42818

установочное приспособление для растачивания отверстия детали «Кронштейн»

Курсовая

Информатика, кибернетика и программирование

Изучение закономерности влияния приспособления на точность и производительность выполняемых операций позволяет проектировать приспособления интенсифицирующее производство и повышающее его точность. Проводимая работа по унификации и стандартизации элементов приспособления создала основу для автоматизированного проектирования приспособлений с использованием ЭВМ и автоматов для графического изображения что приводит к ускорению технологической подготовке производства. неподвижная опора с плоской формой рабочей...

Русский

2013-10-31

1.14 MB

19 чел.

ВВЕДЕНИЕ

В современных технологических процессах поточно-массовом производстве затраты на изготовление и эксплуатацию технологической оснастки составляет до 20% себестоимости продукции. Наибольший удельный вес в общем парке технологической оснастке составляет станочное приспособление, применяемое для установки и закрепления заготовок, деталей.  

Применение приспособлений позволяет устранить разметку заготовок перед обработкой, повысить точность обработки, снизить себестоимость продукции, облегчить условия работы и обеспечить ее безопасность, расширить технологические возможности оборудования и сократить число рабочих, необходимых для выпуска продукции.

Постоянное совершенствование методов обработки связанное с нарастанием темпов технологического процесса, требует создание наиболее рациональной конструкции и экономического обоснования применения различных видов приспособлений, снижения их металлоемкости при обеспечении необходимой жесткости.

Изучение закономерности влияния приспособления на точность и производительность выполняемых операций позволяет проектировать приспособления интенсифицирующее производство и повышающее его точность. Проводимая работа по унификации и стандартизации элементов приспособления создала основу для автоматизированного проектирования приспособлений с использованием ЭВМ и автоматов для графического изображения, что приводит к ускорению технологической подготовке производства.

Целью данного курсового проекта является рассчитать и сконструировать станочное приспособление установочное приспособление для растачивания отверстия детали «Кронштейн»

1 ОБЩИЙ РАЗДЕЛ

1.1 Выбор способа базирования детали Кронштейн относится к корпусным деталям. Образован двумя взаимно-перпендикулярными плоскостями и окружностью.

                  

Рисунок 1 Эскиз детали кронштейн

Данные по химическому составу и механическим свойствам, марки материала детали сталь 40Л  ГОСТ 977-75 заносим в таблицы 1.1 и 1.2

Таблица 1.1 химический состав Стали 40Л  ГОСТ 977-75

C

Mn

Si

P

S

Cr

не более

0.37-0.45

0.45-0.90

 0.20-0.52

0.040

0.040

-

Таблица 1.2 механические свойства Стали 40Л  ГОСТ 977-75

Категория прочности

Предел текучести

σт,МПа

Временное сопротивление

σв, МПа

Относительное удлинение

σ, %

Относительное  сужение

Ψ, %

Ударная вязкость

KCU,   кДж/м2

не менее

К30

294

520

14

25

294

Для разработки теоретической схемы базирования изображается заготовка в, достаточном для чёткого представления, числе проекций заготовки. В соответствии с ГОСТ 21495-76 выбираем комплекс  баз, нумеруя их римскими цифрами над стрелками с полочкой.

 

Рисунок 1.2 теоретическая схема базирования

I  установочная база.

II  направляющая база.  

III  скрытая опорная база.

Схема установки заготовки изображается символами в соответствии с ГОСТ 3.1107-81 на достаточном для чёткого представления числе проекций.

Рисунок 1.3 Схема установки заготовки в приспособление.

               

- неподвижная опора с плоской формой рабочей поверхности;

             

                                          - одиночный прижим

 

   - упор

  1.  Разработка принципиальной схемы приспособления

Приспособление установочное предназначено для закрепления детали при растачивании отверстия диаметром 130 мм. Для обработки отверстия применяется горизонтально-расточной станок 2620В. Режущий инструмент резец расточной с пластиной из твёрдого сплава Т15К6.

