4745

Модернизацией производства на базе применения новейших достижений науки и техники

Контрольная

Инновационные исследования

Введение Интенсификация производства в машиностроении неразрывно связана с техническимперевооружением и модернизацией производства на базе примененияновейшихдостижений науки и техники. Техническоеперевооружение, подготовка пр...

Русский

2012-11-25

183.76 KB

8 чел.

Введение

Интенсификация производства в машиностроении неразрывно связана с техническим перевооружением и модернизацией производства на базе применения новейших достижений науки и техники. Техническое перевооружение, подготовка производства новых видов продукции машиностроения и модернизация средств производства неизбежно включают процессы проектирования средств технологического оснащения и их изготовления.

В общем объёме средств технологического оснащения примерно

50 % составляют станочные приспособления. Применение станочных приспособлений позволяет:

1) надежно базировать и закреплять обрабатываемую деталь с сохранением её жесткости в процессе обработки;

2) стабильно обеспечивать высокое качество обрабатываемых деталей при минимальной зависимости качества от квалификации рабочего;

3) повысить производительность и облегчить условия труда рабочего в результате механизации приспособлений;

4) расширить технологические возможности используемого оборудования.

Для эффективного использования станков и станочных приспособлений предъявляется ряд требований.

Для обеспечения высокой точности обработки заготовок приспособления должны быть выполнены с высокой точностью. Погрешности базирования и закрепления должны быть сведены к минимуму. Конструкция приспособления не должна быть наиболее податливым звеном системы станок-приспособление-инструмент - деталь, чтобы использовать полную мощность станка на черновых операциях и обеспечивать высокую точность на чистовых операциях. Приспособление должно обеспечивать хорошую инструментальную доступность, т.е. возможность подхода инструмента к как можно большему количеству поверхностей заготовки. Приспособления должны обеспечивать сокращение времени зажима-разжима заготовки. Для сокращения времени переналадки станков приспособления должны обеспечивать возможность их быстрой смены или переналадки.

1 Обоснование необходимости создания приспособления. Выбор

системы приспособления.

Требуется спроектировать приспособление для обработки отверстия  (операция 35).

Заготовка обрабатывается на вертикально-сверлильном станке с ЧПУ 6904ВМФ2 с использованием прихватов и призм. Наличие жесткой привязки координатных размеров призм обеспечивают получение требуемой точности изготовления. Кроме того значительно сокращается подготовительно-заключительное время.   Применение специализированного приспособления (ПР), позволит снизить трудоемкость обработки на данной операции, уменьшить штучное время, повысить стабильность точностных параметров операции.

2 Уточнение цели технологической операции.

2.1 Определение количественных и качественных результатов

выполнения операции.

2.1.1 Точность размеров.

Точность обработки – это соответствие обработанных поверхностей требованиям чертежа, которые ограничены четырьмя факторами:

  1.    соблюдение размерной точности;
  2.    соблюдение требований шероховатости поверхности;
  3.    соблюдение допусков формы и взаимного расположения поверхностей;
  4.    соблюдение требуемой твёрдости поверхностей.

Требуемая точность поверхностей достигается благодаря использованию достаточного количества стадий обработки, грамотному подбору оборудования,  режущего инструмента, жёсткому закреплению деталей. По точности все поверхности детали можно условно разделить на три группы: грубые, средней точности и точные.

На данной операции формируется отверстие Ф12,5 . Шероховатость Ra под это отверстие 3,2 мкм.

Допуск на длину координирующего размера 28 составляет 0,24 мм.

2.1.2 Точность формы.

Установлен допуск перпендикулярности относительно базы B 0,1 мм, и допуск симметричности 0,2 мм относительно базы Г.

2.2.2  Выяснение  количественных и качественных данных о заготовке, поступающей на операцию.

На данную операцию заготовка поступает предварительно обработанными наружными цилиндрическими поверхностями. Заготовка вполне жесткая, обрабатываемость ее удовлетворительная. Масса заготовки 22 кг. Материал сталь 40Х ГОСТ 4543-71. Имеются достаточно развитые поверхности, принимаемые за базовые, к которым можно отнести торец  Ø130-0,26 и опорную поверхность B.

2.2.3 Степень шероховатости.

