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

68 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

50609. Создание объектов методом Editable Poly (Редактируемая полисетка) 390 KB
  Далее выделяете полигоны показанные на рисунке 3 выбирать можно по одному удерживая кнопку ctrl. Рис. Должно получиться как на рисунке 4.
50610. Создание объектов при помощи NURBS-кривых и NURBS-поверхностей 278.5 KB
  Отдельные фрагменты NURBS-поверхностей можно прикреплять друг к другу для наращивания общей площади. Различают два типа NURBSповерхностей: точечная поверхность point surfce проходит через все опорные точки заданные в трехмерном пространстве; CVповерхность CV surfce плавно огибает все опорные точки заданные в трехмерном пространстве и называемые управляющими вершинами Control Vertices CV. Создать стеклянные плафоны методом вращения профиля в виде NURBSкривой.
50611. Создание объектов при помощи модификаторов Bevel Bend и Extrude 1.78 MB
  Измените масштаб в окне проекции Front Вид спереди так чтобы вертикальный размер видимой части сетки составлял примерно 55-60 см. Для удобства разверните окно проекции во весь экран. В окнах проекции появится зеркальная копия сплайна выделенная красным цветом. Установка уровня визуализации окна проекции кнопка F9 Сложные сцены зачастую отображаются и визуализируются очень долго.
50612. Создание объектов с помощью лофтинга 3.14 MB
  Выберите команду Grid nd Settings Настройка сетки и привязок меню Customize Настройка и щелкните на корешке вкладки Home Grid Исходная сетка окно диалога Grid nd Snp Settings Настройка сетки и привязок. Щелкните на кнопке Geometry Геометрия командной панели Crete Создать и выберите в раскрывающемся списке разновидностей объектов вариант Compound Objects Составные объекты В свитке Object Type Тип объекта появятся девять кнопок соответствующих типам основных объектов. Щелкните по ней. В свитке Cretion Method Метод...
50613. Создаем окно и дверь для кафе «МАХ» в виде полисеток 256.5 KB
  Теперь когда вы получили опыт работы с полисетками изготовление двери не должно вызвать затруднений. В данном случае длина соответствует высоте полотна будущей двери а высота его толщине. Рисунок Заготовка для двери с двумя сегментами по высоте будущего полотна Давайте сформируем для начала рамку полотна двери создав на нем две филенки то есть вставки которые могут быть и стеклянными сверху и снизу. Полигоны ограничивающие полотно двери по бокам не должны быть выделены.
50614. Простейшие стандартные материалы 1.53 MB
  Введите для материала рис.3 Настройте следующие значения основных цветов материала в свитке Phong Bsic Prmetrs: mbient Подсветка 190; 190; 190 светлосерый; Diffuse Диффузный 240; 240; 240 почти белый; Speculr Зеркальный 255; 255; 255 чистобелый. Величины всех остальных параметров материала оставьте равными их исходным значениям.8 Теперь сохраните только что созданный материал в новой библиотеке: Если окно Mteril Mp Browser Просмотр материалов и карт текстур еще открыто можно просто щелкнуть на образце...
50615. Моделирование асинхронных вычислительных процессов 86 KB
  Пять философов прогуливаясь и размышляя время от времени испытывают приступы голода. Рис 41 При конструировании управления в этой задаче следует учитывать самые разнообразные варианты поведения философов. Необходимо организовать действия философов так чтобы они все были накормлены и не случилось бы так что пять философов одновременно войдут в столовую возьмут левую вилку и застынут в ожидании освобождения правой вилки. Голодная смерть всех философов неминуема если никто из них не захочет расстаться па время со своей левой вилкой.
50617. Изучение твердотельных приборов различного назначения 837 KB
  К твердотельным приборам относят полупроводниковые диоды транзисторы тиристоры варисторы генераторы Ганна оптоэлектронные приборы. Полупроводниковые диоды Полупроводниковым диодом называют прибор c одним или несколькими электрическими переходами и двумя внешними выводами. Основные типы полупроводниковых диодов: выпрямительные диоды стабилитроны варикапы высокочастотные и импульсные диоды туннельные и обращенные диоды. Разновидностью выпрямительных диодов являются лавинные диоды приборы имеющие на обратной ветви вольтамперной...