Движение рабочих органов при обработке:

главное движение вращение резца

движение подачи вращение стола

В приспособлении установочном устанавливается одна заготовка. Установочным элементом в приспособлении является пластина. Для установки ограничения перемещения заготовки в приспособлении применяются штыри. Крепление детали осуществляется винтовым механизмом посредствам плиты по плоской поверхности. 

Рисунок 1.4 Принципиальная схема приспособления

2 Конструкторский раздел

2.1 Расчет приспособления на            точность

Производим расчёт приспособления на точность используя методику [1] по формуле:

Т -      (2.1)

где Т допуск выполняемого размера, мм; Т = 0,25 мм

Еб - погрешность базирования, мм;

Ез  погрешность закрепления, мм;

Еу  погрешность установки приспособления на станке, мм;

Еи  погрешность положения делали из-за износа установочных элементов приспособления, мм;

Епи  погрешность от перекоса инструмента, мм;

Кт = 1…1,2 коэффициент, учитывающий отклонение рассеяния значения значений составляющих величин, от закона нормального распределения;

Кт1 = 0,8…0,85 - коэффициент, учитывающий уменьшения предельного значения погрешности базирования при работе на настроенных станках;

Кт2 = 0,6…0,8 - коэффициент, учитывающий долю погрешности обработки в суммарной погрешности, вызываемой факторами, не зависящими от приспособления, мм;

ω  экономическая точность обработки, мм. ω = 0,1 (табл. 6)

          = 0, т.к. технологическая и измерительные базы совпадают.

Погрешность закрепления  = 0,135 мм. [1] (табл. 76, с. 167);

Погрешность установки приспособления на станке  = 0,02 (табл. 79, с. 170);

Погрешность положения делали из-за износа установочных элементов приспособления  определяется по формуле, приведена [1] ( с. 169) , должна иметь вид.

               (1.3.3)

где   износ установочных элементов, мкм

      - средний износ установочных элементов для чугунной заготовки при усилии зажима.

      - коэффициенты учитывающие влияние материала заготовки,  оборудование, условий обработки и числа установок заготовки.

Средний износ установочного элемента   определяется по таб.81 ст        

Коэффициенты     определяются из  [1] ( таб.82, с. 176).

             

пи = 0

0,25-1,0

= 0,03

0,03

Таким образом данное условие выполняется.

2.2 Расчет усилия зажима заготовки в приспособление

Производим расчёт режимов резанья для растачивания отверстия               Ǿ130 детали гайка используя методику [1].

Таблица 1.3

Тип и размеры инструмента

Резец расточной 20х20

Материал режущей части инструмента

Т15К6

Твёрдость материала

НВ 217

Метод получения заготовки

Отливка

Состояние поверхности

Предварительная обработка

Наименование и модель станка

Горизонтально расточной 2620В

Диапазон частот вращения

12,5 - 1600 об/мин

Диапазон подач

2,2 1760  мм/мин

Мощность привода

10 кВт

Для определения силы резания, необходимо произвести расчет режима резания при растачивании.

Определяем глубину резания, мм  

t = 3 мм.

Выбираем подачу, мм/об (табл. 12, с. 365)

 

= 0,2 мм/об

Определяем скорость резанья, м/мин

V =    

где   Cv  коэффициент зависящий от обрабатываемого материала;

t   глубина резания, мм; t = 3мм.

Т период стойкости инструмента, мин;

S  подача при сверлении, мм/об;

  общий поправочный коэффициент  на скорость резания, учитывающий фактические условия резания;

x,y,m  показатели степени.

Значения коэффициентов  Cv  и показателей степени выбираем из( табл. 28.)

Выбираем  Cv =350; x=0,15;  y=0,20 ; m=0,20. Значение периода стойкости выбираем из табл.40; Т=90 мин

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий    фактические условия резания:

=  ,       (1.4.2)

    где   - коэффициент на обрабатываемый материал.

  коэффициент на материал инструмента.

