42838

Расчёт основных параметров зажимного механизма

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Принципиальная схема приспособления Конструкторский раздел. Расчёт приспособления на точность Производим расчёт приспособления на точность используя методику по формуле. погрешность установки приспособления на станке мм определяется погрешность положения детали изза износа установочных элементов приспособления; погрешность от перекоса инструмента т.

Русский

2013-11-02

976.68 KB

66 чел.

КП 2-36 01 01 ДО-31 2010 ПЗ

1 Общий раздел

1.1 Выбор способа базирования детали

   Данная деталь является вспомогательной. Применяется для определения положения и направления разнообразных осевых инструментов.  Деталь относится к деталям тел вращения типа диск. Имеется отверстие в центре. В данной детали  необходимо профрезеровать лыску выдерживая размер 1.

Рисунок 1.1 Эскиз детали

   Для разработки теоретической схемы базирования изображаем заготовку в достаточном для четкого представления числе проекций заготовки. По ГОСТ 21495-76 выбираем комплект баз, нумеруя их римскими цифрами

Рисунок 1.2 Схема базирования

 Данные по химическому составу и механическим свойствам марки материала детали Сталь 20ГОСТ 1050-88.

        Таблица 1 - Химический состав стали 20ГОСТ 1050-88

C

Si

Mn

Cr

0,17

0,17

0,35

0,25

        

Таблица 1.3 - Механические свойства стали 20ГОСТ 1050-88

МПа

МПа

НВ

250

420

  

Схему установки заготовки    изображаем условными символами  в  соответствии с ГОСТ 3.1107-81.

Рисунок 1.3.— Схема  установки заготовки в приспособление

           

       

              

             1.2 Разработка принципиальной схемы приспособлении

   Приспособление предназначено для точного и жесткого закрепления небольшой заготовк, с последующей установкой и обработкой детали. Применяемое оборудование является вертикально фрезерный консольный старок 6Р12. Главное движение резания осуществляет концевая фреза, а движение подачи, продольное и поперечное, осуществляет стол, вместе с  закрепленным на нем приспособлением. Применяемый режущий инструмент концевая фреза диаметром Д = 25мм из твердого сплава, количество ножей       Z =5 ГОСТ 17026-71. Приспособление устанавливается на стол на пальцы и прижимается болтами к столу станка.

              Рисунок 1.4 – Принципиальная схема приспособления

  

2 Конструкторский раздел

2.1 Расчёт приспособления на точность

 

   Производим расчёт приспособления на точность используя методику  по формуле:

    

               (2.1)

 

где Т допуск выполняемого размера, Т=0,52 мм;

 - погрешность базирования,  мм;

 - погрешность закрепления, мм определяется         (табл. 75, стр. 162);

     - погрешность установки приспособления на станке,  мм определяется из (табл. 79 стр. 170);

 - погрешность положения детали из-за износа установочных элементов приспособления;

     - погрешность от перекоса инструмента,  т.к. отсутствуют направляющие элементы для инструмента.

      - 1…1,2 коэффициент, учитывающий отклонение рассеяния значения составляющих величин от закона нормального распределения.

       0,6….0,8 - коэффициент, учитывающий уменьшение предельного значения погрешности базирования при работе на настроечных станках.

     - экономическая точность обработки, мм, (табл.6 стр. 31)

  Из (табл.74 стр.156) выбираем формулу для расчёта погрешности базирования.

Рисунок 2.1 - Эскиз базирования      

 Определяем погрешность базирования Еб, исходя из геометрических построений рисунок 6, по формуле:

Еб = 0,5 +2L

 где ТD1   допуск на наружный диаметр детали, мм;

L  экстроситет между базой и обрабатываемой поверхностью , мм;                                                                                                              

Еб = 0,50,52 + 2 0 = 0,26 мм

  Определяем погрешность закрепления Е з, мм

Е з = 0,06 мм   (табл.76, стр.165)

Еу =0,02  погрешность установки приспособления на станке, (табл 79, стр.171)  