Из чертежа детали видно, что    параметры шероховатости цилиндра и торца следующие: цилиндра Ra = 1,25 мкм. Координирующий правый торец по чертежу без шероховатости. Назначаем на эту поверхность шероховатость 1,6 мкм. Это соответствует точностным требованиям  к базовым поверхностям. В проектируемом  приспособлении планируется  обрабатывать заготовки с базовыми поверхностями .

3 Определение условий, в которых будет изготавливаться и эксплуатироваться проектируемое приспособление.

Годовая программа выпуска определена в 1000 шт. деталей. Такая программа с учетом трудоёмкости предполагает серийный тип производства. Поскольку такт выпуска детали при небольшой, то делаем заключение о низкой интенсивности использования приспособления. Заготовка будет обрабатываться на  сверлильно-фрезерно-расточном станке с ЧПУ 6904ВМФ2.

Таблица 3.1 - Параметры станка  сверлильно-фрезерно-расточного с ЧПУ 6904ВМФ2.

Параметр

Значение

Размеры рабочей поверхности стола, мм

   500х400

Расстояние от торца шпинделя до рабочей поверхости стола, мм

65-555

Наибольшая масса обрабатываемого изделия, кг

250

Наибольшее перемищение:

1) стола:

- продольное

- поперечное

500

500

Наибольший диаметр:

- сверления в стали

- растачивания

18

125

Частота вращения шпинделя, об/мин

32-2000

Подача:

- шпинделя

- стола

2,5-2500

2,5-2500

Скорость быстрого перемещения, мм/мин

- стола

- шпиндельной бабки

5000

5000

Мощность эллектродвигателя, кВт

4,5

Габаритные размеры:

- длина

- ширина

- высота

2790

2060

2000

Масса, кг

5082

4.Составление перечня реализуемых функций

  1.  Перемещение и предварительная ориентация заготовки.
  2.  Базирование заготовки.
  3.  Закрепление заготовки.
  4.  Образование исходной силы для закрепления.
  5.  Управление энергоносителем.
  6.  Замена установочных (зажимных) элементов.
  7.  Обработка  отверстия  ø12,5Н8.
  8.  Поворот и фиксация шпиндельного блока и холостые ходы.
  9.  Создание безопасных условий труда.

Исходя из условий реализации этих функций и требований к результатам их реализации, разработчик осуществляет поиск прототипов из накопленного фонда технических решений. Предпочтение следует отдавать апробированным практикой стандартным техническим носителям функций. Разработка новых конструкций функциональных узлов требует специального обоснования.

5 Выбор главной базовой (установочной) поверхности.

Из всего комплекса поверхностей, образующих заготовку, на главную базовую поверхность претендует торцевая поверхность ø130- это правый торец, так как базирование по данному торцу  уменьшает допуск на размер, соединяющий технологическую и измерительную базу (этот же торец), а значит и уменьшает погрешность базирования, по сравнению с базированием по другому торцу. 

При базировании по данной поверхности погрешность базирования заготовки равна нулю, так как технологическая и измерительная базы совпадают.

Торец является установочной базой и лишает заготовку 3 степеней .

6. Разработка и обоснование схемы закрепления

6.1. Анализ взаимодействия силовых полей с позиций

уравновешенности системы: режущий инструмент – заготовка –

приспособление – станок.

Рисунок 6.1 – схема сил нагружения при операции.

В данной схеме сила W  является суммарной силой закрепления, составляющие которой сила резания  Po=2138 Н и  статистическая сила  на штоке пневмоцилиндра Pp 1450 Н.  В итоге, суммарная сила будет равна:

W= Po + Pp=2138+1450=3588 H

Коэффициент трения f=0,2. Вес заготовки mg=22*10=220 H.

Fy=0;

-Wmg + R1cos45˚ + R2cos45˚  =0;

По условию угол опорной поверхности призмы равен 90˚. Из схемы видно что силы реакции опор R1=R2 .В итоге находим эти силы:

;

Необходимая сила закрепления при сверлении рассчитывается по формуле:

;

Т.к. действительная сила зажима гораздо больше теоретической то расчет выполнен верно.

6.2 Силовой расчет.

Силовой расчет учитывает коэффициент запаса  K, поскольку при обработки заготовки возникают неизбежные колебания сил и моментов резания.