          = 1.0

           -  

       = 0.8

                                      (1.4.3)

    = 1.0

     = 1.0

                          

Определяем частоту вращения шпинделя

= 455 об/мин      (1.4.4)

Принимаем по паспортным данным  = 400 об/мин

Определяем действительную скорость резания

        (1.4.5)

Определяем действительную скорость резания по формуле

                               (1.4.8)

       поправочный коэффициент  

Kp = Кмр  Кφр  Кϒр  Кλр  Кrp = 0.521.01.01.00.93 = 0.48

         Кмр =  = ( = 0.52                                 

Кφр = 1.0

Кϒр = 1.0

     Кϒр = 1.0

     Кrp = 0.93

             

Определяем мощность резания по формуле

                    (1.4.9)

    Определяем основное время по формуле

=

2.2.3 Расчёт усилия зажима W

Рисунок 2.2. Схема усилия зажима

Сила закрепления определяется по формуле:

Где К коэффициент запаса;

    R  осевая сила; R = 601 H

    f1 , f2  коэффициенты трения; f1 = f2 = 0,16

K=K0K1K2K3K4K5K6

где К0=1,5 гарантированный коэффициент запаса, (с.382);

К1  учитывает увеличение силы резания из-за случайных неровностей на обрабатываемых поверхностях заготовок при черновой обработке К1=1,2 (с.382);

К2  учитывает увеличение сил резания вследствие затупления режущего инструмента (с.382, табл. 2). Принимают при сверлении с осевой силой К2=1,0.

К3  учитывает  увеличение сил резания при прерывистом резании. Если резание не является прерывистым, К3=1,0(с.383).

К4  характеризует постоянство силы, развиваемой ЗМ. Для ЗМ с немеханизированным приводом К4=1,3(с.383).

К5  характеризует эргономику  немеханизированного ЗМ. При удобном расположении рукоятки и малом угле поворота К5=1,0

К6  учитывают только при наличии моментов стремящихся повернуть заготовку, установленной плоской поверхностью, К6=1,5.

Определяем коэффициент запаса исходя из выбранных его составляющих:

= 6590 H

2.3 Расчёт основных параметров зажимного механизма

Зажимной механизм совокупность зажимного элемента, простых (промежуточных) элементов и приводов. Назначение зажимного механизма непосредственное воздействие на заготовку с целью ее прижима к опорам.

Произведем расчет основных параметров зажимного механизма приспособления установочного [  ]

Определяем предварительный диаметр резьбы по формуле:

,

     где с коэффициент для метрической резьбы, с = 1,4

W  усилие зажима; W = 6590 H

[σр] допускаемое напряжение материала, МПа; [σр] = 80-100 МПа

= 11.9мм

По известной силе закрепления W = 6590 Н и диаметру винта определяем шаг резьбы Р= 2,5мм; d1=17,294 мм.; d2=18,376 мм.  

По известным диаметрам и шагу резьбы вычисляют половину угла при вершине , угол подъема резьбы  и приведенный угол трения в резьбе  (для метрических  резьб и =640’)

Вычисляем половину угла резьбы при вершине  по формуле:

,

Где  Р шаг резьбы

       d2 средний диаметр резьбы

= 2,49 = 229’

Принимаем =230

Исходя из условия закрепления заготовки, выбираем конец нажимного винта   по таблице 5. 

1  коэффициент трения; 1=0,15 (с. 389 табл. 5)

   - наружный диаметр опорного торца гайки (с. 389 табл. 5)

    - внутренний диаметр опорного торца гайки (с. 389 табл. 5)

= 0,17

Так как0,4, то винтовой зажимной механизм надёжен против самоотвинчивания.

Вычисляем момент по формуле:

Определяем длину рукоятки:

По ГОСТ 13430-68 принимаем L = 160 мм.

Определяем [σр] нажимного винта. [σр] = 150 (стр. 391, таб.7). Таким образом, прочность винта при растяжении обеспечивается, т.к. [σр] = 150

 2.4 Расчет детали приспособления на прочность

Производим расчёт на прочность детали винт в виде стержня круглого сечения, нагруженного силой, по допускаемым напряжениям растяжения (сжатия). Расчёт осуществляется по формуле:

Где  - фактическое напряжение растяжения (сжатия), МПа;

    Р расчётная осевая сила, Н;

    d  диаметр опасного сечения ( для резьбового соединения внутренний диаметр резьбы), мм;

    - допускаемое напряжение растяжения (сжатия), МПа.