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

= U = U0k1k2k3k4

   где   U0  средний износ установочного элемента, мм U0 = 0,065 мм    (табл. 81. стр.174)

 k1   коэффициент учитывающий материал детали; k1=0,91 (табл. 82. стр.186)        

 k2   коэффициент учитывающий тип оборудования; k2 =1,0   (табл. 82. стр.186)               

 k3   коэффициент учитывающий условия обработки; k3=1,0 (табл. 82. стр.186)

 k4   коэффициент учитывающий число установок; k4=1,0 (табл. 82. стр.186)

= 0,0650,911,01,01,0 = 0,005915мм.

052 -1 (0.850,0,26)2+0,062+0,022+0,059152+(0,80,052)2=0,28 мм

= (0,2…0,3)Т;

= 0,280,52 = 0,1456

0,14560,2

Таким образом данное приспособление обеспечит необходимую точность.

2.2 Расчёт усилия зажима заготовки в приспособлении.

  На заготовку при обработке в приспособлении действуют:

  1.  Силы резания;
  2.  Объёмные силы;
  3.  Сила зажима.

  Производим расчёт режимов резания для фрезерования лыски шириной В=17, глубиной t=6 [  ].

Таблица 2.1. Исходные данные для расчёта режимов резания

Тип и размеры инструмента

Фреза концевая с коническим хвостовиком Ø25 мм ГОСТ 17026-71; l=4мм; число зубъев-5; конус морзе-3

Материал режущей части инструмента

Быстрорежущая сталь- Р6М5

Твердость материала

Q=980 МПа; HB=163 

Метод получения заготовки

Прокат

Состояние поверхности

Предварительно обработанная

Наименование и модель станка

Вертикально-фрезерный станок 6Р12

Диапазон частот вращения шпинделя

31,5…1600 мин-1

Диапазон подач

Продольноя и поперечноя:25…1250 об/мин

Вертикальноя:8,3…416,6 об/мин

Мощность привода

7,5 кВт

2.2.1 Расчёт режимов резания

 Определяем глубину резания   при фрезеровании лыски - t = 6 мм.

Выбираем максимально допустимую на прочность фрезы подачу. При t=6мм, B=17мм, и Z=5, принимаем S=0,08 мм/об и корректируем по паспортным данным станка: S=0,08 мм/об.

Определяем скорость резания  по формуле:

                                                           (2.3)         

где CV  коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

      D  диаметр фрезы, 25 мм;

  Т период стойкости инструмента, Т=90 мин;

  t глубина фрезерования, t=6 мм

  SZ  подача при фрезеровании, S=0,08 мм/об;

  B  ширина фрезерования, B=8 мм;

  Z  число зубьев, Z=5;

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

  q,x,y,u,p,m  показатели степени.

Значения коэффициентов Cv и показателей степени выбираем из (табл. 39 стр. 287): Cv=46.7; q=0,45; x=0,5; y=0,5; u=0,1; p=0,1; m=0,33.

Определяем поправочный коэффициент

                                                 (2.4)

где - коэффициент учитывающий качество обрабатываемого материала(по табл. 1-4);

- коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки, =0.8 (по табл. 5);

  -  коэффициент учитывающий материал инструмента, =1,0 (по табл. 6);

                           = nv;                          (2.5)

   где nv  показатель степени nv = -0,9; ; ;(табл. 2 стр. 359)

= -0,9=0,62

Тогда  КV=0,62·0,8·1,0=0496

По выбранным данным определяем скорость резания

м/мин        

  Определяем частоту вращения шпинделя станка и корректируем по паспортным данным

                                                                (2.6)

 Принимаем из паспортных данных станка n=250 мин -1.

Определяем действительную скорость резания:

                                                           (2.7)

Определяем минутную подачу:

                                                          (2.8)

2.2.2 Расчёт сил резания

                                             (2.9)

где Кmp  коэффициент, учитывающий фактические условия обработки;

x,y,u,q,w  показатели степени.

