - коэффициент, учитывающийся только при наличии моментов, стремящихся повернуть заготовку.

Таким образом, коэффициент запаса составляет

Теперь мы можем определить силу закрепления заготовки Р3:

2.3 Выбор конструкции приспособления

Зажимными устройствами называют механизмы, устраняющие возможность вибрации или смещения заготовки относительно установочных элементов приспособления под действием собственного веса или сил, возникающих в процессе обработки. Принцип работы зажимных устройств заключается в том, чтобы выработать и приложить к заготовке требуемую силу закрепления, величина которой была определена по результатам силовых расчетов.