Определяем необходимый размер опасного сечения по формуле:

Определение необходимого размера опасного сечения производится по формуле:

где

   

= W ⋅  = 6590 ⋅ 10 = 65900 Н⋅м

Диаметр опасного сечения не превышает диаметр винта. Условие выполняется.

2.5 Описание конструкции и принципа работы приспособления

Приспособление установочное предназначено для закрепления детали кронштейн при растачивании  Установочным элементом в приспособлении является пластина 5, которая приварена к корпусу 1. Зажим заготовки происходит при помощи винтового зажимного механизма, который состоит из гайки 15, который воздействует на подпружиненный прихват 16. Для ограничения приспособления прихвата используются штыри.

Приспособление крепится на столе станка через Т-образные пазы стола станка и пазы в плите.

2.6 Мероприятия по ресурсо- и энергосбережению

Конструкция установочного приспособления является рациональной т.к. масса приспособления и его габаритные размеры не влияют на работоспособность приспособления при обработке отверстия детали. При этом достигается требуемая точность обработки.

Принятые габаритные размеры являются достаточными для жёсткого закрепления приспособления на станке. Положение зажимных механизмов перпендикулярно относительно заготовки, расположены рационально и имеют свободный доступ для закрепления заготовки на приспособлении.

Для снижения металлоёмкости на корпусе сняты 4 скоса, которые нисколько не повлияют на жёсткость и прочность крепления на столе станка.

Для обработки детали используется горизонтально расточной станок 2620В, мощности которого хватает для обработки данной детали.

  

  Проектируемый вид                          Базовый вид

          Рисунок 2.4. эскиз деталей приспособления

2.7 Расчёт экономической эффективности приспособления

Элементы себестоимости обработки, зависящие только от конструкции приспособления определяют по формулам:

   

   

Где Са, Сб -  себестоимости обработки при использовании проектируемого (Са) и базового (Сб) приспособлений, руб.

За, Зб - штучная заработная плата станочника при использовании нового и старого приспособлений для сверления, руб;

Н цеховые накладные расходы в % к заработной плате рабочих; Н = 90

Sа, Sб затраты на изготовление приспособления

    q - годовые доходы; qа=20% от Sа, руб

                     qб=20% от Sб,руб

П - годовая программа выпуска деталей, П=5000 шт

А - срок амортизации приспособления в течении которого его используют для изготовления деталей; для простых и средней сложности приспособлений А = 1,2…..3

где  tшт - основное время обработки детали;

Tст - часовая тарифная ставка станочника соответствующего разряда, Тст  =502 руб/час

tшт = То+ ,

   То  основное время; То = 1,4 мин.

= 3,25

Tшт = 1,43,25 = 4,55 мин

 

S = CN

где  С- постоянная, зависящая от сложности приспособления и его габаритов. Для ростого приспособления С=150, для сложного С=300

N- количество деталей в приспособлении, N=10 шт.

Sа = 150⋅5=750 руб

Sб = 3005=1500 руб

qа = 75020%=150 руб

qб = 150020%=300 руб

руб

= 64,98 руб

Экономический эффект от применения приспособления составляет:

Э = (Са Сб)П

Э = (64,98 21,66)5000 = 216600 руб.

Заключение

В курсовом проекте спроектировано приспособление установочное для обработки отверстия  130 мм в детали «Кронштейн». В процессе проектирования произведены расчёты приспособления на точность, выбраны рациональные режимы резания при растачивании, произведён расчёт сил резания, действующих в процессе обработки,  и усилия зажима, а также в пояснительной записке произведены расчёты основных параметров зажимного механизма. Расчёт детали приспособления на прочность  и расчёт экономической эффективности применения приспособления. В пояснительной записке произведено описание конструкции и принципа работы приспособления, а также мероприятия по энерго- и ресурсосбережению.

Листт

Подп.

Дата

№док.

Лист

Колч.

Изм.