Значения коэффициентов Cp и показателей степени выбираем из (табл. 32):

Cp=68,2; q=0,86; y=0,72; x=0,86; u=1,0; w=0

                               = n                       (2.10)

=

Определяем мощность резания:

                             (2.11)

Определяем основное время:

                                                           (2.12)

где  - длина нарезаемой лыски, мм

l1- врезание и перебег инструмента, мм l1=4мм (стр.208 приложение 1)

2.2.3 Расчёт усилия зажима

 Усилие зажима заготовки определяется из условий равновесия сил, которые суммируются на основе рассмотрения схемы действия всех сил на заготовку, включая силы трения на поверхностях контакта заготовки с установочными и зажимными элементами.

Для того чтобы составить уравнение моментов вычерчивают эскиз заготовки на котором изображают места приложения и направления сил действующих на заготовку в процессе обработки.

 Рисунок 2.2 Эскиз заготовки с приложением сил действующих на заготовку

 Определяем коэффициент запаса:

                                 (2.13)

 где   постоянный коэффициент при всех случаях механической обработки,  (с.382);

       - учитывает состояние поверхности заготовки,   (с.383);

       учитывает увеличение сил резания от прогрессирующего затупления режущего инструмента,   (с.383,табл.2);

      коэффициент учитывающий увеличение силы резания при обработке прерывистых поверхностей на заготовке,  (с.383);

     коэффициент учитывающий постоянство зажимной силы, развиваемой приводом,  (с.383);

        коэффициент, учитывающий удобство расположения рукояток в ручных зажимных устройствах,  (с.383);

       коэффициент учитывающий при наличии моментов, стремящихся повернуть обрабатываемую заготовку вокруг своей оси,  (с.384).

Определяем коэффициент запаса исходя из выбранных его составляющих

Принимаем К=2,5

 В общем виде усилие зажима W согласно  может быть представлена в виде формулы:

                              (2.14)

    где k  коэффициент запаса, к=2,5

         f  коэффициент трения в направляющих прихвата; f = 0,16

PX= Н

=17303 Н

                           d=C                              (2.15)

 где С- коэффициент для метрической резьбы, С= 1,4;

     W прилагаемое усилие,  W = 17303 Н

    

 - допускаемое напряжение материала, МПа; [σ] = 100 МПа

d мм

Принимаем диаметр резьбы М18

2.3 Расчёт основных параметров зажимного механизма

Зажимной механизм-это совокупность зажимного элемента, простых элементов и привода. Назначение зажимного механизма- непосредственное воздействие на заготовку с целью её прижима к опоре.    

 Определяем основные параметры зажимного механизма используя методику

 По известной силе W = 17303 Н, и диаметру М18, определяем шаг винта Р=2,5, d1=15,294мм, d2=16,376мм.

По известным диаметрам и шагу резьбы вычисляют половину угла при вершине резьбы:

                                                            (2.17)

 где Р шаг резьбы, Р= 2,5 мм

      d диаметр, d=16,376 мм

Принимаем

Закрепление по обработанной поверхности. Форма конца винта ( торца гайки) сферическая.

Рисунок 2.3 Эскиз формы конца винта

Выбираем формулу для расчёта эффективности самоторможения

                                           (2.18)

пр  принятое пр=640

где -угол при вершине          

  

R- радиус винта R=12

 Винтовой зажимной механизм надёжен против самоотвинчивания, если

Определяем момент:

                                         (2.19)

Определяем плечо:

L=M/147

       L=46711/147=317,76мм

2.4 Расчёт детали в приспособления на прочность

Для расчета на прочность детали приспособления будем использовать справочник [  ].

При нагружении соединения силами в плоскости (по поверхности) стыка деталей в случаях установки винта без зазора и работы на срез винта проверочный расчет осуществляется по формуле:

τср = 4W/πd 2i [τср],                                 (21)

    где W срезающая сила, W=2558 Н;

[τср] допускаемое напряжение среза, [τср]=180 МПа;

i   число стыков (количество штифтов или винтов) в соединении;

d  диаметр винта, d=8,2 мм;

   τср = 42558/3,148,2 2=48,5 МПа  

τср  [τср],

     48,5≤180

При  нагружении  соединения силами в плоскости стыка деталей и в случаях установки цилиндрического гладкого стержня без-зазора и работы на срез проверочный расчет осуществляется по формуле.

