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

63 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

16864. Дыхание Жизни — не продукт эволюции 201.5 KB
  Дыхание Жизни не продукт эволюции Брэд Хараб Многие из нас слышали когданибудь такое выражение €œкак рыба вынутая из воды€. Эта известная идиома отображает несомненный факт того что рыбы не могут дышать или перемещаться на суше. Тем не менее учёные которые подд...
16865. Человеческое тело – шедевр, созданный Богом 81 KB
  PAGE 1 Человеческое тело – шедевр созданный Богом Иосиф Патури Доктор Иосиф Патури является Ректором Христианского Колледжа Темпл в Цинциннати Огайо США. Человеческий мозг является наиболее сложным и организованным устройством материи во вс
16866. КАК СООТНОСЯТСЯ ПОСТУЛАТЫ ВЕРЫ ЭВОЛЮЦИОНИЗМА И СОТВОРЕНИЯ МЕЖДУ СОБОЙ И С ЕСТЕСТВОЗНАНИЕМ 196.49 KB
  КАК СООТНОСЯТСЯ ПОСТУЛАТЫ ВЕРЫ ЭВОЛЮЦИОНИЗМА И СОТВОРЕНИЯ МЕЖДУ СОБОЙ И С ЕСТЕСТВОЗНАНИЕМ В.С.Ольховский доктор физикоматематических наук Институт ядерных исслед. НАНУ Научноисслед.центр Відгук Мин.здравоохр.Украиныolkhovsk@kinr.kiev.ua Выступление на открытой дискусс...
16867. Поезд эволюции движется в неправильном направлении 65.5 KB
  Поезд эволюции движется в неправильном направлении Карл Виланд Атмосфера в переполненном фойе лекционного зала была полна ожиданий и любопытства. Это было в конце 70х годов в ранние бурные дни креационного движения в Южной Австралии. Дебаты по сотворению/эволюции
16868. Удивительная молекула, передающая сообщение 84.5 KB
  PAGE 1 Удивительная €œмолекула передающая сообщение€ Карл Виланд Когда ктонибудь посылает сообщение вместе с ним передаётся чтото удивительное и загадочное. Например Альфонс в Эльзасе хочет послать следующее сообщение: €œНэд война закончилась. А
16869. Эволюция, сотворение и термодинамика 47.5 KB
  PAGE 3 Эволюция сотворение и термодинамика Карл Виланд Введение Второй Закон Термодинамики гласит что изолированная система со временем станет более неупорядоченной. В первой части этой статьи мы установили что природное самопреобразование вселе...
16870. Как бы Вы ответили 95 KB
  Как бы Вы ответили Далеко не будучи €œслепой верой€ Христианство можно логически защищать. Кен Хэм Кажется что всё в нашей ежедневной жизни имеет своё начало. Законы науки показывают что даже некоторые вещи которые выглядят неизменными и одинаковыми каждый день
16871. Дизайн человеческого глаза 271 KB
  PAGE 1 Дизайн человеческого глаза Др. Курт Декерт Человек обладает одной из наиболее изумительных зрительных систем. Основные свойства человеческого глаза включают: безупречно скорректированный оптический дизайн точная геометрия материалов контрол...
16872. Молекулярные механизмы: экспериментальная поддержка вывода о Разумном Замысле 158 KB
  Молекулярные механизмы: экспериментальная поддержка вывода о Разумном Замысле Др. Майкл Бихи Для Дарвина клетка и каждая микробиологическая функция были непостижимым черным ящиком. Теперь когда мы можем изучить этот ящик можем ли мы применить теорию Дарвина к нем...