В общем случае величина этого коэффициента находиться в пределах  K=2…3,5 и зависит от конкретных условий обработки.

Величина коэффициента складывается:

К=КохК1хК2хК3хК4хК5,

где К0 = 2 - коэффициент гарантированного запаса [2,с.85]

К1 = 1 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания из-за случайных неровностей на обрабатываемых поверхностях по [2,с.85]

К2 = 1.1 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания вследствие затупления режущего инструмента [2,с.84:табл.9]

К3 = 1 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при прерывистом резании [2,с.85]

К4 = 1- коэффициент, характеризующий постоянство силы закрепления при применении механизированных устройств [2,с.85]

К5 = 1 - коэффициент, характеризующий эргономику зажимных механизмов

К=КохК1хК2хК3хК4хК5=2х1х1,1х1х1х1=2,2

Принимаем коэффициент запаса К=2.5 [2,с.85].

В качестве привода станочного приспособления выбираем стационарный пневмоцилиндр с исполнением на лапах двухстороннего действия по ГОСТ 15608-81 с диаметром цилиндра 63 мм (давление воздуха 0,63 МПа)  (рисунок 7.2).

Рисунок 6.2 - Компоновка приспособления. Общий вид.

Привод двухстороннего действия предназначен для создания исходных усилий двух направлений: «толкающего» - при подаче воздуха в нижнюю часть цилиндра, и «тянущее» -усилие противоположного направления.

Толкающее усилие используется для разжатия заготовки и отвода прихвата от детали, тянущее усилие служит для подвода прихвата и закрепления заготовки .

Одним из основных преимуществ поршневых приводов является их быстродействие и постоянное усилие. Недостаток – ударное действие привода, создание шума.

6.3 Точностной расчет приспособления.

С информационной точки зрения расчеты допусков на изготовление элементов приспособления представляют собой преобразование информации о точности обработки поверхностей детали на данной операции в точностные требования к приспособлению.

Прежде чем приступить к расчету точности, определим расчетные параметры, которые в большей мере влияют на достижение заданных допусков обрабатываемой детали. При обработке заданной детали на операции координатно-расточной  к расчетным параметрам следует отнести допуск на диаметр наружной поверхности ø45Н9:Тø45 = 62 мкм.

Рис 6.3 Погрешности базирования.

Призма представляет собой установочный элемент с двумя установочными плоскостями,  расположенными под углом α, который имеет стандартное значение. Выберем призму по ГОСТ 12196-66.  Примем угол α=90˚.

Погрешности базирования определяются по формулам:

Δδу1=(Td/2)∙(1/sin(α/2)+1)=(0,046/2)∙(1/(sin90˚/2) + 1) = 0,055

Δδу2=(Td/2)∙(sin(α/2))=(0,046/2)(1/(sin90/2)) = 0,016

Δδу3=(Td/2)∙(1/sin(α/2)-1)=(0,046/2)∙(1/(sin90˚/2) -1)= 0,009

Δδу1> Δδу2> Δδу3

В направлении оси у возникают погрешности базирования Δδу1 , Δδу2 , Δδу3, которые зависят от допуска на диаметр базовой поверхности заготовки и величины угла α. В направлении оси х Δδх=0 .

Материал изготовления призм сталь 20х, с твердостью 55-60 HRC. При установке призм на корпус приспособления они штифтуются и крепяться винтами по ГОСТ 11738-72.

7 Описание устройства и принципа действия приспособления.

Эксплуатация приспособления

  1.  Установить и закрепить приспособление на столе станке, установка происходит с помощью болтов.  
  2.  Подготовить базовые поверхности к установке заготовки.
  3.  Установить заготовку поворотом рукоятки распределительного крана  произвести закрепление заготовки с помощью прихвата.
  4.  Обработать заготовку (просверлить отверстия 12,5 мм)
  5.  Поворотом рукоятки распределительного крана  в обратную сторону открепить заготовку.
  6.  Подготовить базовые поверхности приспособления к установке следующей заготовки.
  7.  Приспособление хранить на деревянном основании. Воздействие атмосферных осадков и агрессивных сред недопустимо.

