1530

Приспособление для сверления отверстий и фрезерования поверхностей детали

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Деталь Щит представляет собой литой корпус. Метод получения заготовки – литье в кокиль. Деталь изготавливается из алюминиевого сплава АЛ7ч(АЛ9). АЛ9 – конструкционный герметичный сплав, отличается высокими литейными свойствами и герметичностью изготовленных из них отливок, обладает удовлетворительной коррозионной стойкостью.

Русский

2012-11-12

94.69 KB

70 чел.

Введение

Цель курсового проектирования по дисциплине «Технологическая оснастка» – научится правильно применять теоретические знания, полученные в процессе обучения, проявить свои творческие способности в создании приспособления для современного крупносерийного производства. Кроме того, конструкторская разработка прогрессивных средств технологического оснащения автоматизированного производства позволит укрепить навыки пользования справочной литературой, поскольку основные узлы и элементы приспособлений унифицированы с целью ускорения подготовки производства и обеспечения взаимозаменяемости.

Технологическая оснастка — важнейший фактор успешного осуществления технического прогресса в машиностроении. Она представляет собой совокупность рабочего, измерительного инструмента и приспособлений, используемых для базирования, закрепления и контроля обрабатываемых деталей на различном технологическом оборудовании: металообрабатывающих станках, прессах, измерительных машинах и др. В зависимости от назначения технологического оборудования различается и его оснастка.

Технологическая оснастка является переменной частью технологического оснащения. Назначение технологической оснастки — обеспечивать, менять и расширять технологические возможности оборудования, поэтому срок ее службы на один порядок ниже срока службы оборудования. В действующем производстве требуется постоянное обновление технологической оснастки, а при смене номенклатуры изделий или изменении требований к их изготовлению для заданного состава оборудования новые производственные условия обеспечиваются благодаря полной или частичной ее замене.


1.Анализ детали.

1.1 Деталь «Щит» представляет собой литой корпус. Метод получения заготовки – литье в кокиль. Деталь изготавливается из алюминиевого сплава АЛ7ч(АЛ9). АЛ9 – конструкционный герметичный сплав, отличается высокими литейными свойствами и герметичностью изготовленных из них отливок; обладает удовлетворительной коррозионной стойкостью. Обрабатываемость резанием в отожженном состоянии неудовлетворительное, в термически обработанном состоянии – удовлетворительное. Сплав АЛ9 применяют для средних и крупных литых деталей ответственного назначения. Для повышения механических свойств необходимо вводить иттирий 0,08-0,20%, при этом железа должно быть не более 0,3%.

1.2 Обрабатываемые поверхности детали с точки зрения точности не представляют значительных трудностей. Имеется возможность свободного доступа режущего инструмента к обрабатываемым поверхностям. В конструкции детали имеются достаточные по размерам и жёсткости базовые поверхности. Допустимые размеры, геометрическая форма и шероховатость установлены в зависимости от требований эксплуатации и надежности машины. Наиболее точными являются размеры: 121Н7(+0,04), 38Н9(+0,062)Деталь не имеет отверстий, расположенных под углом к плоскостям, все отверстия сквозные. Конструкция детали позволяет применение высокопроизводительных режимов обработки. Ко всем поверхностям обеспечивается свободный доступ инструмента.

1.3 К детали предъявляются следующие технические требования:
  1.  отклонения размеров отливки по ОСТ 1.41154 – 86 Лт5;
  2.  требования к отливке по ОСТ 1 900112 – 79;
  3.  термообработать по режиму Т7;
  4.  общие допуски по ГОСТ 30893.1 Н14; h14; ±IT14/2;
  5.  покрытие: Ан.Окс.хром

1.4 Химический состав сплава АЛ9 приведён в таблице (1).

Таблица 1- Химический состав сплава АЛ9

Химический состав, % (ГОСТ 1583-93)
Al
Mg
Mn
Si
Fe
Cu
 90.37 - 92.67
 0.25 - 0.4
 до 0.1
7 - 8
до 0.3
до 0.1

1.5Механический состав сплава АЛ9 приведен в таблице 2.
Таблица 2 – Механический состав сплава АЛ9
ГОСТ
Способ литья
Вид термической обработки
Временное сопротивление разрыву,
МПа
Относительное
Удлинение, %
Твёрдость, НВ
1583-93
В кокиль
закалка
300-320
5-6
70-75

Сплав имеет среднюю прочность и жаропрочность и применяется для изготовления деталей агрегатов и приборов, работающих при температуре не выше 150 С.


