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

18 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

40197. Особенности финансов некоммерческих организаций 22 KB
  Некоммерческие П. Некоммерческие партнерства 7. Автономные некоммерческие организации 8.
40198. Организация управления финансами корпораций. Организационная структура финансовой службы 62.5 KB
  СТРУКТУРА ФИНАНСОВОЙ СЛУЖБЫ ПРЕДПРИЯТИЯ Общее правило формирования коллектива сотрудников финансовой службы предприятия – высокая квалификация и экономически обоснованная минимизация штата. Поэтому структура финансовой службы предприятия обычно формируется постепенно по мере развития предприятия освоения современных технологий и внедрения современных инструментов финансового менеджмента централизации финансово – экономического управления предприятием и формирования на предприятии высокой корпоративной культуры. Структура финансовой службы...
40199. Понятие и сущность финансовых ресурсов. Охарактеризуйте основные подходы к формированию понятия финансовые ресурсы 41.5 KB
  Прибыль – это часть чистого дохода созданного в процессе производства и реализованного в сфере обращения которую непосредственно получает предприятие. Прибыль убыток отчетного периода складывается из: прибыли от реализации товаров; прибыли от реализации имущества и прочих активов; прибыли от финансовых операций; внереализационной прибыли. Прибыль от реализации товаров представляет собой разность выручки от реализации за вычетом НДС акцизов экспортных пошлин налога на реализацию ГСМ процентных надбавок к розничным ценам на...
40200. Подходы к трактовке определения капитала. Учетно-аналитический подход к трактовке понятия капитала 32.5 KB
  Подходы к трактовке определения капитала. Учетноаналитический подход к трактовке понятия капитала. Капитал – это стоимость которая имеет рыночную цену и спрос это реализуемая стоимость. Капитал имеет три формы движения: предпринимательскую прямые капиталовложения в производство и портфельные инвестиции т.
40201. Экономическая сущность капитала. Принципы его формирования 35.5 KB
  Экономическая сущность капитала. Рассматривая экономическую сущность капитала предприятия отметим следующие его главные черты: основной фактор производство; источник формирования благосостояния собственников; капитал предприятия является измерителем его рыночной стоимости. Вместе с тем объем используемого предприятием собственного капитала характеризует одновременно и потенциал привлечения им заемных средств; Динамика капитала предприятия является важнейшим показателем уровня эффективности его хозяйственной деятельности то есть за...
40202. Собственный капитал и его основные элементы. Расчет чистых активов 36.5 KB
  Расчет чистых активов Собственный капитал – общая стоимость средств пря принадлежащих ему на праве собственности. Для определения стоимости собственного капитала используется показатель стоимость чистых активов пря Ча=АрПр где где р принимаемые к расчету Аактивы Ппассивы Ча пря рассчитывается ежеквартально. Под стоимостью чистых активов акционерного общества понимается величина определяемая путем вычитания из суммы активов акционерного общества принимаемых к расчету суммы его пассивов принимаемых к расчету. Порядок расчета...
40203. Заемный капитал и его источники формирования 26 KB
  Краткосрочные Краткосрочные кредиты банков Краткосрочные займы Кредиторская задолженность По источникам привлечения: 1. Из внутренних источников кредиторская задолженность Цели привлечения: 1 – инвестиционные цели создание запасов; 2 – обеспечение непрерывности производственного процесса потребности пря в ресурсах. Кредиторская задолженность Задолженность поставщикам подрядчикам за выполненные работы поступившие ценности Начисленная но не выплаченная з...
40204. Эмиссия облигаций как источник финансирования 28 KB
  Эмиссия облигаций как источник финансирования. Эмиссия облигаций. Одним из источников финансирования инвестиционной деятельности может быть эмиссия облигаций направленная на привлечение временно свободных денежных средств населения и коммерческих структур.Привлекательность облигаций для потенциальных инвесторов во многом определяется условиями их размещения.
40205. Концепция стоимости капитала. Понятие и виды стоимости 48.5 KB
  Концепция стоимости капитала. Концепция стоимости капитала. Факторы определяющие цену капитала предприятия Одной из важнейших предпосылок эффективного управления капиталом предприятия является оценка его стоимости. Стоимость капитала представляет собой цену которую предприятие платит за его привлечение из различных источников.