Вывод: условие прочности выполняется.

2.5 Описание конструкции и принципа работы приспособления

   

 Приспособление фрезерное предназначено для обработки лыски детали типа Втулка. В приспособлении на призмах устанавливается пять деталей. Точность установки приспособления на столе станка обеспечивается 2 шпонками.

 Установочным элементам являются оправка 3. Ограничения перемещения детали по длине на приспособлении осуществляется пятой 9 и винтом 4. Оправка крепятся с помощью оси 5, штока 7, шайбы 8. Приспособление крепиться к столу станка болтовыми соединениями через 2 паза в плите 1.

 Крепление детали осуществляется следующим образом:

Деталь насаживается на оправку 3, затем прижимается пятой 2 при помощи винта 4.

2.6 Мероприятия по ресурсо- и энергосбережению

  Приспособление фрезерное имеет габаритные размеры 300х120 мм, что позволяет надёжно и прочно закрепить деталь Втулку в процессе обработки лыски.

 В данном приспособлении габаритные размеры небольшие и обеспечивают достаточную жесткость крепления приспособления на столе станка.

 Для снижения металлоёмкости приспособления в плите 1 снимаются 1 скос, который не влияет на жёсткость конструкции приспособления. Остальные детали приспособления технологичны.

           Базовый вариант              Проектируемый вариант

                плиты                               плиты   

Рисунок 2.4 Плита

   При изготовлении детали необходимо предусматривать минимальные припуски которые позволяют работать с режимами резания обеспечивающие минимальный расход электроэнергии.

2.7 Расчёт экономической эффективности применения приспособления

 

Элементы себестоимости обработки, зависящие от конструкции приспособления, определяем по формуле:

                                   (2.24)

                                     (2.25)

   где ,  - себистоимость обработки при использовании проектируемого  и старого базового  приспособлений, руб.

        ,  - штучная заработная плата станочника при использовании нового и старого приспособлений для обработки деталей, руб;

        Н цеховые накладные расходы в % к з/п рабочих, Н=90

        А срок амортизации приспособления в течении которого его используют для выпуска деталей, А=2

        ,   затраты на изготовления приспособления, руб.

                                                               (2.26)

где   штучное время обработки деталей, мин;

     - часовая тарифная ставка соответствующего разряда Тсп=677,7 руб

Определяем штучное время:

                                                            (2.27)

   где   - коэффициент,

 

руб

Определяем затраты на изготовление приспособления:

                                                                (2.28)

                                                                (2.29)

где С постоянная зависящая, для простых приспособлений С=150, и для                              приспособлений средней сложности С=300.

     N количество деталей в приспособлении, N=11 шт

руб

 руб

Определяем годовые доходы:

                                                          (2.30)

                                                          (2.31)

руб

руб

руб

Определяем экономический эффект от применения приспособления:

                                                         (2.32)

руб

Заключение

   В данном курсовом проекте была определена схема базирования заготовки при обработке, выбраны установочные элементы приспособления. Были произведены расчёты приспособления на точность, расчёт основных параметров зажимного механизма и осуществлён их выбор, что позволило создать компактную и рациональную конструкцию приспособления. В результате технико-экономического сравнения определена себестоимость данного приспособления равного 2840 рублей. При выполнении расчётов в данном курсовом проекте широко использовалась справочно-нормативная литература.

