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

17097. Склад програми циклічної структури з розгалуженням 60 KB
  Лабораторна робота № 9 Тема: Склад програми циклічної структури з розгалуженням. Мета: навчитися складати програми циклічної структури застосовуючи цикли з параметром; працювати в інтегрованому середовищі використовуючи структуру розгалуження. Обладнання: ПК. ...
17098. Розробка програм з циклічними обчислювальними процесами 127.5 KB
  Лабораторна робота № 10 Тема: Розробка програм з циклічними обчислювальними процесами Ціль роботи: Вивчити написання програм мовою С використовуючи ітераційні циклічні методи освоїти основні оператори що підтримують роботу з циклами for while do... while. Навчитися писа...
17099. Обчислювальний процес, що розгалужується, з різними логічними умовами: оператор if... else, умовна операція (?:), оператор switch, оператор break, оператор goto 107 KB
  Лабораторна робота № 11 Тема: Обчислювальний процес що розгалужується з різними логічними умовами: оператор if... else умовна операція : оператор switch оператор break оператор goto Ціль роботи: Вивчити реалізацію в мові ветвящихся обчислювальних процесів . Навчитися писат
17100. Операції С, їхні пріоритети і використання. Перетворення типів 155 KB
  Лабораторна робота № 12 Тема: Операції С їхні пріоритети і використання.Перетворення типів Ціль роботи: Вивчити основні логічні арифметичні й інші операції С навчитися правильно складати вираження С вивчити пріоритети операцій С навчитися використовувати перетвор...
17101. Складання програм циклічної структури 72.5 KB
  Лабораторна робота № 13 Тема: складання програм циклічної структури. Ціль: навчитися складати програми циклічної структури застосовуючи різні типи операторів циклу в інтегрованому середовищі. Обладнання: ПК. Хід роботи. 1.Правила техніки безпеки при роботі в к
17102. Складання програм циклічної структури. Цикли з відомою та невідомою кількістю Повторів 105 KB
  Лабораторна робота № 14 Тема: склад програм циклічної структури. Цикли з відомою та невідомою кількістю Повторів. Мета: навчитися складати циклічні програми різних типів: з відомою та невідомою кількістю повторів. Обладнання: ПК. Хід роботи. Правила техніки
17103. Вкладені цикли. Упорядкування елементів масиву 49.5 KB
  Лабораторна робота № 15 Тема: Вкладені цикли. Упорядкування елементів масиву. Мета: навчитися складати програми упорядкування масивів Обладнання: ПК інструкция до практичної роботи. Обладнання:ПК Хід роботи Правила техніки безпеки в класі комп'ютерної технік
17104. Вкладені цикли. Рахування подвійної суми елементів 77.5 KB
  Лабораторна робота № 1617 Тема: Вкладені цикли. Рахування подвійної суми елементів. Мета:навчитися методиці підготовки та зміни змінних у вкладених циклах складати програми рахування подвійної суми. Обладнання: ПК інструкція до практичної роботи. Хід роботи. 1....
17105. Поняття алгоритму. Блок схема запису алгоритмів 95.5 KB
  Лабораторна робота № 1 Тема: Поняття алгоритму. Блок схема запису алгоритмів. Мета: ознайомитись з поняттям алгоритм розглянути властивості алгоритму способи запису алгоритмів ознайомитись з правилами креслення схем алгоритму. Обладнання: інструкція до пр...