Список литературы

  1.  Справочник технолога машиностроителя. В 2-х т. Т. 2/ под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1986. 496 с., ил.
  2.  Гжиров Р. И. Краткий справочник конструктора: Справочник – Л: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1984. – 464 с., ил.
  3.  Белоусов А. Л. Проектирование станочных приспособлений: Учебное      пособие для учащихся техникумов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1980. - 240 с., ил.
  4.  Методические указания к выполнению контрольной работы по проектированию станочных приспособлений для студентов специальностей: 7.090202, 7.090203, 7.090204 для всех форм обучения / сост. Г.С.Чумаков, отв. за выпуск А.У. Захаркин Сумы 1997 г. – с. 34.
  5.  Горбацевич А. Ф., Шкред В. А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: [Учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов]. – 4-е изд., перераб. и доп. – мн.: Выш. школа, 1983. – 256 с., ил.

6. Горошкин А.К., Приспособления для металлорежущих станков,   справочник -   7 изд., перераб. и дополн. - М.: Машиностроение, 1979г.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

12522. РАБОТА В ГРАФИЧЕСКОМ РЕДАКТОРЕ CORELDRAW 476 KB
  Лабораторная работа №1 Работа в графическом редакторе Coreldraw 1. Цель работы. Изучение основных возможностей программы векторной графики CorelDRAW Графический редактор CorelDRAW предназначен для работы с векторной графикой и является несомненным лидером среди аналогичных...
12523. ПОСТРОЕНИЕ ЛИНИЙ В CORELDRAW. ОПЕРАЦИИ С ОБЪЕКТАМИ. ГРУППИРОВКА 1.06 MB
  Лабораторная работа №2 Построение линий в Coreldraw. операции с объектами. группировка. 1. Цель работы. Обучение рисованию и оформлению линий и фигур. Знакомство с операциями над объектами. Модель кривой Инструменты позволяющие строить линии различных типов сведены в...
12524. РАБОТА С ТЕКСТОМ В CORELDRAW 337 KB
  Лабораторная работа №3 работа с текстом в Coreldraw. Цель работы. Обработка различных приемов размещения текста и его редактирования. Изучение приемов организации стилей и цветов а также эффектов преобразования объектов типы заливки создания глубины средства трехме...
12525. ИНТЕРАКТИВНОЕ ПЕРЕТЕКАНИЕ ИМИТАЦИЯ ОБЪЕМА 726.5 KB
  Лабораторная работа №4 ИНТЕРАКТИВНОЕ ПЕРЕТЕКАНИЕ. ИМИТАЦИЯ ОБЪЕМА 1. Цель работы. Знакомство с интерактивными инструментами оформления изображения. Эффект Интерактивное перетекание Инструмент Интерактивное перетекание относится к категории интерактив
12526. Определение ускорения свободного падения. Ускорение свободного падения вблизи поверхности Земли 408 KB
  Определение ускорения свободного падения Цель работы: Изучить графический метод обработки результатов измерений. Изучить метод наименьших квадратов. Определить ускорение свободного падения при помощи математического маятника.
12527. ДИНАМИКА ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ТВЕРДОГО ТЕЛА. 325 KB
  Тема: ДИНАМИКА ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ТВЕРДОГО ТЕЛА. Цель: Изучение законов динамики вращательного движения твердого тела; Определение момента силы трения. Теория Твердыми телами в механике называются такие тела для которых мы можем пренебречь их деформац...
12528. ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ СИЛ ВНЕШНЕГО ТРЕНИЯ 219 KB
  Тема: ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ СИЛ ВНЕШНЕГО ТРЕНИЯ. Цель: Изучить основные закономерности внешнего трения; Определить коэффициент трения качения методом наклонного маятника. ТЕОРИЯ. Согласно закону инерции Ньютона тело приведенное некоторой силой в движение...
12529. ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ 240.5 KB
  Тема: ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ Цель: Изучение законов гармонических колебаний; Определение момента инерции физического маятника; Определение ускорения свободного падения . Теория. Гармонический осциллятор. Простейшей механической системо
12530. Измерения температуры 78.5 KB
  Тема: Измерения температуры. Цель: проградуировать полупроводниковый и металлический термометры сопротивления и термоэлектрические термометры с предельной относительной погрешностью не превышающей 2. Оборудование и принадлежности: установка для проведения...