КП 2-360101 ДО-31 2010 ПЗ


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

40098. Волоконно-оптические системы передачи и перспективы их развития 31.86 KB
  Подавляющее большинство ВОСП использует одно ОВ для передачи излучения одной рабочей длины волны. При введении излучения с длиной волны 980 нм в легированный эрбием отрезок волокна фотоны меняют состояние и генерируется излучение с длиной волны 155 мкм. Это излучение взаимодействует с рабочим излучением на той же длине волны усиливая его. Высокомощный лазер с длиной волны 980 нм называется лазером накачки.
40100. Обеспечение стабильной работы ftp и http сервера 4.11 MB
  Спецификация защищаемого объекта В сети Internet имеется закрытый ftpсервер доступ к которому предоставляется через открытую http страницу в глобальной сети Интернет. ftpсервер предоставляет доступ к файлам различных музыкальных форматов. Сервер функционирует на базе операционной системы Windows Xp. Сервер территориально располагается в пределах одной комнаты имеет выход в глобальную сеть Интернет через сторонний сервер компании предоставляющей услуги доступа.
40101. Разработка системы защиты выбранного объекта 98.5 KB
  Объект представляет собой локальную сеть с выделенным сервером и 4 рабочих станции. Сеть находится в одном адресном пространстве с корпоративной сетью другого учреждения в дальнейшем СЕТЬ построенной по принципу internet. Кроме того имеется подключение к сети интернет через модемное соединение и через локальную сеть. Подключение к internet через локальную сеть происходит через проксисервер расположенный в СЕТИ.
40102. Математическая модель маятника на каретке 1.46 MB
  В качестве обобщенных координат для рассматриваемой системы с двумя степенями свободы выберем t угол отклонения маятника и xt положение каретки. Для записи уравнений динамики механической системы воспользуемся уравнениями Лагранжа второго рода 1.1 получим математическую модель рассматриваемого объекта в виде системы двух дифференциальных уравнений второго порядка 1. Дифференциальные уравнения в форме Коши Для записи системы дифференциальных уравнений в форме...
40103. СИНТЕЗ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ МЕХАНИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА 13.61 MB
  Построение компьютерной модели с целью имитации движений, а также применение методов теории управления упрощается, если исходные уравнения привести к форме Коши. Для этого разрешим исходные уравнения относительно старших производных. Заметим, что старшие производные входят в уравнение линейно, что позволяет представить уравнения в матричной форме
40104. Синтез алгоритмов управления нестабильным объектом 449.5 KB
  Для достижения цели проекта необходимо решить следующие задачи: 1 – составить нелинейную математическую модель объекта и провести анализ методом компьютерного моделирования; 2 – провести анализ устойчивости управляемости и наблюдаемости объекта по линеаризованной модели; 3 – синтезировать регулятор состояния методом размещения собственных значений [2]; 4 – синтезировать наблюдатель состояний и динамический регулятор; 5 – оценить размеры области притяжения положения равновесия нелинейной системы с непрерывным регулятором; 6 – построить...
40105. Двойственный симплекс-метод, основные принципы, алгоритм. Случаи, когда удобно применять двойственный симплексный метод 178 KB
  ДСМ ДСМ как и СМ называется методом последовательного улучшения оценок и применяется для решения задачи: исходным пунктом этого метода является выбор такого базиса . Таким образом основные принципы ДСМ заключаются в том чтобы: каждый раз выполнялось 2 значения целевой функции убывало. Для этого воспользуемся 2м принципом ДСМ. Чтобы обеспечить это надо выбрать так что: 6 Алгоритм ДСМ формулируется так: Выбираем базис и строим I симплекстаблицу Если все то решение оптимально иначе переход к 3.
40106. Задача максимизации прибыли при заданных ценах на продукцию и ресурсы. Анализ оптимальных решений с помощью множителей Лагранжа 34.5 KB
  Требуется решить задачу максимизации прибыли при заданных P0 и p: mx P0fx – p x 1 x  0 2 Исследование задачи будем проводить с помощью функции Лагранжа: – балансовое соотношение В оптимальном плане x для любых используемых ресурсов отношение цены к предельной эффективности постоянно. Для этих же ресурсов показали что соотношение предельных эффективностей равно соотношению цен. Наибольшая отдача будет от тех ресурсов которые имеют самую большую предельную эффективность в текущей точке.