2. Описание операции.

Программно-комбинированная операция выполняется на программно-комбинированном станке модели CW400CNC. Деталь устанавливается в специальное приспособление. В операцию входят 7 переходов:

- на 001 переходе выполняется сверление отверстия 1 сверлом  24 с коническим хвостовиком ОСТ 2.И20-2-80, сверло устанавливается в сверлильном патроне, материал режущей части Р6М5, мерительный инструмент: ШЦ-I 125-0,1, шаблон 30h14.

- на 002 переходе фрезеруются поверхности 2, 3, 4, 5, 6 фрезой  10 ГОСТ 18327-73 Р6К5, фреза устанавливается на оправке для фрез, мерительный инструмент: шаблон плоский 26Н14, шаблон плоский 50Н14, шаблон 53js14, шаблон плоский 30Н14, шаблон плоский 56Н14.

- на 003 переходе центруем отверстия 7, 8, 9, центровка  7 ОСТ 2.И20-5-80 материал режущей части Р6М5, инструмент устанавливается в цанговом патроне.

- на 004 переходе сверлим отверстие 9, сверло  4,2 ГОСТ 10902-77, инструмент устанавливается в сверлильном патроне, материал режущей части Р6М5, мерительный инструмент – пробка 4Н14.

- на 005 переходе сверлим отверстие 8, сверло  3,3 ГОСТ 4010-77, сверло устанавливается в сверлильном патроне, материал режущей части Р6М5, мерительный инструмент – пробка 3,3+0,12.

- на 006 переходе сверлим отверстие 7, сверло  2,25 ГОСТ 4010-77, инструмент устанавливается в сверлильном патроне, материал режущей части Р6М5, мерительный инструмент – пробка 2,5+0,1.

- на 007 переходе растачиваем отверстие 1, режущий инструмент – резец расточной ГОСТ 18882-73, резец устанавливается в державке расточной, материал режущей части ВК8, мерительный инструмент – пробка 25,1Н11, шаблон 30±0,1, калибр для контроля допуска симметричности 0,1 мм.

3. Описание приспособления.

Приспособление представлено на сборочном чертеже 151001.КПСД03.019ПСБ
Приспособление спроектировано на многоцелевой станок модели CW 400 CNC.
Приспособление состоит из следующих основных частей: основание (поз. 1), на нём крепится оправка (поз. 6) с помощью штифта (поз 10), крепится палец (поз. 2), крепится шпилька (поз. 5), на которой установлен прижим ( поз. 4). Также в основание впрессовывается палец (поз. 3). В приспособлении имеется винт (поз. 7), шайба (поз. 9) и гайка (поз. 8).
В основании выполнены пазы куда устанавливают болты и приспособление крепят в Т-образные пазы стола станка.
Приспособление работает следующим образом: обрабатываемая деталь устанавливается на оправку (поз. 6), при помощи прижима (поз. 4) она прижимается к основанию ( поз. 1).

Установочными элементами приспособления являются: плоскость, цилиндрическая оправка, палец. При установке деталь лишается 6 степеней свободы, т.о. применяется полная схема базирования. Плоскость лишает деталь 3 степеней свободы: перемещения по оси Z, вращения вокруг осей Х и Y. Цилиндрическая оправка лишает деталь 2 степеней свободы: перемещения по осям X и Y. Палец лишает деталь 1 степени свободы – вращения вокруг оси Z. В данном приспособлении нет дополнительных опор и нет необходимости их введения, т.к. обеспечивается необходимая жесткость. Направляющие элементы так же отсутствуют. Зажимными элементами приспособления являются: прижим, винтовая пара. Данное приспособление устанавливается и крепится на столе станка с помощью цилиндрического пальца и двух болтов. Точность расположения детали и её ориентация относительно станка зависит от точности установки пальца в отверстие и взаимного расположения горизонтальной плоскости и заготовки.

4. Расчет приспособления на точность.

 Чтобы обработать деталь на станке, необходимо выдержать заданную точность размеров, формы поверхностей и их взаимного расположения.

Наряду с прочими факторами на погрешность обработки оказывает влияние погрешность изготовления приспособления. Неточность приспособления приводит к погрешности обработки по выдерживаемому размеру и в большинстве случаев к погрешности взаимного положения обработанной и базовой поверхностей.