Приложение

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Лист


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

27490. Общая характеристика многообразных подходов к изучению вопросов о происхождении права и государства (теологическая, договорная) 30.5 KB
  Это одна из самых древних теорий возникшая одновременно с первым государством и правом на основе религиозномистических представлений их божественного происхождения. Общий смысл теологических доктрин сводится к следующему: государство имеет божественное происхождение оно создано или непосредственно Богом или же людьми по велению Бога поэтому необходимо подчиняться существующей государственной власти как проявлению божественной воли. Представления о том что государство покоится на общественном договоре впервые встречается у...
27491. Общая характеристика Мусульманского права 31.5 KB
  Общая характеристика Мусульманского права Прежде всего следует обратить внимание на то обстоятельство что понятия €œмусульманское право€ и €œправо мусульманских стран€ образующих семью мусульманского права далеко не идентичны. В настоящее время семья мусульманского права включает национальные правовые системы светских государств мусульманского мира таких как Объединенные Арабские Эмираты Йемен Пакистан Алжир Саудовская Аравия Египет Турция и др. процесс €œврастания€ мусульманского права в правовые семьи и системы других стран...
27492. Общая характеристика основных правовых школ (психологическая, социологическая, историческая) 37.5 KB
  Историческая школа права сложилась в первой половине XIX в. Действительно общим у исторической школы права с естественноправовой теорией можно считать положение о том что право не создается законодателем не творится его произволом. Основоположники исторической школы представляли процесс образования и развития права как стихийный спонтанный практически независимый от законодательной деятельности государства так же как формирование духа народа и его языка. При этом главным источником права считался обычай а законным то что ранее...
27493. Общая характеристика основных правовых школ (теологическая, естественно-правовая, реалистическая) 36 KB
  Основной смысл данной теории состоит в том чтобы утвердить верховенство церковной власти над светской государством и доказать что нет государства и права вне Бога. Поэтому данная позиция сохраняя тезис о божественном происхождении государства и права вполне позволяет приспособить феодальную теологическую концепцию к политической реальности нашего времени Естественноправовая теория Т. Согласно данной теории происхождение права связано с самой природой человека с его неотчуждаемыми правами и свободами. Гроций учил что законы...
27494. Общая характеристика Романо-германской правовой системы 26 KB
  Эта правовая семья возникла на основе рецепции римского права. Основной источник права Закон нормативный акт. Ей присуще четкое деление норм права на отрасли а все отрасли подразделяются на две подсистемы: частное право и публичное право. К сфере публичного права относятся административное уголовное конституционное международное публичное.
27495. Общая характеристика судебной власти и в России 27 KB
  Общая характеристика судебной власти и в России В соответствии с принципом разделения властей одной из трёх наряду с законодательной и исполнительной властью ветвей власти является судебная. Органы судебной власти разрешают правовые споры тяжбы между конкретными лицами а также рассматривают дела об оспаривании правовых предписаний на предмет соответствия правилам более высокой силы законов Конституции подзаконных нормативных актов законам так называемый нормоконтроль в отдельных случаях дают толкование правовым нормам в основном...
27496. Общая характеристика типов (моделей) соотношения права и государства 31.5 KB
  Общая характеристика типов моделей соотношения права и государства. Проблема соотношения государства и права достаточно сложна. Согласно первой государство выше и важнее права оно творит право и использует его в качестве инструмента своей политики. Тоталитарная модель соотношения государства и права была широко распространена в советской научной и учебной литературе так как она уходит корнями в учение К.
27497. Общая характеристика феодального государства и права 30 KB
  Общая характеристика феодального государства и права. Типология государства – традиционно рассматривают как теория учение о типах государств когдалибо существовавших в истории человеческого общества или существующих в настоящее время. Типология государства – это процесс систематизации государств с учетом их сущностных свойств для повышения эффективности в теоретической и практической деятельности по изучению государства и правоприменения. Под типом государства понимаются взятые в единстве общие черты различных государств система их...
27498. Общенаучные и частнонаучные методы теории права и государства 30.5 KB
  Признаками методов теории государства и права являются: – способствование углублению знаний о государстве и праве – соответствование понятиям права – осуществление юридического познания окружающей действительности. Все методы теории государства и права можно расположить в следующей последовательности: – всеобщие методы; – общенаучные методы; – частнонаучные методы. В теории государства и права используется весьма широко.