Погрешность обработки определяется по формуле

 , (1)

где k – коэффициент уменьшения погрешности базирования, который      

 зависит от действительных размеров установочных элементов

 детали приспособления и заготовки, так как они редко равны

 предельным(k=0.8);

баз – погрешность базирования заготовки в приспособлении, она

 зависит выбранной схемы базирования и возникает вследствие

 не совпадения измерительной и установочной баз;

εуст – погрешности установки заготовки в приспособлении, под

 действием сил зажима и сил резания, она зависит, главным об-

 разом, от характера зажимного элемента и типа приспособления

 и не зависит от схемы базирования;

обр – погрешность обработки детали на данной операции;

пр . – погрешность, допускаемая для данного приспособления и

вызываемая неточностью изготовления деталей самого приспособления.

Суммарная погрешность обработки определяется как сумма всех составляющих, оказывающая влияние на точность получения заданных размеров, и должна быть меньше допуска на соответствующий заданный размер заготовки

 , (2)

   

где δ – допуск, на соответствующий размер расположения обрабатываемых поверхностей заготовки, заданный по чертежу, мм.

Рассчитываем точность приспособления для размера имеющего наименьший допуск, т.е. для размера 30.

δдетали=0,1мм;

εб=0мм, т.к. совмещены установочная и измерительная базы.

εуст=0мм; т.к. приспособление крепится в Т – образные пазы стола станка.

εобр=, (3)

Подставляя полученные данные в формулу (1) получим:

0,07<0,1

Из вышеприведённых расчётов видно, что данное приспособление удовлетворяет требованиям точности.

5. Расчет сил резания.

5.1 Первый переход – сверление.

Момент крутящий вычисляют по формуле

 , (4)

где См – поправочный коэффициент;

 D – диаметр сверла, мм;

 S – подача, мм/об;

 Kp – поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества медных и алюминиевых сплавов на силовые зависимости [1] стр.265;

 q, y – показатели степени.

Выбираем значения коэффициентов [1] стр.281

См = 0,005

q = 2

y = 0,8

Кр=Кмр=1

Осевую силу резания вычисляют по формуле

 , (5)

где Ср – поправочный коэффициент;

 D – диаметр сверла, мм;

 S – подача, мм/об;

 Kp – поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества медных и алюминиевых сплавов на силовые зависимости [1] стр.265;

 q, y – показатели степени.

Выбираем значения коэффициентов [1] стр.281

Ср = 9,8

q = 1

y = 0,7

Кр=Кмр=1

  1.   Второй переход – фрезерование.

Окружную силу Pz вычисляют по формуле

 , (6)

где Ср – поправочный коэффициент;

 t – глубина резания, мм;

В – ширина фрезерования, мм;

 Z – количество зубьев фрезы;

 D – диаметр сверла, мм;

 n – число оборотов шпинделя в минуту, об/мин;

 S – подача на один зуб, мм/зуб;

 KMP – поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества медных и алюминиевых сплавов на силовые зависимости [1] стр.265;

 x, y, u, q, w – показатели степени;

 k – поправочный коэффициент.

Выбираем значения коэффициентов [1] стр.291:

Ср = 12,5;

x = 0,85;

y = 0,75;

u = 1;

q = 0,73;

w = -0,13;

KMP = 1;

k = 0,25.

5.3 Четвертый переход – сверление.

Момент крутящий вычисляют по формуле (4)

Выбираем значения коэффициентов [1] стр.281

См = 0,005

q = 2

y = 0,8

Кр=Кмр=1

Осевую силу резания вычисляют по формуле (5)

Выбираем значения коэффициентов [1] стр.281

Ср = 9,8

q = 1

y = 0,7

Кр=Кмр=1

5.4 Пятый переход – сверление.

Момент крутящий вычисляют по формуле (4)

Выбираем значения коэффициентов [1] стр.281

См = 0,005

q = 2

y = 0,8

Кр=Кмр=1

Осевую силу резания вычисляют по формуле (5)

Выбираем значения коэффициентов [1] стр.281

Ср = 9,8

q = 1

y = 0,7

Кр=Кмр=1

5.5 Шестой переход – сверление.

Момент крутящий вычисляют по формуле (4)

Выбираем значения коэффициентов [1] стр.281

См = 0,005

q = 2

y = 0,8

Кр=Кмр=1

Осевую силу резания вычисляют по формуле (5)

Выбираем значения коэффициентов [1] стр.281

Ср = 9,8

q = 1

y = 0,7

Кр=Кмр=1

Проделав данные расчёты, видно, что наибольшая нагрузка возникает при сверлении на первом переходе, поэтому эта сила может создать неблагоприятные условия для приспособления.


6. Анализ схем нагружения на переходах операции и выбор схемы нагружения в самый неблагоприятный момент.

6.1 Схема нагружения для 1 перехода представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 – схема нагружения.

6.2 Схема нагружения для 2 перехода представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 – схема нагружения.

6.2 Схема нагружения для 4 перехода представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 – схема нагружения.

6.3 Схема нагружения для 5 перехода представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 – схема нагружения.

6.4 Схема нагружения для 6 перехода представлена на рисунке 5.

Рисунок 5 – схема нагружения.


7. Расчет усилия зажима.

7.1 Усилие зажима рассчитывается для операции, имеющей наибольшую силу резания. Проанализировав все схемы нагружения и расчеты сил резания приходим к выводу, что наибольшее нагружение детали происходит на первом переходе.

Полная схема нагружения детали для сверления на первом переходе представлена на рисунке 6.

Рисунок 6 – схема нагружения.

Q – сила зажима;
FТР – сила трения;
N – сила нормальной реакции опоры;
P0 – окружная сила резания.
7.2 Силу нормальной реакции опоры определяют по формуле:
  (7)

Силу трения вычисляют по формуле:

 , (8)

где - коэффициент трения.

т.к. N=Q, то

6.3 Составляем уравнение равновесия

   (9)

т.к. , , то

   (10)

Откуда ,

где Р0 – окружная сила резания;

  - коэффициент трения.

 =0,16

Средний диаметр резьбы прижима вычисляют по формуле:

   (11)

Q = 1582,3 H,

[δ] = 100 МПа

 

 

dшп ≥ dСР

16 ≥ 7,7

Условие зажима выполняется.

В ходе выше произведённых расчётов установлено, что для обеспечения неподвижности детали в процессе обработки, необходимо и достаточно создать усилие зажима, равное 1582,3 Н.


Заключение

В ходе выполнения данной курсовой работы было разработано приспособление для сверления отверстий и фрезерования поверхностей детали «Щит», отвечающее требованиям точности.

Было рассчитано необходимое усилие закрепления детали, исходя из наихудшего сочетания усилий резания.

На основании составленной расчетной схемы была произведена проверка выполнения условия по обеспечению допустимости, вносимой приспособлением погрешности в выполнение размеров детали.

В процессе выполнения работы были закреплены знания по дисциплине ˝Технологическая оснастка˝.


Библиографический список.

1. «Справочник технолога-машиностроителя» том 2, под ред. А.Г.Косиловой, Р.К. Мещерякова, 4-е издание, переработанное и дополненное. Издательство: М.: Машиностроение 1985г. 496с.

2. Горбацевич. А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. – 3-е изд. – Минск: Высшая школа, 1975. – 225 с.

3. Марочник сталей и сплавов. В. Г. Сорокин, А. В. Волосникова; Под общ. ред. В. Г. Сорокина, - М.: Машиностроение 1989. - 640с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

29031. Определение размеров подошвы центрально нагруженных фундаментов мелкого заложения 63.5 KB
  Реактивное давление грунта по подошве жёсткого центрально нагруженного фундамента принимается равномерно распределённым интенсивностью: 1 где NoII расчётная вертикальная нагрузка на уровне обреза фундамента; GfII и GgII расчётные значения веса фундамента и грунта на его уступах см.1; А площадь подошвы фундамента. Площадь подошвы фундамента при его расчёте по второму предельному состоянию по деформациям определяется из условия: pII ≤ R 2 где R расчётное сопротивление грунта основания. Поскольку обе части неравенства 2...
29032. Определение размеров подошвы внецентренно нагруженных фундаментов мелкого заложения. Эпюры давлений под подошвой фундамента. Порядок расчёта 33 KB
  Эпюры давлений под подошвой фундамента. При расчёте давление по подошве внецентренно нагруженного фундамента принимают изменяющимся по линейному закону а его краевые значения при действии момента сил относительно одной из главных осей определяют как для случая внецентренного сжатия по формуле: 1 Подстановкой значений А=l·b W=b2l 6 и M=NII·e формула 1 приводится к виду 2 2 где NII суммарная вертикальная нагрузка на основание включая вес фундамента и грунта на его уступах; A площадь подошвы фундамента; е эксцентриситет...
29033. Гидроизоляция фундаментов. Защита подвальных помещений от сырости и подтопления подземными водами 42 KB
  Гидроизоляция фундаментов. Гидроизоляция предназначается для обеспечения водонепроницаемости сооружений антифильтрационная гидроизоляция а также защиты от коррозии и разрушения материалов фундаментов и подземных конструкций от агрессивных подземных вод антикоррозионная гидроизоляция. Гидроизоляция от сырости и грунтовых вод подвальных и заглубленных помещений является значительно более сложной выбор такой гидроизоляции зависит от гидрогеологических условий строительной площадки уровня подземных вод их агрессивности особенностей...
29034. Расчёт фундаментов по второй группе предельных состояний. Определение конечной осадки фундаментов мелкого заложения методом послойного суммирования 34 KB
  Расчёт оснований фундаментов по второй группе предельных состояний по деформациям производится исходя из условия: s ≤ su 1 где s конечная стабилизированная осадка фундамента определённая расчётом; su предельное значение осадки устанавливаемое соответствующими нормативными документами или требованиями проекта. После определения размеров подошвы фундамента и проверки условия pII ≤ R где рII среднее давление на основание по подошве фундамента a R расчётное сопротивление грунта ось фундамента совмещают с литологической колонкой...
29035. Расчёт фундаментов по второй группе предельных состояний. Определение конечной осадки фундаментов мелкого заложения методом эквивалентного слоя 31.5 KB
  Расчёт фундаментов по второй группе предельных состояний по деформациям заключается в выполнении условия s ≤ sw 1 где s конечная стабилизированная осадка фундамента определённая расчётом; sw предельное значение осадки устанавливаемое соответствующими нормативными документами или требованиями проекта. Конечная стабилизированная осадка фундамента может быть определена методом эквивалентного слоя. Осадка с учётом жёсткости и формы подошвы фундамента в случае однородного основания определяется по формуле: s=p0hэmv 2 где p0 ...
29036. Определение расчётного сопротивления грунтов основания по таблицам СНиП 23 KB
  Тип песчаного грунта пески гравелистые крупные средней крупности и т. Плотность сложения песчаного грунта плотный средней плотности рыхлый. Устанавливается по таблице в зависимости от типа песчаного грунта и его коэффициента пористости: 1 где γ удельный вес грунта; γs удельный вес твердых частиц; w влажность грунта. Степень влажности песчаного грунта Sr маловлажный влажный насыщенный водой: 2 где γs удельный вес воды.
29037. Условия применения свайных фундаментов. Конструктивные решения. Виды свайных фундаментов в зависимости от расположения свай в плане 32 KB
  Условия применения свайных фундаментов. Виды свайных фундаментов в зависимости от расположения свай в плане. В этих условиях чаще всего прибегают к устройству фундаментов из свай. Группы или ряды свай объединённые поверху распределительной плитой или балкой образуют свайный фундамент.
29038. Условия применения свайных фундаментов. Классификация свай по материалу, форме продольного и поперечного сечения 42.5 KB
  Сваи погружаемые в грунт в готовом виде в зависимости от материала из которого они изготовляются подразделяются на железобетонные деревянные стальные и комбинированные. Железобетонные сваи получившие наибольшее распространение в практике строительства подразделяются: по форме поперечного сечения на квадратные квадратные с круглой полостью полые круглого сечения прямоугольные тавровые и двутавровые рис.1; по форме продольного сечения на призматические цилиндрические с наклонными боковыми гранями пирамидальные...
29039. Понятие о висячих сваях и сваях-стойках. Определение несущей способности свай-стоек 28.5 KB
  По характеру передачи нагрузки на грунт сваи подразделяются на висячие сваи и сваистойки. К сваямстойкам относятся сваи прорезающие толщу слабых грунтов и опирающиеся на практически несжимаемые скальные или малосжимаемые грунты крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем глины твёрдой консистенции. Сваястойка практически всю нагрузку на грунт передаёт через нижний конец так как при малых вертикальных перемещениях сваи не возникают условия для проявления сил трения на её боковой поверхности рис. Сваястойка работает как сжатый...